JP3812134B2

JP3812134B2 - ハイブリッド車の充電制御方法

Info

Publication number: JP3812134B2
Application number: JP09581998A
Authority: JP
Inventors: 誠志中村; 豊多賀; 正弥天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: JPH11299004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド車、特にパラレルハイブリッド車における充電制御方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パラレルハイブリッド車においては、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）を監視し、このＳＯＣが所定値に対して大きいか小さいかによりモータを力行モードあるいは回生モードのいずれで運転するかを決定していた。これにより、バッテリのＳＯＣを所定値に維持するように制御していた。
【０００３】
図６には、上記従来のハイブリッド車の充電制御方法の例が示される。図６においては、目標のＳＯＣに対して、これより高いＳＯＣ１とこれより低いＳＯＣ２との間でバッテリの充電状態を制御している。目標ＳＯＣより実際のＳＯＣが高い領域では、実際のＳＯＣの値に応じてバッテリからモータに電力を供給し放電を行う。他方、目標ＳＯＣよりも実際のＳＯＣが低い領域では、実際のＳＯＣの状態に応じてモータの回生によりバッテリの充電を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のハイブリッド車の充電制御方法においては、バッテリのＳＯＣが目標ＳＯＣより高い場合には常時放電を行い、目標ＳＯＣより低い場合には常時充電を行っていた。したがって、目標ＳＯＣよりも低い場合には、エンジンの出力が低く動作効率があまりよくない状態においてもモータを回生モードで運転する必要があったので、燃費の悪化を招くという問題があった。
【０００５】
また、回生制動によりバッテリに充電される電力量が多くなると、バッテリのＳＯＣが目標ＳＯＣより高くなり、回生制動エネルギを捨てなければならない場合もあった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、エンジンの燃費を向上させつつ、バッテリのＳＯＣを目標範囲内に維持することができるハイブリッド車の充電制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、バッテリの充電状態に応じて、バッテリの充電制御を行うハイブリッド車の充電制御方法であって、前記充電制御は、バッテリの充電状態に関する所定の上限値、所定の第１の下限値、および第１の下限値より低い所定の第２の下限値に基づき行われ、前記充電状態が前記上限値を超えた場合には、エンジンを走行パワーより低いパワーで運転し、バッテリからモータに電力を供給することによりモータを力行モードで運転し、前記充電状態が前記第１の下限値超、前記上限値以下の範囲にある場合には、エンジンを走行パワーで運転し、前記充電状態が前記第１の下限値以下、前記第２の下限値以上の範囲にあり、かつ、エンジンが所定値より高いパワーで運転中の場合は、エンジンを走行パワーより高いパワーで運転しながらモータを回生モードで運転し、前記充電状態が前記第１の下限値以下、前記第２の下限値以上の範囲にあり、かつ、エンジンが所定値以下の走行パワーで運転中の場合は、エンジンを走行パワーで運転し、前記充電状態が前記第２下限値より低下した場合には、エンジンを走行パワーより高いパワーで運転しながらモータを回生モードで運転することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面にしたがって説明する。
【００１０】
図１には、本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法を実施するためのパラレルハイブリッド車の構成例が示される。図１において、モータ１０は、モータ制御装置１２により力行モード及び回生モードが制御され、バッテリ１４との間で電力の授受を行う。また、車両の駆動源としてはモータ１０の他にエンジン１６が搭載されている。モータ１０及びエンジン１６の駆動力は、クラッチＣｉ、クラッチＣｄを介してプラネタリギア１８に伝達され、この駆動力がＣＶＴ変速機２０及び減速機２２を介して駆動輪２４に伝達される。
【００１１】
図２には、このようなパラレルハイブリッド車における制御方法が示される。図２において、バッテリ１４のＳＯＣは、所定の制御範囲であるＳＯＣ１とＳＯＣ２との間で維持されるように制御が行われる。このＳＯＣ１とＳＯＣ２との範囲では、さらに所定の下限値α％と所定の上限値β％とが設定されており、バッテリ１４のＳＯＣがα％より低い領域と、α％とβ％の間の領域と、β％より高い領域とのいずれにあるかにより異なる制御方法が実行される。
