JP3489449B2 - パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents
パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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-
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
ッド車両の駆動制御装置に関し、特に、エンジン走行モ
ードにおける燃費と駆動力余裕を改善したものである。
ーターの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド
車両が知られている。この種の車両では、エンジンの駆
動力だけで走行する場合(エンジン走行モード)に、最
良燃費で運転して乗員の要求駆動力と要求発電量に応じ
た駆動力とを供給するとともに、車両としての動力性能
を満たすための駆動力余裕を確保する必要がある。
いて燃費を改善し駆動力余裕を確保することにある。
駆動制御を示す図11および図12に対応づけて請求項
1および請求項2の発明を説明すると、請求項1の発明
は、無段変速機の入力軸にエンジンとモーターが接続さ
れ、エンジンおよび/またはモーターの駆動力により走
行するパラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置に適
用される。そして、エンジンの仕事率を最良燃費で達成
する回転数テーブル(α線テーブル)を予め記憶し、そ
の回転数テーブル(α線テーブル)を検索して車両走行
のための駆動仕事率W d と発電のための発電仕事率W g と
の合計仕事率W e に対応する第1の最良燃費回転数N1
4を設定する第1の最良燃費回転数設定手段と、最良燃
費回転数テーブル(α線テーブル)を検索して駆動仕事
率W d に対応する第2の最良燃費回転数N11を設定す
る第2の最良燃費回転数設定手段と、エンジンの仕事率
に対する余裕駆動力重視の回転数テーブル(β線テーブ
ル)を予め記憶し、その回転数テーブル(β線テーブ
ル)を検索して駆動仕事率W d に対応する余裕駆動力重
視の回転数N12を設定する余裕駆動力重視回転数設定
手段と、モーターによるエンジンのアシスト可能仕事率
W a /W f を演算するアシスト率演算手段と、第2の最良
燃費回転数N11と余裕駆動力重視回転数N12との間
をアシスト可能仕事率W a /W f に応じて内分し、アシス
ト可能仕事率W a /W f が小さいほど余裕駆動力重視回転
数N12に近い回転数を演算する回転数演算手段と、内
分回転数N13と第1の最良燃費回転数N14との内の
高い方の回転数N15にエンジンの回転数が一致するよ
うに、無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段と
を備え、これにより上記目的を達成する。 (2) 請求項2のパラレル・ハイブリッド車両の駆動
制御装置は、アシスト率演算手段によって、モーターへ
電力を供給するバッテリーの充電状態と温度、およびモ
ーターとその駆動装置の温度に基づいてアシスト可能仕
事率W a /W f を決定するようにしたものである。 (3) 請求項3の発明は、無段変速機の入力軸にエン
ジンとモーターが接続され、エンジンおよび/またはモ
ーターの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド
車両の駆動制御装置に適用される。そして、エンジンの
仕事率を最良燃費で達成する回転数テーブルを予め記憶
し、その回転数テーブルを検索して車両走行のための駆
動仕事率と発電のための発電仕事率との合計仕事率に対
応する第1の最良燃費回転数を設定する第1の最良燃費
回転数設定手段と、最良燃費回転数テーブルを検索して
駆動仕事率に対応する第2の最良燃費回転数を設定する
第2の最良燃費回転数設定手段と、モーターによるエン
ジンのアシスト可能仕事率を演算するアシスト率演算手
段と、第2の最良燃費回転数をアシスト可能仕事率の大
きさに基づいて回転数を所定量高めるように補正する回
転数補正手段と、補正回転数と第1の最良燃費回転数と
の内の高い方の回転数にエンジンの回転数が一致するよ
うに、無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段と
を備え、これにより上記目的を達成する。 (4) 請求項4の発明は、無段変速機の入力軸にエン
ジンとモーターが接続され、エンジンおよび/またはモ
ーターの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド
車両の駆動制御装置に適用される。そして、エンジンの
仕事率を最良燃費で達成する回転数テーブルを予め記憶
し、その回転数テーブルを検索して車両走行のための駆
動仕事率と発電のための発電仕事率との合計仕事率に対
応する第1の最良燃費回転数を設定する第1の最良燃費
回転数設定手段と、最良燃費回転数テーブルを検索して
駆動仕事率に対応する第2の最良燃費回転数を設定する
第2の最良燃費回転数設定手段と、エンジンの仕事率に
対する余裕駆動力重視の回転数テーブルを予め記憶し、
その回転数テーブルを検索して駆動仕事率に対応する余
裕駆動力重視の回転数を設定する余裕駆動力重視回転数
設定手段と、第2の最良燃費回転数と余裕駆動力重視回
転数との間を発電仕事率に応じて内分し、発電仕事率が
小さいほど余裕駆動力重視回転数に近い回転数を演算す
る回転数演算手段と、内分回転数と第1の最良燃費回転
