WO2011092811A1 - 車両、車両の制御方法および制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle, a vehicle control method, and a control device, and more particularly, to a technique for controlling an engine and braking force in a hybrid vehicle equipped with an electric motor as a drive source in addition to the engine.
- a hybrid vehicle equipped with an electric motor as a drive source is known.
- the hybrid vehicle can be decelerated by regenerative braking in which kinetic energy is converted into electric energy by an electric motor.
- Patent Document 1 a driver requests by control in which regenerative braking and general braking by a braking device using frictional force are coordinated. Deceleration is obtained.
- the power generated by the regenerative power generation can be increased in order to secure the power necessary for starting the engine. Therefore, the braking force due to regenerative braking can be increased. Furthermore, in order to keep the braking force constant as a whole vehicle, the braking force by the braking device is reduced according to the increase amount of the braking force by regenerative braking. Conversely, when the engine is stopped and the kinetic energy of the engine is converted into electric energy by a generator or the like, the generated power of the entire hybrid vehicle increases.
- the power generated by the regenerative power generation can be reduced so that the charging power to the battery or the like does not exceed the upper limit value. Therefore, the braking force due to regenerative braking can be reduced. Furthermore, in order to keep the braking force constant for the entire vehicle, the braking force by the braking device is increased in accordance with the amount of decrease in the braking force due to regenerative braking.
- the response of regenerative braking by an electric motor is different from the response of braking by a braking device. Therefore, even when the braking force of the regenerative braking and the braking force of the braking device are changed simultaneously so that the variation of the braking force of the regenerative braking is offset by the variation of the braking force of the braking device, it can be obtained as a whole vehicle.
- the braking force applied can vary. As a result, the behavior of the vehicle can be disturbed.
- the object of the present invention is to stabilize the behavior of the vehicle.
- the vehicle includes an electric motor provided so that torque is transmitted between the engine and the wheels, a braking device that applies a braking force to the vehicle by a frictional force, and a control that controls the engine, the electric motor, and the braking device.
- the control unit performs first control for decelerating the vehicle by regenerative braking by the electric motor and braking by the braking device, and executes second control for performing either one of starting and stopping of the engine Then, execution of one of the first control and the second control restricts execution of the other control.
- Execution of one control restricts execution of the other control. Thereby, it can restrict
- the engine can be started or stopped after the braking force by the regenerative braking is changed so that the variation of the braking force by the regenerative braking can be offset by the variation of the braking force by the braking device. As a result, the fluctuation amount of the braking force obtained as a whole vehicle can be reduced and the behavior of the vehicle can be stabilized.
- the hybrid vehicle includes an engine 100, a first MG (Motor Generator) 110, a second MG 120, a power split mechanism 130, a speed reducer 140, and a battery 150.
- MG Motor Generator
- the hybrid vehicle includes an engine 100, a first MG (Motor Generator) 110, a second MG 120, a power split mechanism 130, a speed reducer 140, and a battery 150.
- This vehicle travels by driving force from at least one of engine 100 and second MG 120. Note that a series-type hybrid vehicle that travels only by the driving force from the second MG 120 may be used.
- Engine 100, first MG 110, and second MG 120 are connected via power split mechanism 130.
- the power generated by the engine 100 is divided into two paths by the power split mechanism 130.
- One is a path for driving the front wheels 160 via the speed reducer 140.
- the other is a path for driving the first MG 110 to generate power.
- First MG 110 is a three-phase AC rotating electric machine including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil.
- First MG 110 generates power using the power of engine 100 divided by power split mechanism 130.
- the electric power generated by first MG 110 is selectively used according to the running state of the vehicle and the state of charge (SOC) of battery 150. For example, during normal traveling, the electric power generated by first MG 110 becomes electric power for driving second MG 120 as it is.
- SOC of battery 150 is lower than a predetermined value, the power generated by first MG 110 is converted from AC to DC by an inverter described later. Thereafter, the voltage is adjusted by a converter described later and stored in the battery 150.
- the first MG 110 When the first MG 110 is acting as a generator, the first MG 110 generates a negative torque.
- the negative torque means a torque that becomes a load on engine 100.
- first MG 110 When first MG 110 is supplied with electric power and acts as a motor, first MG 110 generates a positive torque.
- the positive torque means a torque that does not become a load on the engine 100, that is, a torque that assists the rotation of the engine 100. The same applies to the second MG 120.
- first MG 110 acts as a motor.
- Engine 100 is cranked by first MG 110.
- first MG 110 acts as a generator to generate negative torque.
- first MG 110 is controlled so that the crank angle becomes a predetermined angle.
- Second MG 120 is a three-phase AC rotating electric machine including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. Second MG 120 is driven by at least one of the electric power stored in battery 150 and the electric power generated by first MG 110.
- 2nd MG120 is provided so that torque may be transmitted between wheels.
- the torque of second MG 120 is transmitted to front wheel 160 via reduction gear 140.
- second MG 120 assists engine 100 or causes the vehicle to travel with torque from second MG 120.
- the rear wheels may be driven instead of or in addition to the front wheels 160.
- the second MG 120 is driven by the front wheel 160 via the speed reducer 140, and the second MG 120 operates as a generator.
