JP2006029174A

JP2006029174A - ハイブリッド車のトルク制御装置

Info

Publication number: JP2006029174A
Application number: JP2004208098A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Handa; 和功半田; Masayuki Takagaki; 雅之高垣; Hiroaki Miyamoto; 寛明宮本; Tomoyuki Odawara; 友之小俵
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】減速時にこのまま停車すると判断できるときに限り燃料カット復帰せず、エンジンをモータ駆動しモータアイドル状態を作り出すことができ、惰行等停止するかどうかわからない場合は、従来どおり燃料カット復帰することができるハイブリッド車のトルク制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両減速時に内燃機関１への燃料カットを行う燃料カット手段と、前記内燃機関１への燃料供給を再開する燃料カット復帰条件が成立したとき、前記内燃機関１へ燃料を供給する燃料カット復帰手段と、車両の停止を推定する車両停止推定手段と、前記燃料カット復帰手段により前記燃料カット復帰条件が成立すると判定され、かつ、前記車両停止推定手段により前記車両の停止が推定されたとき、前記内燃機関１への燃料供給の再開を禁止すると共に電動モータ２で前記内燃機関１をアイドリングさせるモータアイドル制御手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車のトルク制御装置に関する。特に、モータ走行モードを持たない１モータのハイブリッド車に適用して好適なものである。

ハイブリッド車は、内燃機関と回転電機とを複合させた駆動システムを有し、減速時に燃費を向上するために減速エネルギーを回生する。その回生力は、ドライバビリティのために車速が低くなるにつれて小さくするのが一般的である。
モータ走行モードを持たない１モータのハイブリッド車（特許文献１参照）におけるトルク制御の一例を図４及び図５に示す。

図４は、トルク制御のフローチャートであり、図５は、アクセル開度、車速、エンジントルク及びモータトルクについてのタイムチャートである。
図５に示すように、アクセル開度が０となると、減速時における燃費向上のため、モータトルクによる回生を行う一方、エンジンへの燃料供給が停止され（Ｆ／Ｃ:fuel cut）、エンジントルクは０となる。
ドライバビリティ確保のため、車速が低下するに従い、モータトルクである回生力を徐々に低下する。

更に車速が低下して、燃料カット復帰条件が成立すると（ステップＳ１）、燃料カット復帰（Ｆ／Ｃ復帰）により、エンジンへ燃料供給が再開されエンジンアイドル状態で待機する（ステップＳ７）。
エンジンの燃料カットを復帰させなければならないのは、再加速などのドライバビリティを確保するためである。

次いで、ステップＳ７で燃料カット復帰した後、車両停止条件が成立すると（ステップＳ４）、アイドルストップ停止条件が成立するか否か判定する（ステップＳ５）。
アイドルストップ停止条件が成立すると、エンジンによるアイドリングを停止し（ステップＳ６）、アイドルストップ停止条件が成立しないときには、エンジンへの燃料供給により通常のアイドリング状態で待機する（ステップＳ８）。
特開平１０−３３９１８６号

上述した従来技術においては、停車後、アイドルストップするとわかっていても、再加速などのドライバビリティを確保するために燃料カットを復帰させていため、エンジンへの燃料供給により燃費が低下していた。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、減速時にこのまま停車すると判断できるときに限り燃料カット復帰せず、エンジンをモータ駆動しモータアイドル状態を作り出すことができ、惰行等停止するかどうかわからない場合は、従来どおり燃料カット復帰することができるハイブリッド車のトルク制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の請求項１に係るハイブリッド車のトルク制御装置は、車両減速時に内燃機関への燃料カットを行う燃料カット手段と、前記内燃機関への燃料供給を再開する燃料カット復帰条件が成立したとき、前記内燃機関へ燃料を供給する燃料カット復帰手段と、車両の停止を推定する車両停止推定手段と、前記燃料カット復帰手段により前記燃料カット復帰条件が成立すると判定され、かつ、前記車両停止推定手段により前記車両の停止が推定されたとき、前記内燃機関への燃料供給の再開を禁止すると共に電動モータで前記内燃機関をアイドリングさせるモータアイドル制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項２に係るハイブリッド車のトルク制御装置は、請求項１において、前記車両停止推定手段がブレーキスイッチであることを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の請求項３に係るハイブリッド車のトルク制御装置は、請求項１において、車両停止時にアイドルストップ条件が成立したときに前記内燃機関を停止することを特徴とする。

