JP4971414B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
このハイブリッド車両においては、例えば平坦路から登坂路への移行時等において、運転者によるアクセル操作量が所定の閾値よりも大きくなると、電動モータを力行作動させ、電動モータの駆動力により内燃機関の駆動力を補助(アシスト)するように設定されている。
さらに、通常走行レンジおよび充電優先レンジにおいて発電電動機による発電を実行し、充電優先レンジが選択されているときに、通常走行レンジが選択されているときに比べて、発電電動機による発電量を増大させることから、蓄電器の残容量を増大させることができ、発電電動機の所望の駆動力を容易に確保することができる。
さらに、本発明の第5態様に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、充電優先レンジが選択された車両停車時において、蓄電器の残容量が所定残容量以下になるとアイドル回転数を増大させることから、内燃機関の駆動力による発電によって所望の残容量を確保することができる。
さらに、本発明の第6態様に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、充電優先レンジが選択された車両停車時において、蓄電器の残容量が低下することに伴いアイドル回転数を増大傾向に変化させることから、内燃機関の駆動力による発電によって所望の残容量を確保することができる。
さらに、本発明の第8態様に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、充電優先レンジが選択された車両停車時に、アイドル運転停止を禁止することから、内燃機関の駆動力による発電によって蓄電器の残容量を増大させることができる。これにより、発電電動機の所望の駆動力を確保することができる。
この発明の実施形態に係るハイブリッド車両1は、例えば図1に示すように、内燃機関(ENG)11と、モータ(MOT)12と、トランスミッション(T/M)13とを直列に直結したパラレル型のハイブリッド車両であり、内燃機関11およびモータ12の両方の駆動力は、トランスミッション13およびディファレンシャル(図示略)を介して左右の駆動輪W,Wに配分されて伝達される。また、ハイブリッド車両1の減速時に駆動輪W側からモータ12側に駆動力が伝達されると、モータ12は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、ハイブリッド車両1の運転状態に応じて、モータ12は内燃機関11の出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生するようになっている。
パワードライブユニット14は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備えて構成されている。
そして、パワードライブユニット14は、制御装置16からの制御指令を受けてモータ12の駆動および発電を制御する。例えばモータ12の駆動時には、制御装置16から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ15から出力される直流電力を3相交流電力に変換してモータ12へ供給する。一方、モータ12の発電時には、モータ12から出力される3相交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ15を充電する。
制御装置16により電力変換動作が制御されるDC−DCコンバータ19は、例えば双方向のDC−DCコンバータであって、高圧バッテリ15の端子間電圧、あるいは、モータ12を回生作動または昇圧駆動した際のパワードライブユニット14の端子間電圧を、所定の電圧値まで降圧して12Vバッテリ18を充電すると共に、高圧バッテリ15の残容量(SOC:State Of Charge)が低下している場合には、12Vバッテリ18の端子間電圧を昇圧して高圧バッテリ15を充電可能である。
このため、制御装置16には、例えばパワープラント(つまり内燃機関11およびモータ12)の状態を検出する各種のセンサ、例えば、内燃機関11のエンジン回転数NEを検出する回転数センサ21と、モータ12のロータの磁極位置(位相角)を検出する回転角センサ(図示略)と、車両の速度(車速)を検知するために従動輪の回転速度(車輪速)NWを検出する車輪速センサ22と、運転者によるアクセル操作量に係るアクセル開度APを検出するアクセル開度センサ23と、走行路の勾配(例えば、登坂勾配DE)を検知する勾配センサ24と、高圧バッテリ15の充電電流および放電電流(バッテリ電流IB)を検出する電流センサ25と、高圧バッテリ15の端子間電圧(バッテリ電圧VB)を検出する電圧センサ26と、高圧バッテリ15の温度(バッテリ温度TB)を検出する温度センサ27から出力される信号と、運転者の入力操作に応じたトランスミッション13の状態SHを示すシフトスイッチ28から出力される信号とが入力されている。
制御装置16は、例えばシフトスイッチ28から出力される信号によって運転者の入力操作に応じたトランスミッション13の状態SHが、通常の走行モードに対応するDレンジから、相対的に大きなエンジンブレーキが得られるLレンジへと変更されたことを検知した場合や、例えば勾配センサ24から出力される信号によって、走行路が所定の登坂勾配を有することを検知した場合等において、内燃機関11およびモータ12の運転状態を、所定の通常状態から相対的に高圧バッテリ15への充電を優先する充電優先状態へと切り換える。
また、所定の残容量SOCは、相対的に高い残容量SOCの高状態と、相対的に低い残容量SOCの低状態と、高状態と低状態との間の残容量SOCの中状態とから構成されている。
さらに、制御装置16は、充電優先状態を選択しているときには、所定の通常状態に比べて、内燃機関11の駆動力によるモータ12の発電動作の発電量を増大させる。
また、制御装置16は、充電優先状態において加速充電状態を設定した場合であっても、相対的にアクセル開度APが大きい状態であって走行路の登坂勾配DEが相対的に大きい重登坂の状態では、モータ12による発電量を、軽登坂或いは中登坂の状態に比べて、低減或いはゼロに設定する。