- second MG 120 operates as a regenerative brake that converts braking energy into electric power.
- the electric power generated by second MG 120 is stored in battery 150.
- the power split mechanism 130 includes a planetary gear including a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear.
- the pinion gear engages with the sun gear and the ring gear.
- the carrier supports the pinion gear so that it can rotate.
- the sun gear is connected to the rotation shaft of first MG 110.
- the carrier is connected to the crankshaft of engine 100.
- the ring gear is connected to the rotation shaft of second MG 120 and speed reducer 140.
- Engine 100, first MG 110 and second MG 120 are connected via power split mechanism 130 formed of a planetary gear, so that the rotational speeds of engine 100, first MG 110 and second MG 120 are collinear as shown in FIG. The relationship is connected by a straight line.
- the first MG 110 increases the rotational speed of the engine 100 as shown in FIG.
- control for stopping engine 100 is executed so that the crank angle becomes a predetermined angle, as shown in FIG. 4, first MG 110 acts as a generator to reduce the rotation speed of engine 100. It is done. Note that first MG 110 can generate power during the period from when control for stopping engine 100 is started to when engine 100 is stopped. Electric power generated by first MG 110 is charged in battery 150.
- the battery 150 is an assembled battery configured by connecting a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are integrated in series.
- the voltage of the battery 150 is about 200V, for example.
- Battery 150 is charged with power supplied from first MG 110 and second MG 120.
- the charging power to the battery 150 is controlled to be equal to or less than the charging power limit value Win.
- Charging power limit value Win is an upper limit value of charging power that is determined based on parameters including the SOC and temperature of battery 150.
- ECU 170 Electronic Control Unit 170
- Engine 100, first MG 110, and second MG 120 are controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 170.
- ECU 170 may be divided into a plurality of ECUs.
- the electric system of the hybrid vehicle will be further described with reference to FIG.
- the hybrid vehicle is provided with a converter 200, a first inverter 210, a second inverter 220, a DC / DC converter 230, an auxiliary battery 240, and an SMR (System Main Relay) 250.
- a converter 200 a first inverter 210, a second inverter 220, a DC / DC converter 230, an auxiliary battery 240, and an SMR (System Main Relay) 250.
- SMR System Main Relay
- Converter 200 includes a reactor, two npn transistors, and two diodes. Reactor has one end connected to the positive electrode side of battery 150 and the other end connected to a connection point of two npn transistors.
- the two npn type transistors are connected in series.
- the npn transistor is controlled by the ECU 170.
- a diode is connected between the collector and emitter of each npn transistor so that a current flows from the emitter side to the collector side.
- an IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
- a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used instead of the npn transistor.
- MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor
- the voltage is boosted by the converter 200. Conversely, when charging the battery 150 with the power generated by the first MG 110 or the second MG 120, the voltage is stepped down by the converter 200.
- the system voltage VH between the converter 200 and the first inverter 210 and the second inverter 220 is detected by a voltmeter 180.
- the detection result of the voltmeter 180 is transmitted to the ECU 170.
- First inverter 210 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm.
- the U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm are connected in parallel.
- Each of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm has two npn transistors connected in series. Between the collector and emitter of each npn-type transistor, a diode for flowing current from the emitter side to the collector side is connected.
- a connection point of each npn transistor in each arm is connected to an end portion different from the neutral point 112 of each coil of the first MG 110.
- the first inverter 210 converts the direct current supplied from the battery 150 into an alternating current and supplies the alternating current to the first MG 110. In addition, first inverter 210 converts the alternating current generated by first MG 110 into a direct current.
- the second inverter 220 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm.
- the U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm are connected in parallel.
- Each of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm has two npn transistors connected in series. Between the collector and emitter of each npn-type transistor, a diode for flowing current from the emitter side to the collector side is connected.
- a connection point of each npn transistor in each arm is connected to an end portion different from the neutral point 122 of each coil of the second MG 120.
- the second inverter 220 converts the direct current supplied from the battery 150 into an alternating current and supplies the alternating current to the second MG 120. Second inverter 220 converts the alternating current generated by second MG 120 into a direct current.
- DC / DC converter 230 is connected in parallel with converter 200 between battery 150 and converter 200.
- the DC / DC converter 230 steps down the direct current voltage.
- the electric power output from the DC / DC converter 230 is charged in the auxiliary battery 240.
- the electric power charged in the auxiliary battery 240 is supplied to the auxiliary machine 242 such as an electric oil pump and the ECU 170.
- SMR (System Main Relay) 250 is provided between battery 150 and DC / DC converter 230.
- the SMR 250 is a relay that switches between a state where the battery 150 and the electrical system are connected and a state where the battery 150 is disconnected. When SMR 250 is open, battery 150 is disconnected from the electrical system. When SMR 250 is closed, battery 150 is connected to the electrical system.
- the battery 150 is electrically disconnected from the DC / DC converter 230, the auxiliary battery 240, the auxiliary machine 242, the ECU 170, and the like.
- the SMR 250 is in a closed state, power can be supplied from the battery 150 to the DC / DC converter 230, the auxiliary battery 240, the auxiliary machine 242, the ECU 170, and the like.