【００１２】
すなわち、バッテリ１４のＳＯＣがα％よりも低い場合には、エンジン１６を走行に必要なパワーより高いパワーで運転しながら、モータ制御装置１２によりモータ１４を回生モードで運転するように制御する。これにより、モータ１０による回生パワーがバッテリ１４の充電に使用され、ＳＯＣが増加するように補正が行われる。また、バッテリ１４のＳＯＣがα％とβ％との間にある場合には、車両はエンジン１６のパワーのみで走行する。すなわち、エンジン１６が走行パワーで運転され、モータ１０はエンジン１６により回転させられているだけであり、運転状態にない。尚、制動時にはモータ１０は回生モードとなって、制動時の回生によりバッテリ１４が充電される。この場合、バッテリ１４のＳＯＣは特に制御されず、成り行きで推移する。したがって、ＳＯＣがα％とβ％との間にあるときは、ＳＯＣの補正が行われず、補正不感帯となっている。さらに、バッテリ１４のＳＯＣがβ％よりも高い場合には、エンジン１６は必要な走行パワーより低いパワーで運転され、そのぶんバッテリ１４からモータ１０に電力が供給され、モータ１０が力行モードで運転される。これにより、バッテリ１４に蓄えられた電力が消費され、バッテリ１４のＳＯＣが下がるように補正される。
【００１３】
図３には以上の制御動作のフローチャートが示される。図３において、アクセル開度が設定されると（Ｓ１）、それに基づいて車両の走行に要求されるパワー（Ｐｐ）が算出される（Ｓ２）。次に、バッテリ１４のＳＯＣが上述したα％とβ％との間にあるか否かが確認される（Ｓ３）。
【００１４】
Ｓ３において、バッテリ１４のＳＯＣがα％よりも小さい場合には（Ｓ４）、エンジン１６のパワーＰｅがＰｅ＝Ｐｐ＋Ｐｃｈｇとして算出される。この場合Ｐｃｈｇは、バッテリ１４のＳＯＣを補正するためにモータ１０を回生モードで運転するのに必要なパワー（充電補正パワー）である。すなわち、この状態では、エンジン１６は、走行パワーＰｐよりもバッテリ１４の充電補正パワーＰｃｈｇだけ高いパワーで運転されることになる（Ｓ５）。
【００１５】
他方、バッテリ１４のＳＯＣがβ％よりも高い場合には（Ｓ６）、エンジン１６のパワーＰｅは、Ｐｅ＝Ｐｐ−Ｐｃｈｇとして算出される。この場合には、モータ１０に対してバッテリ１４からＰｃｈｇ分の電力が供給され、力行モードで運転される。このため、エンジン１６は、走行に必要なパワーＰｐよりもバッテリ１４の充電補正パワーＰｃｈｇ分だけ低い出力となるように運転されることになる（Ｓ７）。
【００１６】
以上のように、エンジン１６が発生するパワーＰｅをＳ５、Ｓ７のように制御することにより、バッテリ１４のＳＯＣがα％より小さい場合にはモータ１０の回生によりバッテリ１４を充電してＳＯＣを上げ、ＳＯＣがβ％よりも大きい場合にはモータ１０にバッテリ１４から電力を供給することによりバッテリ１４のＳＯＣを下げるように制御している。
【００１７】
また、Ｓ３において、バッテリ１４のＳＯＣがα％とβ％との間にある場合には、エンジン１６の出力するパワーＰｅと走行に必要なパワーＰｐとを同じ値とする（Ｓ８）。この場合には、モータ１０はエンジン１６により回転させられているだけであり、運転状態にはない。尚、制動時にはモータ１０は回生モードで運転され、制動時の回生エネルギがバッテリ１４に充電されるように制御される。この場合には、上述したように、バッテリ１４のＳＯＣとして特に目標値は設定されず、成り行きで制御される。
【００１８】
以上のようにして算出されたエンジン１６の出力Ｐｅに応じてエンジンの動作点が算出される（Ｓ９）。また、同時に、バッテリ１４の充電補正パワーＰｃｈｇに応じてモータ１０の動作点も算出される（Ｓ１０）。このようにして算出されたエンジン動作点及びモータ動作点に応じてモータ１０及びエンジン１６が運転され、発生した駆動力がＣＶＴ変速機２０により変速制御される（Ｓ１１）。また、同時にその他の処理も行われる（Ｓ１２）。
【００１９】
図４には、以上に述べたバッテリ１４のＳＯＣの制御の説明図が示される。図４において、バッテリのＳＯＣがα％とβ％との間では、バッテリ１４のＳＯＣの補正は行われず、制動時におけるモータ１０による回生により、成り行きでバッテリ１４が充電される状態となる。このように、バッテリ１４のＳＯＣ補正に不感帯（α％とβ％との間）を設けることにより、ＳＯＣを上昇させる必要があまり高くないときにはエンジン１６のパワーによるバッテリ１４の充電は行われない。このため、エンジン１６の出力が小さく動作効率があまり高くないときまで、無理にバッテリ１４の充電を行わずに済むので、エンジン１６の燃費を悪化させることを抑制できる。
【００２０】