数との内の高い方の回転数にエンジンの回転数が一致す
るように、無段変速機の変速比を 調節する変速比制御手
段とを備え、これにより上記目的を達成する。 (5) 請求項5の発明は、無段変速機の入力軸にエン
ジンとモーターが接続され、エンジンおよび/またはモ
ーターの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド
車両の駆動制御装置に適用される。そして、エンジンの
仕事率を最良燃費で達成する回転数テーブルを予め記憶
し、その回転数テーブルを検索して車両走行のための駆
動仕事率と発電のための発電仕事率との合計仕事率に対
応する第1の最良燃費回転数を設定する第1の最良燃費
回転数設定手段と、最良燃費回転数テーブルを検索して
駆動仕事率に対応する第2の最良燃費回転数を設定する
第2の最良燃費回転数設定手段と、第2の最良燃費回転
数を発電仕事率の大きさに基づいて回転数を所定量高め
るように補正する回転数補正手段と、補正回転数と第1
の最良燃費回転数との内の高い方の回転数にエンジンの
回転数が一致するように、無段変速機の変速比を調節す
る変速比制御手段とを備え、これにより上記目的を達成
する。 (6) 一実施の形態の駆動制御を示す図14および図
15に対応づけて請求項6の発明を説明すると、請求項
6の発明は、無段変速機の入力軸にエンジンとモーター
が接続され、エンジンおよび/またはモーターの駆動力
により走行するパラレル・ハイブリッド車両の駆動制御
装置に適用される。そして、エンジンの仕事率を最良燃
費で達成する回転数テーブル(α線テーブル)を予め記
憶し、その回転数テーブル(α線テーブル)を検索して
車両走行のための駆動仕事率W d と発電のための発電仕
事率W g との合計仕事率W e に対応する第1の最良燃費回
転数N14を設定する第1の最良燃費回転数設定手段
と、最良燃費回転数テーブル(α線テーブル)検索して
駆動仕事率W d に対応する第2の最良燃費回転数N11
を設定する第2の最良燃費回転数設定手段と、エンジン
の仕事率に対する余裕駆動力重視の回転数テーブル(β
線テーブル)を予め記憶し、その回転数テーブル(β線
テーブル)を検索して駆動仕事率W d に対応する余裕駆
動力重視の回転数N12を設定する余裕駆動力重視回転
数設定手段と、ノーマル走行モードが選択されたときは
第2の最良燃費回転数N11を選択し、スポーツ走行モ
ードが選択されたときは余裕駆動力重視回転数N12を
選択する回転数選択手段と、選択回転数(N11または
N12)と第1の最良燃費回転数N14との内の高い方
の回転数にエンジンの回転数が一致するように、無段変
速機の変速比を調節する変速比制御手段とを備え、これ
により上記目的を達成する。 (7) 請求項7のパラレル・ハイブリッド車両の駆動
制御装置は、駆動仕事率をアクセルペダルの踏み込み量
に応じて決定するようにしたものである。 (8) 請求項8のパラレル・ハイブリッド車両の駆動
制御装置は、発電仕事率をモーターへ電力を供給するバ
ッテリーのSOCに応じて決定するようにしたものであ
る。
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。
乗員の要求駆動力と要求発電量に応じた駆動力を最良燃
費で実現することができる上に、モーターによるエンジ
ンのアシスト能力が低いときに大きな駆動力が要求され
ても、その要求駆動力を満たすことができ、アシスト能
力低下にともなう駆動トルクの過渡的な立ち上がりの低
下を抑制することができる。 (2) 請求項4、5の発明によれば、乗員の要求駆動
力と要求発電量に応じた駆動力を最良燃費で実現するこ
とができる上に、要求発電量が少ないときに駆動トルク
の立ち上がりが低下するのを抑制できる。 (3) 請求項6の発明によれば、乗員の要求駆動力と
要求発電量に応じた駆動力を最良燃費で実現することが
できる上に、スポーツ走行モードにおいては駆動トルク
の過渡的な立ち上がりを一層向上させることができ、通
常のノーマル走行モードでは最良の燃費が達成される。
図である。図において、太い実線は機械力の伝達経路を
示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御
線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワー
トレインは、モーター1、エンジン2、クラッチ3、モ
ーター4、無段変速機5、減速装置6、差動装置7およ
び駆動輪8から構成される。モーター1の出力軸、エン
ジン2の出力軸およびクラッチ3の入力軸は互いに連結
されており、また、クラッチ3の出力軸、モーター4の
出力軸および無段変速機5の入力軸は互いに連結されて
いる。
4が車両の推進源となり、クラッチ3解放時はモーター
4のみが車両の推進源となる。エンジン2および/また
はモーター4の駆動力は、無段変速機5、減速装置6お
よび差動装置7を介して駆動輪8へ伝達される。無段変
速機5には油圧装置9から圧油が供給され、ベルトのク
ランプと潤滑がなされる。油圧装置9のオイルポンプ
(不図示)はモーター10により駆動される。
は三相誘導電動機などの交流機であり、モーター1は主
としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター4は主
として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター
10は油圧装置9のオイルポンプ駆動用である。なお、
モーター1,4,10には交流機に限らず直流電動機を