- the brake pedal 302 is connected to the master cylinder 304.
- a hydraulic pressure corresponding to the brake operation amount is generated in the master cylinder 304.
- the hydraulic pressure generated in the master cylinder 304 is supplied to calipers 311 to 314 provided on each wheel via a brake actuator 306 controlled by the ECU 170. That is, when the brake pedal 302 is operated, the brake actuator 306 is controlled so that the hydraulic pressure generated in the master cylinder 304 is supplied to the calipers 311 to 314.
- the brake pad is pressed against the disc rotor.
- a braking force is applied to the vehicle by the frictional force between the brake pad and the disk rotor.
- the hydraulic pressure generated in the brake actuator 306 is supplied to the calipers 311 to 314 in addition to the hydraulic pressure corresponding to the operation amount of the brake pedal 302.
- the brake actuator 306 includes a solenoid valve and pumps 307 and 308.
- each caliper 311 to 314 is an operation amount corresponding to the hydraulic pressure.
- a caliper that operates with electric power may be provided instead of the caliper that operates with hydraulic pressure.
- a drum brake may be used instead of the disc brake.
- the braking by the brake system 300 is executed in coordination with the regenerative braking by the second MG 120. That is, in the present embodiment, control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is executed. As shown in FIG. 7, the braking force required by the driver, that is, the braking force determined by the amount of depression of the brake pedal 302, the deficiency of the braking force due to regenerative braking is represented by the braking force by the brake system 300. To compensate, the braking force of the second MG 120 and the braking force of the brake system 300 are coordinated. When the braking force required by the driver can be satisfied only by the braking force by regenerative braking, the braking force by the brake system 300 is made zero.
- the braking force by regenerative braking that is, the regeneratively generated power is determined according to the vehicle speed, the SOC of the battery 150, and the like.
- the regeneratively generated power is controlled to be equal to or less than the charging power limit value Win.
- the engine 100 when the engine 100 is started when the control for decelerating the vehicle by the regenerative braking by the second MG 120 and the braking by the brake system 300 is executed, the engine 100 is cranked.
- the first MG 110 consumes power.
- the electric power regenerated can be increased. Therefore, the braking force due to regenerative braking can be increased.
- the braking force by the brake system 300 is reduced according to the increase amount of the braking force due to regenerative braking.
- the response of the regenerative braking by the second MG 120 is different from the response of the braking by the brake system 300 using hydraulic pressure. Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, the braking force of the vehicle as a whole can vary during the period from T1 to T2 or T3 to T4 during which control for starting or stopping engine 100 is being executed. As a result, the behavior of the vehicle can be disturbed.
- control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is being executed, control for starting or stopping engine 100 is performed. Execution is restricted.
- ECU 170 The function of the ECU 170 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software, or may be realized by hardware.
- ECU 170 includes a first control unit 410, a second control unit 420, and a limiting unit 431.
- First control unit 410 executes control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300. More specifically, with respect to the braking force required by the driver, that is, the braking force determined according to the amount of depression of the brake pedal 302, the braking force deficiency due to regenerative braking is compensated by the braking force by the brake system 300. As described above, the braking force of the second MG 120 and the braking force of the brake system 300 are coordinated.
- the second control unit 420 executes control for performing either one of starting and stopping of the engine 100.
- engine 100 is cranked by first MG 110.
- the first MG 110 increases the rotational speed of the engine 100.
- first MG 110 acts as a generator, so that the rotational speed of engine 100 is reduced.
- control for starting engine 100 when the condition that the rotational speed of first MG 110 is equal to or lower than the lower limit value is satisfied, control for starting engine 100 is executed.
- the condition that the vehicle speed is equal to or higher than the threshold when the condition that the power that the second MG 120 can output is lower than the target power determined according to the accelerator opening, the hybrid
- the vehicle interior heating is turned on and the condition that the water temperature of engine 100 is lower than the threshold value is satisfied, when it is determined that the catalyst needs to be warmed up, and the SOC of battery 150 is equal to or lower than the threshold value
- Control for starting engine 100 is executed, for example, when the condition that the condition is satisfied is satisfied.
- control for stopping the engine 100 is executed.
- control for stopping the engine 100 is executed.
- the control is executed.
- the conditions for executing control for starting engine 100 and the conditions for executing control for stopping engine 100 are not limited to these.
- the conditions for executing the control for starting the engine 100 and the conditions for executing the control for stopping the engine 100 are appropriately determined in consideration of matters required for the hybrid vehicle.
- the restriction unit 431 restricts execution of the other control by executing one of the control by the first control unit 410 and the control by the second control unit 420.
- execution of control by the second control unit 420 is prohibited during execution of control by the first control unit 410. That is, if the control for decelerating the vehicle by the regenerative braking by the second MG 120 and the braking by the brake system 300 is being executed, the execution of the control for starting or stopping the engine 100 is prohibited.
- processing executed by the ECU 170 will be described.
- the processing described below is repeatedly executed at a predetermined cycle.
- step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100 ECU 170 determines whether control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is being executed. If control for decelerating the vehicle is being executed by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 (YES in S100), the process proceeds to S102. If not (NO in S100), the process proceeds to S104.
