JP2012201325A - プラグインハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費を向上させることが可能なプラグインハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【解決手段】バッテリ４の電池残量に基づいて、モータ２のみを使用して当該プラグインハイブリッド車両１を走行させるときの走行可能距離を求め、走行予定距離が走行可能距離よりも短いとき、モータ２のみが使用されるようにモータ２の駆動を制御し、走行予定距離が走行可能距離よりも短くないときで、かつ、速度が閾値よりも小さいとき、モータ２のみを使用して当該プラグインハイブリッド車両１を走行し、走行予定距離が走行可能距離よりも短くないときで、かつ、速度が閾値よりも小さくないとき、モータ２とエンジン３とを併用して当該プラグインハイブリッド車両１を走行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラグインハイブリッド車両に関する。

バッテリから供給される電力により駆動するモータと、ガソリンなどの燃料により駆動するエンジンとを併用して走行するとともに、家庭用電源などの交流電源に接続されるプラグを車両の給電口に挿入してバッテリを充電するプラグインハイブリッド車両がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

このようなプラグインハイブリッド車両では、次回充電を行う目的地に着くまでに、できるだけモータのみを使用することにより燃料の消費を抑えて燃費を向上させることができる。

そこで、例えば、現在地から目的地までの走行予定距離を、現在のバッテリの電池残量に基づいて、モータのみの使用で走行することが可能か否かを判断し、走行可能ではないと判断する場合、バッテリの出力を抑えることにより、バッテリの電池残量を長持ちさせて、できるだけモータのみの走行を多くするプラグインハイブリッド車両がある（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、上述のようなプラグインハイブリッド車両では、走行予定距離をモータのみの使用で走行することができない場合、バッテリの出力を抑えてしまうため、モータとエンジンとを併用するハイブリッド走行において、エンジンの出力を高める必要があり、走行予定距離が比較的長くモータのみの走行に比べてハイブリッド走行が多いと、燃費を向上させることができないおそれがある。

特開２００９−３５０１６号公報 特開２０１０−２３７３９号公報 特開２０１０−８９６０３号公報

本発明は、燃費を向上させることが可能なプラグインハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明のプラグインハイブリッド車両は、モータと、エンジンと、バッテリと、現在地から目的地までの走行予定距離を出力する走行予定距離出力手段と、当該プラグインハイブリッド車両の速度を検出する検出手段と、前記バッテリの電池残量に基づいて、前記モータのみを使用して当該プラグインハイブリッド車両を走行させるときの走行可能距離を求め、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短いとき、前記モータのみが使用されるように前記モータの駆動を制御し、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短くないときで、かつ、前記電池残量及び前記走行予定距離それぞれに応じて変化する閾値よりも前記速度が小さいとき、前記モータのみを使用するように前記モータの駆動を制御し、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短くないときで、かつ、前記閾値よりも前記速度が小さくないとき、前記モータと前記エンジンとを併用するように前記モータや前記エンジンの駆動を制御する制御手段とを備える。

これにより、発進時や停止時など低速時に加速度が必要なときに、低回転時にトルクが大きくなるモータを使用することができるとともに、高速時に加速度が必要なときに、高回転時にトルクが大きくなるエンジンを使用することができるので、モータやエンジンを効率よく駆動させることができバッテリの電池残量の消費を抑えつつ、燃費を向上させることができる。

また、前記閾値は、前記電池残量が大きい程、及び、前記走行予定距離が短い程、大きくなるように構成してもよい。
これにより、バッテリの電池残量が少ないときやまだ目的地まで遠いとき、モータのみの走行が行われ難くなるため、モータのみで走行予定距離を走り切ることができない場合において、バッテリの電池残量の消費を抑えることができモータとエンジンとを併用するときにエンジンの出力を高める必要がない。そのため、バッテリの走行予定距離が比較的長くモータのみの走行に比べてハイブリッド走行が多くなる場合に、燃費が悪化するおそれがない。

本発明によれば、プラグインハイブリッド車両において、燃費を向上させることができる。

本発明の実施形態のプラグインハイブリッド車両を示す図である。 制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 ＥＶ−ＨＶ走行切替閾値テーブルの一例を示す図である。

図１は、本発明の実施形態のプラグインハイブリッド車両を示す図である。
図１に示すプラグインハイブリッド車両１は、モータ２と、エンジン３と、モータ２に電力を供給するバッテリ４と、カーナビゲーションシステム５（走行予定距離出力手段）と、速度センサ６（検出手段）と、制御部７（制御手段）とを備える。

モータ２は、バッテリ４から供給される電力により動力を出力する電動機であるとともに、バッテリ４を充電するための発電機でもある。
エンジン３は、ガソリンや軽油などの燃料により動力を出力する内燃機関である。

