JP2012086802A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】HEVモードを維持している状態で、運転者がステアリングスイッチ28を操作し、コースト操作を行ったら(S13の判定が“Yes”)、コーストフラグをFc=1にセットし(S18)、禁止フラグをFNG=1にセットする(S19)。設定車速Vsを達成するまでは、クルーズ要求トルクTcは負値へと転じ、停止判定閾値TOFFよりも小さくなり、エンジン停止要求となるが(S30の判定が“No”)、禁止フラグがFNG=1にセットされていることで(S25の判定が“No”)、エンジン1はON状態を維持する(S28)。
【選択図】図6
Description
このように、クルーズ走行中に設定車速を低下させてから、その設定車速を達成するまでの短時間のうちに、エンジンの停止と始動が行われると、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
本発明の課題は、クルーズ走行中に設定車速が低下し、その設定車速が達成されるときの違和感を抑制することである。
《第一実施形態》
《構成》
図1は、ハイブリッド車両の概要構成図である。
ここでは、後輪駆動のハイブリッド車両を例示しているが、勿論、前輪駆動のハイブリッド車両であってもよい。
先ず、動力系(パワートレーン)の構成について説明する。
エンジン1から左右後輪(駆動輪)までのトルク伝達経路の途中には、モータジェネレータ(以下、単にモータと称す)2、及び自動変速機(トランスミッションT/M)3が介装される。エンジン1とモータ3との間には、第1クラッチ4が介装され、モータ3と駆動輪7との間のトルク伝達経路には、第2クラッチ5が介装される。ここでは、第2クラッチ5が自動変速機3に内臓された構成を例示している。自動変速機3は、プロペラシャフト、ディファレンシャルギヤ6、及びドライブシャフトを介して駆動輪7に接続される。
モータ2は、例えばロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータである。モータ2は、後述するモータコントローラ23からの制御指令に基づき、後述のインバータ8で作り出した三相交流を印加することで制御される。モータ2は、後述のバッテリ9からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできる(この状態を「力行」と称す)。また、モータ2は、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ9を充電することもできる(この動作状態を「回生」と称す)。このモータ2のロータは、図外のダンパーを介して自動変速機3の入力軸に連結される。
第2クラッチ5は、油圧式多板クラッチである。第2クラッチ5は、後述するATコントローラ24からの制御指令に基づき、目標クラッチ伝達トルクとなるように、第2クラッチ油圧ユニットで作り出した制御油圧により、締結状態又は開放状態となる。なお、締結状態及び開放状態には、何れも滑り状態(半クラッチ状態)を含むものとする。
なお、本実施形態では、第2クラッチ5を自動変速機3の一部として構成する場合を例示しているが、これに限定されるものではない。他にも、第2クラッチ5を、モータ2と自動変速機3との間や、自動変速機3とディファレンシャルギヤとの間に配置する構成でもよい。
符号33は運転者によって操作されるアクセルペダル33である。このアクセルペダル33のアクセル開度APOは、アクセルセンサ20によって検出され、アクセルセンサ20は、検出したアクセル開度APO情報を統合コントローラ21に出力する。
また、符号34はペダルアクチュエータ34である。ペダルアクチュエータ34は、車間制御コントローラ31からの指令に応じたペダル反力をアクセルペダル33に付与するアクチュエータである。
また符号27は車輪速センサである。車輪速センサ27は、検出した車輪速情報をブレーキコントローラ25に出力する。また、車輪速情報から求まる車速情報は、ブレーキコントローラ25から統合コントローラ21及び車間制御コントローラ31に出力される。
また符号29はブレーキスイッチ29である。ブレーキスイッチ29は、ブレーキペダル(図示省略)の操作を検出する。
