JP7126531B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Description
本願は、ハイブリッド車両の制御装置に関するものである。 The present application relates to a control device for a hybrid vehicle.
近年、省エネルギー及び環境を考慮した車両として、エンジン、モータジェネレータなど、複数の駆動源から動力を得るハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両では、モータジェネレータ、補機類の使用などにより、バッテリの電気残容量であるステートオブチャージ(State Of Charge)(以下、「SOC」と略称する)が比較的短期間で少なくなる。そこで、一般的には、減速時と降坂時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生制動制御を行ない、あるいは、加速時および定常走行時にエンジンの動力で発電機を駆動させる(以下、「エンジン発電」と略称する)制御により、バッテリに電力を供給して充電し、SOCを回復するようにしている。 2. Description of the Related Art In recent years, hybrid vehicles that obtain power from a plurality of drive sources such as an engine and a motor generator have become popular as vehicles that take energy saving and environment into consideration. In a hybrid vehicle, the state of charge (hereinafter abbreviated as "SOC"), which is the remaining electrical capacity of the battery, decreases in a relatively short period of time due to the use of the motor generator, accessories, and the like. Therefore, in general, regenerative braking control is performed to convert kinetic energy into electrical energy during deceleration and downhill, or a generator is driven by engine power during acceleration and steady running (hereinafter referred to as "engine power generation ) controls to supply power to the battery to charge it and recover the SOC.
ここで、エンジン発電が不要で、エンジンのみ、もしくはエンジンとモータジェネレータにより車両を駆動して走行している際は、燃費低減を目的として、燃料消費率が小さくなる運転ポイントでエンジンを制御するのが一般的である。これに対し、エンジン発電が必要となった際は、加速時および定常走行時に必要な車両駆動力を確保した上でさらにバッテリへの充電電力分の発電を行なうための出力がエンジンに必要とされるため、燃料消費率が小さい運転ポイント(エンジントルクおよびエンジン回転数で表したエンジンの動作点)でエンジンを動作させることができず、燃費が悪化するケースがある。したがって、燃費向上の観点からすると、エンジン発電によりバッテリを充電する際も、可能な限り燃料消費率が小さい運転ポイントで制御することが重要となる。 Here, when engine power generation is not required and the vehicle is driven by the engine alone or by the engine and the motor generator, the engine is controlled at an operating point where the fuel consumption rate becomes small in order to reduce fuel consumption. is common. On the other hand, when engine power generation is required, the engine must have enough power to generate enough power to charge the battery in addition to securing the driving force necessary for acceleration and steady running. Therefore, in some cases, the engine cannot be operated at an operating point where the fuel consumption rate is low (the operating point of the engine represented by engine torque and engine speed), resulting in poor fuel consumption. Therefore, from the viewpoint of improving fuel efficiency, it is important to control at an operating point where the fuel consumption rate is as small as possible even when charging the battery by engine power generation.
たとえば、特許文献1に開示された従来のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン発電によるバッテリ充電時において、要求されたエンジン出力を満たす中で燃料消費率が小さい運転ポイントとなるように、無段変速機における変速比を変更することでエンジン回転数を制御するとともに、燃料制御によりエンジントルクを制御することでエンジン発電時の燃費向上を実現するようにしている。
For example, in the conventional hybrid vehicle control device disclosed in
特許文献1に開示された技術においては、燃料消費率が小さい運転ポイントとなるようにエンジン回転数を制御するためには、無段変速機を用いた構成が必要である。無段変速機は金属ベルトにより動力を伝達する構成であるため、高速領域では伝達効率が悪く、車両を駆動する際の燃費が悪化する傾向があるとされる。そのため、有段変速機が搭載される車両も多数存在する。有段変速機は変速比が段階的(非連続的)な変速機構であるため、特許文献1に開示された従来の技術のような燃料消費率の小さいエンジン回転数となるように、エンジンの運転ポイントを精度よく制御することは困難である。以上のことから、有段変速機を持つ車両では、特許文献1に開示された技術を用いたエンジン発電時の燃費向上効果を得ることができない場合がある。
In the technology disclosed in
ここで、特許文献1に開示されているように、エンジン発電を実施するタイミングは、バッテリのSOCがあらかじめ定められた値を下回るとき、とするのが一般的である。このあらかじめ定められたSOCの値は、バッテリの損傷などのリスクを避けるための最低限の電力量と、エアコンなどの補機の電力、およびその他の保持しておきたい電力として設けたマージン分の電力量など、全体を考慮してあらかじめ設定されている値である。 Here, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000, the timing for performing engine power generation is generally set when the SOC of the battery falls below a predetermined value. This predetermined SOC value is the minimum amount of power to avoid the risk of damage to the battery, the power for auxiliary equipment such as air conditioners, and the margin provided for other power that you want to hold. It is a value that is set in advance in consideration of the whole, such as power consumption.
なお、補機が必要とする電力量は、運転者が補機を使用する度合いにより左右されるため、バッテリ保護の観点から、補機用の電力量としてのマージン分が多めに設定される傾向がある。したがって、運転者による補機の使用状態によっては、必要以上のマージンが存在している状態であるにもかかわらずエンジン発電が実施される場合があり、必ずしも適切なタイミングでエンジン発電が実施されているわけではない。これは、変速機の機構のいかんにかかわらず、あり得ることである。 Since the amount of power required by the auxiliary equipment depends on the extent to which the driver uses the auxiliary equipment, there is a tendency to set a large margin for the amount of power for the auxiliary equipment from the viewpoint of battery protection. There is Therefore, depending on how the driver uses the auxiliary equipment, engine power generation may be performed even when there is a margin more than necessary, and engine power generation may not always be performed at the appropriate timing. It doesn't mean there is. This is possible regardless of the transmission mechanism.
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、エンジン発電時における燃費の向上を実現するハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above problems, and an object of the present application is to provide a control device for a hybrid vehicle that realizes improvement in fuel efficiency during engine power generation.
本願に開示されるハイブリッド車両の制御装置は、
燃料の燃焼により作動して動力を発生するエンジンと、前記エンジンの動力により駆動されて発電するエンジン発電を実施し得るモータジェネレータと、前記モータジェネレータによって発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリから電力の供給を受けて作動する少なくとも一つの補機と、を備えたハイブリッド車両を制御するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリのSOCを推定するバッテリSOC推定値算出手段と、
前記エンジンの運転ポイントにおける燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記エンジンの作動時における、あらかじめ設定された時間の間に前記補機が使用する電気量の消費量を算出する補機電力消費算出手段と、
前記補機電力消費算出手段が算出した前記消費量に応じて、前記バッテリの最低SOCを推定するSOC最低残容量算出手段と、
前記バッテリSOC推定値算出手段により推定した前記バッテリのSOCが、あらかじめ設定された値と、前記SOC最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低SOCと、の間にあるか否かを判定するエンジン発電領域判定手段と、
前記エンジン発電領域判定手段による前記判定の結果が肯定であるとき、少なくとも、前記エンジン発電を実施することを想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、前記エンジン発電の実施をしないと想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、の比較に基づいて、前記エンジン発電を実施するか否かを判定するエンジン発電実施判定手段と、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段の前記判定の結果が肯定であるとき、前記エンジン発電を実施するように構成され、
前記制御装置は、
前記補機が使用する電気量の消費量に応じて、前記補機が使用する電気量を抑制する分のエンジン発電トルクを算出する補機電力抑制分トルク算出手段、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段により、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電実施を想定したときの燃料消費率よりも小さく、且つエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さい、と判定した場合に、前記エンジン発電を実施し、且つ前記補機が使用する電気量を抑制するように構成されている、
ことを特徴とするものである。
The hybrid vehicle control device disclosed in the present application includes:
An engine that operates by combustion of fuel to generate power, a motor generator that is driven by the power of the engine to generate power, a battery that charges the power generated by the motor generator, and the battery and at least one auxiliary machine operated by receiving electric power from a hybrid vehicle control device configured to control a hybrid vehicle,
battery SOC estimated value calculation means for estimating the SOC of the battery;
fuel consumption rate calculation means for calculating a fuel consumption rate at an operating point of the engine;
Auxiliary machine power consumption calculating means for calculating a consumption amount of electricity used by the auxiliary machine during a preset time when the engine is in operation;
SOC minimum remaining capacity calculation means for estimating the minimum SOC of the battery according to the consumption calculated by the auxiliary power consumption calculation means;
Determining whether the SOC of the battery estimated by the estimated battery SOC value calculating means is between a preset value and the minimum SOC of the battery estimated by the SOC minimum remaining capacity calculating means. engine power generation region determination means;
When the result of the determination by the engine power generation region determining means is affirmative, at least the fuel consumption rate of the engine when it is assumed that the engine power generation is performed and when it is assumed that the engine power generation is not performed. engine power generation implementation determination means for determining whether or not to implement the engine power generation based on a comparison of the fuel consumption rate of the engine of
with
configured to perform the engine power generation when the determination result of the engine power generation execution determination means is affirmative ,
The control device is
Auxiliary machine electric power suppression torque calculation means for calculating an engine generated torque for suppressing the amount of electricity used by the auxiliary machine according to the consumption of the electric quantity used by the auxiliary machine;
with
By the engine power generation execution determination means, it is assumed that the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed is lower than the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is performed, and that engine power generation will be performed by suppressing the engine power generation torque. When it is determined that the fuel consumption rate at the time is lower than the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed, the engine power generation is performed and the amount of electricity used by the auxiliary device is suppressed. has been
It is characterized by
本願に開示されるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン発電時における燃費の向上を実現するハイブリッド車両の制御装置が得られる。 According to the hybrid vehicle control device disclosed in the present application, it is possible to obtain a hybrid vehicle control device that achieves an improvement in fuel efficiency during engine power generation.
以下、各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings, and the same or corresponding members and parts in each drawing will be described by attaching the same reference numerals.
実施の形態1.