バッテリ４は、例えば、リチウム蓄電池であって、バッテリ４の電池残量を検出するための電流センサが設けられている。
カーナビゲーションシステム５は、ユーザに入力される目的地や目的地に関連する情報に基づいて、現在地から目的地までの道案内を行う装置であり、現在地から目的地までの走行予定距離を計算する機能を有している。なお、ユーザが直接走行予定距離を入力することができる機能をカーナビゲーションシステム５が有していてもよい。また、カーナビゲーションシステム５の代わりに、ユーザにより入力される走行予定距離を制御部７に出力する専用装置（走行予定距離出力手段）をプラグインハイブリッド車両１に備えるように構成してもよい。

速度センサ６は、プラグインハイブリッド車両１の速度を検出するセンサである。
制御部７は、ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８と、走行方法判定部９と、モータ制御部１０と、エンジン制御部１１と、記憶部１２とを備える。なお、ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８、走行方法判定部９、モータ制御部１０、及びエンジン制御部１１は、それぞれ、例えば、ＥＣＵやＣＰＵなどにより構成され、記憶部１２は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどで構成される。

ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８は、バッテリ４の電流センサにより検出される電流に基づいて、バッテリ４の電池残量を計算し、その電池残量とカーナビゲーションシステム５から出力される走行予定距離とに基づいて、モータ２のみを使用してプラグインハイブリッド車両１を走行させる電気自動車走行（以下、ＥＶ走行という）と、モータ２とエンジン３とを併用してプラグインハイブリッド車両１を走行させるハイブリッド自動車走行（以下、ＨＶ走行という）とを切り替えるための閾値を決定する。

走行方法判定部９は、ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８により決定される閾値と、速度センサ６から出力される速度との比較結果に基づいて、現在最適な走行方法としてＥＶ走行及びＨＶ走行のどちらか一方を判定して、その判定した走行方法に応じて、モータ制御部１０やエンジン制御部１１の動作を制御する。

モータ制御部１０は、走行方法判定部９からＥＶ走行指示が出力されると、モータ２の回転数やモータ２に流れる電流などに基づいて、モータ２を電動機として駆動するためにインバータの動作を制御する。また、モータ制御部１０は、走行方法判定部９からＨＶ走行指示が出力されると、モータ２の回転数やモータ２に流れる電流などに基づいて、モータ２を電動機として駆動するためにインバータの動作を制御したり、モータ２を発電機として駆動するためにインバータの動作を制御する。

エンジン制御部１１は、走行方法判定部９からＨＶ走行指示が出力されると、モータ制御部１０から出力されるモータ２のトルクを示す情報やアクセルペダルの踏み込み量を示す情報などに基づいて、エンジン３を駆動する。

例えば、ＨＶ走行時では、プラグインハイブリッド車両１の速度は中高速になるため、中高速時に効率が比較的良好となるエンジン３のみが使用される。また、ＨＶ走行時において、プラグインハイブリッド車両１が加速すると、エンジン３の動力がモータ２の動力によりアシストされる。また、ＨＶ走行時において、プラグインハイブリッド車両１が減速すると、モータ２が発電機として使用されてバッテリ４が充電される。

図２は、プラグインハイブリッド車両１の走行中の制御部７の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、制御部７のＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８は、カーナビゲーションシステム５から走行予定距離を取得するとともに、バッテリ４の電池残量を取得する。また、制御部７の走行方法判定部９は、速度センサ６により検出されるプラグインハイブリッド車両１の現在の速度を取得し、バッテリ４の電池残量及び走行予定距離にそれぞれ対応する閾値を、記憶部１２に記憶されるＥＶ−ＨＶ走行切替閾値テーブルから取り出す。

次に、ステップＳ２において、制御部７の走行方法判定部９は、バッテリ４の電池残量に基づいて、ＥＶ走行のみでプラグインハイブリッド車両１を走行させることが可能な距離（以下、ＥＶ走行可能距離という）を算出する。

次に、ステップＳ３において、走行方法判定部９は、走行予定距離がＥＶ走行可能距離よりも短いか否かを判断する。
走行予定距離がＥＶ走行可能距離よりも短いと判断した場合（Ｓ３がＹｅｓ）、すなわち、ＥＶ走行のみで走行予定距離を走り切ることができる場合、ステップＳ４において、走行方法判定部９は、ＥＶ走行指示をモータ制御部１０に出力する。これにより、ＥＶ走行が行われる。

一方、走行予定距離がＥＶ走行可能距離よりも短くないと判断した場合（Ｓ３がＮｏ）、すなわち、ＥＶ走行で走行予定距離を走り切ることができない場合、ステップＳ５において、走行方法判定部９は、ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部８から閾値を取得する。

次に、ステップＳ６において、走行方法判定部９は、速度センサ６により検出される速度が閾値よりも小さいか否かを判断する。
速度が閾値よりも小さいと判断した場合（Ｓ６がＹｅｓ）、すなわち、プラグインハイブリッド車両１が比較的低速で走行している場合、ステップＳ４において、走行方法判定部９は、ＥＶ走行指示をモータ制御部１０に出力する。これにより、ＥＶ走行が行われる。

