JP3932714B2 - Vehicle control device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、減速時に車両の走行慣性力によって駆動されて発電をおこなう発電機を備えた車両の制御装置に関し、特に車両の走行する道路状況を検出して車両の制御データとすることのできる制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃費の向上や排ガスの削減を目的としてハイブリッド車が開発されていることは周知のとおりである。この種のハイブリッド車は、内燃機関と発電機能を備えた電動機とを動力源として備えており、内燃機関の駆動効率の悪い走行状態では、電動機によって走行し、また減速時には、車両の持っている走行慣性エネルギを電動機を介して電力として回生することにより、排ガスを削減し、また燃費を向上させるように構成されている。
【０００３】
その電動機に対する電力の供給および発電した電力の蓄積は、バッテリによっておこなうように構成されているが、バッテリの容量には限度があるから、電動機によって走行することが好ましいにも拘わらず電動機によって走行おこなうことができない場合が生じたり、またバッテリに充電することできない状態のために回生制動をおこなうことができないなどの事態が生じることがある。そこで特開平８−３２２１０７号公報に記載された発明では、ナビゲーション装置から得られる道路情報を利用して必要走行エネルギを求め、それに応じて発電機を制御するように構成している。すなわち、長い登坂路では、電動機を駆動する時間が長くなるので、バッテリの過放電が生じる可能性があり、また反対に長い降坂路ではバッテリに対する充電時間が長くなって過充電が生じる可能性があるので、そのような道路情報をナビゲーション装置によって事前に入手し、その道路情報に基づいて過放電や過充電が生じないように発電機を制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したハイブリッド車におけるバッテリに対する充電は、車両の有する走行慣性力によって電動機を回転させてその電動機によって発電することによりおこなわれる場合が多く、その場合、その発電エネルギに応じて制動力が生じる。したがって回生制御をおこなうことによって車両の減速度が変化するので、従来一般には、その回生制動力が原因となって違和感を生じないように回生制御をおこなっている。このような制御は、上述した公報に記載されている装置においても可能であって、例えば上述した長い降坂路での充電時においても、通常の走行時における回生制動力と同様な制動力が生じるように発電効率を設定するのが通常である。
【０００５】
しかしながら、走行路の状況は多様に変化するのが通常であって、必要な制動力も一律ではないから、上記のように発電効率を一定に設定すると、回生制動力を大きくして回生エネルギを多くすることができるにも拘わらず、電力として回生しないエネルギが多くなり、燃費の向上効果が不充分となる可能性が多分にあった。
【０００６】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであって、車両の乗り心地や走行性能を悪化させずに回生効率を向上させ、ひいては燃費を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統から減速時に駆動力を受けて回転することにより発電をおこなう発電機と、道路の勾配を検出する道路状況検出手段とを備えた車両用制御装置において、前記道路状況検出手段で検出された道路の下り勾配が予め定めた基準値を超えている場合に、前記基準値を超えていない場合よりも、前記発電機の発電効率を高くする発電効率制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統から減速時に駆動力を受けて回転することにより発電をおこなう発電機と、道路の勾配を検出する道路状況検出手段とを備えた車両用制御装置において、前記車両が走行する道路であって予め定めた基準値を超える下り勾配の道路の距離とその勾配との積を所定区間に亘って加算して降坂路判定値を求める手段と、その降坂路判定値が該降坂路判定値について予め定めた基準値より大きい場合に小さい場合よりも、前記発電機の発電効率を高くする発電効率制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記動力伝達系統との間でトルクが伝達される内燃機関と、前記車両の減速時に前記発電機で発電を行っている場合に前記内燃機関に対して前記動力伝達系統からトルクを入力しない遮断機構とを更に備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって請求項１の発明では、発電機による発電効率が道路の下り勾配の大小の状況に応じて変化させられるので、回生制動力を高くすることの可能な大きい勾配の降坂路を走行する際には発電効率を高くして充電電力を多くすることができ、また平坦路などの下り勾配の小さい一般的な道路を走行している場合には、回生制動力が過大にならないように発電効率を低く設定することにより、乗り心地やドライバビリティの悪化が防止される。
【００１２】
より具体的には、請求項１の発明では、降坂路が検出されることにより、発電機による発電効率が高くされる。したがって、降坂路の場合には、発電効率が高くなることによって回生制動力が大きくなり、これは、内燃機関のみを駆動力源とした車両におけるエンジンブレーキの効きがよくなった状態と同様であり、その結果、降坂路での運転者による制動操作力が軽減され、車両の運転性が向上する。
【００１３】
さらに、請求項２の発明では、降坂路が継続することが検出されることによって発電機による発電効率が高く設定される。したがって制動力が継続して要求される状態での回生エネルギ量が増大して燃費を向上させることができ、また同時に、降坂路が継続していることにより車両の再加速が短時間のうちに生じることがなく、そのため発電機の回転変化が短時間のうちに大きく変化することがないので、乗り心地が悪化したり違和感が生じたりすることがない。
【００１４】
そして、請求項３の発明では、発電機が連結されている動力伝達系統に対して内燃機関を、トルクの伝達状態として選択的に連結し、またその連結を解くことができる。したがって、発電時に内燃機関を回転させることがないので、回生エネルギを発電以外に消費することが防止され、また再加速時に発電機を電動機として作用させて内燃機関を駆動する場合、その発電機の回転数の変化を道路状況に応じて変化させることになるので、発電機の回転数が頻繁かつ大きく変化することが回避もしくは抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。先ず、この発明の基本的な構成について説明すると、この発明で対象とする車両１は、図３に模式的に示すように、駆動輪２に対して駆動力を伝達する駆動力伝達系統に発電機３が連結された車両である。より具体的には、変速機（Ｔ／Ｍ）４の入力側に発電機として機能するモータ・ジェネレータ３が連結されており、さらにその変速機４とモータ・ジェネレータ３とに対してクラッチ５を介して内燃機関（エンジン：Ｅ／Ｇ）６が連結されている。また、変速機４の出力側には、デファレンシャル７を介して左右の駆動輪２が連結されている。
【００１６】
上記のモータ・ジェネレータ３は、一例として永久磁石式の三相同期モータであり、通電することによりトルクを発生し、またロータ（図示せず）を外力によって回転させることにより、起電力を生じるように構成されている。したがってモータ・ジェネレータ３は、車両１の動力源の一部を構成している。
【００１７】
モータ・ジェネレータ３に対して供給し、あるいはモータ・ジェネレータ３から出力する電流やその周波数を制御するためのインバータ８が設けられ、このインバータ８を介してモータ・ジェネレータ３にバッテリ９が接続されている。そしてこれらインバータ８およびバッテリ９を制御し、ひいてはモータ・ジェネレータ３の駆動や発電（エネルギの回生）を制御するための電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１０が設けられている。この電子制御装置１０は、いわゆるマイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、予め記憶しているプログラムおよびデータならびに入力されるデータに基づいて演算をおこない、モータ・ジェネレータ３の駆動状態や発電効率を含む発電状態を制御するようになっている。そのために、モータ・ジェネレータ３の電流を検出する電流検出器（図示せず）およびバッテリ９の充電容量（残量）を検出する検出センサ（図示せず）からの検出信号がモータ・ジェネレータ用電子制御装置１０に入力されている。
