JP2012041038A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジン1と、モータジェネレータ2と、第1クラッチ4と、モード遷移制御手段(図9)と、を備える。モータジェネレータ2は、エンジン1からタイヤ7,7への駆動系に設けられ、力行によりエンジン1の始動とタイヤ7,7の駆動を行い、回生により発電を行う。第1クラッチ4は、HEVモードとEVモードを切り替える。モード遷移制御手段は、HEVモードからEVモードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、高車速領域においてその他の車速領域より遅らせる。
【選択図】図9
Description
前記モータジェネレータは、前記エンジンから駆動輪への駆動系に設けられ、力行により前記エンジンの始動と前記駆動輪の駆動を行い、回生により発電を行う。
前記モード切り替え手段は、前記エンジンと前記モータジェネレータの連結部に設けられ、前記エンジンと前記モータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車モードと、前記モータジェネレータを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替える。
前記モード遷移制御手段は、前記ハイブリッド車モードから前記電気自動車モードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、高車速領域においてその他の車速領域より遅らせる。
例えば、高車速域でのハイブリッド車モード走行時、エンジン停止許可条件が成立したとしても、モード遷移を開始するまでの遅れ時間の間にアクセル踏み込み操作が行われ、エンジン停止許可条件が不成立になるとハイブリッド車モードが継続される。したがって、アクセル操作にかかわらず、高車速域走行を条件として電気自動車モードへのモード遷移を遅らせることで、エンジン始動停止のハンチングが防止される。
一方、低車速域でのハイブリッド車モード走行時、モード遷移制御手段において、ハイブリッド車モードから電気自動車モードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立したら遅れなくモード遷移を開始する制御が行われる。
例えば、低車速域でのハイブリッド車モード走行時、直ちに電気自動車モードへモード遷移を行うと、遅れてモード遷移を行う場合に比べ、ハイブリッド車モードの頻度が減少する。加えて、モード遷移後の電気自動車モードでは、エンジンフリクションが切り離されることで、ハイブリッド車モードでの回生に比べ、回生エネルギーが増加する。したがって、低車速域走行を条件として電気自動車モードへ遅れなくモード遷移させることで、燃費が向上する。
この結果、モード遷移を伴う走行時、エンジン始動停止のハンチング防止と燃費向上との両立を図ることができる。
図1は、実施例1の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレインを示すパワートレイン構成図である。以下、図1に基づきパワートレイン構成を説明する。
ここで、エンジン始動処理は、EVモード状態で図5に示すエンジン始動線をアクセル開度APOが越えた時点で、第2クラッチ5を半クラッチ状態にスリップさせるように、第2クラッチ5のトルク容量を制御する。そして、第2クラッチ5がスリップ開始したと判断した後に第1クラッチ4の締結を開始してエンジン回転を上昇させる。エンジン回転が初爆可能な回転数に達成したらエンジン1を燃焼作動させ、モータ回転数とエンジン回転数が近くなったところで第1クラッチ4を完全に締結する。その後、第2クラッチ5をロックアップさせてHEVモードに遷移させることをいう。
ここで、Rレンジ選択時におけるEVモード遷移ディレイ時間は、車速の高低とは無関係に、長い固定時間により与えられる。
ここで、Rレンジ以外のレンジ選択時におけるEVモード遷移ディレイ時間は、図11の下部に示すように、車速閾値V1よりも高車速域において、車速が高いほど長くなる時間として算出される。
そして、車速閾値V1は、EVモードでの一定速走行からアクセル開度の増加によりEVモードでの一定加速度の加速が可能な車速上限値に設定する。具体的な車速閾値V1の設定では、各車速で、一定速走行から一定の加速度で加速できるアクセル開度、例えば、一定の加速度として0.1Gが得られるようなアクセル開度の増加量をαとする。この場合、図11の上部に示すように、各車速において一定速走行を維持できる線A(R/L線:ロード・ロード線)の値に増加量αを加算した値が、「一定速走行から加速度0.1Gで加速できるアクセル開度」となる。そして、エンジン始動線と線Bの交点の車速を、エンジン始動停止ハンチングしやすい車速閾値V1に設定している。
まず、「比較例の課題について」の説明を行う。続いて、実施例1のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「EVモードからHEVモードへのモード遷移制御作用」、「高車速前進走行時におけるHEVモードからEVモードへのモード遷移制御作用」、「低車速前進走行時におけるHEVモードからEVモードへのモード遷移制御作用」、「後退走行時におけるHEVモードからEVモードへのモード遷移制御作用」、「走行例におけるモード遷移制御作用」に分けて説明する。
HEVモード走行中にアクセル戻し速度ΔAPOが早いほど、その後に再踏み込みする頻度が多いと推定して、HEVモードからEVモードの遷移を規定時間保留させるモード遷移制御を比較例とする。