用いることもできる。また、クラッチ3締結時に、モー
ター1を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ
ー4をエンジン始動や発電に用いることもできる。
達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ
3に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いること
もできる。無段変速機5はベルト式やトロイダル式など
の無段変速機であり、変速比を無段階に調節することが
できる。
ーター11,12,13により駆動される。なお、モー
ター1,4,10に直流電動機を用いる場合には、イン
バーターの代わりにDC/DCコンバーターを用いる。
インバーター11〜13は共通のDCリンク14を介し
てメインバッテリー15に接続されており、メインバッ
テリー15の直流充電電力を交流電力に変換してモータ
ー1,4,10へ供給するとともに、モーター1,4の
交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー1
5を充電する。なお、インバーター11〜13は互いに
DCリンク14を介して接続されているので、回生運転
中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー
15を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給する
ことができる。メインバッテリー15には、リチウム・
イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電
池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシ
ターを用いることができる。
ーターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備
え、エンジン2の回転速度や出力トルク、クラッチ3の
伝達トルク、モーター1,4,10の回転速度や出力ト
ルク、無段変速機5の変速比などを制御する。
に、キースイッチ20、アクセルセンサー21、車速セ
ンサー22、バッテリー温度センサー23、バッテリー
SOC検出装置24、エンジン回転センサー25、スロ
ットル開度センサー26、モーター温度センサー27,
28、インバーター温度センサー29が接続される。
またはSTART位置に設定されると閉路する(以下、スイ
ッチの閉路をオンまたはON、開路をオフまたはOFFと呼
ぶ)。アクセルセンサー21はアクセルペダルの踏み込
み量(アクセル開度)θ[度]を検出し、車速センサー
22は車両の走行速度V[km/h]を検出する。バッテリ
ー温度センサー23はメインバッテリー15の温度Tb
[℃]を検出する。また、バッテリーSOC検出装置2
4はメインバッテリー15の充電状態(以下、SOC
(State Of Charge)と呼ぶ)[%]を検出する。エン
ジン回転センサー25はエンジン2の毎分回転数Ne[r
pm]を検出し、スロットル開度センサー26はエンジン
2のスロットルバルブ開度θth[度]を検出する。さら
に、モーター温度センサー27はモーター1の温度Tm1
[℃]を検出し、モーター温度センサー28はモーター
4の温度Tm2[℃]を検出する。インバーター温度セン
サー29は、インバーター11〜13の電力変換素子を
冷却する冷却装置の温度Th[℃]を検出する。
の燃料噴射装置30、点火装置31、バルブタイミング
調節装置32などが接続される。コントローラー16
は、燃料噴射装置30を制御してエンジン2への燃料の
供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火
装置31を制御してエンジン2の点火を行う。また、コ
ントローラー16はバルブタイミング調節装置32を制
御してエンジン2の吸気バルブの閉時期を調節する。な
お、コントローラー16には低圧の補助バッテリー33
から電源が供給される。
を示す図である。クラッチ3の入力側のモーター1とエ
ンジン2の配置は、図3に示すようにモーター1をエン
ジン2の上流に配置してもよいし、図4に示すようにモ
ーター1をエンジン2の下流に配置してもよい。図3に
示す配置例では、エンジン2の出力軸をクラッチ3の入
力軸と直結して1軸で構成するとともに、エンジン2の
出力軸をモーター1の出力軸とベルトや歯車により連結
する。また、図4に示す配置例では、エンジン2の出力
軸をモーター1のローターを貫通してクラッチ3の入力
軸と直結し、クラッチ3の入力側を1軸で構成する。
無段変速機5の配置は、図3に示すようにモーター4を
無段変速機5の上流に配置してもよいし、図4に示すよ
うにモーター4を無段変速機5の下流に配置してもよ
い。図3に示す配置例では、クラッチ3の出力軸をモー
ター4のローターを貫通して無段変速機5の入力軸と直
結し、クラッチ3の出力側を1軸で構成する。また、図
4に示す配置例では、クラッチ3の出力軸を無段変速機
5の入力軸を貫通してモーター4の出力軸と直結し、ク
ラッチ3の出力側を1軸で構成する。いずれの場合でも
モーター4を無段変速機5の入力軸に連結する。
図4に示す配置例に限定されず、エンジンが無段変速機
の出力軸から減速装置および差動装置を介して駆動輪に
動力を伝えるとともに、1個以上のモーターが駆動輪に
動力を伝える推進機構であれば、各機器がどのような配
置でもよい。
用いたパワートレインの配置例を示す。無段変速機5に
トロイダルCVTを用いた場合でも、モーター4とトロ