以下、バッテリのSOCが低下した際に、補機の使用およびその使用の変化に応じて、エンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、その領域内では、エンジン発電をしても燃料消費率が小さいと推定されるときのみに、エンジン発電を実施するようにした実施の形態1について図面を参照して説明する。図1は、実施の形態1および後述の実施の形態2による、ハイブリッド車両の制御装置を含む車両システム全体を示す構成図である。
Hereinafter, when the SOC of the battery drops, an SOC region is provided in which it is possible to select whether or not to perform engine power generation according to the use of the auxiliary equipment and changes in its use.
図1に示すように、実施の形態1および後述の実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置を含む車両システムは、燃料の燃焼によって作動するエンジン101と、電動モータおよびジェネレータとして用いられるモータジェネレータ(以下、「MG」と称する)105を搭載している。エンジン101のクランクプーリ102とMG105のプーリ103は、ベルト104を介して連結されている。エンジン101およびMG105が発生した動力は、トランスミッション108、デファレンシャルギア109を介してドライブシャフト110に接続されたタイヤ111へと伝達される。
As shown in FIG. 1, a vehicle system including a control device for a hybrid vehicle according to Embodiment 1 and
エンジン101の制御は、エンジン制御用電子コントロールユニット(以下、「エンジン用ECU」と略称する)112により行なわれる。エンジン用ECU112は、マイクロプロセッサ等で構成されており、エンジン101の燃料制御などを実施する。エンジン用ECU112では、エンジンクランク軸に設置している回転センサ(図示せず)でクランク角度の周期を検出しており、検出したクランク角度の周期から算出したエンジン回転数Neを、車両制御用電子コントロールユニット(以下、「車両用ECU」と略称する)114に送る。
MG105は、インバータ(図示せず)を経由してバッテリ106と接続されている。MG105は、エンジン101からベルト104を介して伝達される動力により駆動されて発電するエンジン発電と、車両の減速時の運動エネルギーにより駆動されて発電する回生制動発電と、の何れかによりに発電した電力をバッテリ106に供給する。その一方で、MG105は、バッテリ106の電力によって電動モータとして動作し、車両を駆動させる力行運転も行なわれる。
MG 105 is connected to
MG105の制御は、MG制御用電子コントロールユニット(以下、「MG用ECU」と略称する)113により行なう。MG用ECU113は、マイクロプロセッサ等で構成されており、MG105の駆動制御および回生制御などを実施する。
The MG 105 is controlled by an MG control electronic control unit (hereinafter abbreviated as “MG ECU”) 113 . The
バッテリ106は、エンジン101の動力もしくは車両減速時におけるドライブシャフト110から伝達された動力によりMG105が駆動されて発電した電力により充電され、MG105、補機107などの駆動が必要になると放電を行う。バッテリ106に接続されたバッテリ電流センサ118は、バッテリ106の電流を検出し、車両用ECU114にその検出信号が取り込まれる。このバッテリ106の電流は、SOCの推定に使用される。なお、実施の形態1では、バッテリ106の電流をバッテリ電流センサ118により検出するようにしているが、電流センサ以外の計測方法による検出値もしくは推定値を用いてもよい。
The
補機107は、バッテリ106の電力を用いるMG105以外の電装品であり、たとえばエアコンなどである。補機107には電流センサ(図示せず)が接続されており、電流センサにより検出された補機107の消費電流は、車体用電子コントロールユニット(以下「車体用ECU」と略称する)(図示せず)を介して車両用ECU114に信号が取り込まれる。なお、実施の形態1では、補機107の消費電流を電流センサで検出するようにしているが、バッテリ106の電流量とMG105の電流量から算出する方法など電流センサ以外の計測方法により計測するようにしてもよい。
車両用ECU114は、演算処理を行なうCPU(図示せず)、プログラムデータおよび固定値データなどを記憶するROM(図示せず)、格納されているデータを更新して順次書き換えられるRAM(図示せず)、および車両用ECU114の電源が切られても格納されているデータを保持するバックアップRAM(図示せず)、を有するマイクロコンピュータ(図示せず)と、各種信号の入出力を行うI/Oインターフェース(図示せず)とで構成されている。
The
車両用ECU114に入力される各種信号には、車速センサ115、アクセルポジションセンサ116、ブレーキストロークセンサ117、バッテリ電流センサ118などからの信号があり、これらの信号のうち車速センサ115からの車速を示す信号、アクセルポジションセンサ116からのアクセル開度を示す信号、ブレーキストロークセンサ117からのブレーキポジションを示す信号は、車両の運転状態および運転者の車両動作要求を判断する信号として用いられる。
Various signals input to the
また、バッテリ電流センサ118からのバッテリ電流を示す信号は、バッテリ106のSOC推定値SOCe、発電分トルクTegなどの算出に使用される。さらに、車速センサ115からの車速を示す信号と、アクセルポジションセンサ116からのアクセル開度を示す信号は、車両駆動分トルクTebの算出に使用される。発電分トルクTegと車両駆動分トルクTebは、エンジン101に要求されるトルクの一部であり、エンジン用ECU112にこれらに関連する信号を送ってエンジン101を適切に制御するように構成されている。
A signal indicating the battery current from the
図2は、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図であって、車両用ECU114に記憶されている。図2において、車両用ECU114に記憶されている制御装置1000は、エンジン101によるMG105の発電を適切なタイミングで制御するように構成されており、補機電力消費算出手段201、補機消費電流量補正係数算出手段202、SOC最低残容量算出手段203、SOC推定値算出手段204、エンジン発電領域判定手段205、燃料消費率算出手段206、エンジン発電実施判定手段207、エンジン発電実施手段208、を備え、これらの手段を構成するプログラムおよび固定値データが前述のROMに記憶されている。また、イグニッションスイッチがオフされる直前のバッテリSOCの値として初期バッテリSOC値KSOCi、イグニッションスイッチがオフされる直前の補機消費電流量HwがバックアップRAMに記憶されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the hybrid vehicle control apparatus according to the first embodiment, which is stored in the
補機電力消費算出手段201は、前述の図示していない車体用ECUを介して、車両用ECU114に取り込まれる補機107が使用する電気量としての消費電流Iaux[A]を用いて、単位時間当たりの補機消費電流量Hw[Ah]を算出する。具体的な算出方法は、後述の図3のフロー図で説明する。
Auxiliary machine power consumption calculation means 201 calculates unit time by using consumption current Iaux [A] as an amount of electricity used by
補機消費電流量補正係数算出手段202は、補機電力消費算出手段201で算出した補機消費電流量Hw[Ah]を用いて、補機消費電流量の補正係数αを算出する。具体的な算出方法は、後述の図3のフロー図で説明する。 The accessory amperage consumption correction coefficient calculation means 202 uses the accessory amperage consumption Hw [Ah] calculated by the accessory power consumption calculation means 201 to calculate a correction coefficient α for the accessory amperage consumption. A specific calculation method will be described with reference to the flowchart of FIG. 3, which will be described later.
SOC最低残容量算出手段203は、まず、補機電力消費算出手段201で算出した補機消費電流量Hw[Ah]と、補機消費電流量補正係数算出手段202により算出した補機消費電流量の補正係数αと、あらかじめ設定された補機分電気容量調整係数Kaと、あらかじめ設定されたバッテリ満充電時電気容量KBwを用いて、補機用バッテリ電気容量SOCaxを算出する。さらに、あらかじめ設定されたバッテリ106の損傷などのリスクがある使用禁止領域KSOCLimと、補機用バッテリ電気容量SOCaxと、あらかじめ設定されたその他のマージンKSOCzと、を用いて、バッテリSOC最低残容量SOCMinを算出する。具体的な算出方法は、後述の図3のフロー図で説明する。
The SOC minimum remaining capacity calculation means 203 first calculates the accessory consumption current amount Hw [Ah] calculated by the accessory power consumption calculation means 201 and the accessory consumption current amount calculated by the accessory consumption current amount correction coefficient calculation means 202. , a preset accessory electrical capacity adjustment coefficient Ka, and a preset battery full charge electrical capacity KBw, the auxiliary battery electrical capacity SOCax is calculated. Furthermore, the battery SOC minimum remaining capacity SOCMin is calculated using a preset use prohibited area KSOCLim where there is a risk of damage to the
SOC推定値算出手段204は、初期バッテリSOC値KSOCiと、バッテリ106のバッテリ満充電時電気容量KBwと、バッテリ電流センサ118により検出されたバッテリ電流Ibattを用いて、バッテリ106のSOC推定値SOCeを算出する。バッテリ106の充放電は複雑な化学反応が関わっており、現在の充電状態を確認するためにはSOCを推定するのが一般的である。具体的な算出方法は、後述する図3のフロー図で説明する。
Estimated SOC value calculation means 204 calculates estimated SOC value SOCe of
エンジン発電領域判定手段205は、SOC最低残容量算出手段203により算出したバッテリSOC最低残容量SOCMinと、SOC推定値算出手段204により算出したSOC推定値SOCeと、あらかじめ定められたSOC値KSOCdと、を用いて、エンジン発電を行う領域であるか否かの判定を行う。具体的な領域判定方法は、後述する図3のフロー図で説明する。 The engine power generation region determination means 205 determines the battery SOC minimum remaining capacity SOCMin calculated by the SOC minimum remaining capacity calculation means 203, the SOC estimated value SOCe calculated by the SOC estimated value calculation means 204, a predetermined SOC value KSOCd, is used to determine whether or not the area is for engine power generation. A specific area determination method will be described later with reference to the flowchart of FIG.
燃料消費率算出手段206は、エンジン発電の未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbと、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgとを、現在のエンジン回転数Neと必要となるエンジン軸総トルクTeとに基づいて、燃料消費率(BSFC:Brake Specific Fuel Consumption)マップを用いて算出する。具体的な算出方法は、後述する図3のフロー図で説明する。 The fuel consumption rate calculation means 206 requires the fuel consumption rate BSFCb when it is assumed that the engine power generation is not performed and the fuel consumption rate BSFCg when it is assumed that the engine power generation is performed, in addition to the current engine speed Ne. It is calculated using a fuel consumption rate (BSFC: Brake Specific Fuel Consumption) map based on the engine shaft total torque Te. A specific calculation method will be described later with reference to the flowchart of FIG.