【００１８】
また、前記変速機４は、要は、入力回転数と出力回転数との比率を適宜に変更する装置であって、有段式の自動変速機やベルト式無段変速機あるいはトロイダル式無段変速機などによって構成されている。したがって変速機４は、一例として油圧によってクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合解放状態、あるいはベルトを巻き掛けているプーリの溝幅、もしくはパワーローラの傾きなどを変更することにより変速比を適宜に設定するように構成されており、その制御のための指示信号を出力する変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１１が設けられている。この電子制御装置１１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、予め記憶しているプログラムおよびデータならびに入力されるデータに基づいて演算をおこなって変速比や油圧（ライン圧）などを制御するように構成されている。その変速比の制御は、駆動輪２に対して駆動力を伝達する駆動状態（パワーオン状態）のみならず、減速時（コースト時）にも実行され、減速時に変速比を大小に変化させることによってモータ・ジェネレータ３を車両の走行慣性力によって回転させる際の回転数、すなわち発電効率を適宜に制御するようになっている。
【００１９】
さらに、前記内燃機関６は、ガソリンや軽油あるいは天然ガスもしくは液化石油ガスなどの燃料を燃焼させて動力を出力する装置であって、その燃料の供給量や吸気量（スロットル開度）、始動および停止、点火時期などを適宜に制御できるように構成されている。したがってこの内燃機関６の一例は、電子スロットルバルブを備えた気筒内直接燃料噴射式エンジンである。そしてこの内燃機関６の起動・停止および出力を制御するための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１２が設けられている。この内燃機関用電子制御装置１２は、前述した各電子制御装置１０，１１と同様に、マイクロコンピュータを主体として構成され、予め記憶しているプログラムおよびデータならびに入力されたデータに基づいて演算をおこなって制御信号を出力するように構成されている。
【００２０】
上記の車両１は、内燃機関６から排出されるガスの量および内燃機関６で消費される燃料の量を可及的に削減するように制御される。そのために、前記モータ・ジェネレータ３および変速機４ならびに内燃機関６を総合的に制御するハイブリッド制御装置（ハイブリッド−ＥＣＵ）１３が設けられている。このハイブリッド制御装置１３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、前記各電子制御装置１０，１１，１２と相互にデータ通信可能に接続されている。すなわちこのハイブリッド制御装置１３は、車速やアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）、変速パターンセレクトスイッチ（図示せず）によって選択されている変速パターン、変速機４で設定されているシフトポジションなどのデータから判断される走行状態に応じてモータ・ジェネレータ３の駆動制御あるいは回生制御、内燃機関６の駆動・停止の制御および出力制御、変速機４での変速制御を指示する信号を出力するように構成されている。さらに、このハイブリッド制御装置１３は、車両１の走行路の状況に基づいて各指示信号を出力するように構成されている。
【００２１】
その走行路の状況を検出するためにナビゲーション装置１４がハイブリッド制御装置１３に接続して設けられている。このナビゲーション装置１４は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）や地磁気センサあるいはジャイロセンサを使用した自律航法により、電子化された地図上に自車両の位置を示して目的地まで案内するシステムと、地上に設置されたビーコンやサインポストなどから交通渋滞情報を含む各種の道路情報や施設に関する情報を得る各種の道路交通情報システムとを含む装置である。そしてそのナビゲーション装置１４によって得られる情報は、自車両１の地図上での位置、自車両１が現在走行している道路および前方の道路の勾配やその継続長さ、さらには旋回半径、コーナーの有無、コーナー通過後の道路の直線度もしくは勾配などの道路情報、交通渋滞の有無あるいは程度の情報、目的地までの距離などである。
【００２２】
なお、前記クラッチ５は、いずれかの電子制御装置１０，１１，１２によって制御するように構成してもよく、あるいは独自の制御装置を設けて制御するように構成してもよい。
【００２３】
ここで、上記の車両１の駆動力の基本的な制御を簡単に説明すると、駆動時には、駆動力に過不足が生じない範囲で燃費が最良となるようにモータ・ジェネレータ３および内燃機関６を制御し、減速時には、走行慣性エネルギを駆動エネルギとして回生するためにモータ・ジェネレータ３による発電ならびにバッテリ９への充電をおこなう。例えば、発進時には、バッテリ９の電力でモータ・ジェネレータ３を駆動して発進駆動力を得る。また、所定車速以上での定速走行時には、内燃機関６を最良燃費状態で駆動して駆動力を得る。またその場合、バッテリ９の充電容量（ＳＣＯ：State of Charge）が低下した場合には、内燃機関６によってモータ・ジェネレータ３を駆動して発電し、充電をおこなう。さらに、所定車速以上での走行時に加速力が不足する場合には、内燃機関６と合わせてモータ・ジェネレータ３を駆動し、駆動力を増大させる。
【００２４】
一方、減速時には、車両１の有する走行慣性力によってモータ・ジェネレータ３を回転させ、発電およびバッテリ９に対する充電をおこなう。その場合、クラッチ５を解放状態に制御して、走行慣性力が内燃機関６を回転させるために消費されることを防止する。この走行慣性エネルギを車両の走行のための動力として回生する回生制御は、モータ・ジェネレータ３を走行慣性力によって駆動することによっておこなわれるから、駆動輪２には負トルクが生じ、これが制動力となる。
【００２５】
この回生制動は、基本的には、減速時に必ず実行される。これは、燃費を可及的に向上させるためである。その場合、回生制動力が大きくて過剰な減速度が生じると、乗り心地や運転性が損なわれ、また反対に回生制動力を小さくするとエネルギの回生量が少なくなるで、燃費の向上効果が低下する。そこでこの発明の制御装置では、減速に伴うエネルギの回生時における発電効率およびモータ・ジェネレータ３の回転数を以下のように制御する。
【００２６】
図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、先ず、アクセル開度、車速、モータ・ジェネレータ回転（ＭＧ回転数）、内燃機関（エンジン）トルク、エンジン回転数、バッテリ９の充電状態（ＳＯＣ）を読み込む（ステップＳ１）。なお、これらのデータは前記各電子制御装置１０，１１，１２に入力されているデータである。
【００２７】
つぎに、現在の道路の勾配Ａを求める（ステップＳ２）。これは、ナビゲーション装置１４から車両１の現在地の道路情報を読み出し、その道路情報に含まれる道路勾配データを採用することによって現在の道路勾配Ａとしてもよく、あるいはスロットル開度と車速とから基準加速度を求め、その基準加速度と検出された実際の加速度との差および車体重量などに基づいて勾配Ａを演算して求めてもよい。
【００２８】
さらに、車両１が走行する降坂路の継続の状態に関する情報すなわち降坂路継続情報をナビゲーション装置１４から入力し、降坂路判定値Ｂを求める（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ２で得られた勾配Ａとナビゲーション装置１４で得られた降坂路の継続距離との積を所定の区間に亘って加算する。すなわち
Ｂ＝Σ（勾配×距離）
である。
【００２９】
また、バッテリ１０の充電が不足しているか否かが判断される（ステップＳ４）。これは、バッテリ９に設けてある検出センサによっておこなうことができ、充電量が規定値より小さいことにより、充電が不足していること、あるいは充分が可能なことを判断することによりおこなわれる。このステップＳ４で肯定判断された場合、前記勾配Ａが予め定めた基準値Ａ0 より小さいか否か、すなわち降坂路か否かが判断される（ステップＳ５）。
【００３０】
車両１の現在位置が降坂路上であることによりステップＳ５で肯定判断された場合、降坂路判定値Ｂが予め定めた基準値Ｂ0 より大きいか否か、すなわち所定以上の下り勾配の道路が比較的長く継続するか否かが判断される（ステップＳ６）。この基準値Ｂ0 は、一定値であってもよいが、乗員を含めた車両の総重量に応じて変化する値などの変数であってもよい。