イダルCVT5のどちらをクラッチ3側に配置してもよ
い。しかし、いずれの場合でもモーター4を無段変速機
5の入力軸に連結する。
動と発電に用いられるモーター1と、車両の走行と回生
制動に用いられるモーター4との、2台のモーターを用
いた例を示すが、1台のモーターによりエンジン始動、
発電、走行および回生制動を行うハイブリッド車両に対
しても本発明を応用することができる。
分回転数Ni[rpm]とトルクTi[N・m]の関係を示
す。なお、クラッチ締結時の無段変速機5の入力軸回転
数Niは、エンジン2の回転数Neおよびモーター4の回
転数Nmと等しく、エンジン回転センサー25により検
出したエンジン回転数Neを無段変速機5の入力軸回転
数Niとする。また、クラッチ締結時の無段変速機5の
入力軸トルクTiは、エンジン2のトルクTeとモーター
4のトルクTmとモーター1のトルクTgとの和(Te+Tm
+Tg)に等しい。図において、曲線Eはエンジン2の
最大トルク特性を示し、曲線Mはモーター4の最大トル
ク特性を示す。そして、曲線M+Eはエンジン2の最大
トルクとモーター4の最大トルクとの和を示す。
燃費線を示す。図6にはエンジン2の等出力線の一部を
示すが、α線は各エンジン出力に対する最小燃費運転点
を測定し、それらの点を結んだものである。
ン2のアシスト能力が低いときやアシスト不能なとき
に、余裕駆動力を確保するため、α線よりも回転数が高
い側、すなわち駆動力余裕が大きい側に任意に設定した
余裕駆動力重視線である。なお、モーター4によるエン
ジン2のアシスト能力は、メインバッテリー15の出力
不足、モーター1,4の過熱、インバーター11〜13
の過熱などにより低下する。
た場合(以下、最Highという)に採り得る最小回転数を
示し、この曲線以下の回転数では平地で定常的には運転
できない。
す。無段変速機5は、最大変速比の”最Low”線と最小
変速比の”最High”線とで囲まれる領域内の変速比を用
いて変速を行う。ただし、最良燃費のα線にしたがって
エンジン2を駆動制御する場合には”α最High”線を用
い、余裕駆動力重視のβ線にしたがってエンジン2を駆
動制御する場合には”β最High”線を用いる。なお、無
段変速機5のプライマリープーリーの半径をr1、セカ
ンダリープーリーの半径をr2とすると、変速比はr2
/r1で表される。
だけで走行する場合(エンジン走行モード)に、エンジ
ン2を最良燃費線αに沿って運転しながら、乗員の要求
駆動力と要求発電量に応じた駆動力とを供給する。
御ブロック図である。この図により、一実施の形態の動
作を説明する。乗員の要求駆動力分の仕事率Wd[W]
は、アクセルセンサー21により検出したアクセルペダ
ルの踏み込み量θ[度]に応じて決定する。一方、要求
発電量分の仕事率Wg[W]は、SOC検出装置24によ
り検出したメインバッテリー15のSOCに応じて決定
する。なお、バッテリーの入出力可能電力はバッテリー
の温度により左右されるので、バッテリー温度センサー
23で検出したメインバッテリー15の温度Tb[℃]
を考慮して要求発電量分の仕事率Wg[W]決定してもよ
い。
の仕事率Wgとの合計値が、エンジン2の仕事率We
[W]となる。
を参照し、エンジン2の仕事率Weに対応するエンジン
回転数N1[rpm]を読み出す。このα線回転数テーブル
の一例を図9に示す。エンジン2がこの回転数N1とな
るように車速Vに応じた変速比を選択すればよいが、図
7に示すように無段変速機5は最Low線とα最High線と
で囲まれる領域内の変速比しか採り得ないため、エンジ
ン回転数N1(=変速機入力軸回転数Ni)と現在の車速
Vとで決まる変速比がこの領域内にない場合は、エンジ
ン回転数N1を制限する。
gh回転数テーブル(図7)を参照し、車速センサー22
により検出された車速Vに対応する回転数N2を読み出
す。そして、この回転数N2とエンジン仕事率Weに応じ
て選択した回転数N1とを比較し、回転数の高い方を無
段変速機5の入力軸回転数N3として選択する。
回転数テーブル(図7)を参照し、車速Vに対応する回
転数N4を読み出す。そして、この回転数N4と上記回転
数N3とを比較し、回転数の低い方を無段変速機5の入
力軸回転数N5として選択する。
入力軸回転数N5と、現在の車速Vと、単位変換係数K
とにより無段変速機5の目標変速比を求め、コントロー
ラー16により無段変速機5の変速比をこの目標値に制
御することで、エンジン回転数をN5に一致させる。
軸における回転数とトルクの関係を拡大した図である。
この図により、一実施の形態の駆動制御結果を説明す
る。今、エンジン走行モードにおいて車速V1で走行し
ており、γ線(α最High線)上の点P1、すなわち回転
数Ni1と仕事率We1でエンジン2を運転しているとす
る。この状態で要求発電量分の仕事率Wgが増加して合
計仕事率がWe2になると、エンジン2の運転点は、回
転数Ni1を維持したままα線に近づく方向、すなわち
上方へ移動し、等出力線We2との交点P2となる。こ
れにより、乗員の要求駆動力と要求発電量に応じた駆動
力とを供給しながら、エンジン2を最良燃費に近い条件
で運転することができる。
増加により合計仕事率がWe3になると、エンジン運転
点が上方へ移動してα線に達する。しかし、このα線と
の交点においても仕事率はWe3に満たないので、交点
に達してからは回転数が上がる方(図の右方)へ折れ曲
がり、α線に沿ってさらに移動し、等出力線We3との
交点P3に達する。この点P3が仕事率We3を満たす
新しいエンジン2の運転点となる。このとき、当初の運
転点P1からエンジン回転数を増加することになるの