エンジン発電実施判定手段207は、燃料消費率算出手段206により算出したエンジン発電の未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbと、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgとに基づいて、エンジン発電を実施するかの判定を行う。具体的な判定方法は、後述する図3のフロー図で説明する。 The engine power generation execution determination means 207 is based on the fuel consumption rate BSFCb calculated by the fuel consumption rate calculation means 206 assuming that engine power generation is not implemented and the fuel consumption rate BSFCg assuming that engine power generation is implemented. , determines whether or not to perform engine power generation. A specific determination method will be described with reference to the flowchart of FIG. 3, which will be described later.
エンジン発電実施手段208は、エンジン発電実施判定手段207により判定された結果が肯定である場合に、エンジン発電を実施する。 Engine power generation implementation means 208 implements engine power generation when the result of determination by engine power generation implementation determination means 207 is affirmative.
つぎに、図1に示すハイブリッド車両の制御装置を含む車両システムにおいて、バッテリのSOCが低下した際に、補機の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、その領域内ではエンジン発電を実施しても燃料消費率が小さいと推定されるときにのみエンジン発電を実施する制御について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下に説明する動作は、車両用ECU114において、あらかじめ定められた時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実施される。
Next, in the vehicle system including the control device for the hybrid vehicle shown in FIG. 1, when the SOC of the battery drops, an SOC region is provided in which it is possible to select whether or not to perform engine power generation according to the use of the auxiliary equipment. , control for executing engine power generation only when it is estimated that the fuel consumption rate is small even if engine power generation is executed within that region will be described with reference to the flowchart of FIG. It should be noted that the operation described below is executed as a subroutine within the main routine at a predetermined time period in the
図3は、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートある。図3において、まず、ステップS300では、初期化が必要であるかを判定するために、イグニッションスイッチがオンの直後であるか否かを判定する。イグニッションスイッチがオンの直後であれば(YES)、ステップS301に進む。イグニッションスイッチがオンの直後でなければ(NO)、ステップS302に進む。 FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the hybrid vehicle control device according to the first embodiment. In FIG. 3, first, in step S300, it is determined whether or not the ignition switch has just been turned on in order to determine whether initialization is necessary. If it is immediately after the ignition switch is turned on (YES), the process proceeds to step S301. If it is not immediately after the ignition switch is turned on (NO), the process proceeds to step S302.
ステップS300からステップS301に進むと、ハイブリッド車両の制御装置1000の初期化処理が実施される。初期化処理は、後述する各手段において演算される値に対し、初期値として「0」がセットされ、初期化が完了すると、そのままサブルーチンを終了する。
When the process proceeds from step S300 to step S301, initialization processing of the hybrid
ステップS300からステップS302に進むと、補機107の消費電流Iaux[A]を用いて補機電力消費算出手段201により、電気量としての補機消費電流量Hw[Ah]を算出する。補機消費電流量Hw[Ah]の算出方法は、補機107の消費電流Iaux[A]をあらかじめ設定された時間の間だけ積算して算出する。実施の形態1では、あらかじめ設定された時間は、100[sec]としている。算出した補機消費電流量Hw[Ah]は、100[sec]毎にバックアップRAMに書き込まれる。補機消費電流量Hwを算出している途中で、イグニッションスイッチがオフとなり100[sec]の間の積算がされなかった場合は、計測した値を100[sec]あたりに換算して用いることとする。
When the process proceeds from step S300 to step S302, using the current consumption Iaux [A] of the
なお、実施の形態1では、あらかじめ設定された時間を100[sec]としているが、これに限らず別の時間を設けても良く、たとえば1回のドライビングサイクルの時間(イグニッションスイッチがオンされて車両が走行してのち、イグニッションスイッチがオフされるまでの時間)としても良い。 In the first embodiment, the preset time is 100 [sec], but this is not limitative and another time may be set. It may be the time from when the vehicle is running until the ignition switch is turned off.
つぎに、ステップS303では、ステップS302で算出した補機消費電流量Hw[Ah]を用いて、補機消費電流量補正係数算出手段202により補機消費電流量の補正係数αを求める。補機消費電流量の補正係数αは、補機消費電流量Hw[Ah]の最新値と一つ前の値との偏差(傾き)に応じて、図4のマップを参照して決定される。すなわち、図4は、実施の形態1および後述の実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置における、補正係数α算出用のマップの例を示す説明図である。図4に示すように、補正係数αの値は、偏差(傾き)が大きくなるほど大きくなる。これにより、運転者の急な補機107の使用により、補機消費電流量Hw[Ah]が急変した際には、大きな値で補正される。
Next, in step S303, the accessory current consumption amount correction coefficient calculation means 202 obtains a correction coefficient α for the accessory current consumption amount using the accessory current consumption amount Hw [Ah] calculated in step S302. The correction coefficient α for the accessory current consumption amount is determined by referring to the map of FIG. . That is, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a map for calculating the correction coefficient α in the hybrid vehicle control apparatus according to
なお、補正係数αの算出方法は、図4に示すような偏差(傾き)に限定されるものではなく、運転者の補機使用が急増するほど、補正係数αが大きくなるような他の算出方法を用いてもよい。 Note that the method of calculating the correction coefficient α is not limited to the deviation (slope) shown in FIG. method may be used.
図3において、ステップS303からステップS304に進むと、まず、ステップS302で算出した補機消費電流量Hw[Ah]と、ステップS303で算出した補機消費電流量の補正係数αと、あらかじめ設定された補機分電気容量調整係数Kaと、あらかじめ設定されたバッテリ満充電時電気容量KBwと、を用いて、補機用バッテリ電気容量SOCaxを下記の式(1)から算出する。
SOCax[%]=Hw[Ah]×Ka×α/KBw[Ah]×100 …式(1)
In FIG. 3, when the process proceeds from step S303 to step S304, first, the auxiliary machine consumption current amount Hw [Ah] calculated in step S302 and the correction coefficient α for the auxiliary machine consumption current amount calculated in step S303 are set in advance. The accessory battery electrical capacity SOCax is calculated from the following equation (1) using the accessory electrical capacity adjustment coefficient Ka and the preset battery full charge electrical capacity KBw.
SOCax [%]=Hw[Ah]×Ka×α/KBw[Ah]×100 Equation (1)
式(1)における補機分電気容量調整係数Kaは、補機消費電流量Hw[Ah]に対してどのくらいの電気容量をバッテリ106に確保しておくかの係数であり、たとえば「1」が設定されている。バッテリ満充電時電気容量KBwは、バッテリ106の最大電気容量である固有の値が設定されている。
The accessory electrical capacity adjustment coefficient Ka in the equation (1) is a coefficient indicating how much electrical capacity should be secured in the
なお、実施の形態1では、式(1)における補機消費電流量の補正係数αは、補機消費電流量Hw[Ah]に対して乗算することで補正しているが、それに限定されるものではなく、補機消費電流量Hw[Ah]に対して補正係数αを加算することで補正するようにしてもよい。 In the first embodiment, the auxiliary machine current consumption correction coefficient α in the equation (1) is corrected by multiplying the auxiliary machine current consumption Hw [Ah], but is limited to this. Instead, the auxiliary machine consumption current amount Hw [Ah] may be corrected by adding a correction coefficient α.
つぎに、ステップS304において、あらかじめ設定されたバッテリ106の損傷などのリスクがある使用禁止領域KSOCLimと、式(1)で算出した補機用バッテリ電気容量SOCaxと、あらかじめ設定されたその他マージンKSOCzと、を用いて、SOC最低残容量算出手段203により、バッテリのSOC最低残容量SOCMinを下記の式(2)から算出する。
SOCMin[%]=KSOCLim[%]+SOCax[%]+KSOCz[%]
…式(2)
Next, in step S304, a preset use prohibited area KSOCLim where there is a risk of damage to the
SOCMin [%] = KSOCLim [%] + SOCax [%] + KSOCz [%]
… formula (2)
図5は、実施の形態1および後述の実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置における、SOC最低残容量の構成を示す説明図であって、式(2)で示される実施の形態1、及び実施の形態2の場合のSOC最低残容量を、比較例のSOC最低残容量と対比して模式的に示している。一般的に、バッテリ106には、損傷などのリスクを避けるためのSOCの使用禁止領域があり、式(2)での使用禁止領域KSOCLimがそれに相当する。SOCがこの使用禁止領域KSOCLimを下回らないように一般的にはマージンが設けられている。図5に示す比較例では、バッテリのSOC最低残容量は、損傷などのリスクを避けるための「使用禁止領域」と、「その他マージン」と、により構成され、「使用禁止領域」と「その他マージン」とを加算した値がSOC最低残容量の固定値として設定されている。ここで、比較例に於ける「その他マージン」には、SOCを推定する際の推定誤差分、車両再始動分、補機駆動分などが含まれる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the SOC minimum remaining capacity in the hybrid vehicle control apparatus according to the first embodiment and the second embodiment described later, and is the first embodiment represented by the formula (2), The SOC minimum remaining capacity in the case of the second embodiment is schematically shown in comparison with the SOC minimum remaining capacity in the comparative example. In general, the
一方、実施の形態1、及び実施の形態2の場合は、式(2)と図5に示されるように、SOC最低残容量は、「使用禁止領域KSOCLim[%]」と、「その他マージンKSOCz[%]」と、「補機駆動分SOCax[%]」と、により構成され、「使用禁止領域KSOCLim[%]」と「その他マージンKSOCz」とを固定値とし、「補機駆動分SOCax[%]」を運転者によって変化させる領域としている。ここで、「補機駆動分SOCax[%]」は、比較例における固定値の「その他マージン」における補機駆動分に相当する。実施の形態1、及び実施の形態2における「その他マージンKSOCz[%]」は、SOCを推定する際の推定誤差分、車両の再始動分などが含まれる。なお、図5では、式(1)で算出した補機用バッテリ電気容量SOCaxを「補機駆動分SOCax[%]」と表記している。 On the other hand, in the case of the first and second embodiments, as shown in equation (2) and FIG. [%]" and "accessory driving amount SOCax [%]", "use prohibited area KSOCLim [%]" and "other margin KSOCz" are set to fixed values, and "accessory driving amount SOCax [%]" %]” is a region that varies depending on the driver. Here, the "accessory drive amount SOCax [%]" corresponds to the accessory drive amount in the fixed value "other margin" in the comparative example. The "other margin KSOCz [%]" in the first and second embodiments includes an estimated error in estimating the SOC, a restart of the vehicle, and the like. In FIG. 5, the auxiliary battery electric capacity SOCax calculated by the formula (1) is expressed as "auxiliary machine driving amount SOCax [%]".