一方、速度が閾値よりも小さくないと判断した場合（Ｓ６がＮｏ）、すなわち、プラグインハイブリッド車両１が比較的高速で走行している場合、ステップＳ４において、走行方法判定部９は、ＨＶ走行指示をモータ制御部１０及びエンジン制御部１１にそれぞれ出力する。これにより、ＨＶ走行が行われる。

以降、プラグインハイブリッド車両１の走行中、ステップＳ１〜Ｓ７が繰り返し実行され、その度に閾値が更新される。
図３は、ＥＶ−ＨＶ走行切替閾値テーブルの一例を示す図である。

図３に示すＥＶ−ＨＶ走行切替閾値テーブルには、バッテリ４の電池残量（最大電池残量に対する現在の電池残量の割合）［％］と、走行予定距離［ｋｍ］とにそれぞれ対応する閾値［ｋｍ／ｈ］が格納されている。

例えば、電池残量［％］が「０〜１０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「０〜２」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「０」であり、電池残量［％］が「０〜１０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「２〜４」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］も「０」であり、電池残量［％］が「０〜１０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「４〜６」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］も「０」である。

また、例えば、電池残量［％］が「１０〜２０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「０〜２」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「６０」であり、電池残量［％］が「１０〜２０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「２〜４」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「４０」であり、電池残量［％］が「１０〜２０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「４〜６」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「３０」である。

また、例えば、電池残量［％］が「２０〜３０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「０〜２」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「１００」であり、電池残量［％］が「２０〜３０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「２〜４」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「６０」であり、電池残量［％］が「２０〜３０」で、かつ、走行予定距離［ｋｍ］が「４〜６」に対応する閾値［ｋｍ／ｈ］は「４０」である。

このように、本実施形態のプラグインハイブリッド車両１では、モータ２のみで走行予定距離を走り切ることができない場合において、プラグインハイブリッド車両１の速度が閾値よりも小さいとき、ＥＶ走行を行い、速度が閾値よりも小さくないとき、ＨＶ走行を行う。そのため、発進時や停止時など低速時に加速度が必要なときに、低回転時にトルクが大きくなるモータ２を使用することができるとともに、高速時に加速度が必要なときに、高回転時にトルクが大きくなるエンジン３を使用することができる。これにより、モータ２やエンジン３を効率よく駆動させることができるため、バッテリ４の電池残量の消費を抑えつつ、燃費を向上させることができる。

また、本実施形態のプラグインハイブリッド車両１では、バッテリ４の電池残量が大きい程、及び、走行予定距離が短い程、上記ステップ６で使用される閾値が大きくなるように、ＥＶ−ＨＶ走行切替閾値テーブルに複数の閾値を格納している。これにより、バッテリ４の電池残量が少ないときやまだ目的地まで遠いとき、ＥＶ走行が行われ難くなるため、モータ２のみで走行予定距離を走り切ることができない場合において、バッテリ４の電池残量の消費を抑えることができモータ２とエンジン３とを併用するときにエンジン３の出力を高める必要がない。そのため、走行予定距離が比較的長くＥＶ走行に比べてＨＶ走行が多くなる場合であっても、燃費が悪化するおそれがない。

１ プラグインハイブリッド車両
２ モータ
３ エンジン
４ バッテリ
５ カーナビゲーションシステム
６ 速度センサ
７ 制御部
８ ＥＶ−ＨＶ走行閾値決定部
９ 走行方法判定部
１０ モータ制御部
１１ エンジン制御部
１２ 記憶部

Claims (2)

1. モータと、
   エンジンと、
   バッテリと、
   現在地から目的地までの走行予定距離を出力する走行予定距離出力手段と、
   当該プラグインハイブリッド車両の速度を検出する検出手段と、
   前記バッテリの電池残量に基づいて、前記モータのみを使用して当該プラグインハイブリッド車両を走行させるときの走行可能距離を求め、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短いとき、前記モータのみが使用されるように前記モータの駆動を制御し、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短くないときで、かつ、前記電池残量及び前記走行予定距離それぞれに応じて変化する閾値よりも前記速度が小さいとき、前記モータのみを使用するように前記モータの駆動を制御し、前記走行予定距離が前記走行可能距離よりも短くないときで、かつ、前記閾値よりも前記速度が小さくないとき、前記モータと前記エンジンとを併用するように前記モータや前記エンジンの駆動を制御する制御手段と、
   を備えるプラグインハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のプラグインハイブリッド車両であって、
   前記閾値は、前記電池残量が大きい程、及び、前記走行予定距離が短い程、大きくなる
   ことを特徴とするプラグインハイブリッド車両。
   

Images