符号28は、ステアリングスイッチである。ステアリングスイッチ28は、ステアリングホイール部に設けられ、クルーズコントロールの起動や走行条件(設定車速等)の変更指示を運転者が行うための操作部である。本実施形態のクルーズコントロールとは、設定車速を維持する定速クルーズコントロール(ASCD:Auto Speed Control Device)、及び車間距離に応じて設定車速を自動調整する車間距離クルーズコントロール(ACC:Adaptive Cruise Control)の双方を含む。
符号18はバッテリ9の電圧を検出する電圧センサである。符号19はバッテリ9の電流を検出する電流センサである。
ハイブリッド車両の制御系は、エンジンコントローラ22と、モータコントローラ23と、インバータ8と、バッテリコントローラ26と、ATコントローラ24と、ブレーキコントローラ25と、統合コントローラ21と、車間制御コントローラ31と、を備えている。
なお、エンジンコントローラ22と、モータコントローラ23と、ATコントローラ24と、ブレーキコントローラ25と、車間制御コントローラ31と、統合コントローラ21とは、CAN通信によって情報の授受が行われる。
バッテリコントローラ26は、バッテリ9の充電状態を示すSOCを監視している。バッテリコントローラ26は、SOC情報を、モータ2の制御情報等として、CAN通信を介して統合コントローラ21へ供給する。
統合コントローラ21には、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ10、モータ回転数Nmを検出するモータ回転センサ11、変速機入力回転数を検出するAT入力回転センサ12、及び変速機出力回転数を検出するAT出力回転センサ13からの各種情報が入力される。さらに、統合コントローラ21には、アクセルセンサ20からアクセル開度APO情報、バッテリコントローラ26からバッテリ9の蓄電状態SOCの情報が入力される。一方、統合コントローラ21は、CAN通信を介して、各種情報の出力も行う。
統合コントローラ21は、エンジンコントローラ22への制御指令によりエンジン1の駆動制御を実行し、モータコントローラ23への制御指令によりモータ2の駆動制御を実行し、ATコントローラ24への制御指令により第1クラッチ4及び第2クラッチ5の駆動制御を実行する。
車両停止中において、バッテリSOCの低下時であれば、エンジン1を始動して発電を行い、バッテリ9を充電する。そして、バッテリSOCが通常範囲になれば、第1クラッチ4を締結状態とし、第2クラッチ5を開放状態としたままエンジン1を停止する。
エンジン1による発進時には、アクセル開度APOやバッテリSOC状態に応じて、モータ2を力行運転や発電運転に切り替える。
モータ走行時(EVモード)には、エンジン始動に必要なクランキングトルクとバッテリ出力を確保する必要があり、不足する場合にはエンジン走行に移行する。また、予め設定したマップ等に基づき所定車速以上となるときに、モータ走行(EVモード)からエンジン走行(HEVモード)へと移行する。
ブレーキ操作による減速時には、運転者のブレーキ操作に応じた減速トルクを回生協調ブレーキ制御によって実現する。
エンジン走行やモータ走行中における変速時には、加減速中の変速に伴う回転数合わせのために、モータ2を発電運転や力行運転に切り替えて、トルクコンバータ無しでのスムーズな変速を行う。
図4は、制御システムにおける主な機能ブロックを示す図である。
次に、統合コントローラ21で実行する主な制御処理について説明する。
統合コントローラ21は、図4に示すように、要求発電トルク演算部21Aと、要求エンジントルク演算部21Bと、モータ出力可能トルク演算部21Cと、目標駆動トルク演算部21Dと、車両状態モード決定部21Eと、エンジン始動制御部21Fと、エンジン停止制御部21Gと、目標エンジントルク算出部21Hと、目標モータトルク算出部21Jと、目標クラッチトルク算出部21Kと、を備える。
要求エンジントルク演算部21Bは、アクセル開度APOや車速V、また要求発電トルク演算部21Aが演算した要求発電トルク等に基づき、エンジン1で発生すべき要求エンジントルクを演算する。