また、ＳＯＣがα％よりも低い場合には、上述したように、エンジン１６のパワーが走行パワーＰｐよりもバッテリ１４の充電補正パワーＰｃｈｇだけ高いパワーで運転される。これにより、モータ１０の回生によりバッテリ１４が充電され、ＳＯＣの回復が図られる。これにより、エンジン１６の動作点が中負荷あるいは高負荷域でなるべく高いパワーとなるように制御され、エンジンの動作効率の高い点でバッテリ１４の充電補正を行わせることができる。これにより、エンジン１６の燃費を向上させることができる。
【００２１】
さらに、バッテリ１４のＳＯＣがβ％よりも高い場合には、エンジン１６のパワーＰｅが、走行に必要なパワーＰｐよりも充電補正パワーＰｃｈｇだけ低いパワーで運転され、この分バッテリ１４からモータ１０に電力が供給されて、バッテリ１４のＳＯＣの減少が図られる。これにより、回生制動エネルギを極力バッテリ１４に蓄電できるので、回生制動エネルギを捨てることを防止できる。
【００２２】
図５には、本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法の変形例が示される。図５においては、バッテリ１４のＳＯＣがβ％より大きい場合の制御は図４と同様である。これに対して、バッテリ１４の下限値としては、所定の第１の下限値α₁％と第２の下限値α₂％とが設定されている。本変形例においては、バッテリ１４のＳＯＣがα₁％とα₂％との間にある場合には、エンジン１６のパワーＰｅが所定値より高い状態で運転されているときにのみ、エンジン１６によるバッテリ１４の充電補正が行われる。この場合は、エンジン１６のパワーＰｅをさらに充電補正パワーＰｃｈｇだけ高くし、モータ１０の回生によりバッテリ１４を充電する。したがって、この場合にはエンジン１６のパワーＰｅが所定値より高く動作効率が高いときのみ充電補正が行われることになる。
【００２３】
また、バッテリ１４のＳＯＣがα₂％よりも低くなった場合には、エンジン１６を、そのときの走行に必要なパワーＰｐと充電補正パワーＰｃｈｇの和のパワーで運転し、モータ１０を回生モードで運転する。したがって、この場合には車両の走行に必要なパワーＰｐが低い場合にも、エンジンパワーＰｅを高くしてモータ１０の回生によりバッテリ１４を充電することとなる。
【００２４】
このような構成とすることにより、バッテリ１４のＳＯＣに応じてエンジン１６とモータ１０との運転をよりきめ細かく制御することができる。これにより、エンジン１６の燃費をさらに向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来に比べ充電状態がより低くなる値までモータによる回生を行わず、下限値まで低下したときにエンジンの運転状態が中負荷あるいは高負荷域の効率のよい領域でモータによる回生が行われるように制御している。これにより、エンジンの燃費を向上させることができる。
【００２６】
また、バッテリの充電状態に応じて下限値を２段階に設定し、これに基づいてモータとエンジンとをきめ細かく制御するので、さらに燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法を実施するパラレルハイブリッド車の構成図である。
【図２】本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法の説明図である。
【図３】図２に示されたハイブリッド車の充電制御方法の工程のフロー図である。
【図４】本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法の説明図である。
【図５】本発明に係るハイブリッド車の充電制御方法の変形例の説明図である。
【図６】従来におけるハイブリッド車の充電制御方法の説明図である。
【符号の説明】
１０モータ、１２モータ制御装置、１４バッテリ、１６エンジン、１８プラネタリギア、２０ＣＶＴ変速機、２２減速機、２４駆動輪。

Claims

バッテリの充電状態に応じて、バッテリの充電制御を行うハイブリッド車の充電制御方法であって、
前記充電制御は、バッテリの充電状態に関する所定の上限値、所定の第１の下限値、および第１の下限値より低い所定の第２の下限値に基づき行われ、
前記充電状態が前記上限値を超えた場合には、エンジンを走行パワーより低いパワーで運転し、バッテリからモータに電力を供給することによりモータを力行モードで運転し、
前記充電状態が前記第１の下限値超、前記上限値以下の範囲にある場合には、エンジンを走行パワーで運転し、
前記充電状態が前記第１の下限値以下、前記第２の下限値以上の範囲にあり、かつ、エンジンが所定値より高いパワーで運転中の場合は、エンジンを走行パワーより高いパワーで運転しながらモータを回生モードで運転し、
前記充電状態が前記第１の下限値以下、前記第２の下限値以上の範囲にあり、かつ、エンジンが所定値以下のパワーで運転中の場合は、エンジンを走行パワーで運転し、
前記充電状態が前記第２下限値より低下した場合には、エンジンを走行パワーより高いパワーで運転しながらモータを回生モードで運転する、
ことを特徴とするハイブリッド車の充電制御方法。