まず、アクセル戻し速度ΔAPOが小さくとも、高車速域ではアクセル戻した時にHEVモードの走行を長くしたほうが良い場合がある。例えば、実施例1のような1モータ・2クラッチシステムのハイブリッド車両では、高車速域においてモータ回転数が高く、かつ、EV走行中にエンジン始動トルクを確保しておく必要があるため、EV走行中に駆動に使えるモータトルクが少なくなる。このため、EVモードでの走行領域が狭くなり、高車速域では一定速走行できる駆動力までEV走行できない。
その反対にアクセル戻し速度ΔAP0が大きくとも、HEVモードからEVモードへ早く遷移させたほう良い場合がある。高速域と違って低速域ではモータ回転が低いため、エンジン始動分トルクを確保したとしても、十分にEV駆動力を確保できる。このため、HEVモードに遷移するアクセル開度を大きく設定でき、アクセルOFFするアクセル戻し速度ΔAPOが大きいときに直ぐにEVモードに遷移させても、エンジン始動と停止のハンチングが発生しにくい。
EVモード走行時、エンジン始動許可条件が成立しないときは、図9のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→リターンへと進む流れが繰り返され、EVモードが継続される。
HEVモード前進走行時、エンジン停止許可条件が成立しないときは、図9のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS7→ステップS8→ステップS9→リターンへと進む流れが繰り返され、HEVモードが継続される。
そして、算出されたEVモード遷移ディレイ時間を経過すると、ステップS13→ステップS14→ステップS15へと進む。そして、ステップS15では、エンジン停止許可条件が成立してからEVモード遷移ディレイ時間だけ遅れたタイミングにてHEVモードからEVモードへのモード遷移が開始される。
なお、EVモード遷移ディレイ時間中においては、エンジン停止許可条件の成立/不成立も繰り返し判断されることで、例えば、EVモード遷移ディレイ時間中にアクセル踏み込み操作があった場合、エンジン停止許可条件が不成立となり、HEVモードが継続される。
したがって、上記比較例での課題1が解決され、エンジン始動停止のハンチングを防止することができる。
図11は、HEVモードからEVモードへ切り替える際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、車速閾値V1以上の高車速領域において、その他の車速領域(低車速域)よりも長く設定する理由を説明するイメージ図である。
エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)に対して十分余裕がある場合は、ある程度加速しないとエンジン始動が発生しないので、始動ハンチングが発生しない。しかしながら、エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)に対して増加量α以下の領域に入ると、車速維持しようとしてアクセルON・OFF(図11のStop&Start)するだけエンジン始動停止が発生することになり煩雑になる。
すなわち、エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)に対し、アクセル開度の増加によりEVモードでの一定加速度の加速が可能な車速を車速閾値V1とし、この車速閾値V1以上の高車速域では、HEVモードからEVモードへ切り替える際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を長くすることになる。したがって、確実にエンジン始動停止のハンチングが防止される。
すなわち、バッテリSOCが低下すると、図5に示すように、エンジン始動線が低開度方向に下がるので、一定速走行できるアクセル開度と近くなる。このため、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を長くする車速閾値V1を低速側にする必要がある。したがって、バッテリSOCが下がったとしても、エンジン始動停止のハンチングが防止される。
HEVモード前進走行時、エンジン停止許可条件が成立しないときは、図9のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS7→ステップS8→ステップS9→リターンへと進む流れが繰り返され、HEVモードが継続される。
したがって、上記比較例での課題2が解決され、エンジン1を使うHEVモードの頻度減少(EVモードの頻度増大)と、エンジンフリクションを第1クラッチ4の解放により切り離すことでの回生エネルギーの増加と、によって燃費が向上する。
HEVモード後退走行時、エンジン停止許可条件が成立しないときは、図9のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS7→ステップS8→ステップS9→リターンへと進む流れが繰り返され、HEVモードが継続される。
すなわち、Rレンジ(後進速レンジ)は、運転姿勢が不安定であり、また視野もせまくなるため、車両挙動が変化しないようにする必要がある。エンジン始動停止を頻繁に繰り返すと、エンジン始動中やエンジン停止中に車両挙動が乱れることがあるため、EVモードとHEVモードの遷移をなるべく減らしたいという要求がある。
したがって、Rレンジでは、車速に依存せず、HEVモードからEVモードへのモード遷移の開始を、一定時間ディレイさせることでエンジン始動停止回数を抑制できるので、車両挙動が不安定になることが抑制され、後退走行しやすくなる。
図12は、実施例1のモード遷移制御が行われる走行例での車速・アクセル開度APO・走行モードの各特性を示すタイムチャートである。以下、図12に基づいて、走行例におけるモード遷移制御作用を説明する。