- ECU 170 prohibits control for performing either one of starting and stopping of engine 100.
- ECU 170 executes normal control. That is, execution of control for performing any one of starting and stopping of engine 100 is permitted. Therefore, engine 100 is started or stopped when a predetermined condition is satisfied.
- control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 when control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is being executed, control for starting or stopping engine 100 is executed. Is prohibited. Thereby, fluctuations in the braking force due to starting or stopping of engine 100 can be prevented. Therefore, the behavior of the vehicle can be stabilized.
- the function of the ECU 170 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software, or may be realized by hardware.
- the first control unit 410 and the second control unit 420 are the same as those in the first embodiment described above. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
- the restriction unit 432 restricts execution of the other control by executing one of the control by the first control unit 410 and the control by the second control unit 420.
- the control by the second control unit 420 is executed. It is forbidden. That is, when the first condition is satisfied during execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300, execution of control for starting or stopping engine 100 is prohibited.
- control by the second control unit 420 is performed. Is executed. That is, when the second condition is satisfied during execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300, control for starting or stopping engine 100 is executed.
- Priority of the first condition is set lower than that of the second condition.
- the first condition is determined, for example, to require the engine 100 to be started in order to ensure the heating performance in the hybrid vehicle, and to request the engine 100 to be stopped in order to improve fuel efficiency. Includes conditions. More specifically, the first condition is based on the condition that the heating in the hybrid vehicle is turned on and the water temperature of the engine 100 is lower than the threshold, the condition that the vehicle is stopped, and the target power determined according to the accelerator opening degree. Includes a condition that the power that the second MG 120 can output is high. The first condition is not limited to these.
- the second condition is, for example, a condition that is set to require starting or stopping of the engine 100 to protect parts (to prevent over-rotation of the first MG 110) and an engine to ensure the driving force of the vehicle. Includes conditions set to require 100 start-ups. More specifically, the second condition is a condition that the rotation speed of the first MG 110 is equal to or lower than a lower limit, and a condition that the power that can be output by the second MG 120 is lower than the target power determined according to the accelerator opening. And the condition that the rotation speed of 1st MG110 became more than an upper limit was included. The second condition is not limited to these.
- ECU 170 determines whether or not a second condition for starting or stopping engine 100 is satisfied. If the second condition is satisfied (YES in S200), the process proceeds to S202. If not (NO in S200), the process proceeds to S204.
- ECU 170 executes control for performing either one of starting and stopping of engine 100.
- control for starting engine 100 is executed.
- control for stopping engine 100 is executed.
- ECU 170 determines whether or not a first condition for starting or stopping engine 100 is satisfied. If the first condition is satisfied (YES in S204), the process proceeds to S102. Otherwise (NO in S204), this process ends.
- control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 when control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is being executed, engine 100 is started based on a request with low priority. Alternatively, execution of control for stopping is prohibited. Thereby, fluctuations in the braking force due to starting or stopping of engine 100 can be prevented. Therefore, the behavior of the vehicle can be stabilized. On the other hand, even when the control for decelerating the vehicle by the regenerative braking by the second MG 120 and the braking by the brake system 300 is being executed, the control for starting or stopping the engine 100 based on the request with high priority is executed. The Thereby, control with high priority can be performed reliably.
- the function of the ECU 170 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software, or may be realized by hardware.
- the first control unit 410 and the second control unit 420 are the same as those in the first embodiment described above. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
- the restriction unit 433 restricts execution of the other control by executing one of the control by the first control unit 410 and the control by the second control unit 420.
- the execution of the control by the second control unit 420 is prohibited. The That is, during execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300, engine 100 is started when the braking force of regenerative braking by second MG 120 is greater than or equal to a predetermined value. Alternatively, execution of control for stopping is prohibited. More specifically, execution of control for stopping engine 100 is prohibited.
- the braking force of regenerative braking by second MG 120 is It is determined that the value is equal to or greater than a predetermined value.
- the electric power generated by executing the control for stopping engine 100 is measured in advance by the developer based on, for example, experiments and simulations.
- the processing of the ECU 170 will be described with reference to FIG.
- the processing described below is repeatedly executed at a predetermined cycle.
- the same processes as those in the first embodiment are denoted by the same step numbers. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
- ECU 170 determines whether or not the braking force of regenerative braking by second MG 120 is greater than or equal to a predetermined value. If the braking force of regenerative braking by second MG 120 is equal to or greater than a predetermined value (YES in S300), the process proceeds to S302. If not (NO in S300), the process proceeds to S104.
- ECU 170 prohibits control for stopping engine 100.
- the control for starting engine 100 may be prohibited.
- the braking force by the regenerative braking is greater than or equal to a predetermined value. In such a case, execution of control for stopping engine 100 is prohibited. When the braking force by regenerative braking is smaller than a predetermined value, execution of control for stopping engine 100 is permitted. Thereby, the electric power generated in the hybrid vehicle can be made less likely to be larger than the maximum value of the electric power that can be charged in the battery 150. Therefore, it is not necessary to reduce the electric power that is regeneratively generated. As a result, fluctuations in braking force can be prevented.