で、回転数増加分だけ無段変速機5の変速比を大きく
し、車速を当初のV1に維持する。これにより、乗員の
要求駆動力と要求発電量に応じた駆動力とを供給しなが
ら、エンジン2を最良燃費条件で運転することができ
る。
ラレル・ハイブリッド車両では、加減速時などにおいて
一時的に大きな駆動力が要求される場合には、エンジン
とモーターの合計駆動力により走行する、いわゆるモー
ターによるアシストが行われる。ところが、モーターへ
電力を供給するバッテリーのSOCや温度が低くて出力
可能電力が少ない場合、モーターが過熱している場合、
モーターを駆動するインバーターの冷却装置が過熱して
いる場合などには、エンジンをアシスト可能な仕事率が
低下する。
力と要求発電量分の駆動力とを満たしながら最良燃費に
近い条件でエンジン2を運転するとともに、モーター4
によるエンジン2のアシスト可能な仕事率Wa[W]が低
下したら、仕事率Waが小さいほど余裕駆動力が大きく
なるようにエンジン2の運転点を移動する。ここで、余
裕駆動力とは、最大駆動力から現在の駆動力を差し引い
た増加可能な駆動力である。
は、バッテリー温度センサー23により検出したメイン
バッテリー15の温度Tb、SOC検出装置24により
検出したメインバッテリー15のSOC、モーター温度
センサー28により検出したモーター4の温度Tm2、イ
ンバーター温度センサー29により検出したインバータ
ー冷却装置の温度Thに基づいて決定し、温度Tb,Tm
2,Thが高いほど、SOCが低いほどアシスト可能仕事
率Waを小さくする。
示す制御ブロック図である。これらの図により、この変
形例の動作を説明する。メモリに記憶されているα線回
転数テーブルとβ線回転数テーブルとを参照し、アクセ
ルペダルの踏み込み量θに応じた要求駆動力分の仕事率
Wdに対応する回転数N11とN12を読み出す。ここで、
図9に示すように、α線回転数テーブルはエンジン出力
に対する最良燃費のエンジン回転数を示すテーブルであ
り、β線回転数テーブルはエンジン出力に対する余裕駆
動力重視のエンジン回転数を示すテーブルである。
動力重視の回転数N12とを、モーター4によるエンジン
2のアシスト能力に応じて内分する。換言すれば、図9
に示す最良燃費線αと余裕駆動力重視線βとの間をアシ
スト能力に応じて内分し、燃費と余裕駆動力とを両立す
る回転数を新たに設定する。
C、モーター4とインバーター11〜13の温度Tm2、
Thに基づいて決定した現在のアシスト可能仕事率Wa
と、モーター4の最大出力時のアシスト可能仕事率Wf
との比Wa/Wfを、モーター4のアシスト能力とする。
そして、アシスト能力Wa/Wfが小さいほど余裕駆動力
重視の回転数N12に近い回転数となるように、回転数
N11とN12を内分して回転数N13を得る。したがって、
モーター4のアシスト能力が0の極端な場合には、余裕
駆動力重視の回転数N12が内分回転数N13となる。
ーブルの二つのテーブルを用い、モーターのアシスト能
力に応じて内分回転数N13を演算する方法を説明して
きたが、α線回転数テーブルのみを用いて内分回転数N
13に相当する回転数を演算することも可能である。す
なわち、メモリに記憶されているα線回転数テーブルを
参照して、アクセルペダルの踏み込み量θに応じた要求
駆動力分の仕事率Wdに対応する回転数N11を読み出
し、さらにモーター4のアシスト能力を演算する。仕事
率Wdに対応して加算回転数δN(Wd)を設定し、加算回
転数δN(Wd)をモーター4のアシスト能力に応じて修正
し、該加算回転数δN(Wd)を回転数N11に加算すること
により補正回転数N13とする。なお、モーター4のアシ
スト能力に応じた加算回転数δN(Wd)は、モーター4の
アシスト能力が0のときに最大の加算回転数δN(Wd)を
用い、モーター4のアシスト能力が大きくなるにしたが
って加算回転数δN(Wd)が小さくなるように修正する。
事率Wdと要求発電量分の仕事率Wgと合算し、エンジン
2の仕事率Weを求め、α線回転数テーブル(図9)を
参照してエンジン仕事率Weに対応する回転数N14を読
み出す。この回転数N14は、乗員の要求駆動力と要求発
電量分の駆動力とを満たしながら最良燃費の条件でエン
ジン2を運転するための回転数である。
した回転数N13と、最良燃費の条件で決定した回転数N
14とを比較し、高い方を取り敢えず変速機入力軸回転数
N15として選択する。
無段変速機5の変速比が、図7に示す設定可能領域内の
変速比かどうかを確認する。
すように、メモリのα最Highテーブルとβ最Highテーブ
ル(図7)とを参照し、現在の車速Vに対応する最良燃
費の最High側回転数N16と余裕駆動力重視の最High側回
転数N17を読み出す。そして、アシスト能力Wa/Wfが
小さいほど余裕駆動力重視の回転数N17に近い回転数と
なるように、回転数N16とN17を内分して回転数N18を
得る。次に、この最High側の回転数N18と、変速機入力
軸回転数として設定した回転数N15とを比較し、高い方
を選択する。
回転数テーブル(図7)を参照し、車速Vに対応する回
転数N20を読み出す。そして、この回転数N20と上記回
転数N19とを比較し、回転数の低い方を無段変速機5の
入力軸回転数N21として選択する。
入力軸回転数N21と、現在の車速Vと、単位変換係数K
とにより無段変速機5の目標変速比を求め、コントロー
ラー16により無段変速機5の変速比をこの目標値に制
御することで、エンジン回転数をN21に一致させる。
軸における回転数とトルクの関係を拡大した図である。
この図により、変形例の駆動制御結果を説明する。今、
エンジン走行モードにおいて車速V2で走行しており、