本発明は、車両停止推定手段により車両がこのまま停車するであろうと推定されるときには、燃料カット復帰条件が成立し燃料カット復帰手段により燃料供給を再開できると判定される場合であっても、モータアイドル制御手段により、内燃機関への燃料供給を禁止し、かつ、電動モータで内燃機関をアイドリングする。従って、減速から停車までの短い時間なら、内燃機関へ燃料供給を再開して燃料カット復帰するのではなく、モータ駆動で内燃機関をアイドルするので、燃料カット復帰よりも燃費が良好となる。また、モータアイドル中に再加速したときは、車両停止推定手段により車両がこのまま停車するであろうと推定されず、燃料カット復帰できるため、ドライバビリティは損なわれない。

本発明のハイブリッド車のトルク制御装置は、燃料カット手段と、燃料カット復帰手段と、車両停止推定手段と、モータアイドル制御手段とを備えたものであり、これらの手段をそれぞれハードウェアで実現しても良いが、図１に示すフローチャートを構成するソフトウェアで実現しても良い。

例えば、図２に示すように、燃料カット手段は、例えば、アクセル開度が０のときに、内燃機関の燃料噴射を停止する手段であり、燃料カット復帰手段は、例えば、車速又はエンジン回転数が一定値以下のときに燃料カット復帰条件が成立したと判定して内燃機関の燃料噴射を再開する手段であり、車両停止推定手段は、例えば、ブレーキスイッチが操作されたときにそのまま減速して停止すると判定する手段であり、モータアイドル制御手段は、例えば、車速又はエンジン回転数が一定値以下のときに燃料カット復帰条件が成立した場合であっても、ブレーキスイッチが操作されてそのまま減速して停止すると推定される場合には、燃料噴射の再開を禁止すると共に電動モータで内燃機関をアイドリングさせる手段である。更に、車両停止時にアイドルストップ条件が成立したとき、例えば、バッテリの容量が少ないとき以外は、内燃機関を停止し、停車時における燃費を向上させるようにしても良い。

本発明の一実施例に係るハイブリッド車のトルク制御装置を図１及び図２を参照して説明する。
図１は、トルク制御のフローチャートであり、図２は、アクセル開度、車速、エンジントルク及びモータトルクについてのタイムチャートである。

本実施例は、図３に示すように、エンジン（内燃機関）１と電動モータ（回転電機）２とを連結し、エンジン１の動力をクラッチ３を介して駆動系であるトランスミッション（変速機）４、デフ（減速・差動装置）５及び車輪６へ伝達する、モータ走行モードを持たない１モータのハイブリッド車のトルク制御を行うものである。
このハイブリッド車は、減速時に減速エネルギーを回生して燃費向上が図れるだけでなく、車両停止時にアイドリングを停止するアイドルストップ車でもある。

即ち、アクセル開度が０となると、減速時における燃費向上のため、モータ２からインバータ７を介してバッテリ８へ充電することにより、モータトルクによる回生を行う一方、エンジントルク・車速が低下して燃料カット条件が成立すると、エンジン１への燃料供給を停止する（Ｆ／Ｃ）。これによりエンジントルクは０となる。
そして、ドライバビリティ確保のため、車速が低下するに従い、モータトルクである回生力を徐々に低下する。

更に車速が低下して、燃料カット復帰条件（例えば、エンジン回転数が１０００rpm以下）が成立すると（ステップＳ１）、再加速等のドライバビリティ確保のために、モータアイドル条件が成立するか否か判定する（ステップＳ２）。
モータアイドル条件が成立する場合とは、通常、このままの状態では停車するであろうと推定される場合をいい、例えば、ブレーキスイッチが操作されたこと、クラッチ３が離れたこと、マニュアルトランスミッションがニュートラルとなったこと等が挙げられる。また、モータアイドル条件が成立しない場合とは、惰行など、そのまま停止するかどうか判らない場合をいう。