- the function of the ECU 170 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software, or may be realized by hardware.
- the first control unit 410 and the second control unit 420 are the same as those in the first embodiment described above. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
- the restriction unit 434 restricts execution of the other control by executing one of the control by the first control unit 410 and the control by the second control unit 420.
- execution of control by the first control unit 410 is prohibited during execution of control by the second control unit 420. That is, during execution of control for starting or stopping engine 100, execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is prohibited.
- the processing of the ECU 170 will be described with reference to FIG.
- the processing described below is repeatedly executed at a predetermined cycle.
- ECU 170 determines whether control for performing either one of starting and stopping of engine 100 is being executed. If control for performing any one of starting and stopping of engine 100 is being executed (YES in S400), the process proceeds to S402. If not (NO in S400), the process proceeds to S404.
- ECU 170 prohibits control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300.
- ECU 170 executes normal control. That is, execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by the second MG 120 and braking by the brake system 300 is permitted. Therefore, the braking force of the regenerative braking by the second MG 120 and the braking force by the brake system 300 are controlled according to the operation amount of the brake pedal 302.
- control for starting or stopping engine 100 when control for starting or stopping engine 100 is being executed, control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is executed. Is prohibited. Thereby, fluctuations in the braking force due to starting or stopping of engine 100 can be prevented. Therefore, the behavior of the vehicle can be stabilized.
- ECU 170 The function of ECU 170 will be described with reference to FIG. Note that the functions described below may be realized by software, or may be realized by hardware.
- the first control unit 410 and the second control unit 420 are the same as those in the first embodiment described above. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
- the restriction unit 435 restricts execution of the other control by executing one of the control by the first control unit 410 and the control by the second control unit 420.
- engine 100 when control for starting or stopping engine 100 is executed during execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300, engine 100 is started. Alternatively, before executing the control for stopping, the braking force due to regenerative braking is reduced at a predetermined rate of change.
- the rate of change in braking force due to regenerative braking is determined by the developer within the range of rate of change in braking force that can be realized by the brake system 300 based on the results of experiments and simulations, for example.
- ECU 170 the processing of ECU 170 will be described.
- the processing described below is repeatedly executed at a predetermined cycle.
- ECU 170 determines whether a condition for starting engine 100 or a condition for stopping engine 100 is satisfied. If the condition for starting engine 100 or the condition for stopping engine 100 is satisfied (YES in S500), the process proceeds to S502. Otherwise (NO in S500), this process ends.
- ECU 170 determines whether or not control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 is being executed. If control for decelerating the vehicle is being executed by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300 (YES in S502), the process proceeds to S504. If not (NO in S502), the process proceeds to S508.
- ECU 170 reduces the braking force of regenerative braking by second MG 120 at a predetermined rate of change.
- ECU 170 determines whether or not the braking force of regenerative braking by second MG 120 is equal to or less than a predetermined value. For example, when the electric power regenerated by second MG 120 is equal to or less than a threshold value, it is determined that the braking force of regenerative braking by second MG 120 is equal to or less than a predetermined value.
- ECU 170 executes control for performing either one of starting and stopping of engine 100. Therefore, engine 100 is started or stopped. When the conditions for starting engine 100 are satisfied, engine 100 is started. When the condition for stopping engine 100 is satisfied, engine 100 is stopped.
- control for starting or stopping engine 100 is executed during execution of control for decelerating the vehicle by regenerative braking by second MG 120 and braking by brake system 300.
- the braking force due to regenerative braking is reduced at a predetermined rate of change.
- engine 100 can be started or stopped in a situation where fluctuations in braking force due to regenerative braking can be offset by fluctuations in braking force due to braking system 300.
- the electric power regeneratively generated that is, when the braking force due to regenerative braking varies, the amount of variation of the braking force in the entire vehicle can be reduced and the behavior of the vehicle can be stabilized.
- 100 engine 110 1st MG, 120 2nd MG, 130 power split mechanism, 140 reducer, 150 battery, 160 front wheel, 170 ECU, 200 converter, 210 1st inverter, 220 2nd inverter, 230 DC / DC converter, 240 complement Machine battery, 242 auxiliary machine, 250 SMR, 300 brake system, 302 brake pedal, 304 master cylinder, 306 brake actuator, 307,308 pump, 311 caliper, 410 first control unit, 420 second control unit, 431, 432 433, 434, 435 Restriction section.