【００３１】
このステップＳ６で肯定判断されると、比較的大きい下り勾配の道路がしばらく継続することになり、この場合は、回生制御としてモータ・ジェネレータ３による発電効率を優先した制御を実行する（ステップＳ７）。モータ・ジェネレータ３の効率は、機種ごとに実測値として得られており、その一例は図２に示すマップのとおりである。図２において上半分が駆動時の効率であり、下半分が回生時の効率（発電効率）であり、発電効率は比較的高い回転数（例えば３０００〜４０００ｒｐｍ程度）で最も高い値を示す。したがってステップＳ７では、モータ・ジェネレータ３の回転数が、発電効率のよい高回転数となるように制御される。具体的には、変速機４の変速比を大きくし、コースト状態での変速機４の入力側の回転数を増大させる。
【００３２】
このような制御をおこなった場合、モータ・ジェネレータ３を回転させるためのトルクが変速比に応じて増大させられて駆動輪２に制動トルクとして作用する。すなわち、図２に示すように、発電効率の高い状態では、モータ・ジェネレータ３を駆動するトルクが小さくなるが、その回転数を高くするために変速比が大きく設定されるので、駆動輪２に作用する制動トルクが大きくなる。
【００３３】
制動トルクがこのように大きい状態は、上述のように比較的大きい下り勾配の道路が継続する場合に限られるので、過剰な制動力となることはなく、また加速（パワーオン）と減速（パワーオフ）とが繰り返す可能性が低い状態での制御となり、したがって乗り心地や運転性が悪化することが回避もしくは抑制される。また同時に、発電効率が高くなるためにバッテリ９に対して充電される電力、すなわち電力として回生される走行慣性エネルギ量が増大するので、燃費が向上する。
【００３４】
一方、バッテリ９がいわゆる満充電状態であるなどのことにより、ステップＳ４で否定判断された場合には、ステップＳ８に進んでドライバビリティを優先した通常の制御を実行する。すなわちアクセルペダルが戻されて減速状態となった場合、回生制動力が過剰にならないように変速機４での変速比が制御される。具体的には、ステップＳ７における制御に比較して変速比が小さく設定され、その結果、モータ・ジェネレータ３の回転数が相対的に低回転数に設定されるので、発電効率はステップＳ７での制御より低い効率となる。
【００３５】
また、勾配Ａが基準値Ａ0 以上であることによりステップＳ５で否定判断された場合、ステップＳ８に進んで通常の制御をおこなう。これは、前記の降坂路判定値Ｂが基準値Ｂ0 以下のためにステップＳ６で否定判断された場合も同様である。したがって比較的緩い下り勾配の道路を走行している場合、下り勾配の距離が短い場合、モータ・ジェネレータ３を駆動して発電をおこなうものの、その回転数を相対的に低回転数に抑制して発電効率が特には高くならないように変速機４の変速比を設定する。そのため、制動力が過大にならないのでドライバビリティが良好になり、降坂路を通過した後に再加速する場合にモータ・ジェネレータ３の回転数が急激に低下することがないのでモータ・ジェネレータ３の回転音やショックの点での違和感が生じることが回避もしくは抑制される。さらに、再加速時に内燃機関６を始動してその出力を駆動輪２に伝達する場合、モータ・ジェネレータ３の回転数が相対的に低い回転数に抑制されているので、内燃機関６の回転数がモータ・ジェネレータ３の同期回転数に短時間で到達し、その結果、再加速時の駆動応答性が良好になり、またショックを容易に防止することができる。すなわち再加速とほぼ同時にクラッチ５の係合制御を開始しても内燃機関６とモータ・ジェネレータ３との回転数差が僅少であるために、ショックが回避もしくは抑制される。
【００３６】
つぎに、モータ・ジェネレータ３と内燃機関６とをトルク合成分配機構を介して連結したハイブリッド車にこの発明を適用した例について説明する。図４はダブルピニオン型遊星歯車機構によってトルク合成分配機構を構成し、かつ変速機としてベルト式無段変速機を採用したハイブリッド車の動力伝達系統を示しており、その遊星歯車機構２０は、外歯歯車であるサンギヤ２１と、このサンギヤ２１に対して同心円上に配置した内歯歯車であるリングギヤ２２と、サンギヤ２１に噛合する第１ピニオンギヤ２３およびこの第１ピニオンギヤ２３とリングギヤ２２とに噛合した第２ピニオンギヤ２４とを自転かつ公転自在に保持したキャリヤ２５とを回転要素とし、これら３つの回転要素の間で差動作用をおこなう公知の構成のものである。
【００３７】
これらの回転要素のうちサンギヤ２１に内燃機関６の出力軸（例えばクランクシャフト）が連結されている。内燃機関６としてレシプロエンジンを使用した場合には、燃料の間欠的な燃焼によるトルクの変動すなわち振動が生じるので、その振動を吸収もしくは緩和するために、内燃機関６とサンギヤ２１との間にダンパ機構（図示せず）を介在させてもよい。また、キャリヤ２５にモータ・ジェネレータ３のロータ３ｒが連結されている。
【００３８】
さらに、リングギヤ２２とケーシング２６との間にブレーキＢ1 が設けられている。このブレーキＢ1 はリングギヤ２２を選択的に固定するためのものであって、ケーシング２６との間に設けた多板ブレーキやバンドブレーキなどの摩擦係合式の装置を使用することができる。また、このブレーキＢ1 は、油圧によって動作する形式のもの以外に、電気的に動作する形式のものを使用することもできる。
【００３９】
出力部材である出力軸２７が内燃機関６と同一軸線上に配置されている。この出力軸２７に対して動力を選択的に伝達するための手段として２つのクラッチが設けられている。すなわちキャリヤ２５と出力軸２７とを選択的に連結する第１クラッチＣ1 と、リングギヤ２２と出力軸２７とを選択的に連結する第２クラッチＣ2 とが設けられている。これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 は、油圧によって係合・解放する多板式のものが最も一般的であるが、これ以外に噛み合い式のクラッチなど各種の形式のものを使用することができ、またその係合・解放のための手段として電気式の手段を備えたものを使用することもできる。
【００４０】
前記出力軸２７が無段変速機４に連結されている。この無段変速機４は、公知の構成のものであって、溝幅を変更することのできる駆動プーリ２９と従動プーリ３０とを平行に配置し、これらのプーリ２９，３０に対するベルト（図示せず）の巻き掛け半径を、各プーリ２９，３０の溝幅を変更することにより変更して変速比を連続的に変化させるように構成されている。
【００４１】
その従動プーリ３０と平行にカウンタ軸３１が配置され、これら従動プーリ３０とカウンタ軸３１とが１対のカウンタギヤ３２，３３によって連結されている。また、このカウンタ軸３１に取り付けられた他のギヤ３４が出力ギヤ３５に噛合している。この出力ギヤ３５は、一例としてディファレンシャル装置のリングギヤである。
【００４２】
上述したハイブリッド駆動装置では、ブレーキＢ1 および各クラッチＣ1 ，Ｃ2 の係合状態に応じて各種の走行（運転）モードが可能であって、これを表に示せば図５のとおりである。なお、図５において、×印は解放（非動作）状態を示し、また○印は係合（動作）状態を示す。
【００４３】
図４に示すハイブリッド駆動装置では、モータ・ジェネレータ３がキャリヤ２５に連結されているので、第１クラッチＣ1 を係合させれば、モータ・ジェネレータ３と変速機４とが直結状態となる。この状態で第２クラッチＣ2 およびブレーキＢ1 を解放すれば、リングギヤ２２が他の回転要素の状態に応じて自由に回転できるので、内燃機関６を停止してサンギヤ２１の回転を止めることができる。したがって減速時にはこのように制御することにより、走行慣性力によってモータ・ジェネレータ３のみを駆動することが好ましい。
【００４４】
この発明に係る図３に示す制御装置は、図４に示すハイブリッド駆動装置を搭載した車両を対象とする場合、各摩擦係合装置を上記のように制御してモータ・ジェネレータ３によって発電をおこない、その際の発電効率を無段変速機４で設定する変速比を適宜に制御して所定の効率、すなわち回転数に設定する。その制御は図１を参照して説明したとおりである。
【００４５】
したがって減速時には図５に示すモータ走行モードが設定され、内燃機関６が停止状態に維持される。そして、再加速のために内燃機関６を起動する場合には、図５に示すように、第１クラッチＣ1 を解放するとともに、第２クラッチＣ2 およびブレーキＢ1 を係合させ、かつモータ・ジェネレータ３を逆回転させて内燃機関６の回転数を増大させることによりおこなう。これを共線図で示せば図６のとおりであり、回生時のモータ走行モードを丸印（○）で示し、エンジン始動モードを四角印（□）で示してある。したがってモータ・ジェネレータ３の回転は、回生制御状態から再加速状態への変化に伴って正回転から逆回転に変化する。