つまり、制御装置16は、登坂勾配DEが所定閾勾配以下の場合(例えば、軽登坂或いは中登坂の状態)には、登坂勾配DEが増大することに伴い、モータ12による発電量が増大傾向に変化するように設定し、登坂勾配DEが所定閾勾配よりも大きい場合(例えば、重登坂の状態)には、登坂勾配DEが増大することに伴い、発電量が減少傾向に変化するように設定する。
なお、例えば図6に示す発電量と、登坂勾配DEまたはアクセル開度APとの対応関係においては、登坂勾配DEまたはアクセル開度APが増大することに伴い、発電量がゼロに向かい減少傾向に変化するように設定されている。
つまり、制御装置16は、略定速走行によるクルーズ状態において、登坂勾配DEが所定閾勾配以下の場合(例えば、軽登坂或いは中登坂の状態)には、登坂勾配DEが増大することに伴い、モータ12の発電量が増大傾向に変化するように設定し、登坂勾配DEが所定閾勾配よりも大きい場合(例えば、重登坂の状態)には、登坂勾配DEが増大することに伴い、発電量が減少傾向に変化するように設定する。
例えば図7に示すエンジン回転数NEと発電量との対応関係において、エンジン回転数NEが増大することに伴い、発電量が増大傾向に変化するように設定されている。
これにより、充電優先状態では、残容量SOCに対して、アイドル運転状態におけるモータ12の発電動作が実行される領域が増大し、残容量SOCが増大する。
さらに、制御装置16は、充電優先状態では、内燃機関11のアイドル運転の停止を禁止し、所定の通常状態に比べて、内燃機関11の駆動力によるモータ12の発電動作の発電量を増大させる。
しかも、制御装置16は、残容量SOCが所定の残容量以下になると、残容量SOCが所定の残容量よりも大きい場合に比べて、アイドル運転状態におけるエンジン回転数NE(アイドル回転数)を増大させたり、残容量SOCが低下することに伴い、アイドル回転数が増大傾向に変化するように設定する。
また、制御装置16は、車両停車時の充電優先状態においてアイドル充電の実行を許可した場合において、登坂勾配の増大に伴い、モータ12の発電量が増大傾向に変化するように設定する。
先ず、例えば図10に示すステップS01においては、回転数センサ21により検出されたエンジン回転数NEを取得する。
次に、ステップS02においては、アクセル開度センサ23により検出されたアクセル開度APを取得する。
次に、ステップS03においては、勾配センサ24により検出された走行路の登坂勾配DEを取得する。
次に、ステップS04においては、高圧バッテリ15の残容量SOCを取得する。
次に、ステップS05においては、登坂勾配DEが所定の第1閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS10に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS06に進む。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS08に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS07に進む。
そして、ステップS07においては、所定の通常状態に対してエンジン回転数NEおよびアシスト開度APに応じたアシスト量を設定するアシストMAPに対するマップ検索によりアシスト量を取得し、一連の処理を終了する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS07に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS09に進む。
そして、ステップS09においては、例えば図5に示す大勾配(あるいは急勾配)に対応する第1アシストMAPに対するエンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じたマップ検索によりアシスト量を取得し、一連の処理を終了する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS14に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS11に進む。
そして、ステップS11においては、運転者の入力操作に応じたシフトスイッチ28の出力信号に基づきトランスミッション13の状態SHがLレンジ(充電優先レンジ)であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS07に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS12に進む。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS07に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS13に進む。
そして、ステップS13においては、例えば図5に示す中勾配に対応する第2アシストMAPに対するエンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じたマップ検索によりアシスト量を取得し、一連の処理を終了する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS07に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS15に進む。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS07に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS16に進む。
そして、ステップS16においては、例えば図5に示す小勾配に対応する第3アシストMAPに対するエンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じたマップ検索によりアシスト量を取得し、一連の処理を終了する。
また、車両停車時に対して、制御装置16は、車両が登坂路で停車したときに、車両が平坦路で停車した場合に比べて、アイドル運転状態の内燃機関11の駆動力によるモータ12の発電動作の発電量を増大させ、内燃機関11のエンジン回転数NE(アイドル回転数)を増大させる。
12 モータ(発電電動機)