つぎに、図3のステップS305では、バッテリ電流センサ118によって検出されたバッテリ電流Ibattと、バックアップRAMに記憶されている初期SOCの値であるKSOCiを用いてSOC推定値算出手段204により、現在のバッテリ106の充電状態を把握するためにSOC推定値SOCeを算出する。SOC推定値SOCeは、バッテリ電流Ibattを時間積分し、バッテリ満充電時電気容量KBwに対して現在どれくらいの電流を蓄積しているかを、下記の式(3)から算出する。
SOCe[%]=KSOCi[%]
+∫(Ibatt[A]dt)/KBw[Ah]/3600×100
…式(3)
Next, in step S305 in FIG. 3, the SOC estimated value calculation means 204 calculates the current current value using the battery current Ibatt detected by the
SOCe [%] = KSOCi [%]
+ ∫(Ibat [A]dt)/KBw[Ah]/3600×100
… formula (3)
式(3)で算出したSOC推定値SOCeは、イグニッションスイッチのオフ時にバックアップRAMに記憶される。なお、式(3)は、SOC推定値算出方法の一例であり、この他の周知の技術を用いて算出してもよい。 The SOC estimated value SOCe calculated by equation (3) is stored in the backup RAM when the ignition switch is turned off. Equation (3) is an example of the SOC estimated value calculation method, and may be calculated using other well-known techniques.
ステップS306では、ステップS304で算出したバッテリSOC最低残容量SOCMinと、ステップS305で算出したSOC推定値SOCeと、ROMに記憶しているあらかじめ定められたSOC値KSOCdを用いてエンジン発電領域判定手段205による判定を行う。具体的には、エンジン発電領域判定手段205により、[バッテリSOC最低残容量SOCMin<SOC推定値SOCe<KSOCd]が成立しているか否かの判定を行い、成立していれば(YES)、エンジン発電の領域であると判定し、エンジン発電領域判定フラグFJdeを「1」にセットしてステップS308に進み、成立していなければ(NO)、エンジン発電領域判定フラグFJdeを「0」にセットして、ステップS307に進む。 In step S306, the engine power generation region determination means 205 is determined using the battery SOC minimum remaining capacity SOCMin calculated in step S304, the estimated SOC value SOCe calculated in step S305, and the predetermined SOC value KSOCd stored in the ROM. Judgment by Specifically, the engine power generation region determining means 205 determines whether or not [battery SOC minimum remaining capacity SOCMin<SOC estimated value SOCe<KSOCd] is satisfied. It is determined that it is in the power generation region, the engine power generation region determination flag FJde is set to "1", the process proceeds to step S308, and if not established (NO), the engine power generation region determination flag FJde is set to "0". Then, the process proceeds to step S307.
ここで、実施の形態1では、ROMに記憶されているあらかじめ定められたSOC値KSOCdは、従来の制御におけるエンジン発電を実施するための閾値として設定されている値としている。従来の制御では、[SOC推定値SOCe<KSOCd]が成立している間はエンジン発電を実施するよう制御されている。また、実施の形態1で使用するSOC値KSOCdには、SOCの増減に応じたヒステリシスが設けられており、SOC推定値SOCeが減少しているときのSOC値KSOCdに比べて、SOC推定値SOCeが増加しているときのSOC値KSOCdは、少し大きめの値が設定されるようになっている。このように閾値にヒステリシスを設けることで、エンジン発電を終了した直後に再度エンジン発電をしなければならない状態を回避している。
Here, in
ステップS306での判定の結果、エンジン発電領域判定フラグFJdeが「0」となって、ステップS307に進むと、ステップS307では、SOC推定値SOCeがバッテリSOC最低残容量SOCMin以下であるか否かの判定を行ない、[バッテリSOC最低残容量SOCMin≧SOC推定値SOCe]であれば(YES)、最低限のバッテリ容量が確保できておらず、直ちにエンジン発電を実施する必要があると判断し、エンジン発電実施許可フラグFGenを「1」にセットしてステップS311に進む。 As a result of the determination in step S306, the engine power generation region determination flag FJde becomes "0", and the process proceeds to step S307. A determination is made, and if [Battery SOC minimum remaining capacity SOC Min≧SOC estimated value SOCe] (YES), it is determined that the minimum battery capacity is not ensured and engine power generation needs to be performed immediately, and the engine The power generation permission flag FGen is set to "1" and the process proceeds to step S311.
ステップS307での判定の結果、[バッテリSOC最低残容量SOCMin≧SOC推定値SOCe]が不成立の場合(NO)は、[SOC推定値SOCe≧KSOCd]の状態であるため、エンジン発電は不要と判断し、エンジン発電実施許可フラグFGenを「0」にセットし、後述する車両駆動分のエンジン軸総トルクTe1をエンジン軸総トルクTeとして車両用ECU114からエンジン用ECU112に出力し、サブルーチンを終了する。エンジン用ECU112は、エンジン軸総トルクTe1がエンジン軸総トルクTeとなるようにエンジン101が制御される。
As a result of the determination in step S307, if [Battery SOC minimum remaining capacity SOCMin≧SOC estimated value SOCe] is not established (NO), it is determined that engine power generation is unnecessary because [SOC estimated value SOCe≧KSOCd]. Then, the engine power generation execution permission flag FGen is set to "0", the
一方、ステップS306での判定の結果、エンジン発電領域判定フラグFJdeが「1」となって、ステップS308に進むと、ステップS308では、エンジン回転数Neとエンジン軸総トルクTeとを用いて、燃料消費率算出手段206により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbを算出する。エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbを求める際のエンジン軸総トルクTe1は、下記の式(4)のように、車両駆動分トルクTebのトルクがそのままエンジン軸総トルクTe1となる。
Te1=Teb …式(4)
On the other hand, as a result of the determination in step S306, the engine power generation region determination flag FJde becomes "1", and the process proceeds to step S308. A fuel consumption rate calculation means 206 calculates a fuel consumption rate BSFCb assuming that engine power generation is not performed at the current operating point. The total engine shaft torque Te1 when obtaining the fuel consumption rate BSFCb assuming that engine power generation is not performed is the total engine shaft torque Te1, which is the vehicle drive torque Teb as it is, as shown in the following equation (4). .
Te1=Teb...Equation (4)
ここで、車両駆動分トルクTebは、運転者のアクセル操作に応じて車両を駆動するために必要なエンジン軸のトルクであり、たとえば、現在の車速およびアクセル開度に応じてあらかじめ設定されたマップによって演算されるものである。つぎに、式(4)で算出したエンジン軸総トルクTe1とエンジン回転数Neとから、あらかじめ設定された燃料消費率マップを用いて、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbを、下記の式(5)により算出する。
BSFCb[g/kWh]=MAP(Ne[rpm]、Te1 [Nm])…式(5)
Here, the vehicle drive torque Teb is the torque of the engine shaft required to drive the vehicle in response to the driver's accelerator operation. is calculated by Next, from the total engine shaft torque Te1 and the engine speed Ne calculated by the formula (4), using a preset fuel consumption rate map, the fuel consumption rate BSFCb when assuming that engine power generation is not performed is calculated as follows: It is calculated by the following formula (5).
BSFCb [g/kWh] = MAP (Ne [rpm], Te1 [Nm]) Equation (5)
式(5)で用いられる燃料消費率マップを図6に示す。すなわち、図6は、実施の形態1および後述の実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップの例を示した説明図である。図6に示す燃料消費率マップは、横軸にエンジン回転数Ne、縦軸にエンジン軸総トルクTeをとり、燃料消費率を等高線で示している。図6に示すマップでは、等高線が中心部に存在するほど燃料消費率は小さくなって燃費が良くなり、等高線が外側に存在するほど燃料消費率は大きくなって燃費が悪くなることを示している。この等高線で示される燃料消費率マップは、エンジン101の特性を表しており、あらかじめ実機試験、シミュレーションなどでそのエンジンの特性を計測してマップとして設定されたものである。
FIG. 6 shows the fuel consumption rate map used in equation (5). That is, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a fuel consumption rate map in the hybrid vehicle control apparatus according to
つぎに、図3のステップS309では、ステップS308と同じ手順でエンジン回転数Neとエンジン軸総トルクTeとを用いて燃料消費率算出手段206により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgを算出する。現在の運転ポイントにおいてエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgを求めるのに用いるエンジン軸総トルクTe2は、下記の式(6)で示すように、エンジン発電分トルクTegと車両駆動分トルクTebを足したトルクを用いる。
Te2=Teg+Teb …式(6)
Next, in step S309 of FIG. 3, the fuel consumption rate calculating means 206 uses the engine speed Ne and the engine shaft total torque Te in the same procedure as in step S308, and it is assumed that engine power generation will be performed at the current operating point. Calculate the fuel consumption rate BSFCg at that time. The engine shaft total torque Te2 used to obtain the fuel consumption rate BSFCg assuming that engine power generation is performed at the current operating point is expressed by the following equation (6), the engine power generation torque Teg and the vehicle drive torque Te2. The torque added with the torque Teb is used.