そして、時刻t2では、アクセル踏み込み操作によりエンジン始動線を上回ることで、EVモードからHEVモードに遷移する。
その後、時刻t3によるBにおいては、車速が高いのでアクセルOFFしてアクセル開度がエンジン停止線を下回っても、算出されたディレイ時間の間、EVモードへの遷移を保留する。したがって、EVモードへの遷移が保留されている間に、アクセルが踏み込まれた場合は、HEVモードが継続される。
時刻t4では、車速が高いのでアクセルOFFしてアクセル開度がエンジン停止線を下回っても、算出されたディレイ時間の間、EVモードへの遷移を保留する。
しかし、時刻t5によるCにおいては、EVモードへの遷移を保留しているが、アクセルもOFFしたままなので、算出されたディレイ時間の経過後にEVモードに遷移する。
実施例1のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記エンジン1から駆動輪(タイヤ7,7)への駆動系に設けられ、力行により前記エンジン1の始動と前記駆動輪(タイヤ7,7)の駆動を行い、回生により発電を行うモータジェネレータ2と、
前記エンジン1と前記モータジェネレータ2の連結部に設けられ、前記エンジン1と前記モータジェネレータ2を駆動源とするハイブリッド車モード(HEVモード)と、前記モータジェネレータ2を駆動源とする電気自動車モード(EVモード)と、を切り替えるモード切り替え手段(第1クラッチ4)と、
前記ハイブリッド車モード(HEVモード)から前記電気自動車モード(EVモード)へモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、高車速領域においてその他の車速領域より遅らせるモード遷移制御手段(図9)と、
を備える。
このため、モード遷移を伴う走行時、エンジン始動停止のハンチング防止と燃費向上との両立を図ることができるができる。
前記電気自動車モード(EVモード)での一定速走行からアクセル開度の増加により前記電気自動車モード(EVモード)での一定加速度の加速が可能な車速上限値を車速閾値V1とし、
前記車速閾値V1以上の車速領域で、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、その他の車速領域より遅らせる。
このため、(2)の効果に加え、ハイブリッド車モード(HEVモード)走行時、エンジン始動停止ハンチングしやすい車速閾値V1以上の車速域で、エンジン始動停止のハンチング防止することができる。
このため、(2)の効果に加え、ハイブリッド車モード(HEVモード)走行時、確実にエンジン始動停止のハンチング防止することができる。
このため、(3)の効果に加え、バッテリ充電容量(バッテリSOC)が下がったとしても、エンジン始動停止のハンチングを防止することができる。
このため、(4)の効果に加え、後退走行時、車両挙動が不安定になることが抑制され、後退走行性を向上させることができる。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、エンジン停止許可条件が成立してからハイブリッド車モード(HEVモード)から電気自動車モード(EVモード)へのモード遷移を開始するまでの遅れ時間を、精度良く、かつ、きめ細かく管理することができる。
実施例2のハイブリッド車両の制御装置の構成は、実施例1と同様であるので、図示並びに説明を省略する。実施例1と異なる点は、図9のステップS12であり、実施例2のステップS12を説明する。
ここで、Rレンジ以外のレンジ選択時におけるEVモード遷移ディレイ時間は、図14の下部に示すように、車速閾値V2よりも高車速域において、車速が高いほど長くなる時間として算出される。
そして、車速閾値V2は、アクセルがオンの状態によるEVモードで一定速走行が可能な車速上限値に設定する。具体的な車速閾値V2の設定では、図13に示すように、各車速において一定速走行を維持できる線A(R/L線:ロード・ロード線)と、エンジン始動線の交点の車速を、車速V1〜V2の領域よりも、さらにエンジン始動停止ハンチングしやすい車速閾値V2に設定している。
実施例2では、アクセルがオンの状態によるEVモードで一定速走行が可能な車速上限値を車速閾値V2とし、車速閾値V2以上の車速領域で、エンジン停止許可条件が成立してから遷移を開始するまでの時間を、その他の車速領域より遅らせる構成を採用した。
図13は、HEVモードからEVモードへ切り替える際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、車速閾値V2以上の高車速領域において、その他の車速領域(低車速域)よりも長く設定する理由を説明するイメージ図である。
エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)に対して十分余裕がある場合は、ある程度加速しないとエンジン始動が発生しないので、始動ハンチングが発生しない。しかしながら、エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)に対して余裕のない領域に入ると、車速維持しようとしてアクセルON・OFF(図14のStop&Start)するだけエンジン始動停止が発生することになり煩雑になる。
すなわち、エンジン始動線が一定速走行できるアクセル開度(線A)による車速を車速閾値V2とし、この車速閾値V2以上の高車速域では、HEVモードからEVモードへ切り替える際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を長くすることになる。したがって、車速V1〜V2の領域よりも、さらにエンジン始動停止ハンチングしやすい車速領域で、確実にエンジン始動停止のハンチングが防止される。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2のハイブリッド車両の制御装置にあっては、実施例1の(1),(3)〜(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