モータ出力可能トルク演算部21Cは、バッテリコントローラ26からのSOCなどのバッテリ情報や、車速Vなどに基づき、モータ2が出力可能なモータ出力可能トルクを演算する。
目標駆動トルク演算部21Dは、目標駆動トルクを演算する。
目標駆動トルク演算部21Dは、アクセル要求トルク演算部21Daと、クルーズ要求トルク演算部21Dbと、基本目標駆動トルク演算部21Dcと、車速リミッタトルク演算部21Ddと、最終目標駆動トルク演算部21Deと、を備える。
アクセル要求トルク演算部21Daは、少なくともアクセルペダル33のアクセル開度APO情報及び車速に基づき、アクセル要求トルクを演算する。アクセル要求トルク演算部21Daは、図3に示す例では、アクセル開度APO及び変速機入力回転数を入力し、ベーストルクマップを参照して基本アクセル要求トルクを演算する。また、車速Vに基づき、クリープ・コースト駆動力テーブルを参照して第1の補正トルクを演算する。また、アクセル開度APO情報、変速機入力回転数、SOC等に基づく電力制限情報に基づき、MGアシストトルクMAPを参照して、第2の補正トルクを算出する。そして、アクセル要求トルク演算部21Daは、演算した基本アクセル要求トルク、第1の補正トルク、及び第2の補正トルクに基づき、最終的なアクセル要求トルクを求める。
車速リミッタトルク演算部21Ddは、ステアリングスイッチ28によって設定される設定車速Vs及び現在の車速V(n)に基づき、上限車速VMAX以下とするための車速リミッタトルクを演算する。
一方、車両状態モード決定部21Eは、アクセル開度APO、車速情報(又は変速機出力回転数)、モータ出力可能トルク、要求エンジントルク、及び目標駆動トルクに基づき、車両状態モード領域マップ(EV−HEV遷移マップ)などを参照し、目標車両状態モード(EVモード又はHEVモード)を決定する。
そして、現在の車両状態モードがEVモードであり、目標車両状態モードがHEVモードである場合には、エンジン始動シーケンスの処理を行う。逆に、現在の車両状態モードがHEVモードであり、目標車両状態モードがEVモードである場合には、エンジン停止シーケンスの処理を行う。
車両状態モード決定部21Eは、後述するエンジン始動停止判定処理を実行し、エンジンの始動及び停止を判定する。
エンジン始動制御部21Fは、車両状態モード決定部21EからエンジンON指令を受けると、EVモードからHEVモードへ移行するためにエンジン1を始動したり、HEVモードを維持するために、エンジン1の駆動状態を維持する。
エンジン始動制御部21Fは、先ず目標第2クラッチトルク指令TCL2をATコントローラ24に出力し、第2クラッチ5を目標クラッチ伝達トルクに制御する。目標第2クラッチトルク指令TCL2は、エンジン始動処理前の出力トルク相当のトルクを伝達可能なトルク指令であって、モータ2が出力する駆動力を増大したとしても出力軸トルクに影響を与えない範囲とする。ATコントローラ24は、指令に応じたクラッチ油圧が発生するように第2クラッチ油圧ユニットを制御する。
エンジン始動制御部21は、次に目標第1クラッチトルク指令TCL1をATコントローラ24に出力し、第1クラッチ4をエンジンクランキングトルクとなる目標クラッチ伝達トルクに制御する。
一方、エンジン停止制御部21Gは、車両状態モード決定部21EからエンジンOFF指令を受けると、HEVモードからEVモードへ移行するためにエンジン1を停止したり、EVモードを維持するために、エンジン1の停止状態を維持する。なお、本実施形態におけるエンジン停止とは、フェールカットを指す。
エンジン停止制御部21Gは、先ず目標第1クラッチトルク指令TCL1をATコントローラ24に出力し、第1クラッチ4を滑り状態にする予め定められた目標クラッチ伝達トルクに制御する。
エンジン停止制御部21Gは、次に同期をとってモータコントローラ23に、モータ2を回転数制御する指令を出力する。これによって、第1クラッチ4によるエンジン1からのトルクを減少しつつ、モータトルクを増大して、目標駆動トルクを得る。
一方、目標エンジントルク算出部21Hは、車両状態モード決定部21Eが決定した目標車両状態モード、車速などの走行状態情報、目標駆動トルク、発電のために要求される要求エンジントルクに基づき、目標エンジントルクを算出する。なお、目標車両状態モードがEVモードである場合には、エンジントルクは不要であるので、目標エンジントルクは、ゼロ又は負値となる。また、予め設定したフューエルカット条件を満足している場合には、エンジンに対してフューエルカットを指示し、エンジンは空回りしている状態になっている。
