JP6891486B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

特許文献１には、エンジンの動力と、エンジンとベルトを介して接続されたモータの動力を用いるハイブリッド車両があることが記載されている。

特開２００４−２５１２２１号公報

ところで、特許文献１に記載のもののように、モータを搭載した車両であって、車両が走行中でエンジン停止時において、ドライバーからの発進意思(車両を停止させる行為を解除する意思も含む)に対応する場合には、モータの駆動力を用いるときがある。このような場合、モータの出力性能が低いと、速やかにドライバーの要求を満たすことができずにもたつき感を与えるという課題がある。

そこで、本発明は、ドライバーからの発進意思に対してモータの駆動力のみで要求を満たそうとする場合において、車両のもたつき感を抑制させることができるハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、内燃機関と、モータと、前記内燃機関と前記モータの駆動力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、車両速度が所定値より低くなると車両減速中に前記内燃機関の燃料噴射を停止する減速中のアイドルストップを行なうとともに、前記減速中のアイドルストップ状態で所定のモータ駆動条件が成立したとき前記モータの駆動を開始した後、前記モータの駆動力のみにより車両を駆動させるＥＶ走行を行なうハイブリッド車両の駆動制御装置であって、前記制御部は、前記減速中のアイドルストップ状態から前記モータ駆動条件が成立して前記モータの駆動を開始させた後、所定時間が経過するまで前記内燃機関に燃料噴射を行なわせ、前記所定時間が経過した後、アクセルがオフにされている間前記ＥＶ走行を行なわせるものである。

このように、本発明によれば、ドライバーからの発進意思に対してモータの駆動力のみで要求を満たそうとする場合において、車両のもたつき感を抑制させることができる。

図１は、本発明の第一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の概略ブロック図である。 図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の制御系のブロック図である。 図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置のＥＶ走行制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置のＥＶ走行制御処理によるトルクの変化を示すタイムチャートである。 図５は、従来のＥＶ走行制御処理によるトルクの変化を示すタイムチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、内燃機関と、モータと、内燃機関とモータの駆動力を制御する制御部とを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、制御部は、内燃機関の燃料噴射を停止している状態からモータを駆動することでハイブリッド車両を走行させるとき、モータを駆動させた後、所定時間が経過するまで内燃機関に燃料噴射を行なわせるよう構成されている。

これにより、ドライバーからの発進意思に対してモータの駆動力のみで要求を満たそうとする場合において、車両のもたつき感を抑制させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を搭載した車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、電源システム３と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）４とを含んで構成されている。また、本実施例に係る車両１は、後述するようにアイドルストップ機能を備えた車両である。

エンジン２は、不図示のピストン、シリンダ、コネクティングロッド等を備え、ピストンがシリンダ内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。

シリンダに収納されたピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。コネクティングロッドは、ピストンの往復動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。

エンジン２には、変速機２３が接続されている。変速機２３は、エンジン２のクランクシャフトの回転を所定の変速比で変速して不図示のディファレンシャルギア等を介してドライブシャフト２５に伝達し、左右の車輪２６を回転させるようになっている。なお、図１では、２つの車輪２６のみ図示しており、残りの２つの車輪については図示を省略している。

電源システム３は、第１バッテリとしてのメインバッテリ３１と、第２バッテリとしてのサブバッテリ３２と、モータ３３と、スイッチ（ＳＷ）回路３４とを含んで構成されている。

メインバッテリ３１は、例えば鉛蓄電池で構成されている。このメインバッテリ３１は、スイッチ回路３４を介してモータ３３と電気的に接続されている。メインバッテリ３１には、バッテリ状態センサ３１ａが設けられている。バッテリ状態センサ３１ａは、メインバッテリ３１の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態センサ３１ａは、ＥＣＵ４に接続されている。ＥＣＵ４は、バッテリ状態センサ３１ａの出力によりメインバッテリ３１の充電状態を検知できるようになっている。