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Abstract
ハイブリッド車両は、エンジン(100)と、車輪との間でトルクが伝達されるように設けられた第2MG(120)と、摩擦力により車両に制動力を付与するブレーキシステム(300)と、エンジン(100)、電動モータ(120)および制動装置(300)を制御する制御ユニット(170)とを備える。制御ユニット(170)は、電動モータ(120)による回生制動および制動装置(300)による制動により車両を減速させるための制御を実行し、エンジン(100)の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行し、一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。
Description
本発明は、車両、車両の制御方法および制御装置に関し、特に、エンジンに加えて電動モータを駆動源として搭載したハイブリッド車において、エンジンおよび制動力を制御する技術に関する。
エンジンに加えて、駆動源として電動モータを搭載したハイブリッド車が知られている。ハイブリッド車は、電動モータにより運動エネルギを電気エネルギに変換する回生制動により減速することが可能である。特開2000-156901号公報(特許文献1)に記載されているように、回生制動と、一般的な、摩擦力を用いた制動装置による制動とを協調させた制御により、運転者が要求する減速度が得られる。
たとえばエンジンを始動する際、エンジンに連結された発電機などを用いてエンジンをクランキングするために消費電力が増大する。そのため、回生制動と制動装置による制動とを協調制御しているときにエンジンを始動すると、エンジンの始動に必要な電力を確保すべく、回生発電される電力が増大され得る。そのため、回生制動による制動力が増大され得る。さらに、車両全体として制動力を一定に維持すべく、回生制動による制動力の増大量に応じて、制動装置による制動力が低減される。逆に、エンジンを停止するときに、発電機などによりエンジンの運動エネルギを電気エネルギに変換すると、ハイブリッド車全体としての発電電力が増加する。そのため、回生制動と制動装置による制動とを協調制御しているときにエンジンを停止すると、バッテリなどへの充電電力が上限値を超えないように、回生発電される電力が減少され得る。よって、回生制動による制動力が減少され得る。さらに、車両全体として制動力を一定に維持すべく、回生制動による制動力の減少量に応じて、制動装置による制動力が増大される。
しかしながら、電動モータによる回生制動の応答性と制動装置による制動の応答性とは異なる。したがって、回生制動の制動力の変動を制動装置の制動力の変動により相殺するように、回生制動の制動力と制動装置の制動力とを同時に変化させた場合であっても、車両全体として得られる制動力が変動し得る。その結果、車両の挙動が乱れ得る。
本発明の目的は、車両の挙動を安定させることである。
車両は、エンジンと、車輪との間でトルクが伝達されるように設けられた電動モータと、摩擦力により車両に制動力を付与する制動装置と、エンジン、電動モータおよび制動装置を制御する制御ユニットとを備える。制御ユニットは、電動モータによる回生制動および制動装置による制動により車両を減速させるための第1の制御を実行し、エンジンの始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための第2の制御を実行し、第1の制御および第2の制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。
一方の制御の実行により、他方の制御の実行が制限される。これにより、両方の制御を同時に実行することを制限することができる。そのため、エンジンの始動または停止に起因して回生制動による制動力および制動装置による制動力が変動しないようにすることができる。また、回生制動による制動力の変動を制動装置による制動力の変動により相殺することができるように、回生制動による制動力を変化させてから、エンジンを始動または停止することができる。その結果、車両全体として得られる制動力の変動量を小さくし、車両の挙動を安定させることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
第1の実施の形態
図1を参照して、ハイブリッド車は、エンジン100と、第1MG(Motor Generator)110と、第2MG120と、動力分割機構130と、減速機140と、バッテリ150とを備える。
図1を参照して、ハイブリッド車は、エンジン100と、第1MG(Motor Generator)110と、第2MG120と、動力分割機構130と、減速機140と、バッテリ150とを備える。
この車両は、エンジン100および第2MG120のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。なお、第2MG120のみからの駆動力により走行する、シリーズ式のハイブリッド車を用いてもよい。
エンジン100、第1MG110および第2MG120は、動力分割機構130を介して接続されている。エンジン100が発生する動力は、動力分割機構130により、2経路に分割される。一方は減速機140を介して前輪160を駆動する経路である。もう一方は、第1MG110を駆動させて発電する経路である。
第1MG110は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第1MG110は、動力分割機構130により分割されたエンジン100の動力により発電する。第1MG110により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ150のSOC(State Of Charge)の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第1MG110により発電された電力はそのまま第2MG120を駆動させる電力となる。一方、バッテリ150のSOCが予め定められた値よりも低い場合、第1MG110により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ150に蓄えられる。
第1MG110が発電機として作用している場合、第1MG110は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン100の負荷となるようなトルクをいう。第1MG110が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第1MG110は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン100の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン100の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第2MG120についても同様である。
本実施の形態では、エンジン100を始動するための制御が実行されると、第1MG110がモータとして作用する。第1MG110により、エンジン100がクランキングされる。エンジン100を停止するための制御が実行されると、第1MG110は負のトルクを発生するために発電機として作用する。第1MG110によりエンジン100を停止するための制御では、クランク角が予め定められた角度になるように第1MG110が制御される。
第2MG120は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第2MG120は、バッテリ150に蓄えられた電力および第1MG110により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。
第2MG120は、車輪との間でトルクが伝達されるように設けられる。第2MG120のトルクは、減速機140を介して前輪160に伝えられる。これにより、第2MG120はエンジン100をアシストしたり、第2MG120からのトルクにより車両を走行させたりする。なお、前輪160の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。