モーター4のアシスト能力Wa/Wfに応じて最良燃費線
αと余裕駆動力重視線βとの間の点P4をエンジン2の
運転点に決定したとする。なお、最良燃費だけを考慮し
て運転点を決定した場合には、運転点は回転数Ni3に沿
って真上に移動したα線上の点P5となる。両運転点P
4,P5からエンジン回転数Ni3における最大エンジン
トルクTi3(点P6)までの余裕トルクは、明らかに点
P4で運転した場合の方が大きく、乗員の要求駆動力と
要求発電量分の駆動力とを満たしながら最良燃費に近い
条件でエンジン2を運転することができる上に、モータ
ー4によるエンジン2のアシスト能力Wa/Wfに応じた
余裕駆動力が得られる。つまり、モーター4によるエン
ジン2のアシスト能力が低いときに大きな駆動力が要求
されても、その要求駆動力を満たすことができ、アシス
ト能力低下にともなう駆動トルクの過渡的な立ち上がり
の低下を抑制することができる。
したように、パラレル・ハイブリッド車両では、一時的
に大きな駆動力が要求された場合には、モーター4によ
りエンジン2をアシストして両者の合算駆動力により走
行する。しかし、モーター1により発電を行っていると
きに、モーター4によりエンジンアシストを行うと、モ
ーター1により発電した電力をモーター4で消費するこ
とになり、モーター4の駆動損失に加えてモーター1の
発電損失が発生し、総合燃費が悪化することになる。
る発電中にモーター4によるエンジンアシストの必要が
生じたら、モーター1による発電を中断する。モーター
1による発電はエンジン2の駆動力により行われるの
で、発電を中断すれば発電分の駆動力を走行駆動力とし
て利用できることになり、モーター4によりエンジン2
をアシストするのと同様な結果が得られる。つまり、発
電分の駆動力が大きいほど、必要なときにその発電分の
駆動力をエンジンアシスト用の駆動力に利用できるか
ら、エンジン2の余裕駆動力が大きいことになる。な
お、発電を中断しただけでは駆動力が不足する場合に
は、不足分をモーター4によりアシストすればよい。
11において、最良燃費となる回転数N11と余裕駆動
力重視の回転数N12とを、モーター4によるエンジン
2のアシスト能力に応じて内分したのに代えて、要求発
電量分の仕事率Wgに応じて内分することにする。すな
わち、要求発電量分の仕事率Wgが小さいほど余裕駆動
力重視の回転数N12に近い回転数となるように、回転
数N11とN12を内分する。また、上述した変形例を
示す図12において、最良燃費となる最High側回転数N
16と余裕駆動力重視の最High側回転数N17とを、モ
ーター4によるエンジン2のアシスト能力に応じて内分
したのに代えて、要求発電量分の仕事率Wgに応じて内
分することにする。すなわち、要求発電量分の仕事率W
gが小さいほど余裕駆動力重視の最High側回転数N17
に近い回転数となるように、回転数N16とN17を内
分する。これらの変更点以外は、上述した図11および
図12に示す変形例と同様であり、説明を省略する。
とβ線回転数テーブルの二つのテーブルを用い、要求発
電量分の仕事率Wgに応じて内分回転数N13を演算する
方法を説明してきたが、α線回転数テーブルのみを用い
て内分回転数N13に相当する回転数を演算することも可
能である。すなわち、メモリに記憶されているα線回転
数テーブルを参照して、アクセルペダルの踏み込み量θ
に応じた要求駆動力分の仕事率Wdに対応する回転数N1
1を読み出す。仕事率Wdに対応して加算回転数δN(Wg)
を設定し、該加算回転数δN(Wg)を要求発電量分の仕事
率Wgに応じて修正する。そして、該加算回転数δN(W
g)を回転数N11に加算することにより補正回転数N13と
する。さらに、要求発電量分の仕事率Wgに応じた加算
回転数δN(Wg)は、発電機が吸収できる最大の仕事率W
gmaxに対する要求発電量分の仕事率Wgの比率に依存
し、要求発電量分の仕事率Wgが0の場合に最大の加算
回転数δN(Wg)となり、要求発電量分の仕事率Wgが最
大の仕事率Wgmaxに近づくにつれて加算回転数δN(Wg)
が小さくなるように修正する。
走行モードにおいて、要求発電量が多いときは最良燃費
の運転点を選択し、要求発電量が少ないほど駆動力重視
の運転点を選択してエンジンを駆動制御するようにした
ので、要求発電量が少ないときに駆動トルクの過渡的な
立ち上がりが低下するのを抑制できる。
変速機5の変速制御において、きびきびした走りとなる
スポーツ走行モードを設ける場合には、スポーツ走行レ
ンジが選択された場合には余裕駆動力重視の回転数を選
択し、ノーマル走行レンジが選択された場合には最良燃
費となる回転数を選択するようにした変形例を説明す
る。
示す制御ブロック図である。これらの図により、この変
形例の動作を説明する。上述した図11に示す変形例で
は、最良燃費となる回転数N11と余裕駆動力重視の回
転数N12とを、モーター4によるエンジン2のアシス
ト能力に応じて内分したが、この変形例では、図14に
示すように、ノーマル走行レンジが選択されたときは最
良燃費となる回転数N11を選択し、スポーツ走行レン
ジが選択されたときは余裕駆動力重視の回転数N12を
選択する。また、上述した図12に示す変形例では、最
良燃費となる最High側回転数N16と余裕駆動力重視の
最High側回転数N17とを、モーター4によるエンジン
2のアシスト能力に応じて内分したが、この変形例で
は、図15に示すように、ノーマル走行レンジが選択さ
れたときは最良燃費の最High側回転数N16を選択し、
スポーツ走行レンジが選択されたときは余裕駆動力重視
の回転数N17を選択する。これらの変更点以外は、上