サブバッテリ３２は、例えばリチウムイオン蓄電池で構成されている。このサブバッテリ３２は、スイッチ回路３４を介してモータ３３と電気的に接続されている。サブバッテリ３２には、バッテリ状態センサ３２ａが設けられている。バッテリ状態センサ３２ａは、サブバッテリ３２の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態センサ３２ａは、ＥＣＵ４に接続されている。ＥＣＵ４は、バッテリ状態センサ３２ａの出力によりサブバッテリ３２の充電状態を検知できるようになっている。

スイッチ回路３４は、モータ３３に電力を供給する電源として、メインバッテリ３１及びサブバッテリ３２の少なくともいずれか一方を選択して接続するようになっている。スイッチ回路３４は、ＥＣＵ４の制御によりモータ３３とメインバッテリ３１及びサブバッテリ３２との接続を行なうようになっている。

モータ３３は、エンジン２を始動するスタータとしての機能に加え、エンジン２の駆動により発電するオルタネータとしての機能を有するモータである。モータ３３は、少なくともメインバッテリ３１及びサブバッテリ３２のいずれか一方から供給される電力によって駆動される。モータ３３は、ＥＣＵ４の出力するトルク指令信号に従って出力トルクを制御するようになっている。

モータ３３は、モータ３３の回転子軸に連結された不図示のモータ用プーリを備えている。モータ用プーリは、エンジン２のクランクシャフトに連結された不図示のクランク軸プーリとベルト２７を介して動力伝達可能に接続されている。

ＥＣＵ４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＥＣＵ４のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ４として機能する。

ＥＣＵ４の入力ポートには、上述のバッテリ状態センサ３１ａ、バッテリ状態センサ３２ａに加え、エンジン回転数センサ５１、車速センサ５２、アクセル開度センサ５３、ブレーキスイッチ５４等の各種センサ類が接続されている。

エンジン回転数センサ５１は、エンジン２の機関回転数を検出する。車速センサ５２は、車輪２６の回転速度などから車両１の速度を検出する。

アクセル開度センサ５３は、例えば加速要求時等に運転者によって操作される図示しないアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出する。

ブレーキスイッチ５４は、図示しないブレーキペダルが踏まれているか否かを検知する。ブレーキスイッチ５４は、ブレーキペダルが踏まれているとオン信号を出力し、ブレーキペダルが踏まれていないとオフ信号を出力する。

一方、ＥＣＵ４の出力ポートには、エンジン２、モータ３３、スイッチ回路３４等の各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ４は、所定の自動停止条件が成立するとエンジン２を自動停止させ、所定の再始動条件が成立するとエンジン２を再始動させるアイドルストップ制御を実行可能である。所定の自動停止条件としては、例えば車両速度が所定値より小さいこと、ブレーキが踏まれていること、メインバッテリ３１及びサブバッテリ３２のＳＯＣ（State Of Charge）が所定値より大きいこと等が含まれる。また、所定の再始動条件としては、例えばアクセル操作がなされたこと、ブレーキが踏まれなくなったこと等が含まれる。

また、ＥＣＵ４は、前述の所定の再始動条件が成立した場合、エンジン２を再始動させる。ＥＣＵ４は、メインバッテリ３１からモータ３３に電力を供給させてエンジン回転数を上昇させ、エンジン回転数を所定の目標回転数に到達させて、エンジン２を再始動させる。ここで、所定の目標回転数は、例えばエンジン２のアイドル回転数である。ＥＣＵ４は、エンジン回転数が所定の目標回転数に到達したときに、エンジン２の再始動が完了したと判定する。なお、目標回転数は、エンジン２が完爆したときのエンジン回転数とするとよい。

ＥＣＵ４は、前述の自動停止条件が成立すると、車両速度が所定値より小さい状態でエンジン２を自動停止させ、コースト走行を行なう。ＥＣＵ４は、コースト走行中に車両速度が所定値以上であるとき、所定の条件が成立するとモータ３３のみにより車両１を駆動させるＥＶ走行を行なわせる。

このため、ＥＣＵ４は、図２に示すように、バッテリ状態センサ３１ａ、バッテリ状態センサ３２ａ、エンジン回転数センサ５１、車速センサ５２、アクセル開度センサ５３、ブレーキスイッチ５４の各センサの出力に基づいてエンジン２及びモータ３３を制御する。