【００４６】
このような回転変化を生じさせる可能性の高い走行状態は、比較的短い下り勾配や小さい勾配の道路を走行している場合あるいは平坦路を走行しているなどの比較的大きい下り勾配が継続する道路以外の道路を走行している場合である。その場合、減速に伴う回生制御では、モータ・ジェネレータ３の回転数（発電効率）が低い状態に維持されるので、再加速に伴う内燃機関６の始動の際における回転数の変化幅が小さくなり、ドライバビリティが良好に維持される。
【００４７】
これに対して比較的大きい下り勾配が継続する場合には、内燃機関６の停止と始動とが短時間のうちに繰り返す可能性が低いので、モータ・ジェネレータ３の回転数が高くなるように変速機４の変速比が制御され、その発電効率が高くなり、それに伴ってバッテリ９に対する充電量すなわち回生エネルギ量が増大する。その結果、燃費の改善効果が向上する。
【００４８】
このようにこの発明に係る制御装置では、車両が走行している道路状況に応じて発電効率を高低に制御するので、ドライバビリティを損なうことなく回生エネルギ量すなわち充電電力を増大し、車両の燃費を向上させることができる。
【００４９】
ここでこの発明と上述した具体例との関係を説明すると、図１に示すステップＳ２，Ｓ３の機能が、この発明における道路状況検出手段に相当し、また図１に示すステップＳ７，Ｓ８の機能が、この発明における発電効率制御手段に相当する。さらに、図３に示すクラッチ５および図４に示すトルク合成分配機構であるダブルピニオン型遊星歯車機構２０が請求項３における遮断機構に相当する。
【００５０】
なお、上述した各具体例では、発電機として電動機の機能を兼ねたモータ・ジェネレータ３を採用した例を示したが、この発明は上記の各具体例に限定されないのであって、電動機とは別に発電機を備えた車両を対象とする制御装置にも適用することができる。また、この発明は、図４に示す構成以外の構成のトルク合成分配機構を備えたハイブリッド車の制御装置にも適用することができる。さらに、この発明の制御装置による発電効率の制御は、比較的長い登坂路やコーナーが連続する道路状況が検出されることにより実施してもよい。その場合には、変速比を大きくすることに伴って大きい駆動力と一時的な減速に伴う充電効率の向上効果とを得ることができる。
【００５１】
ここで、この発明の好ましい実施の態様を列挙すれば、以下のとおりである。駆動輪に対して動力を伝達する変速機の入力側に減速時に駆動されて発電をおこなう発電機が連結されるとともに、道路の状況を検出する道路状況検出手段とを備えた車両用制御装置において、前記道路状況検出手段で検出された道路の状況に応じて前記発電機の回転数を所定値に設定するよう前記変速機の変速比を制御する変速比制御手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置。その変速比制御手段が、前記道路状況検出手段によって車両の前方に降坂路が検出された場合に、前記変速機の変速比を他の道路状況が検出された場合よりも大きくする手段を含むことを特徴とする車両用制御装置。また、前記変速比制御手段が、前記道路状況検出手段によって車両の前方に降坂路が継続することが検出された場合に、前記変速機の変速比を他の道路状況が検出された場合よりも大きくする手段を含むことを特徴とする車両用制御装置。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、発電機による発電効率が道路の下り勾配の大小の状況に応じて変化させられるので、回生制動力を高くすることの可能な大きい勾配の降坂路を走行する際には発電効率を高くして充電電力を多くすることができ、また平坦路などの下り勾配の小さい一般的な道路を走行している場合には、回生制動力が過大にならないように発電効率を低く設定することにより、乗り心地や走行性能の悪化を防止することができる。
【００５３】
より具体的には、請求項１の発明によれば、降坂路が検出されることにより、発電機による発電効率が高くされるので、降坂路の場合には、発電効率が高くなることによって回生制動力が大きくなり、これは、内燃機関のみを駆動力源とした車両におけるエンジンブレーキの効きがよくなった状態と同様であり、その結果、降坂路での運転者による制動操作力が軽減され、車両の運転性が向上する。
【００５４】
さらに請求項２の発明によれば、降坂路が継続することが検出されることによって発電機による発電効率が高く設定されるので、制動力が継続して要求される状態での回生エネルギ量が増大して燃費を向上させることができ、また同時に、降坂路が継続していることにより車両の再加速が短時間のうちに生じることがなく、そのため発電機の回転変化が短時間のうちに大きく変化することがないので、乗り心地が悪化したり違和感が生じたりすることがない。
【００５５】
そして請求項３の発明によれば、発電機が連結されている動力伝達系統に対して内燃機関を、トルクの伝達状態として選択的に連結し、またその連結を解くことができるので、発電時に内燃機関を回転させずに回生エネルギを発電以外に消費することが防止され、また再加速時に発電機を電動機として作用させて内燃機関を駆動する場合、その発電機の回転数の変化を道路状況に応じて変化させることになるので、発電機の回転数が頻繁かつ大きく変化することが回避もしくは抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 その発電機の発電効率を回転数とトルクとをパラメータとして示すマップである。
【図３】 この発明の制御装置を模式的に示すブロック図である。
【図４】 この発明が対象とするハイブリッド車における動力伝達系統の他の例を示す模式図である。
【図５】 図４に示す駆動装置で設定される駆動モードを示す図表である。
【図６】 図４に示す駆動装置における回生制御時のモータ走行モードとエンジン始動モードとを説明するための遊星歯車機構についての共線図である。
【符号の説明】
１…車両、 ２…駆動輪、 ３…モータ・ジェネレータ、 ４…変速機、 ５…クラッチ、 ６…内燃機関（エンジン）、 １０…エンジン用電子制御装置、１０…エンジン用電子制御装置、 １０…モータ・ジェネレータ用電子制御装置、 １１…変速機用電子制御装置、 １２…エンジン用電子制御装置、 １３…ハイブリッド制御装置、 ２０…ダブルピニオン型遊星歯車機構。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device including a generator that is driven by a traveling inertia force of a vehicle during deceleration to generate electric power, and more particularly, a control capable of detecting road conditions on which the vehicle travels and using it as vehicle control data. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
As is well known, hybrid vehicles have been developed for the purpose of improving fuel efficiency and reducing exhaust gas. This type of hybrid vehicle includes an internal combustion engine and an electric motor having a power generation function as a power source. The internal combustion engine travels with an electric motor when the driving efficiency of the internal combustion engine is poor, and the vehicle has a deceleration power. By regenerating running inertia energy as electric power through an electric motor, exhaust gas is reduced and fuel consumption is improved.