Te2=Teg+Teb...Equation (6)
図7は、エンジン発電未実施を想定したときと、エンジン発電の実施を想定したときの、エンジン軸トルクを示す説明図であって、式(4)と式(6)を図で模式的に表したものである。図7に示すように、エンジン発電未実施を想定した場合のエンジン軸総トルクTe1、すなわちエンジン軸総トルクTeは、車両駆動分トルクTebと同じトルクであるのに対し、エンジン発電の実施を想定した場合のエンジン軸総トルクTe2、すなわちエンジン軸総トルクTeは、車両駆動分トルクTebにエンジン発電分トルクTegを加算したものとなる。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the engine shaft torque when it is assumed that engine power generation is not performed and when it is assumed that engine power generation is performed. It is represented. As shown in FIG. 7, the engine shaft total torque Te1 when it is assumed that the engine power generation is not performed, that is, the engine shaft total torque Te is the same torque as the vehicle driving torque Teb, whereas it is assumed that the engine power generation is performed. In this case, the engine shaft total torque Te2, that is, the engine shaft total torque Te is obtained by adding the engine power generation torque Teg to the vehicle drive torque Teb.
図8は、比較例によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップを示す説明図であって、比較例において、エンジン発電の実施を想定したときの運転ポイントP1における燃料消費率と、エンジン発電未実施を想定したときの運転ポイントP2における燃料消費率と、の違いを示している。図8における縦軸、横軸、等高線は、前述の図6と同様である。図8に示すように、エンジン発電未実施を想定したときの運転ポイントP2における燃料消費率に比べて、エンジン発電の実施を想定したときの運転ポイントP1の燃料消費率は、エンジン発電分トルクTegが加算されてエンジン軸総トルクTeが増大し、その分だけ燃料消費率は大きくなることが分かる。比較例による制御では、このように、エンジン発電を実施する運転ポイントによって、燃料消費率が大きくなってしまう場合があり、その際は燃費が悪化する傾向にあった。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing a fuel consumption rate map in a control device for a hybrid vehicle according to a comparative example. It shows the difference between the fuel consumption rate at the operating point P2 when it is assumed that it is not implemented. The vertical axis, horizontal axis, and contour lines in FIG. 8 are the same as those in FIG. As shown in FIG. 8, compared to the fuel consumption rate at the operating point P2 when it is assumed that the engine power generation is not performed, the fuel consumption rate at the operation point P1 when it is assumed that the engine power generation is performed is higher than the engine power generation torque Teg is added, the engine shaft total torque Te increases, and the fuel consumption rate increases accordingly. In the control according to the comparative example, as described above, the fuel consumption rate may become large depending on the operating point at which engine power generation is performed, and in such cases, the fuel consumption tends to deteriorate.
つぎに、図3のステップS309において、式(6)で算出したエンジン軸総トルクTe2とエンジン回転数Neから、下記の式(7)を用いて、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgを算出する。
BSFCg[g/kWh]=MAP(Ne[rpm]、Te2 [Nm])…式(7)
Next, in step S309 in FIG. 3, from the engine shaft total torque Te2 and the engine speed Ne calculated by the equation (6), the following equation (7) is used to calculate the fuel consumption when assuming the implementation of engine power generation Calculate the rate BSFCg.
BSFCg [g/kWh] = MAP (Ne [rpm], Te2 [Nm]) Equation (7)
ステップS309からステップS310に進むと、ステップS310では、ステップS308で算出したエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbと、ステップS309で算出したエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgと、を用いて、エンジン発電実施判定手段207により、[エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCg<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]を満たすか否かの判定を実施する。ステップS310での判定の結果、[エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCg<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]を満たせば(YES)、エンジン発電の実施条件が成立したとして、エンジン発電実施許可フラグFGenを「1」にセットしてステップS311に進む。 When the process proceeds from step S309 to step S310, in step S310, the fuel consumption rate BSFCb calculated in step S308 assuming that engine power generation is not performed and the fuel consumption rate BSFCb assuming that engine power generation is performed calculated in step S309 Using BSFCg, the engine power generation execution determination means 207 determines whether [fuel consumption rate BSFCg when engine power generation is assumed to be performed<fuel consumption rate BSFCb when engine power generation is assumed not to be performed] is satisfied. carry out the judgment. As a result of the determination in step S310, if [fuel consumption rate BSFCg assuming implementation of engine power generation<fuel consumption rate BSFCb assuming non-implementation of engine power generation] is satisfied (YES), the execution condition for engine power generation is satisfied. Assuming that the condition is established, the engine power generation execution permission flag FGen is set to "1", and the process proceeds to step S311.
一方、ステップS310での判定において、[エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCg<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]が不成立であれば(NO)、エンジン発電の実施判定が不成立であるとしてエンジン発電実施許可フラグFGenを「0」にセットして、車両駆動分のエンジン軸総トルクTe1をエンジン軸総トルクTeとして車両用ECU114からエンジン用ECU112に出力し、サブルーチンを終了する。
On the other hand, in the determination in step S310, if [the fuel consumption rate BSFCg when engine power generation is assumed to be performed<the fuel consumption rate BSFCb when it is assumed engine power generation is not performed] is not satisfied (NO), engine power generation is not performed. The engine power generation execution permission flag FGen is set to "0" because the execution determination is not established, the engine shaft total torque Te1 for driving the vehicle is output as the engine shaft total torque Te from the
ステップS311では、ステップS310またはステップS307による判定により、エンジン発電実施許可フラグFGenが「1」となっており、エンジン発電分のトルクを含めたエンジン軸総トルクTe2をエンジン軸総トルクTeとして、車両用ECU114からエンジン用ECU112に出力してエンジン101が制御される。さらに、車両用ECU114からMG用ECU113にエンジン発電分トルクTegを出力し、MG用ECU113においてエンジン発電分トルクTegの分の電力を発電するようMG105が制御される。これによりエンジン発電が実施され、バッテリ106が充電される。ステップS311の後、サブルーチンを終了する。
In step S311, the judgment in step S310 or step S307 indicates that the engine power generation execution permission flag FGen is "1", and the total engine shaft torque Te2 including the torque for the engine power generation is set as the total engine shaft torque Te. The
つぎに、以上説明した実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の動作の例を、タイミングチャートを用いて説明する。図9は、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。図9において、(A)は車速、(B)はエンジン回転数Ne、(C)はエンジン軸総トルクTe、(D)はSOC推定値SOCe、(E)は燃料消費率、(F)は燃料消費量、(G)は燃費、(H)はエンジン発電領域判定フラグFJde、(I)はエンジン発電実施許可フラグFGen、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図9における破線は、実施の形態1に対する比較例の動作を示している。
Next, an example of the operation of the hybrid vehicle control apparatus according to
図9に示すように、(A)の車速が加速しているときにMG105の駆動、および補機107の使用があれば、(D)のSOC推定値SOCeが時間の経過とともに次第に低下していき、タイミングT1になると、(D)のSOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCd以下となるので、(H)のエンジン発電領域判定フラグFJdeに「1」がセットされる。比較例による制御では、このタイミングT1で、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenが破線で示すように「1」となり、エンジン発電が開始されてバッテリ106が充電され、(D)のSOC推定値SOCeがD1で示すように増加する。このときのエンジン発電は、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでのエンジン発電であるので、(F)の燃料消費量がF1で示すように大きくなり、(E)の燃料消費率がE1で示すように悪化し、(G)の燃費がG1で示すように悪化する。このとき、比較例では、(C)のエンジン軸総トルクTeは、C1で示すようにエンジン発電分トルクTegだけ増加している。
As shown in FIG. 9, if the
一方、実施の形態1の場合では、前述のように、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率とエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率を比較して、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率が小さい(燃費が良い)と判定しているため、タイミングT1で、(D)のSOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCd以下となって(H)のエンジン発電領域判定フラグFJdeに「1」がセットされても、タイミングT1からタイミングT2まではエンジン発電を実施しない。そのため、(D)のSOC推定値SOCeは、補機107の使用により下がり続けていくが、補機107の使用に応じて計算されているバッテリSOC最低残容量SOCMinを下まわっていないため、エンジン発電を実施しなくても問題とならない。
On the other hand, in the case of the first embodiment, as described above, the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed is compared with the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed. Since it is determined that the assumed fuel consumption rate is small (good fuel consumption), at timing T1, the SOC estimated value SOCe of (D) becomes equal to or less than the predetermined SOC value KSOCd, and the engine of (H) Even if the power generation region determination flag FJde is set to "1", engine power generation is not performed from timing T1 to timing T2. Therefore, the estimated SOC value SOCe in (D) continues to decrease due to the use of the
つぎに、タイミングT2になると、実施の形態1では、前述のように、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さいと判定され、エンジン発電実施判定が成立となり、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenに実線で示すように「1」がセットされる。(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenが「1」になることでエンジン発電が開始される。これにより、バッテリ106が充電されて(D)のSOC推定値SOCeがD2で示すように増加していく。なお、この運転ポイントでのエンジン発電は、(E)の燃料消費率においてE2で示すように燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電であるのため、(F)の燃料消費量がF2で示すように前述の比較例のF1よりも少なく、(G)の燃費もG2に示すように比較例のG1のように悪化することはない。実施の形態1では、(C)のエンジン軸総トルクTeは、タイミングT2でC2で示すようにエンジン発電分トルクTegだけ増加する。
Next, at timing T2, in the first embodiment, as described above, it is determined that the fuel consumption rate when engine power generation is assumed to be performed is lower than the fuel consumption rate when engine power generation is not performed. , the engine power generation execution determination is established, and the engine power generation execution permission flag FGen of (I) is set to "1" as indicated by the solid line. Engine power generation is started when the engine power generation permission flag FGen of (I) becomes "1". As a result, the
また、前述のように、SOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCdにヒステリシス分を加算した値に達するまで、エンジン発電を実施する。したがって、比較例では、タイミングT11で、(I)のエンジン発電実施許可フラグが「0」となり、エンジン発電は終了する。一方、実施の形態1では、タイミングT3で、(I)のエンジン発電実施許可フラグが「0」となり、エンジン発電は終了する。 Further, as described above, engine power generation is performed until the estimated SOC value SOCe reaches a value obtained by adding the hysteresis component to the predetermined SOC value KSOCd. Therefore, in the comparative example, at timing T11, the engine power generation permission flag of (I) becomes "0", and the engine power generation ends. On the other hand, in the first embodiment, at timing T3, the engine power generation execution permission flag (I) becomes "0" and the engine power generation ends.