ハイブリッド車の回生制動時には、減速機140を介して前輪160により第2MG120が駆動され、第2MG120が発電機として作動する。これにより第2MG120は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第2MG120により発電された電力は、バッテリ150に蓄えられる。
動力分割機構130は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第1MG110の回転軸に連結される。キャリアはエンジン100のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第2MG120の回転軸および減速機140に連結される。
エンジン100、第1MG110および第2MG120が、遊星歯車からなる動力分割機構130を介して連結されることで、エンジン100、第1MG110および第2MG120の回転数は、図2に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
エンジン100を始動するための制御が実行されると、図3に示すように、第1MG110によりエンジン100の回転数が上昇される。クランク角が予め定められた角度になるようにエンジン100を停止するための制御が実行されたときには、図4に示すように、第1MG110が発電機として作用することによりエンジン100の回転数が下げられる。なお、エンジン100を停止するための制御が開始されてからエンジン100が停止するまでの間に、第1MG110は発電し得る。第1MG110が発電した電力は、バッテリ150に充電される。
図1に戻って、バッテリ150は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ150の電圧は、たとえば200V程度である。バッテリ150には、第1MG110および第2MG120から供給される電力が充電される。
バッテリ150への充電電力は、充電電力制限値Win以下になるように制御される。充電電力制限値Winは、バッテリ150のSOCおよび温度などを含むパラメータに基づいて定められる、充電電力の上限値である。
エンジン100、第1MG110、第2MG120は、ECU(Electronic Control Unit)170により制御される。なお、ECU170は複数のECUに分割するようにしてもよい。
図5を参照して、ハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。ハイブリッド車には、コンバータ200と、第1インバータ210と、第2インバータ220と、DC/DCコンバータ230と、補機バッテリ240と、SMR(System Main Relay)250とが設けられる。
コンバータ200は、リアクトルと、二つのnpn型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、バッテリ150の正極側に一端が接続され、2つのnpn型トランジスタの接続点に他端が接続される。
2つのnpn型トランジスタは、直列に接続される。npn型トランジスタは、ECU170により制御される。各npn型トランジスタのコレクタ-エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
なお、npn型トランジスタとして、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。npn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いることができる。
バッテリ150から放電された電力を第1MG110もしくは第2MG120に供給する際、電圧がコンバータ200により昇圧される。逆に、第1MG110もしくは第2MG120により発電された電力をバッテリ150に充電する際、電圧がコンバータ200により降圧される。
コンバータ200と、第1インバータ210および第2インバータ220との間のシステム電圧VHは、電圧計180により検出される。電圧計180の検出結果は、ECU170に送信される。
第1インバータ210は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ-エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第1MG110の各コイルの中性点112とは異なる端部にそれぞれ接続される。
第1インバータ210は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第1MG110に供給する。また、第1インバータ210は、第1MG110により発電された交流電流を直流電流に変換する。
第2インバータ220は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ-エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第2MG120の各コイルの中性点122とは異なる端部にそれぞれ接続される。
第2インバータ220は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第2MG120に供給する。また、第2インバータ220は、第2MG120により発電された交流電流を直流電流に変換する。
DC/DCコンバータ230は、バッテリ150と、コンバータ200との間において、コンバータ200と並列に接続される。DC/DCコンバータ230は、直流電圧を降圧する。DC/DCコンバータ230から出力される電力は、補機バッテリ240に充電される。補機バッテリ240に充電された電力は、電動オイルポンプ等の補機242およびECU170に供給される。
SMR(System Main Relay)250は、バッテリ150とDC/DCコンバータ230との間に設けられる。SMR250は、バッテリ150と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。SMR250が開いた状態であると、バッテリ150が電気システムから遮断される。SMR250が閉じた状態であると、バッテリ150が電気システムに接続される。
すなわち、SMR250が開いた状態であると、バッテリ150が、DC/DCコンバータ230、補機バッテリ240、補機242およびECU170等から電気的に遮断される。SMR250が閉じた状態であると、バッテリ150から、DC/DCコンバータ230、補機バッテリ240、補機242およびECU170等への電力の供給が可能になる。
図6を参照して、ハイブリッド車に制動力を付与するブレーキシステム300について説明する。ブレーキペダル302は、マスターシリンダ304に連結されている。ブレーキペダル302を操作すると、ブレーキ操作量に応じた油圧がマスターシリンダ304で発生する。
マスターシリンダ304で発生した油圧は、ECU170により制御されるブレーキアクチュエータ306を介して各車輪に設けられたキャリパ311~314に供給される。すなわち、ブレーキペダル302が操作された場合は、マスターシリンダ304で発生した油圧をキャリパ311~314に供給するようにブレーキアクチュエータ306が制御される。各キャリパ311~314に油圧が供給されることにより、ブレーキパッドがディスクロータに押し付けられる。ブレーキパッドとディスクロータとの間の摩擦力により、車両に制動力が付与される。
各キャリパ311~314には、ブレーキペダル302の操作量に応じた油圧の他、ブレーキアクチュエータ306において発生した油圧が供給される。ブレーキアクチュエータ306は、ソレノイドバルブと、ポンプ307,308とを含む。
ソレノイドバルブの開閉が制御されることにより、ポンプ307,308で発生した油圧を各キャリパ311~314に供給したり、各キャリパ311~314から油圧を排出したりして、ブレーキ油圧、すなわちブレーキシステム300による制動力が制御される。各キャリパ311~314の作動量は油圧に応じた作動量になる。なお、油圧で作動するキャリパの代わりに、電力で作動するキャリパを設けるようにしてもよい。ディスクブレーキの代わりにドラムブレーキを用いてもよい。