なお、図3のVAPO演算部21Lは、クルーズ要求トルクから逆算して対応する推定アクセル開度を演算して、演算した推定アクセル開度を変速用アクセル開度としてATコントローラ24に出力する。
図6は、エンジン始動停止判定処理を示すフローチャートである。
先ずステップS11では、クルーズコントロールがONに設定されているか否かを判定する。ここで、クルーズコントロールがONに設定されていれば、後述するステップS13に移行する。一方、クルーズコントロールがOFFに設定されていれば、ステップS12に移行する。
ステップS12では、禁止フラグをFNG=0にリセットしてから後述するステップS24に移行する。この禁止フラグFNGは、エンジン停止を禁止するためのフラグであり、FNG=0のときには、エンジン停止の禁止をせず、FNG=1のときには、エンジン停止を禁止する。
ステップS14では、コーストフラグがFc=0にリセットされているか否かを判定する。このコーストフラグは、コースト期間中であることを示すフラグであり、Fc=0のときには、コースト期間中ではなく、Fc=1のときには、コースト期間中であることを示す。初期設定では、Fc=0にリセットされている。ここで、判定結果が『Fc=1』であれば、後述するステップS20に移行する。一方、判定結果が『Fc=0』であれば、ステップS15に移行する。
Mf ← M(n)
続くステップS16では、禁止フラグをFNG=0にリセットしてから後述するステップS24に移行する。
ステップS18では、コーストフラグをFc=1にセットする。
続くステップS19では、禁止フラグをFNG=1にセットする。
ステップS21では、コースト前車両状態モードMfの記憶をリセットする。
続くステップS22では、コーストフラグをFc=0にリセットする。
ステップS24では、クルーズコントロールがONに設定されているか否かを判定する。ここで、クルーズコントロールがONに設定されていれば、後述するステップS29に移行する。一方、クルーズコントロールがOFFに設定されていれば、ステップS25に移行する。
ステップS25では、禁止フラグがFNG=0にリセットされているか否かを判定する。ここで、判定結果が『FNG=1』であれば、エンジン停止が禁止されているので後述するステップS28に移行する。一方、判定結果が『FNG=0』であれば、エンジン停止は禁止されていないのでステップS26に移行する。
1.アクセル開度によるエンジン始動要求
ここでは、アクセル開度APOが予め定められた始動判定閾値より大きいか否かを判定し、アクセル開度APOが閾値より大きいときに、エンジン始動要求が出力状態となる。閾値は車速Vに応じて設定されてもよい。
2.システムによるエンジン始動要求
ここでは、SOCが低下したり、水温が低下したり、EV走行禁止車速に達したりしたときに、エンジン始動要求が出力状態となる。
3.クルーズ制御によるエンジン始動要求
ここでは、クルーズ要求トルクTcが予め定められた始動判定閾値より大きいか否かを判定し、クルーズ要求トルクTcが始動判定閾値より大きいときに、エンジン始動要求が出力状態となる。
ステップS27では、エンジン停止制御部21Gに対してエンジンOFF指令を出力してから所定のメインプログラムに復帰する。
一方、ステップS28では、エンジン始動制御部21Fに対してエンジンON指令を出力してから所定のメインプログラムに復帰する。
一方、ステップS29では、エンジン1が駆動状態にあるか否かを判定する。ここで、エンジン1が停止状態であれば、後述するステップS31に移行する。一方、エンジン1が駆動状態であれば、ステップS30に移行する。
図7は、従来技術の問題点を示すタイムチャートである。
クルーズ要求トルクTcに従ってクルーズ走行しているときに、ドライバが減速を望んでコースト操作を行うと、コースト期間が始まる。コースト期間とは、自車速Vを低下させる期間のことであり、駆動力を低減したり制動力を作用させることによって実現される。コースト期間の開始時には、クルーズ要求車速(例えば設定車速Vs)よりも高い車速となっているので(目標車速<実車速)、速やかにクルーズ車速まで減速させようとして、クルーズ要求トルクTcは負値へと転じる。