ＥＣＵ４は、コースト走行中に、車両速度が所定値以上であるとき、モータ駆動条件が成立するとモータ３３を駆動させる。ＥＣＵ４は、モータ駆動条件が成立してモータ３３を駆動開始させた後に、エンジン２へ燃料を所定時間だけ噴射させる。

モータ駆動条件は、例えば、エンジン回転数が「０」であること、ブレーキがオフであること等が含まれる。

ＥＣＵ４は、モータ３３を駆動開始させてエンジン２に所定時間だけ燃料噴射させた後、ＥＶ条件が成立するとＥＶ走行を行なわせる。

ＥＶ条件は、例えば、メインバッテリ３１及びサブバッテリのＳＯＣが所定値より大きいこと、アクセル開度が「０」であること等が含まれる。

以上のように構成された本実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によるＥＶ走行制御処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明するＥＶ走行制御処理は、ＥＣＵ４が処理を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

ステップＳ１において、ＥＣＵ４は、以下の１）から３）の条件の全てが成立したか否かにより自動停止条件が成立したか否かを判定する。自動停止条件が成立していないと判定した場合、ＥＣＵ４は、処理を終了する。
１）車両速度が所定値より小さいこと。
２）ブレーキが踏まれていること。
３）メインバッテリ３１及びサブバッテリ３２のＳＯＣが所定値より大きいこと。

自動停止条件が成立したと判定した場合、ステップＳ２において、ＥＣＵ４は、以下の４）と５）の条件の全てが成立したか否かによりモータ駆動条件が成立したか否かを判定する。モータ駆動条件が成立していないと判定した場合、ＥＣＵ４は、処理を終了する。
４）エンジン回転数がアイドル回転数以下であること。
５）ブレーキがオンからオフにされたこと。

モータ駆動条件が成立したと判定した場合、ステップＳ３において、ＥＣＵ４は、モータ３３を駆動し、エンジン回転数を上昇させる。この場合、車両１は、ブレーキがオフにされ運転者のチェンジオブマインド（ＣＯＭ）により車両１の走行を継続しなければならない状態にあり、ＥＣＵ４は、走行を継続させるためにモータ３３を駆動させる。

ステップＳ４において、ＥＣＵ４は、エンジン回転数が所定の目標回転数を超えたか否かを判定する。エンジン回転数が目標回転数を超えていないと判定した場合、ＥＣＵ４は、ステップＳ４の処理を繰り返し、エンジン回転数が目標回転数を超えるのを待つ。

エンジン回転数が目標回転数を超えたと判定した場合、ステップＳ５において、ＥＣＵ４は、モータ３３の駆動を停止する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ４は、エンジン２へ燃料噴射させ、エンジントルクを出させる。

ステップＳ７において、ＥＣＵ４は、エンジン２への燃料噴射を開始してから所定時間経過したか否かを判定する。所定時間経過していないと判定した場合、ＥＣＵ４は、ステップＳ７の処理を繰り返し、所定時間経過するのを待つ。

所定時間経過したと判定した場合、ステップＳ８において、ＥＣＵ４は、エンジン２への燃料噴射を停止させる。このように、モータ３３を駆動させた後に所定時間だけエンジン２を駆動しているため、エンジン２のトルクが出力され、出力の小さいモータ３３によるトルクの不足を補い、車両１の引き込み感をなくすことができる。

ステップＳ９において、ＥＣＵ４は、以下の６）から８）の条件の全てが成立したか否かによりＥＶ条件が成立したか否かを判定する。
６）メインバッテリ３１のＳＯＣが所定値より大きいこと。
７）サブバッテリ３２のＳＯＣが所定値より大きいこと。
８）アクセルがオフされている（アクセル開度が「０」である）こと。

ＥＶ条件が成立したと判定した場合、ステップＳ１０において、ＥＣＵ４は、サブバッテリ３２をモータ３３と接続し、メインバッテリ３１をモータ３３以外の電気負荷と接続して、モータ３３を駆動させてＥＶ走行を行なわせ、処理を終了する。この場合、車両１は、アクセルは踏み込まれていないため加速の必要はなく、このままの状態で走行を継続しなければならない状態にあり、ＥＣＵ４は、ＥＶ走行を開始して走行を継続させる。