[0003]
The power supply to the motor and the accumulation of the generated power are configured to be performed by a battery. However, since there is a limit to the capacity of the battery, it is performed by the motor even though it is preferable to travel by the motor. In some cases, it may be impossible to perform regenerative braking because the battery cannot be charged or because the battery cannot be charged. Therefore, in the invention described in JP-A-8-322107, the required travel energy is obtained using road information obtained from the navigation device, and the generator is controlled accordingly. That is, on a long uphill road, the time for driving the electric motor becomes longer, so there is a possibility that the battery will be over-discharged. On the other hand, on a long downhill road, the charging time for the battery may become longer and overcharge may occur. Therefore, such road information is obtained in advance by the navigation device, and the generator is controlled based on the road information so that overdischarge and overcharge do not occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described charging of the battery in the hybrid vehicle is often performed by rotating the electric motor with the traveling inertia force of the vehicle and generating electric power with the electric motor. In that case, a braking force is generated according to the generated energy. Therefore, since the deceleration of the vehicle is changed by performing the regenerative control, the regenerative control is generally performed so as not to cause a sense of incongruity due to the regenerative braking force. Such control is also possible in the device described in the above-mentioned publication. For example, even when charging on a long downhill as described above, a braking force similar to the regenerative braking force during normal traveling is generated. Normally, the power generation efficiency is set as described above.
[0005]
However, since the conditions of the road are usually varied in various ways and the required braking force is not uniform, setting the power generation efficiency constant as described above increases the regenerative braking force to increase the regenerative energy. Despite being able to increase the amount of energy that is not regenerated as electric power, there is a possibility that the effect of improving fuel efficiency is insufficient.
[0006]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and provides a control device capable of improving the regeneration efficiency without deteriorating the riding comfort and running performance of the vehicle and thus improving the fuel consumption. It is the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a generator that generates power by receiving driving force from a power transmission system that transmits power to driving wheels during rotation and rotating. The slope of A road detected by the road condition detecting means in the vehicle control device comprising the road condition detecting means for detecting When the descending slope of the vehicle exceeds a predetermined reference value, the previous slope does not exceed the reference value. Generator power generation efficiency Increase A power generation efficiency control means is provided.
[0008]
The invention of claim 2 , A vehicle control device comprising: a generator that generates power by receiving a driving force during deceleration from a power transmission system that transmits power to drive wheels; and a road condition detecting unit that detects a road gradient Means for calculating a downhill road judgment value by adding the product of the distance of the road on which the vehicle is traveling and having a downward slope exceeding a predetermined reference value and the slope over a predetermined section, And a power generation efficiency control means for increasing the power generation efficiency of the generator as compared with the case where the slope determination value is smaller when the descending slope determination value is larger than a predetermined reference value. It is what.
[0009]
Furthermore, the invention of claim 3 is claimed in claim 1 or 2 In the invention An internal combustion engine to which torque is transmitted to and from the power transmission system, and shut-off that does not input torque from the power transmission system to the internal combustion engine when the generator is generating power when the vehicle is decelerated And a mechanism. It is what.
[0011]
Therefore, in the invention of claim 1, the power generation efficiency by the generator is the road. The situation of descending slope of It is possible to increase the regenerative braking force because it can be changed accordingly. Down a large slope downhill When traveling, you can increase the power generation efficiency and increase the charging power. One with a small downhill slope When driving on general roads, the power generation efficiency is set so that the regenerative braking force does not become excessive. Set low This prevents the deterioration of ride comfort and drivability.
[0012]
More specifically, the invention of claim 1 In Ming, the power generation efficiency by the generator is increased by detecting the downhill road. Therefore, in the case of a downhill road, the regenerative braking force is increased by increasing the power generation efficiency, which is the same as the state in which the effectiveness of engine braking in a vehicle using only the internal combustion engine as a driving force source is improved. As a result, the braking operation force by the driver on the downhill road is reduced, and the drivability of the vehicle is improved.
[0013]
In addition, billing Item 2 In the invention, the generation efficiency by the generator is set high by detecting that the downhill road continues. Accordingly, the amount of regenerative energy in the state where the braking force is continuously required can be increased to improve the fuel efficiency, and at the same time, the re-acceleration of the vehicle can be performed in a short time because the downhill road continues. Therefore, the change in rotation of the generator does not change significantly in a short time, so that the ride comfort does not deteriorate or the feeling of strangeness does not occur.
[0014]
And billing Item 3 In the invention, the internal combustion engine can be selectively connected as a torque transmission state to the power transmission system to which the generator is connected, and the connection can be released. Therefore, since the internal combustion engine is not rotated during power generation, it is possible to prevent regenerative energy from being consumed in addition to power generation, and when the internal combustion engine is driven by operating the generator as an electric motor during re-acceleration, Since the change in the rotational speed is changed according to the road conditions, frequent and large changes in the rotational speed of the generator are avoided or suppressed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on a specific example shown in the drawings. First, the basic configuration of the present invention will be described. The vehicle 1 targeted by the present invention generates power in a driving force transmission system that transmits driving force to the driving wheels 2 as schematically shown in FIG. It is a vehicle to which the machine 3 is connected. More specifically, a motor / generator 3 functioning as a generator is connected to the input side of the transmission (T / M) 4, and a clutch 5 is connected to the transmission 4 and the motor / generator 3. An internal combustion engine (engine: E / G) 6 is connected to the vehicle. The left and right drive wheels 2 are connected to the output side of the transmission 4 via a differential 7.
[0016]
The motor / generator 3 is a permanent magnet type three-phase synchronous motor as an example, and generates a torque when energized, and generates an electromotive force by rotating a rotor (not shown) by an external force. It is configured. Therefore, the motor / generator 3 constitutes a part of the power source of the vehicle 1.
[0017]
An inverter 8 is provided for controlling the current supplied to the motor / generator 3 or output from the motor / generator 3 and its frequency, and a battery 9 is connected to the motor / generator 3 via the inverter 8. Yes. An electronic control unit (MG-ECU) 10 is provided for controlling the inverter 8 and the battery 9 and thus controlling the driving of the motor / generator 3 and the power generation (regeneration of energy). The electronic control unit 10 is mainly composed of a so-called microcomputer, and performs calculations based on programs and data stored in advance and input data, and determines the driving state and power generation of the motor / generator 3. The power generation state including efficiency is controlled. For this purpose, detection signals from a current detector (not shown) for detecting the current of the motor / generator 3 and a detection sensor (not shown) for detecting the charge capacity (remaining amount) of the battery 9 are used as motor generator electronics. It is input to the control device 10.
[0018]
The transmission 4 is essentially a device for appropriately changing the ratio between the input rotational speed and the output rotational speed, and is a stepped automatic transmission, a belt-type continuously variable transmission, or a toroidal continuously variable. It is comprised by the transmission etc. Therefore, for example, the transmission 4 changes the gear ratio by changing the engagement release state of a friction engagement device such as a clutch or a brake, the groove width of a pulley around which a belt is wound, or the inclination of a power roller. Is appropriately set, and a transmission electronic control unit (T-ECU) 11 for outputting an instruction signal for the control is provided. The electronic control unit 11 is mainly composed of a microcomputer, and is configured to perform a calculation based on a program and data stored in advance and input data to control a gear ratio, hydraulic pressure (line pressure), and the like. Has been. The control of the gear ratio is executed not only in the driving state (power-on state) in which driving force is transmitted to the drive wheels 2 but also during deceleration (coast time), and the speed ratio is changed to a large or small value during deceleration. Thus, the rotational speed when the motor / generator 3 is rotated by the traveling inertia force of the vehicle, that is, the power generation efficiency, is appropriately controlled.