15 高圧バッテリ(蓄電器)
16 制御装置(駆動力補助手段、切換手段、閾値増大手段、発電量増大手段、発電量変更手段、残容量取得手段、アイドル回転数設定手段、判定手段、閾残容量増大手段、アイドル停止禁止手段、走行路判定手段)
24 勾配センサ(勾配取得手段)
Claims (8)
- 車両の動力源としての内燃機関および発電電動機と、前記発電電動機と電気エネルギーの授受を行う蓄電器と、車両に対する駆動力指令が所定判定閾値よりも大きくなると前記発電電動機の駆動力により前記内燃機関の駆動力を補助する駆動力補助手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
少なくとも通常走行レンジと前記蓄電器への充電を優先する充電優先レンジとを含む複数の走行レンジから運転者の入力操作に応じて適宜の走行レンジを選択して切り換える切換手段と、
前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、前記切換手段により前記通常走行レンジが選択されているときに比べて、前記所定判定閾値を増大させる閾値増大手段と、
前記通常走行レンジおよび前記充電優先レンジにおいて前記発電電動機による発電を実行し、かつ、前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときには、前記切換手段により前記通常走行レンジが選択されているときの前記発電電動機による発電量と比較して、前記発電電動機による発電量を増大させる発電量増大手段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。 - 前記発電量増大手段は、
車両の走行状態が定速走行状態であり、かつ、前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、前記発電電動機による発電量を増大させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記発電量増大手段は、
前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転停止を禁止し、かつ、前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときには、前記切換手段により前記通常走行レンジが選択されているときの前記発電電動機による発電量と比較して、車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転の実行中での前記発電電動機による発電量を増大させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 車両の動力源としての内燃機関および発電電動機と、前記発電電動機と電気エネルギーの授受を行う蓄電器と、車両に対する駆動力指令が所定判定閾値よりも大きくなると前記発電電動機の駆動力により前記内燃機関の駆動力を補助する駆動力補助手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
少なくとも通常走行レンジと前記蓄電器への充電を優先する充電優先レンジとを含む複数の走行レンジから運転者の入力操作に応じて適宜の走行レンジを選択して切り換える切換手段と、
前記通常走行レンジおよび前記充電優先レンジにおいて前記発電電動機による発電を実行し、かつ、前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときには、前記切換手段により前記通常走行レンジが選択されているときの前記発電電動機による発電量と比較して、車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転の実行中での前記発電電動機による発電量を増大させる発電量増大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。 - 前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得手段と、
前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転の実行中でのアイドル回転数を前記残容量取得手段により取得された前記残容量に応じて設定するアイドル回転数設定手段とを備え、
前記アイドル回転数設定手段は、前記残容量が所定残容量以下になると、前記残容量が前記所定残容量よりも大きいときに比べて、前記アイドル回転数を増大させることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得手段と、
前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転の実行中でのアイドル回転数を前記残容量取得手段により取得された前記残容量に応じて設定するアイドル回転数設定手段とを備え、
前記アイドル回転数設定手段は、前記残容量が低下することに伴い、前記アイドル回転数が増大傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記蓄電器の残容量を取得する残容量取得手段と、
車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転の実行中に前記残容量取得手段により取得された前記残容量が所定閾残容量以下か否かの判定結果に応じて、前記アイドル運転の実行中における前記発電電動機による発電動作の実行可否を判定する判定手段と、
前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、前記切換手段により前記通常走行レンジが選択されているときに比べて、前記所定閾残容量を増大させる閾残容量増大手段と
を備えることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記切換手段により前記充電優先レンジが選択されているときに、車両停車時の前記内燃機関のアイドル運転停止を禁止するアイドル停止禁止手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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