述した図11および図12に示す変形例と同様であり、
説明を省略する。
走行モードにおいて、スポーツ走行レンジが選択された
ときには余裕駆動力重視の運転点を選択し、ノーマル走
行レンジが選択されたときには最良燃費の運転点を選択
してエンジンを駆動制御するようにしたので、スポーツ
走行モードにおいては駆動トルクの過渡的な立ち上がり
を一層向上させることができ、通常のノーマル走行モー
ドでは最良の燃費が達成される。
ジン2がエンジンを、モーター4がモーターを、無段変
速機5が無段変速機を、メインバッテリー15がバッテ
リーを、コントローラー16が最良燃費回転数設定手
段、変速比制御手段、第1の最良燃費回転数設定手段、
第2の最良燃費回転数設定手段、余裕駆動力重視回転数
設定手段、アシスト率演算手段、回転数演算手段、回転
数補正手段および回転数選択手段をそれぞれ構成する。
ある。
す図である。
を示す図である。
を示す図である。
ルクの関係を示す図である。
図である。
に対する回転数テーブルを示す図である。
る。
御ブロック図である。
す図である。
す制御ブロック図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 無段変速機の入力軸にエンジンとモータ
ーが接続され、前記エンジンおよび/または前記モータ
ーの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置において、 前記エンジンの仕事率を最良燃費で達成する回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して車両
走行のための駆動仕事率と発電のための発電仕事率との
合計仕事率に対応する第1の最良燃費回転数を設定する
第1の最良燃費回転数設定手段と、 前記最良燃費回転数テーブルを検索して前記駆動仕事率
に対応する第2の最良燃費回転数を設定する第2の最良
燃費回転数設定手段と、 エンジンの仕事率に対する余裕駆動力重視の回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して前記
駆動仕事率に対応する余裕駆動力重視の回転数を設定す
る余裕駆動力重視回転数設定手段と、 前記モーターによる前記エンジンのアシスト可能仕事率
を演算するアシスト率演算手段と、 前記第2の最良燃費回転数と前記余裕駆動力重視回転数
との間を前記アシスト可能仕事率に応じて内分し、前記
アシスト可能仕事率が小さいほど前記余裕駆動力重視回
転数に近い回転数を演算する回転数演算手段と、 前記内分回転数と前記第1の最良燃費回転数との内の高
い方の回転数に前記エンジンの回転数が一致するよう
に、前記無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段
とを備える ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車
両の駆動制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のパラレル・ハイブリッ
ド車両の駆動制御装置において、 前記アシスト率演算手段は、前記モーターへ電力を供給
するバッテリーの充電状態と温度、および前記モーター
とその駆動装置の温度に基づいて前記アシスト可能仕事
率を決定する ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド
車両の駆動制御装置。 - 【請求項3】 無段変速機の入力軸にエンジンとモータ
ーが接続され、前記エンジンおよび/または前記モータ
ーの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置において、 前記エンジンの仕事率を最良燃費で達成する回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して車両
走行のための駆動仕事率と発電のための発電仕事率との
合計仕事率に対応する第1の最良燃費回転数を設定する
第1の最良燃費回転数設定手段と、 前記最良燃費回転数テーブルを検索して前記駆動仕事率
に対応する第2の最良燃費回転数を設定する第2の最良
燃費回転数設定手段と、 前記モーターによる前記エンジンのアシスト可能仕事率
を演算するアシスト率演算手段と、 前記第2の最良燃費回転数を前記アシスト可能仕事率の
大きさに基づいて回転数を所定量高めるように補正する
回転数補正手段と、 前記補正回転数と前記第1の最良燃費回転数との内の高
い方の回転数に前記エンジンの回転数が一致するよう
に、前記無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段
とを備える ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車
両の駆動制御装置。 - 【請求項4】 無段変速機の入力軸にエンジンとモータ
ーが接続され、前記エンジンおよび/または前記モータ
ーの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置において、 前記エンジンの仕事率を最良燃費で達成する回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して車両
走行のための駆動仕事率と発電のための発電仕事率との
合計仕事率に対応する第1の最良燃費回転数を設定する
第1の最良燃費回転数設定手段と、 前記最良燃費回転数テーブルを検索して前記駆動仕事率
に対応する第2の最良燃費回転 数を設定する第2の最良