モータアイドル条件が成立すると、エンジン１への燃料供給の停止（Ｆ／Ｃ）を継続する一方、電動モータ２を目標アイドル回転数で回転するようにトルクをフィードバック制御することによりモータアイドル状態とする（ステップＳ３）。
これにより、エンジン１が電動モータ２で駆動されることとなり、エンジン１に燃料を供給してエンジンアイドル状態とする場合に比較して燃費を向上することができる。

引き続き、車速が低下して車両停止条件（例えば、車速＝０Km）が成立すると（ステップＳ４）、アイドルストップ停止条件が成立するか否か判定する（ステップＳ５）。
例えば、バッテリ８の容量が少なくなって発電の必要性が高い条件のときには、アイドルストップ停止条件は成立しない。
アイドルストップ停止条件が成立すると、電動モータ２によるアイドル状態を停止する（ステップＳ６）。

一方、アイドルストップ停止条件が成立しないときには、電動モータ２によるアイドル状態から、エンジン１に燃料を供給して通常のアイドル状態へ切り替える（ステップＳ８）。
一方、再加速時には、ステップＳ２において、モータアイドル条件が成立しなくなり、エンジン１へ燃料供給が再開され燃料カット復帰となる（ステップＳ７）。
従って、万が一、モータアイドル状態で再加速しても、エンジン始動が早期に行え良好なドライバビリティが維持される。

燃料カット復帰後は、上述したように、ステップＳ５において、アイドルストップ停止条件が成立するか否か判定し、モータ２によるアイドル状態の停止（ステップＳ６）、或いは、エンジン１に燃料を供給して通常のアイドル状態へ切り替える（ステップＳ８）。

上述したように本実施例においては、ステップＳ３でモータアイドル条件により、このまま停車するであろうと推定される場合には、エンジン１への燃料カットを継続し、かつ、目標アイドル回転で電動モータ２をフィードバック制御する。
例えば、減速から停車までの短い時間なら、燃料カット復帰するのではなく、モータ駆動でアイドルするので、燃料カット復帰よりも燃費が良好となる。

また、ステップＳ３でモータアイドル条件により、このまま停車するか不明な場合には、従来どおり、燃料カット復帰する。
この場合、再加速する可能性が高く、再加速に際し、エンジン始動を行う必要がなく応答性の高い再加速が行える。
また、万が一、モータアイドル中に再加速時しても、ステップＳ３でモータアイドル条件が成立しなくなり、そのまま燃料カット復帰してエンジンを早期に始動できるため、ドライバビリティは損なわれい。

本発明は、モータ走行モードを持たない１モータのハイブリッド車に利用できるものであり、また、車両停止時にアイドリングを停止するアイドルストップ車にも利用可能なものである。

本発明の一実施例に係るハイブリッド車のトルク制御を行う行程を示すフローチャートである。本発明の一実施例に係るハイブリッド車のトルク制御を行う際のアクセル開度、車速、エンジントルク及びモータトルクについてのタイムチャートである。本発明の一実施例に適用される、モータ走行モードを持たない１モータのハイブリッド車のパワートレーンを示す概略図である。従来技術に係るハイブリッド車のトルク制御を行う行程を示すフローチャートである。従来技術に係るハイブリッド車のトルク制御を行う際のアクセル開度、車速、エンジントルク及びモータトルクについてのタイムチャートである。

符号の説明

１エンジン
２電動モータ
３クラッチ
４トランスミッション
５デフ
６車輪
７インバータ
８バッテリ

Claims

車両減速時に内燃機関への燃料カットを行う燃料カット手段と、前記内燃機関への燃料供給を再開する燃料カット復帰条件が成立したとき、前記内燃機関へ燃料を供給する燃料カット復帰手段と、車両の停止を推定する車両停止推定手段と、前記燃料カット復帰手段により前記燃料カット復帰条件が成立すると判定され、かつ、前記車両停止推定手段により前記車両の停止が推定されたとき、前記内燃機関への燃料供給の再開を禁止すると共に電動モータで前記内燃機関をアイドリングさせるモータアイドル制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車のトルク制御装置。
請求項１において、前記車両停止推定手段がブレーキスイッチであることを特徴とするハイブリッド車のトルク制御装置。
請求項１において、車両停止時にアイドルストップ条件が成立したときに前記内燃機関を停止することを特徴とするハイブリッド車のトルク制御装置。