[0019]
Furthermore, the internal combustion engine 6 is a device that outputs power by burning fuel such as gasoline, light oil, natural gas, or liquefied petroleum gas, and supplies the fuel, the intake amount (throttle opening), the start and It is configured so that stop, ignition timing, and the like can be appropriately controlled. Therefore, an example of the internal combustion engine 6 is an in-cylinder direct fuel injection engine provided with an electronic throttle valve. An electronic control unit (E-ECU) 12 for controlling start / stop and output of the internal combustion engine 6 is provided. The electronic control device 12 for an internal combustion engine is composed mainly of a microcomputer, similarly to the electronic control devices 10 and 11 described above, and performs calculations based on programs and data stored in advance and input data. And a control signal is output.
[0020]
The vehicle 1 is controlled so as to reduce the amount of gas discharged from the internal combustion engine 6 and the amount of fuel consumed by the internal combustion engine 6 as much as possible. For this purpose, a hybrid control device (hybrid ECU) 13 for comprehensively controlling the motor / generator 3, the transmission 4, and the internal combustion engine 6 is provided. The hybrid control device 13 is mainly composed of a microcomputer, and is connected to the electronic control devices 10, 11, and 12 so as to be able to perform data communication with each other. That is, the hybrid control device 13 includes a vehicle speed, an accelerator opening (depressing amount of the accelerator pedal), a shift pattern selected by a shift pattern select switch (not shown), a shift position set by the transmission 4, and the like. A signal instructing drive control or regenerative control of the motor / generator 3, drive / stop control and output control of the internal combustion engine 6, and shift control in the transmission 4 is output according to the running state determined from the data. It is configured. Further, the hybrid control device 13 is configured to output each instruction signal based on the condition of the travel path of the vehicle 1.
[0021]
A navigation device 14 is provided in connection with the hybrid control device 13 in order to detect the condition of the travel path. The navigation device 14 includes a system for indicating the position of the vehicle on a digital map and guiding it to a destination by autonomous navigation using a GPS (Global Positioning System), a geomagnetic sensor, or a gyro sensor, And various road traffic information systems for obtaining various road information including traffic congestion information and information on facilities from beacons and sign posts installed in the city. The information obtained by the navigation device 14 includes the position of the host vehicle 1 on the map, the gradient of the road on which the host vehicle 1 is currently traveling and the road ahead and its duration, as well as the turning radius and corner information. Presence / absence, road information such as straightness or slope of the road after passing the corner, information on the presence / absence or degree of traffic congestion, distance to the destination, etc.
[0022]
The clutch 5 may be configured to be controlled by any one of the electronic control devices 10, 11, and 12, or may be configured to be controlled by providing a unique control device.
[0023]
Here, the basic control of the driving force of the vehicle 1 will be briefly described. At the time of driving, the motor / generator 3 and the internal combustion engine 6 are set so that the fuel consumption is optimal within a range in which the driving force is not excessive or insufficient. At the time of deceleration, power generation by the motor / generator 3 and charging of the battery 9 are performed to regenerate traveling inertia energy as drive energy. For example, at the time of starting, the motor / generator 3 is driven by the electric power of the battery 9 to obtain the starting driving force. Further, during constant speed running at a predetermined vehicle speed or higher, the internal combustion engine 6 is driven in the best fuel consumption state to obtain driving force. In this case, when the charge capacity (SCO: State of Charge) of the battery 9 is lowered, the motor / generator 3 is driven by the internal combustion engine 6 to generate electric power for charging. Further, when the acceleration force is insufficient during traveling at a predetermined vehicle speed or higher, the motor / generator 3 is driven together with the internal combustion engine 6 to increase the driving force.
[0024]
On the other hand, at the time of deceleration, the motor / generator 3 is rotated by the traveling inertia force of the vehicle 1 to generate power and charge the battery 9. In that case, the clutch 5 is controlled to be in a released state to prevent the traveling inertia force from being consumed to rotate the internal combustion engine 6. The regenerative control for regenerating the traveling inertia energy as power for traveling the vehicle is performed by driving the motor / generator 3 with the traveling inertia force, so that a negative torque is generated in the drive wheel 2, which is a braking force. Become.
[0025]
This regenerative braking is basically executed at all times during deceleration. This is to improve the fuel consumption as much as possible. In that case, if the regenerative braking force is large and excessive deceleration occurs, the ride comfort and drivability are impaired, and conversely, if the regenerative braking force is reduced, the amount of energy regenerative decreases and the effect of improving fuel consumption decreases. To do. Therefore, in the control device of the present invention, the power generation efficiency and the rotation speed of the motor / generator 3 during the regeneration of energy accompanying deceleration are controlled as follows.
[0026]
FIG. 1 is a flowchart for explaining the control example. First, the accelerator opening, the vehicle speed, the motor / generator rotation (MG rotation speed), the internal combustion engine (engine) torque, the engine rotation speed, and the state of charge of the battery 9 are shown. (SOC) is read (step S1). These data are data inputted to the electronic control devices 10, 11, and 12.
[0027]
Next, the current road gradient A is obtained (step S2). This may be the current road gradient A by reading the road information of the current location of the vehicle 1 from the navigation device 14 and adopting the road gradient data included in the road information, or the reference acceleration from the throttle opening and the vehicle speed. May be obtained by calculating the gradient A based on the difference between the reference acceleration and the detected actual acceleration, the weight of the vehicle body, and the like.
[0028]
Furthermore, the information regarding the continuation state of the downhill road on which the vehicle 1 travels, that is, the downhill road continuation information is input from the navigation device 14, and the downhill road determination value B is obtained (step S3). Specifically, the product of the gradient A obtained in step S2 and the continuation distance of the downhill road obtained by the navigation device 14 is added over a predetermined section. Ie
B = Σ (gradient x distance)
It is.
[0029]
Further, it is determined whether or not the battery 10 is insufficiently charged (step S4). This can be performed by a detection sensor provided in the battery 9, and it is performed by determining that charging is insufficient or sufficient when the charging amount is smaller than a specified value. If an affirmative determination is made in step S4, it is determined whether the gradient A is smaller than a predetermined reference value A0, that is, whether it is a downhill road (step S5).
[0030]
If an affirmative determination is made in step S5 because the current position of the vehicle 1 is on a downhill road, whether or not the downhill road determination value B is larger than a predetermined reference value B0, that is, a road with a predetermined or higher slope is compared. It is determined whether or not to continue for a long time (step S6). The reference value B0 may be a constant value, but may be a variable such as a value that changes according to the total weight of the vehicle including the occupant.
[0031]
If an affirmative determination is made in step S6, a relatively large downhill road will continue for a while, and in this case, control that prioritizes the power generation efficiency by the motor / generator 3 is executed as regenerative control (step S7). . The efficiency of the motor / generator 3 is obtained as an actual measurement value for each model, and an example thereof is shown in a map shown in FIG. In FIG. 2, the upper half is the driving efficiency, and the lower half is the regeneration efficiency (power generation efficiency), and the power generation efficiency shows the highest value at a relatively high rotational speed (for example, about 3000 to 4000 rpm). Therefore, in step S7, the rotational speed of the motor / generator 3 is controlled to be a high rotational speed with good power generation efficiency. Specifically, the transmission ratio of the transmission 4 is increased, and the rotational speed on the input side of the transmission 4 in the coast state is increased.
[0032]
When such control is performed, the torque for rotating the motor / generator 3 is increased according to the gear ratio, and acts on the drive wheels 2 as braking torque. That is, as shown in FIG. 2, when the power generation efficiency is high, the torque for driving the motor / generator 3 is small, but the gear ratio is set large in order to increase the rotation speed. The applied braking torque is increased.