ここで、比較例と、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置による制御と、におけるエンジン発電時の動作の相違を、燃料消費率マップを用いて説明する。図10は、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。図10は、燃料消費率マップにエンジン動作点を重ねて図示してある。図10の破線で示した比較例の制御では、前述のように、エンジン発電が必要となると直ちにエンジン発電を実施するため、エンジン発電分のトルクが必要となり、実線で示す実施の形態1における運転ポイントAでの燃料消費率よりも大きい燃料消費率となる運転ポイントBでエンジン発電が実施され、燃費が悪化している。
Here, the difference in the operation during engine power generation between the comparative example and the control by the hybrid vehicle control device according to the first embodiment will be described using a fuel consumption rate map. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operation of the hybrid vehicle control device according to
一方、実施の形態1による制御では、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCgと、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbとが、[BSFCg<BSFCb]の関係を満たすと判定された場合に、エンジン発電を実施するため、破線で示す比較例における運転ポイントCでの燃料消費率よりも小さい燃料消費率となる運転ポイントDでエンジン発電が実施され、エンジン発電時における燃費が向上することになる。 On the other hand, in the control according to the first embodiment, the fuel consumption rate BSFCg when engine power generation is assumed to be performed and the fuel consumption rate BSFCb when engine power generation is assumed not to be performed satisfy the relationship [BSFCg<BSFCb]. In this case, engine power generation is performed. Therefore, engine power generation is performed at an operating point D at which the fuel consumption rate is lower than the fuel consumption rate at the operating point C in the comparative example indicated by the dashed line. Fuel consumption will improve.
なお、図9におけるタイミングT2から開始したエンジン発電は、(D)のSOC推定値SOCeがヒステリシス分加算されたKSOCdに到達するタイミングT3まで続けられ、ヒステリシス分加算されたKSOCdに到達すれば、(H)のエンジン発電領域判定フラグFJde、および(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenに「0」がセットされ、エンジン発電が終了する。以上述べたように、バッテリ106のSOCが低下した際に、補機107の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、燃料消費率が小さいときにエンジン発電を実施することで、エンジン発電時における燃費を向上することができる。
The engine power generation started from timing T2 in FIG. 9 continues until timing T3 when the estimated SOC value SOCe in (D) reaches KSOCd with the hysteresis added. The engine power generation range determination flag FJde of H) and the engine power generation execution permission flag FGen of (I) are set to "0", and the engine power generation is terminated. As described above, when the SOC of the
なお、図9のタイミングチャートは、補機107の使用量が比較的少なく、また補機107の使用量の変化も小さい場合、つまり、補機消費電流量の補正係数が小さい場合であって、バッテリSOC最低残容量SOCMinが比較的低い値となっている場合のタイミングチャートである。
It should be noted that the timing chart of FIG. 9 is for a case where the amount of use of
図11は、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置の動作の別の例を説明するタイミングチャートであって、補機107の使用量が急に変化した際に、補機消費電流量の補正係数により、バッテリSOC最低残容量SOCMinが高めとなった場合の動作を示している。図11において、(A)は車速、(B)はエンジン回転数Ne、(C)はエンジン軸総トルクTe、(D)はSOC推定値SOCe、(E)は燃料消費率、(F)は燃料消費量、(G)は燃費、(H)はエンジン発電領域判定フラグFJde、(I)はエンジン発電実施許可フラグFGen、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図11における破線は、実施の形態1に対する比較例の動作を示している。
FIG. 11 is a timing chart for explaining another example of the operation of the hybrid vehicle control device according to
図11では、図11に示す動作の直前において補機107の使用が急増したため、補正係数αが大きくなり、(D)に記載のバッテリSOC最低残容量SOCMinの値が図9の場合と比べると大きい値となっている。そのため、エンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域が狭くなっている状況にある。
In FIG. 11, the use of
図11に示すように、(A)の車速が加速しているときにMG105の駆動、および補機107の使用があれば、(D)のSOC推定値SOCeが時間の経過とともに次第に低下していき、タイミングT1になると、(D)のSOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCd以下となるので、(H)のエンジン発電領域判定フラグFJdeに「1」がセットされる。比較例による制御では、このタイミングT1で、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenが破線で示すように「1」となり、エンジン発電が開始されてバッテリ106が充電され、(D)のSOC推定値SOCeがD1で示すように増加する。このときのエンジン発電は、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでのエンジン発電であるので、(F)の燃料消費量がF1で示すように大きくなり、(E)の燃料消費率がE1で示すように悪化し、(G)の燃費がG1で示すように悪化する。この比較例では、(C)のエンジン軸総トルクTeは、C1で示すようにエンジン発電分トルクTegだけ増加する。
As shown in FIG. 11, if the
これに対して実施の形態1による制御では、タイミングT1からタイミングT21の間では、(H)のエンジン発電領域判定フラグFJdeが「1」となっているが、エンジン発電を実施しないと判定しているので、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenは「0」であり、実施の形態1の場合はエンジン発電は実施されない。 On the other hand, in the control according to the first embodiment, between the timing T1 and the timing T21, the engine power generation region determination flag FJde of (H) is "1", but it is determined that the engine power generation is not performed. Therefore, the engine power generation permission flag FGen of (I) is "0", and engine power generation is not performed in the case of the first embodiment.
しかし、タイミングT21になると、(D)のSOC推定値SOCeがバッテリSOC最低残容量SOCMin以下となり(SOCMin≧SOCe)、最低限のバッテリ容量が確保できていない状態となるので、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenは「1」となり直ちにエンジン発電が実施される。このように補機107の使用が急増した場合は、バッテリ106に確保しておかなければならない最低限の容量も増加させなければならないため、実施の形態1では、補機107の使用が増加することで変化したバッテリSOC最低残容量SOCMinをSOC推定値SOCeが下まわった場合に、直ちにエンジン発電を実施するように制御される。
However, at timing T21, the SOC estimated value SOCe of (D) becomes equal to or less than the battery SOC minimum remaining capacity SOCMin (SOCMin≧SOCe), and the minimum battery capacity is not secured, so the engine of (I) The power generation execution permission flag FGen becomes "1" and the engine power generation is immediately executed. If the use of
前述したように、図11に示す動作の直前において補機107の使用が急増したため、補正係数αが大きくなり、バッテリSOC最低残容量SOCMinの値が図9の場合と比べると大きい値となっており、エンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域が狭くなっている状況にあるので、図9に於けるタイミングT2よりも早いタイミングT21でエンジン発電が実施される。
As described above, immediately before the operation shown in FIG. 11, the use of the
タイミングT21にてエンジン発電が実施されると、バッテリ106が充電されて(D)のSOC推定値SOCeがD2で示すように増加していく。なお、タイミングT2に至るまでは(E)の燃料消費率はE2で示すように一時的に高くなるが、タイミングT2に至ると、E2で示すように燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電となり、(F)の燃料消費量も少なくなり、(G)の燃費もG2に示すように比較例のG1のように大きく悪化することはない。実施の形態1では、(C)のエンジン軸総トルクTeは、タイミングT21でC2で示すようにエンジン発電分トルクTegだけ増加する。
When engine power generation is performed at timing T21,
また、前述のように、SOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCdにヒステリシス分を加算した値に達するまで、エンジン発電を実施する。したがって、比較例では、タイミングT11で、(I)のエンジン発電実施許可フラグが「0」となり、エンジン発電は終了する。一方、実施の形態1では、タイミングT3で、(I)のエンジン発電実施許可フラグが「0」となり、エンジン発電は終了する。 Further, as described above, engine power generation is performed until the estimated SOC value SOCe reaches a value obtained by adding the hysteresis component to the predetermined SOC value KSOCd. Therefore, in the comparative example, at timing T11, the engine power generation permission flag of (I) becomes "0", and the engine power generation ends. On the other hand, in the first embodiment, at timing T3, the engine power generation execution permission flag (I) becomes "0" and the engine power generation ends.
以上述べたように、実施の形態1によるハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリ106のSOCが低下した際に、補機107の使用およびその変化に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、燃料消費率が小さいときにエンジン発電を実施することで、バッテリ106に最低限確保しておかなければならないSOCを確実に確保しつつ燃費を向上することができる。
As described above, according to the hybrid vehicle control apparatus according to the first embodiment, when the SOC of
実施の形態2.
つぎに、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。以下に説明する実施の形態2では、バッテリのSOCが低下した際に、補機の使用および補機の使用状態の変化に応じて、エンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、その領域内では補機の使用を抑制した場合のエンジン発電の燃料消費率が小さいと推定されるときにエンジン発電を実施し、且つ補機の抑制も実施するように制御するものである。なお、以下の説明では、実施の形態1と相違する部分を主体に説明する。
Next, a hybrid vehicle control apparatus according to
図12は、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図であって、車両用ECU114(図1参照)に記憶されている。車両用ECU114に記憶されたハイブリッド車両の制御装置1000は、エンジン101によるMG105の発電を適切なタイミングで制御するように構成されており、補機電力消費算出手段201、補機消費電流量補正係数算出手段202、SOC最低残容量算出手段203、SOC推定値算出手段204、エンジン発電領域判定手段205、燃料消費率算出手段206、エンジン発電実施判定手段207、エンジン発電実施手段208、補機電力抑制分トルク算出手段209、補機抑制実施手段210を備え、これらの手段を構成するプログラムおよび固定値データが、ROMに記憶されている。また、イグニッションスイッチがオフされる直前のバッテリSOCの値として初期バッテリSOC値KSOCi、イグニッションスイッチがオフされる直前の補機消費電流量HwがバックアップRAMに記憶されている。
FIG. 12 is a block diagram showing a hybrid vehicle control apparatus according to
補機電力抑制分トルク算出手段209は、補機電力消費算出手段201で算出した補機消費電流量Hw[Ah]を用いて、補機電力抑制分トルクTehを算出する。具体的な算出方法は、後述する図13のフロー図において説明する。補機抑制実施手段210では、エンジン発電実施判定手段207で判定された結果に応じて、補機抑制を実施する。その他の手段については、図2で説明したとおりである。 The accessory power suppression torque calculation means 209 uses the accessory current consumption Hw[Ah] calculated by the accessory power consumption calculation means 201 to calculate the accessory power suppression torque Teh. A specific calculation method will be described in the flowchart of FIG. 13, which will be described later. The auxiliary machine suppression execution means 210 implements auxiliary machine suppression according to the result determined by the engine power generation execution determination means 207 . Other means are as explained in FIG.