燃費回転数設定手段と、 エンジンの仕事率に対する余裕駆動力重視の回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して前記
駆動仕事率に対応する余裕駆動力重視の回転数を設定す
る余裕駆動力重視回転数設定手段と、 前記第2の最良燃費回転数と前記余裕駆動力重視回転数
との間を前記発電仕事率に応じて内分し、前記発電仕事
率が小さいほど前記余裕駆動力重視回転数に近い回転数
を演算する回転数演算手段と、 前記内分回転数と前記第1の最良燃費回転数との内の高
い方の回転数に前記エンジンの回転数が一致するよう
に、前記無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段
とを備える ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車
両の駆動制御装置。 - 【請求項5】 無段変速機の入力軸にエンジンとモータ
ーが接続され、前記エンジンおよび/または前記モータ
ーの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置において、 前記エンジンの仕事率を最良燃費で達成する回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して車両
走行のための駆動仕事率と発電のための発電仕事率との
合計仕事率に対応する第1の最良燃費回転数を設定する
第1の最良燃費回転数設定手段と、 前記最良燃費回転数テーブルを検索して前記駆動仕事率
に対応する第2の最良燃費回転数を設定する第2の最良
燃費回転数設定手段と、 前記第2の最良燃費回転数を前記発電仕事率の大きさに
基づいて回転数を所定量高めるように補正する回転数補
正手段と、 前記補正回転数と前記第1の最良燃費回転数との内の高
い方の回転数に前記エンジンの回転数が一致するよう
に、前記無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段
とを備える ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車
両の駆動制御装置。 - 【請求項6】 無段変速機の入力軸にエンジンとモータ
ーが接続され、前記エンジンおよび/または前記モータ
ーの駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置において、 前記エンジンの仕事率を最良燃費で達成する回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して車両
走行のための駆動仕事率と発電のための発電仕事率との
合計仕事率に対応する第1の最良燃費回転数を設定する
第1の最良燃費回転数設定手段と、 前記最良燃費回転数テーブル検索して前記駆動仕事率に
対応する第2の最良燃費回転数を設定する第2の最良燃
費回転数設定手段と、 エンジンの仕事率に対する余裕駆動力重視の回転数テー
ブルを予め記憶し、その回転数テーブルを検索して前記
駆動仕事率に対応する余裕駆動力重視の回転数を設定す
る余裕駆動力重視回転数設定手段と、 ノーマル走行モードが選択されたときは前記第2の最良
燃費回転数を選択し、スポーツ走行モードが選択された
ときは前記余裕駆動力重視回転数を選択する回転数選択
手段と、 前記選択回転数と前記第1の最良燃費回転数との内の高
い方の回転数に前記エンジンの回転数が一致するよう
に、前記無段変速機の変速比を調節する変速比制御手段
とを備える ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車
両の駆動制御装置。 - 【請求項7】 請求項1から6のいずれかの項に記載の
パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置において、 前記駆動仕事率をアクセルペダルの踏み込み量に応じて
決定する ことを特徴とするパラレル・ハイブリッド車両
の駆動制御装置。 - 【請求項8】 請求項1から7のいずれかの項に記載の
パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置において、 前記発電仕事率を前記モーターへ電力を供給するバッテ
リーのSOCに応じて決定する ことを特徴とするパラレ
ル・ハイブリッド車両の駆動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19756798A JP3489449B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19756798A JP3489449B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | パラレル・ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
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JP2000025490A JP2000025490A (ja) | 2000-01-25 |
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ID=16376659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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