ＥＶ条件が成立していないと判定した場合、ステップＳ１１において、ＥＣＵ４は、モータ３３を駆動せず、エンジン２へ燃料噴射させて、エンジン２により車両１を駆動させる。この場合、車両１は、アクセルが踏み込まれ、加速が必要な状態となっているため、ＥＣＵ４は、エンジン２を再始動させ、通常走行を行なわせる。

このようなＥＶ走行制御処理による動作について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５は、減速中のアイドルストップからＥＶ走行に移行する場合を示している。図５は、従来のＥＶ走行制御処理によるトルクの変化を示すタイムチャートである。

図５に示すように、タイミングｔ１１において、車両速度が所定値より低くなると減速中のアイドルストップが開始され、エンジン２は自動停止されてエンジン回転数が下がっていく。

タイミングｔ１２において、ブレーキがオンからオフにされると、上述のモータ駆動条件が判定され、モータ駆動条件が成立するとモータ３３が駆動される。

タイミングｔ１３において、ＥＶ条件が成立すると、サブバッテリ３２がモータ３３に接続され、メインバッテリ３１がモータ３３以外の電気負荷と接続されてＥＶ走行が開始される。このとき、モータ３３の出力が小さいため、トルクが足らず、車両１の引き込み感が生じる。

本実施例では、図４に示すように、タイミングｔ１において、車両速度が所定値より低くなると減速中のアイドルストップが開始され、エンジン２は自動停止されてエンジン回転数が下がっていく。

タイミングｔ２において、ブレーキがオンからオフにされると、上述のモータ駆動条件が判定され、モータ駆動条件が成立するとモータ３３が駆動される。その後、所定時間だけエンジン２に燃料噴射され、タイミングｔ３において、エンジン２のトルクが出力され、車両１の引き込み感をなくすことができる。

その後、タイミングｔ４において、ＥＶ条件が成立すると、エンジン２は停止され、サブバッテリ３２がモータ３３に接続され、メインバッテリ３１がモータ３３以外の電気負荷と接続されてＥＶ走行が開始される。

このように、上述の実施例では、コースト走行中に、車両速度が所定値以上のとき、モータ駆動条件が成立するとモータ３３を駆動させ、その後に、エンジン２へ燃料を所定時間だけ噴射させるＥＣＵ４を備える。
これにより、車両１のもたつき感を抑制させることができる。

ＥＣＵ４は、モータ３３を駆動開始させてエンジン２に所定時間だけ燃料噴射させた後、ＥＶ条件が成立するとＥＶ走行を行なわせる。

これにより、車両１のもたつき感を抑制しながら、モータ３３の駆動力のみで車両１を走行させるＥＶ走行に遷移できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
４ ＥＣＵ（制御部）
３１ メインバッテリ
３１ａ バッテリ状態センサ
３２ サブバッテリ
３２ａ バッテリ状態センサ
３３ モータ
３４ スイッチ回路
５１ エンジン回転数センサ
５２ 車速センサ
５３ アクセル開度センサ
５４ ブレーキスイッチ

Claims (1)

1. 内燃機関と、モータと、前記内燃機関と前記モータの駆動力を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、車両速度が所定値より低くなると車両減速中に前記内燃機関の燃料噴射を停止する減速中のアイドルストップを行なうとともに、前記減速中のアイドルストップ状態で所定のモータ駆動条件が成立したとき前記モータの駆動を開始した後、前記モータの駆動力のみにより車両を駆動させるＥＶ走行を行なうハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記制御部は、前記減速中のアイドルストップ状態から前記モータ駆動条件が成立して前記モータの駆動を開始させた後、所定時間が経過するまで前記内燃機関に燃料噴射を行なわせ、前記所定時間が経過した後、アクセルがオフにされている間前記ＥＶ走行を行なわせるハイブリッド車両の駆動制御装置。

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