図13は、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートであって、図1のように構成されたハイブリッド車両に対する図12に示す制御装置1000の制御を示している。図13において、ステップS400からステップS410は、前述の図3におけるステップS300からステップS310にそれぞれ対応し、その対応する図3のステップでの制御と同一であるので、説明は省略する。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the hybrid vehicle control device according to the second embodiment, and shows the control of
ステップS410において判定の結果、[エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率BSFCg<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]を満たさず、エンジン発電の実施判定が不成立となった場合(NO)は、ステップS411に進み、ステップS402で算出した補機消費電流量Hw[Ah]を用いて、補機電力抑制分トルク算出手段209により補機電力抑制分トルクTehを算出する。 As a result of determination in step S410, [Fuel consumption rate BSFCg when engine power generation is assumed to be performed<Fuel consumption rate BSFCb when engine power generation is not performed] is not satisfied, and determination of engine power generation is not established. In the case (NO), the process proceeds to step S411, and the accessory power suppression torque Teh is calculated by the accessory power suppression torque calculation means 209 using the accessory current consumption Hw[Ah] calculated in step S402.
図14は、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置における、補機消費電流量と補機電力抑制分トルクの関係を示す説明図である。ステップS411において、補機電力抑制分トルク算出手段209は、図14に示す特性に基づいて、補機消費電流量Hw[Ah]に応じて、補機電力抑制分トルクTehを算出する。図14で示すように、補機消費電流量Hw[Ah]が大きくなるほど補機電力抑制分トルクTehは小さくなる。 FIG. 14 is an explanatory diagram showing the relationship between the accessory current consumption amount and the accessory power suppression torque in the hybrid vehicle control apparatus according to the second embodiment. In step S411, the accessory power suppression torque calculation means 209 calculates the accessory power suppression torque Teh according to the accessory current consumption Hw[Ah] based on the characteristics shown in FIG. As shown in FIG. 14, as the accessory current consumption Hw[Ah] increases, the accessory power suppression torque Teh decreases.
なお、実施の形態2では、補機消費電流量Hw[Ah]に応じて、補機電力抑制分トルクTehを算出しているが、これに限られるものではなく、燃料消費率マップから逆算して、燃料消費率が常に小さい運転ポイントを取るように補機電力抑制分トルクTehを算出するなどの別の方法により算出してもよい。 In the second embodiment, the auxiliary electric power suppression torque Teh is calculated according to the auxiliary electric current consumption Hw [Ah]. Alternatively, it may be calculated by another method such as calculating the accessory electric power suppression torque Teh so as to take an operating point at which the fuel consumption rate is always low.
つぎに、図13のステップS412では、エンジン回転数Neとエンジン軸総トルクTeとを用いて、燃料消費率算出手段206により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率BSFChを算出する。エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率BSFChを求める際のエンジン軸総トルクTe3は、下記の式(8)で示すように、エンジン発電分トルクTegと車両駆動分トルクTebを加算したトルクに対し、ステップS411で算出した補機電力抑制分トルクTehを減算したトルクがエンジン軸総トルクTe3となる。
Te3=Teg+Teb-Teh …式(8)
Next, in step S412 of FIG. 13, the engine speed Ne and the total engine shaft torque Te are used by the fuel consumption rate calculation means 206 to suppress the engine power generation torque at the current operating point, and it is assumed that the engine will generate power. Then, the fuel consumption rate BSFCh is calculated. The engine shaft total torque Te3 when obtaining the fuel consumption rate BSFCh when it is assumed that the engine power generation torque is suppressed and the engine power generation is performed is, as shown in the following equation (8), the engine power generation torque Teg and the vehicle The engine shaft total torque Te3 is obtained by subtracting the accessory electric power suppression torque Teh calculated in step S411 from the torque obtained by adding the drive torque Teb.
Te3=Teg+Teb-Teh...Equation (8)
式(8)で算出したエンジン軸総トルクTe3と、エンジン回転数Neから下記の式(9)を用いて、エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率BSFChを算出する。
BSFCh[g/kWh]=MAP(Ne[rpm]、Te3 [Nm]) …式(9)
Using the following formula (9) from the total engine shaft torque Te3 calculated by formula (8) and the engine speed Ne, the fuel consumption rate BSFCh when it is assumed that the engine power generation torque is suppressed and the engine power generation is performed Calculate
BSFCh [g/kWh] = MAP (Ne [rpm], Te3 [Nm]) Equation (9)
つぎに、ステップS413では、ステップS408で算出したエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCbと、ステップS412で算出したエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率BSFChと、を用いて、エンジン発電実施判定手段207により、[エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率BSFCh<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]が成立するか否かの判定を行う。 Next, in step S413, the fuel consumption rate BSFCb calculated in step S408 when it is assumed that engine power generation is not performed, and the fuel consumption rate calculated in step S412 when it is assumed that engine power generation is performed while suppressing the engine power generation torque Using the consumption rate BSFCh, the engine power generation implementation determination means 207 determines [Fuel consumption rate BSFCh when assuming that engine power generation is performed by suppressing the engine power generation torque <Fuel consumption when assuming engine power generation is not performed consumption rate BSFCb] is established.
ステップS413での判定の結果、[BSFCh<BSFCb]が成立した場合に(YES)、補機抑制エンジン発電の実施判定が成立したとして、補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenhと、エンジン発電実施許可フラグFGenとに「1」がセットされ、ステップS414に進む。一方、ステップS413での判定の結果、[BSFCh<BSFCb]が不成立である場合は(NO)、補機抑制エンジン発電の実施判定が不成立であるとして、補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenhとエンジン発電実施許可フラグFGenとに「0」がセットされ、サブルーチンを終了する。 As a result of the determination in step S413, when [BSFCh<BSFCb] is satisfied (YES), it is determined that the auxiliary equipment suppression engine power generation execution determination is established, and the auxiliary equipment suppression engine power generation execution permission flag FGenh and the engine power generation permission flag are set. The flag FGen is set to "1", and the process proceeds to step S414. On the other hand, if the result of determination in step S413 is that [BSFCh<BSFCb] is not established (NO), it is determined that the auxiliary equipment suppression engine power generation execution permission flag FGenh and the engine The power generation permission flag FGen is set to "0", and the subroutine ends.
ステップS413からステップS414に進むと、ステップS413では補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenhが「1」となっているので、補機抑制実施手段210により補機消費電力の抑制を行う。抑制する補機消費電力は、ステップS410で算出した補機電力抑制分トルクTehをもとに算出する。なお、実施の形態2では、補機107の消費電力を抑制するようにしているが、補機107の使用を停止させるなどを行なうようにしてもよい。
When the process proceeds from step S413 to step S414, since the accessory suppression engine power generation execution permission flag FGenh is "1" in step S413, the accessory suppression execution means 210 suppresses the power consumption of the accessories. The accessory power consumption to be suppressed is calculated based on the accessory power suppression torque Teh calculated in step S410. Although the power consumption of
ステップS415では、ステップS410、ステップS407又はステップS413によりエンジン発電実施許可フラグFGenが「1」となっている場合に、エンジン発電実施手段208によりエンジン発電を実施する。その際、車両用ECU114からエンジン用ECU112にエンジン軸総トルクTeの値を出力し、エンジン用ECU112においてエンジン軸総トルクTeとなるようエンジン101が制御される。
In step S415, when the engine power generation permission flag FGen is set to "1" in step S410, step S407 or step S413, engine power generation execution means 208 performs engine power generation. At this time, the
さらに、車両用ECU114からMG用ECU113にエンジン発電分トルクTeg(補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenhが「1」の場合は、[Teg-Teh])の値を出力し、MG用ECU113で要求したエンジン発電分トルクの分の電力を発電するようMG105が制御される。これによりエンジン発電が実施され、バッテリ106が充電される。ステップS415の後、サブルーチンを終了する。
Further, the
つぎに、以上説明した実施の形態2の場合の動作の例を、タイミングチャートを用いて説明する。図15は、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明する、タイミングチャートである。図15において、(A)は車速、(B)はエンジン回転数Ne、(C)はエンジン軸総トルクTe、(D)はSOC推定値SOCe、(E)は燃料消費率、(F)は燃料消費量、(G)は燃費、(H)はエンジン発電領域判定フラグFJde、(I)はエンジン発電実施許可フラグFGen、(J)は補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenh、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図11における破線は、実施の形態1の場合の動作を示している。 Next, an example of the operation in the case of the second embodiment explained above will be explained using a timing chart. FIG. 15 is a timing chart for explaining the operation of the hybrid vehicle control device according to the second embodiment. 15, (A) is vehicle speed, (B) is engine speed Ne, (C) is engine shaft total torque Te, (D) is estimated SOC value SOCe, (E) is fuel consumption rate, and (F) is Fuel consumption, (G) fuel consumption, (H) engine power generation range determination flag FJde, (I) engine power generation execution permission flag FGen, (J) accessory suppression engine power generation execution permission flag FGenh, respectively, The horizontal axis indicates time. A dashed line in FIG. 11 indicates the operation in the case of the first embodiment.