[0033]
Such a large braking torque state is limited to the case where a relatively large downhill road continues as described above, so there is no excessive braking force, and acceleration (power-on) and deceleration (power) OFF) is controlled in a state where there is a low possibility that it will be repeated, and therefore deterioration in ride comfort and drivability is avoided or suppressed. At the same time, since the power generation efficiency is increased, the electric power charged in the battery 9, that is, the amount of traveling inertia energy regenerated as electric power is increased, so that the fuel efficiency is improved.
[0034]
On the other hand, if a negative determination is made in step S4 because, for example, the battery 9 is in a fully charged state, the routine proceeds to step S8, where normal control giving priority to drivability is executed. That is, when the accelerator pedal is returned to a deceleration state, the gear ratio in the transmission 4 is controlled so that the regenerative braking force does not become excessive. Specifically, the speed ratio is set to be smaller than the control in step S7, and as a result, the rotational speed of the motor / generator 3 is set to a relatively low rotational speed. Lower efficiency than control.
[0035]
On the other hand, if a negative determination is made in step S5 because the gradient A is greater than or equal to the reference value A0, the routine proceeds to step S8 and normal control is performed. The same applies to a case where a negative determination is made in step S6 because the downhill road determination value B is equal to or less than the reference value B0. Therefore, when driving on a relatively gentle downhill road, if the downhill distance is short, the motor / generator 3 is driven to generate power, but the rotational speed is suppressed to a relatively low rotational speed. The gear ratio of the transmission 4 is set so that the power generation efficiency is not particularly high. Therefore, drivability is improved because the braking force does not become excessive, and the rotational speed of the motor / generator 3 does not drop rapidly when reacceleration after passing downhill. And avoiding a sense of discomfort in terms of shock. Further, when the internal combustion engine 6 is started at the time of reacceleration and the output is transmitted to the drive wheels 2, the rotational speed of the motor / generator 3 is suppressed to a relatively low rotational speed. Reaches the synchronous rotation speed of the motor / generator 3 in a short time, and as a result, the drive response at the time of re-acceleration is improved, and a shock can be easily prevented. That is, even if the engagement control of the clutch 5 is started almost simultaneously with the reacceleration, the difference in rotational speed between the internal combustion engine 6 and the motor / generator 3 is small, so that the shock is avoided or suppressed.
[0036]
Next, an example in which the present invention is applied to a hybrid vehicle in which the motor / generator 3 and the internal combustion engine 6 are connected via a torque synthesizing / distributing mechanism will be described. FIG. 4 shows a power transmission system of a hybrid vehicle in which a torque synthesizing / distributing mechanism is constituted by a double pinion type planetary gear mechanism and a belt-type continuously variable transmission is adopted as a transmission. The gear is engaged with the sun gear 21 that is a toothed gear, the ring gear 22 that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear 21, the first pinion gear 23 that meshes with the sun gear 21, and the first pinion gear 23 and the ring gear 22. A carrier 25 holding the second pinion gear 24 so as to rotate and revolve is used as a rotating element, and a differential structure is performed between these three rotating elements.
[0037]
The output shaft (for example, crankshaft) of the internal combustion engine 6 is connected to the sun gear 21 among these rotating elements. When a reciprocating engine is used as the internal combustion engine 6, torque fluctuations, that is, vibrations due to intermittent combustion of fuel occur. Therefore, a damper is provided between the internal combustion engine 6 and the sun gear 21 to absorb or mitigate the vibrations. A mechanism (not shown) may be interposed. Further, the rotor 3 r of the motor / generator 3 is connected to the carrier 25.
[0038]
Further, a brake B1 is provided between the ring gear 22 and the casing 26. The brake B1 is for selectively fixing the ring gear 22, and a friction engagement type device such as a multi-plate brake or a band brake provided between the casing 26 and the like can be used. In addition to the type that operates by hydraulic pressure, the type that operates electrically can be used as the brake B1.
[0039]
An output shaft 27 as an output member is disposed on the same axis as the internal combustion engine 6. Two clutches are provided as means for selectively transmitting power to the output shaft 27. That is, a first clutch C1 that selectively connects the carrier 25 and the output shaft 27 and a second clutch C2 that selectively connects the ring gear 22 and the output shaft 27 are provided. These clutches C1 and C2 are most commonly multi-plate type engaged / released by hydraulic pressure. However, various types of clutches such as meshing clutches can be used. It is also possible to use one provided with electric means as a means for joining and releasing.
[0040]
The output shaft 27 is connected to the continuously variable transmission 4. The continuously variable transmission 4 has a known configuration, and a drive pulley 29 and a driven pulley 30 that can change the groove width are arranged in parallel, and belts (not shown) for these pulleys 29 and 30 are arranged. 2) is changed by changing the groove widths of the pulleys 29 and 30, and the gear ratio is continuously changed.
[0041]
A counter shaft 31 is arranged in parallel with the driven pulley 30, and the driven pulley 30 and the counter shaft 31 are connected by a pair of counter gears 32 and 33. Further, another gear 34 attached to the counter shaft 31 meshes with the output gear 35. As an example, the output gear 35 is a ring gear of a differential device.
[0042]
In the hybrid drive device described above, various driving (driving) modes are possible according to the engagement state of the brake B1 and the clutches C1 and C2, and these are shown in the table as shown in FIG. In FIG. 5, a cross indicates a released (non-operating) state, and a circle indicates an engaged (operating) state.
[0043]
In the hybrid drive apparatus shown in FIG. 4, since the motor / generator 3 is connected to the carrier 25, the motor / generator 3 and the transmission 4 are directly connected to each other when the first clutch C1 is engaged. If the second clutch C2 and the brake B1 are released in this state, the ring gear 22 can freely rotate according to the state of the other rotating elements, so that the internal combustion engine 6 can be stopped and the rotation of the sun gear 21 can be stopped. Therefore, it is preferable to drive only the motor / generator 3 by the traveling inertia force by controlling in this way during deceleration.
[0044]
The control device shown in FIG. 3 according to the present invention, when targeting a vehicle equipped with the hybrid drive device shown in FIG. 4, controls each friction engagement device as described above to generate power by the motor / generator 3. Then, the power generation efficiency at that time is set to a predetermined efficiency, that is, the rotational speed by appropriately controlling the speed ratio set by the continuously variable transmission 4. The control is as described with reference to FIG.
[0045]
Therefore, at the time of deceleration, the motor traveling mode shown in FIG. 5 is set, and the internal combustion engine 6 is maintained in the stopped state. When starting the internal combustion engine 6 for re-acceleration, as shown in FIG. 5, the first clutch C1 is released, the second clutch C2 and the brake B1 are engaged, and the motor / generator 3 is engaged. This is performed by increasing the rotational speed of the internal combustion engine 6 by reversely rotating. If this is shown in a nomographic chart, it is as shown in FIG. 6, the motor running mode during regeneration is indicated by a circle (◯), and the engine start mode is indicated by a square (□). Therefore, the rotation of the motor / generator 3 changes from the normal rotation to the reverse rotation in accordance with the change from the regenerative control state to the reacceleration state.
[0046]
Driving conditions that are likely to cause such a change in rotation continue with relatively large downward gradients, such as when traveling on relatively short downward gradients, small gradient roads, or even on flat roads. This is a case where the vehicle is traveling on a road other than the road. In this case, in the regenerative control associated with the deceleration, the rotational speed (power generation efficiency) of the motor / generator 3 is maintained in a low state, and therefore, the variation range of the rotational speed when the internal combustion engine 6 is started due to reacceleration is reduced. , Drivability is maintained well.