アクセルがオンの状態によるEVモードで一定速走行が可能な車速上限値を車速閾値V2とし、
前記車速閾値V2以上の車速領域で、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、その他の車速領域より遅らせる。
このため、ハイブリッド車モード(HEVモード)走行時、車速V1〜V2の領域よりも、さらにエンジン始動停止ハンチングしやすい車速閾値V2以上の車速域で、エンジン始動停止のハンチング防止することができる。
2 モータジェネレータ
3 自動変速機
4 第1クラッチ(モード切り替え手段)
5 第2クラッチ
6 ディファレンシャルギア
7 タイヤ(駆動輪)
8 インバータ
9 バッテリ
10 エンジン回転センサ
11 MG回転センサ
12 AT入力回転センサ
13 AT出力回転センサ
14,15 ソレノイドバルブ
16 SOCセンサ
17 アクセル開度センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータコントローラ
23 ブレーキ油圧センサ
Claims (7)
- エンジンと、
前記エンジンから駆動輪への駆動系に設けられ、力行により前記エンジンの始動と前記駆動輪の駆動を行い、回生により発電を行うモータジェネレータと、
前記エンジンと前記モータジェネレータの連結部に設けられ、前記エンジンと前記モータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車モードと、前記モータジェネレータを駆動源とする電気自動車モードと、を切り替えるモード切り替え手段と、
前記ハイブリッド車モードから前記電気自動車モードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、高車速領域においてその他の車速領域より遅らせるモード遷移制御手段と、
を備え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1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、
前記電気自動車モードでの走行中に、アクセル開度の大きさが、車速ごとに設定した閾値を超えると、前記エンジンを始動させて前記電気自動車モードから前記ハイブリッド車モードへのモード遷移を行い、
前記電気自動車モードでの一定速走行からアクセル開度の増加により前記電気自動車モードでの一定加速度の加速が可能な車速上限値を車速閾値とし、
前記車速閾値以上の車速領域で、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、その他の車速領域より遅らせる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、
前記電気自動車モードでの走行中に、アクセル開度の大きさが、車速ごとに設定した閾値を超えると、前記エンジンを始動させて前記電気自動車モードから前記ハイブリッド車モードへのモード遷移を行い、
アクセルがオンの状態による前記電気自動車モードで一定速走行が可能な車速上限値を車速閾値とし、
前記車速閾値以上の車速領域で、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、その他の車速領域より遅らせる
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又は3に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、前記車速閾値以上の車速領域で、車速が高いほどエンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの遅れ時間を長く設定した
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から請求項4までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、前記車速閾値を、バッテリ充電容量が低くなるほど低車速側になるように設定した
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項5に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、後退走行レンジの選択時に前記ハイブリッド車モードから前記電気自動車モードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、全車速域で遅らせる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モード遷移制御手段は、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を遅くする手段を、車速に応じて設定されるディレイ時間による手段とし、エンジン停止許可条件が成立してから起動するタイマー時間が、設定したディレイ時間以上となったら前記ハイブリッド車モードから前記電気自動車モードへのモード遷移を開始する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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