図15では、図9と同様に、エンジン発電時領域判定は、図15のタイミングT1のようにSOC推定値SOCeがあらかじめ定められたSOC値KSOCdを下まわったときに開始され、(H)のエンジン発電領域判定フラグFJdeが「1」にセットされる。つぎに、タイミングT2になると、実施の形態2では、前述のように[エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率BSFCh<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]が成立すると判定され、(J)の補機抑制エンジン発電実施許可フラグFGenhと、(I)のエンジン発電実施許可フラグFGenとに「1」がセットされ、補機107の動作を抑制した上で、エンジン発電を開始する。
In FIG. 15, as in FIG. 9, engine power generation region determination is started when the estimated SOC value SOCe falls below a predetermined SOC value KSOCd as at timing T1 in FIG. An engine power generation region determination flag FJde is set to "1". Next, at timing T2, in the second embodiment, as described above, [Fuel consumption rate BSFCh when assuming that engine power generation is performed by suppressing engine power generation torque<Fuel consumption when assuming engine power generation is not performed] BSFCb] is established, the auxiliary equipment suppression engine power generation permission flag FGenh of (J) and the engine power generation permission flag FGen of (I) are set to "1", and the operation of the
このように実施の形態2では、エンジン発電開始時に補機107の動作を抑制することで、(C)のエンジン軸総トルクTeにC3で示すように、エンジン発電トルクが補機抑制分だけ抑制されてエンジン発電が行なわれる。これに対して前述の実施の形態1の場合では、タイミングT3でエンジン発電が実施され、そのときの(C)のエンジン軸総トルクTeはC4に示すようになり、実施の形態2の場合のC3よりも大きくなる。このように、実施の形態2では、実施の形態1に比べて燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電が可能となり、実施の形態1よりも燃料消費量が少なく、エンジン発電時における燃費もさらに向上することができる。
As described above, in the second embodiment, by suppressing the operation of the
ここで、実施の形態2と、実施の形態2に対する比較例と、のエンジン発電時の動作の違いについて説明する。図16は、実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。図16において、縦軸はエンジン軸総トルクTe、横軸はエンジン回転数を示している。図16の破線で示した比較例では、エンジン発電が必要となると直ちにエンジン発電を実施するため、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでエンジン発電が実施され燃費が悪化している。 Here, the difference in operation during engine power generation between the second embodiment and a comparative example with respect to the second embodiment will be described. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the operation of the hybrid vehicle control device according to the second embodiment in the form of a fuel consumption rate map. In FIG. 16, the vertical axis indicates the engine shaft total torque Te, and the horizontal axis indicates the engine speed. In the comparative example shown by the dashed line in FIG. 16, engine power generation is performed immediately when engine power generation is required, so engine power generation is performed at an operating point where the fuel consumption rate is relatively high, resulting in deterioration of fuel efficiency.
一方、実施の形態2では、[エンジン発電を想定したときの燃料消費率BSFCg<エンジン発電未実施を想定した時の燃料消費率BSFCb]が不成立の場合で、[エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率BSFCh<エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率BSFCb]となったタイミングでエンジン発電トルクを抑制してエンジン発電を行うため、矢印Xで示すように比較例に比べて補機制限分だけトルクを減少してエンジン発電の実施ができ、さらなる燃費向上を図ることができる。なお、図16において、鎖線Yは、実施の形態2による前述のトルク抑制を行なわない場合を示している。 On the other hand, in the second embodiment, when [fuel consumption rate BSFCg when assuming engine power generation<fuel consumption rate BSFCb when assuming engine power generation is not performed] does not hold, [engine power generation torque is suppressed and Since engine power generation is performed by suppressing the engine power generation torque at the timing when the fuel consumption rate BSFCh when assuming engine power generation < fuel consumption rate BSFCb when it is assumed that engine power generation is not performed], as indicated by arrow X, As compared with the comparative example, engine power generation can be performed with the torque reduced by the amount limited by the auxiliary equipment, and further improvement in fuel efficiency can be achieved. In FIG. 16, the dashed line Y indicates the case where the aforementioned torque suppression according to the second embodiment is not performed.
以上述べた実施の形態1および実施の形態2によるハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリのSOCが低下した際に、補機の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を設け、その領域内ではエンジン発電をしても燃料消費率が小さいと推定されるときにのみ、エンジン発電を実施するようにしているので、エンジン発電時における燃費を向上させることができる。また、補機の使用の変化に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域を補正することで、バッテリに最低限確保しておかなければならないSOCを確実に確保しつつ燃費を向上することができる。さらに、エンジン発電を実施するか否かを選択できるSOCの領域内では、補機の使用を抑制した場合のエンジン発電の燃料消費率が小さいと推定されるときにエンジン発電を実施し、且つ補機の抑制も実施することで、運転者の補機の使用に大きな影響を与えない中で、エンジン発電の燃料消費率が小さくなる状態を作り出し、燃費を向上させることができる。 According to the hybrid vehicle control apparatus according to the first and second embodiments described above, when the SOC of the battery is lowered, the SOC can select whether or not to perform engine power generation according to the use of the auxiliary equipment. is provided, and engine power generation is performed only when it is estimated that the fuel consumption rate is small even if engine power generation is performed within that region, so fuel efficiency during engine power generation can be improved. . In addition, by correcting the SOC region in which it is possible to select whether or not to carry out engine power generation according to changes in the use of the auxiliary equipment, it is possible to reliably secure the minimum SOC that must be secured in the battery and achieve fuel efficiency. can be improved. Furthermore, within the SOC range in which it is possible to select whether or not to perform engine power generation, engine power generation is performed when the fuel consumption rate of engine power generation when the use of auxiliary equipment is suppressed is estimated to be small, and By also suppressing the engine, it is possible to create a state in which the fuel consumption rate of engine power generation is reduced without significantly affecting the driver's use of auxiliary equipment, thereby improving fuel efficiency.
本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although this application describes various exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments are limited to the application of the particular embodiments. can be applied to the embodiments singly or in various combinations. Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
101 エンジン、102 クランクプーリ、103 プーリ、104 ベルト、105 モータジェネレータ、106 バッテリ、107 補機、108 トランスミッション、109 デファレンシャルギア、110 ドライブシャフト、111 タイヤ、112 エンジン用ECU、113 MG用ECU、114 車両用ECU、115 車速センサ、116 アクセルポジションセンサ、117 ブレーキストロークセンサ、118 バッテリ電流センサ、201 補機電力消費算出手段、202 補機消費電流量補正係数算出手段、203 SOC最低残容量算出手段、204 SOC推定値算出手段、205 エンジン発電領域判定手段、206 燃料消費率算出手段、207 エンジン発電実施判定手段、208 エンジン発電実施手段、209 補機電力抑制分トルク算出手段、210 補機抑制実施手段
101 engine, 102 crank pulley, 103 pulley, 104 belt, 105 motor generator, 106 battery, 107 accessory, 108 transmission, 109 differential gear, 110 drive shaft, 111 tire, 112 engine ECU, 113 MG ECU, 114
Claims (2)
前記バッテリのSOCを推定するバッテリSOC推定値算出手段と、
前記エンジンの運転ポイントにおける燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記エンジンの作動時における、あらかじめ設定された時間の間に前記補機が使用する電気量の消費量を算出する補機電力消費算出手段と、
前記補機電力消費算出手段が算出した前記消費量に応じて、前記バッテリの最低SOCを推定するSOC最低残容量算出手段と、
前記バッテリSOC推定値算出手段により推定した前記バッテリのSOCが、あらかじめ設定された値と、前記SOC最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低SOCと、の間にあるか否かを判定するエンジン発電領域判定手段と、
前記エンジン発電領域判定手段による前記判定の結果が肯定であるとき、少なくとも、前記エンジン発電を実施することを想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、前記エンジン発電の実施をしないと想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、の比較に基づいて、前記エンジン発電を実施するか否かを判定するエンジン発電実施判定手段と、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段の前記判定の結果が肯定であるとき、前記エンジン発電を実施するように構成され、
前記制御装置は、
前記補機が使用する電気量の消費量に応じて、前記補機が使用する電気量を抑制する分のエンジン発電トルクを算出する補機電力抑制分トルク算出手段、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段により、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電実施を想定したときの燃料消費率よりも小さく、且つエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さい、と判定した場合に、前記エンジン発電を実施し、且つ前記補機が使用する電気量を抑制するように構成されている、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An engine that operates by combustion of fuel to generate power, a motor generator that is driven by the power of the engine to generate power, a battery that charges the power generated by the motor generator, and the battery and at least one auxiliary machine operated by receiving electric power from a hybrid vehicle control device configured to control a hybrid vehicle,
battery SOC estimated value calculation means for estimating the SOC of the battery;
fuel consumption rate calculation means for calculating a fuel consumption rate at an operating point of the engine;
Auxiliary machine power consumption calculating means for calculating a consumption amount of electricity used by the auxiliary machine during a preset time when the engine is in operation;
SOC minimum remaining capacity calculation means for estimating the minimum SOC of the battery according to the consumption calculated by the auxiliary power consumption calculation means;
Determining whether the SOC of the battery estimated by the estimated battery SOC value calculating means is between a preset value and the minimum SOC of the battery estimated by the SOC minimum remaining capacity calculating means. engine power generation region determination means;
When the result of the determination by the engine power generation region determining means is affirmative, at least the fuel consumption rate of the engine when it is assumed that the engine power generation is performed and when it is assumed that the engine power generation is not performed. engine power generation implementation determination means for determining whether or not to implement the engine power generation based on a comparison of the fuel consumption rate of the engine of
with
configured to perform the engine power generation when the determination result of the engine power generation execution determination means is affirmative ,
The control device is
Auxiliary machine electric power suppression torque calculation means for calculating an engine generated torque for suppressing the amount of electricity used by the auxiliary machine according to the consumption of the electric quantity used by the auxiliary machine;
with
By the engine power generation execution determination means, it is assumed that the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed is lower than the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is performed, and that engine power generation will be performed by suppressing the engine power generation torque. When it is determined that the fuel consumption rate at the time is lower than the fuel consumption rate when it is assumed that engine power generation is not performed, the engine power generation is performed and the amount of electricity used by the auxiliary device is suppressed. has been
A hybrid vehicle control device characterized by:
前記補機が使用する電気量の消費量が変化したことを検出し、前記検出した消費量の変化に応じて、前記SOC最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低SOCを補正する補正係数を算出する補機消費電流量補正係数算出手段、
を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The control device is
A correction coefficient for detecting a change in the amount of consumption of electricity used by the accessory, and correcting the minimum SOC of the battery estimated by the minimum SOC remaining capacity calculating means in accordance with the detected change in the amount of consumption. Auxiliary machine current consumption correction coefficient calculation means for calculating
having
The hybrid vehicle control device according to claim 1, characterized in that:
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