そこで、少なくともエンジン1を駆動している状態で、運転者によってコースト操作がなされ設定車速Vsが低下したら、この設定車速Vsを達成するまでは、エンジン1の停止を禁止する。
ここで、上記の動作を詳述する。
HEVモードで、クルーズ要求トルクTcがアクセル要求トルクTaよりも大きいときには、クルーズ要求トルクTcに従ったクルーズ要求車速でのクルーズ走行をしている。このとき、定速クルーズ要求トルクが最終的なクルーズ要求トルクTcとして選択されているとすると、自車速は略一定の車速(設定車速Vs)を維持している。また、このときの車両状態モードが加速前車両状態モードMfとして記憶され(S15)、禁止フラグはFNG=0にリセットされている(S16)。
こうして、コースト期間もエンジン1はON状態を維持しているので、コースト期間が終了したときにもエンジン1は既にON状態にある。これにより、コースト期間が終了したときに、エンジン1を再始動しなくて済むので、短時間のうち、エンジンの停止と始動を行うことがない。したがって、クルーズ走行中に設定車速Vsが低下し、その設定車速Vsが達成されるときの違和感を抑制することができる。特に、エンジン1を再始動する際のショックを無くすことができる。
以上より、基本目標駆動トルク演算部21Dc、エンジンコントローラ22、モータコントローラ23、及びATコントローラ24が「駆動制御手段」に対応する。
(1)車輪を駆動可能なエンジンと、車輪を駆動可能なモータと、運転者のスイッチ操作によって設定可能な設定車速に応じて、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方を駆動する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、少なくとも前記エンジンで車輪を駆動している状態で、運転者のスイッチ操作によって前記設定車速が低下したら、当該設定車速を達成するまでは、前記エンジンの停止を禁止することを特徴とする。
このように、エンジンで車輪を駆動している状態で、設定車速が低下したときに、この設定車速を達成するまでは、エンジンの停止を禁止するので、短時間のうちに、エンジンの停止と始動を行うことがない。したがって、クルーズ走行中に設定車速が低下し、その設定車速が達成されるときの違和感を抑制することができる。
2 モータ
4 第1クラッチ
5 第2クラッチ
7 駆動輪
20 アクセルセンサ
21 統合コントローラ
21A 要求発電トルク演算部
21B 要求エンジントルク演算部
21C モータ出力可能トルク演算部
21D 目標駆動トルク演算部
21Da アクセル要求トルク演算部
21Db クルーズ要求トルク演算部
21Dc 第1目標駆動トルク演算部
21Dd 車速リミッタトルク演算部
21De 最終目標駆動トルク演算部
21E 車両状態モード決定部
21F エンジン始動制御部
21G エンジン停止制御部
21H 目標エンジントルク算出部
21J 目標モータトルク算出部
21K 目標クラッチトルク算出部
21L VAPO演算
22 エンジンコントローラ
23 モータコントローラ
24 ATコントローラ
25 ブレーキコントローラ
26 バッテリコントローラ
28 ステアリングスイッチ
30 クルーズキャンセルスイッチ
31 車間制御コントローラ
Claims (1)
- 車輪を駆動可能なエンジンと、
車輪を駆動可能なモータと、
運転者のスイッチ操作によって設定可能な設定車速に応じて、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方を駆動する駆動制御手段と、を備え、
前記駆動制御手段は、
少なくとも前記エンジンで前記車輪を駆動している状態で、運転者のスイッチ操作によって前記設定車速が低下したら、当該設定車速を達成するまでは、前記エンジンの停止を禁止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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