[0047]
On the other hand, when a relatively large downward gradient continues, the possibility of repeating the stop and start of the internal combustion engine 6 in a short time is low, so that the speed of the motor / generator 3 is increased so as to increase the rotational speed. The gear ratio of the machine 4 is controlled, and the power generation efficiency is increased, and accordingly, the amount of charge for the battery 9, that is, the amount of regenerative energy increases. As a result, the fuel efficiency improvement effect is improved.
[0048]
Thus, in the control device according to the present invention, the power generation efficiency is controlled to be high or low in accordance with the road conditions on which the vehicle is traveling. Therefore, the regenerative energy amount, that is, the charging power is increased without impairing drivability, and the fuel consumption of the vehicle Can be improved.
[0049]
Here, the relationship between the present invention and the specific example described above will be described. The functions of steps S2 and S3 shown in FIG. 1 correspond to the road condition detecting means in the present invention, and the functions of steps S7 and S8 shown in FIG. This corresponds to the power generation efficiency control means in the present invention. Further, the clutch 5 shown in FIG. 3 and the double pinion type planetary gear mechanism 20 which is a torque combining and distributing mechanism shown in FIG. 4 are claimed. Item 3 Corresponds to the blocking mechanism.
[0050]
In each of the specific examples described above, an example in which the motor / generator 3 that also functions as a motor is employed as a generator has been described. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and is separate from the motor. The present invention can also be applied to a control device that targets a vehicle including a generator. The present invention can also be applied to a control device for a hybrid vehicle provided with a torque combining / distributing mechanism having a configuration other than that shown in FIG. Furthermore, the control of the power generation efficiency by the control device of the present invention may be carried out by detecting a road condition in which relatively long uphill roads and corners continue. In that case, it is possible to obtain a large driving force and an effect of improving charging efficiency due to temporary deceleration as the speed ratio is increased.
[0051]
Here, preferred embodiments of the present invention will be listed as follows. In a vehicle control device comprising a generator that generates power by being driven when decelerating is connected to an input side of a transmission that transmits power to a drive wheel, and road condition detecting means that detects a road condition And a gear ratio control means for controlling the gear ratio of the transmission so as to set the rotational speed of the generator to a predetermined value in accordance with the road condition detected by the road condition detection means. The vehicle control device. The gear ratio control means includes means for increasing the gear ratio of the transmission more than when other road conditions are detected when a downhill road is detected in front of the vehicle by the road condition detection means. A control apparatus for a vehicle. Further, when the speed ratio control means detects that the downhill road continues ahead of the vehicle by the road condition detection means, the speed ratio of the transmission is set to be different from that when another road condition is detected. A vehicle control device comprising means for enlarging.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1, the power generation efficiency by the generator is the road. The situation of descending slope of It is possible to increase the regenerative braking force because it can be changed accordingly. Down a large slope downhill When traveling, you can increase the power generation efficiency and increase the charging power. One with a small downhill slope When driving on general roads, the power generation efficiency is set so that the regenerative braking force does not become excessive. Set low Therefore, it is possible to prevent deterioration in ride comfort and running performance.
[0053]
More specifically, in claim 1 According to the invention, since the power generation efficiency by the generator is increased by detecting the downhill road, in the case of the downhill road, the regenerative braking force is increased by increasing the power generation efficiency. This is the same as the state in which the effectiveness of the engine brake in the vehicle using only the driving force source is improved. As a result, the braking operation force by the driver on the downhill road is reduced, and the drivability of the vehicle is improved.
[0054]
Request more Item 2 According to the invention, since the generation efficiency by the generator is set to be high by detecting that the downhill road is continued, the amount of regenerative energy in a state where the braking force is continuously required is increased and the fuel efficiency is increased. At the same time, since the downhill road is continued, the re-acceleration of the vehicle does not occur in a short time, so that the rotation change of the generator can change greatly in a short time. As a result, the ride comfort does not deteriorate or cause discomfort.
[0055]
And claim Item 3 According to the invention, the internal combustion engine can be selectively connected as a torque transmission state to the power transmission system to which the generator is connected, and the connection can be released. When the internal combustion engine is driven by operating the generator as an electric motor during re-acceleration, the change in the rotational speed of the generator is changed according to the road conditions. As a result, frequent and large changes in the rotational speed of the generator are avoided or suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for illustrating an example of control executed by a control device according to the present invention.
FIG. 2 is a map showing the power generation efficiency of the generator using the rotation speed and torque as parameters.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a control device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a power transmission system in a hybrid vehicle targeted by the present invention.
FIG. 5 is a chart showing drive modes set by the drive device shown in FIG. 4;
6 is a collinear diagram of a planetary gear mechanism for explaining a motor travel mode and an engine start mode during regenerative control in the drive device shown in FIG. 4; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Drive wheel, 3 ... Motor generator, 4 ... Transmission, 5 ... Clutch, 6 ... Internal combustion engine (engine), 10 ... Electronic control device for engines, 10 ... Electronic control device for engines, 10 ... Electronic control device for motor / generator 11 Electronic control device for transmission 12 Electronic control device for engine 13 Hybrid control device 20 Double planetary gear mechanism

Claims (3)

駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統から減速時に駆動力を受けて回転することにより発電をおこなう発電機と、道路の勾配を検出する道路状況検出手段とを備えた車両用制御装置において、
前記道路状況検出手段で検出された道路の下り勾配が予め定めた基準値を超えている場合に、前記基準値を超えていない場合よりも、前記発電機の発電効率を高くする発電効率制御手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置。In a vehicle control device including a generator that generates power by rotating by receiving a driving force from a power transmission system that transmits power to a driving wheel during deceleration, and road condition detecting means that detects a road gradient ,
If the downward slope of the road detected by the road condition detecting means exceeds a predetermined reference value, than if it does not exceed the said reference value, the power generation efficiency control to increase the power generation efficiency of the pre-Symbol generator Means for providing a vehicle control device. 駆動輪に対して動力を伝達する動力伝達系統から減速時に駆動力を受けて回転することにより発電をおこなう発電機と、道路の勾配を検出する道路状況検出手段とを備えた車両用制御装置において、
前記車両が走行する道路であって予め定めた基準値を超える下り勾配の道路の距離とその勾配との積を所定区間に亘って加算して降坂路判定値を求める手段と、
その降坂路判定値が該降坂路判定値について予め定めた基準値より大きい場合に小さい場合よりも、前記発電機の発電効率を高くする発電効率制御手段と
を備えていることを特徴とする車両用制御装置。 In a vehicle control device including a generator that generates power by rotating by receiving a driving force from a power transmission system that transmits power to a driving wheel during deceleration, and road condition detecting means that detects a road gradient ,
Means for adding a product of the slope of the road on which the vehicle is traveling and having a downward slope exceeding a predetermined reference value and the slope over a predetermined section to obtain a downhill determination value;
Power generation efficiency control means for increasing the power generation efficiency of the generator than when the downhill road determination value is smaller when the downhill road determination value is larger than a predetermined reference value;
Car dual control apparatus characterized in that it comprises. 前記動力伝達系統との間でトルクが伝達される内燃機関と、
前記車両の減速時に前記発電機で発電を行っている場合に前記内燃機関に対して前記動力伝達系統からトルクを入力しない遮断機構と
を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制御装置。 An internal combustion engine to which torque is transmitted to and from the power transmission system;
A shut-off mechanism that does not input torque from the power transmission system to the internal combustion engine when the generator is generating power when the vehicle decelerates;
The vehicle control device according to claim 1, further comprising:

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