ブレーキシステム300による制動は、第2MG120による回生制動と協調するように実行される。すなわち、本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行される。図7に示すように、運転者が要求する制動力、すなわちブレーキペダル302の踏み込み量に応じて定められる制動力に対して、回生制動による制動力の不足分を、ブレーキシステム300による制動力で補うように、第2MG120の制動力およびブレーキシステム300の制動力が協調される。回生制動による制動力のみで運転者が要求する制動力を満たすことができる場合には、ブレーキシステム300による制動力が零にされる。
回生制動による制動力、すなわち回生発電される電力は、車速およびバッテリ150のSOCなどに応じて定められる。回生発電される電力は、充電電力制限値Win以下になるように制御される。
ところで、図8に示すように、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行されているときに、エンジン100を始動すると、エンジン100をクランキングするために第1MG110により電力が消費される。エンジン100をクランキングするための電力を確保すべく、回生発電される電力が増大され得る。そのため、回生制動による制動力が増大され得る。さらに、車両全体として得られる制動力を一定に維持すべく、回生制動による制動力の増大量に応じて、ブレーキシステム300による制動力が低減される。
一方、図9に示すように、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行されているときに、エンジン100を停止すると、バッテリ150への充電電力が上限値を超えないように、第1MG110により発電される電力に応じて、回生発電される電力が減少され得る。そのため、回生制動による制動力が減少され得る。さらに、車両全体としての制動力を一定に維持すべく、回生制動による制動力の増大量に応じて、ブレーキシステム300による制動力が低減される。
しかしながら、第2MG120による回生制動の応答性と、油圧を用いたブレーキシステム300による制動の応答性とは異なる。したがって、図8,9に示すように、エンジン100を始動または停止させるための制御を実行しているT1~T2もしくはT3~T4までの間において、車両全体としての制動力が変動し得る。その結果、車両の挙動が乱れ得る。
そこで、本実施の形態においては、後述するように、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が制限される。
図10を参照して、ECU170の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
ECU170は、第1制御部410と、第2制御部420と、制限部431とを含む。第1制御部410は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を実行する。より具体的には、運転者が要求する制動力、すなわちブレーキペダル302の踏み込み量に応じて定められる制動力に対して、回生制動による制動力の不足分を、ブレーキシステム300による制動力で補うように、第2MG120の制動力およびブレーキシステム300の制動力が協調される。
第2制御部420は、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行する。エンジン100を始動するための制御が実行されると、第1MG110により、エンジン100がクランキングされる。その結果、第1MG110によりエンジン100の回転数が上昇される。エンジン100を停止するための制御が実行されたときには、第1MG110が発電機として作用することによりエンジン100の回転数が下げられる。
たとえば、図11に示すように、第1MG110の回転数が下限値以下になったという条件が満たされた場合、エンジン100を始動するための制御が実行される。また、車速がしきい値以上になったという条件が満たされた場合、アクセル開度に応じて定められる目標パワーよりも、第2MG120が出力可能なパワーが低いという条件が満たされた場合、ハイブリッド車内の暖房がオンにされ、かつエンジン100の水温がしきい値より低いという条件が満たされた場合、触媒の暖機が必要であると判定された場合およびバッテリ150のSOCがしきい値以下になったという条件が満たされた場合などに、エンジン100を始動するための制御が実行される。
一方、図12に示すように、第1MG110の回転数が上限値以上になったという条件が満たされた場合、エンジン100を停止するための制御が実行される。また、停車したという条件が満たされた場合およびアクセル開度に応じて定められる目標パワーよりも、第2MG120が出力可能なパワーが高いという条件が満たされた場合などに、エンジン100を停止するための制御が実行される。
なお、エンジン100を始動するための制御を実行するための条件およびエンジン100を停止するための制御を実行するための条件は、これらに限らない。エンジン100を始動するための制御を実行するための条件およびエンジン100を停止するための制御を実行するための条件は、ハイブリッド車に求められる事項を勘案して適宜定められる。
図10に戻って、制限部431は、第1制御部410による制御および第2制御部420による制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。本実施の形態においては、第1制御部410による制御の実行中は、第2制御部420による制御の実行が禁止される。すなわち、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が禁止される。
図13を参照して、ECU170が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、予め定められた周期で繰り返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU170は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を実行中であるか否かを判断する。第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を実行中であると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS104に移される。
S102にて、ECU170は、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を禁止する。S104にて、ECU170は、通常制御を実行する。すなわち、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御の実行を許可する。したがって、予め定められた条件が満たされると、エンジン100が始動または停止される。
以上のように、本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が禁止される。これにより、エンジン100の始動または停止に起因した制動力の変動を防ぐことができる。そのため、車両の挙動を安定させることができる。
第2の実施の形態
以下、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、優先度の低い要求に基づく、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が制限される。
以下、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、優先度の低い要求に基づく、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が制限される。
図14を参照して、ECU170の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。第1制御部410および第2制御部420は、前述の第1の実施の形態と同じである。そのため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
制限部432は、第1制御部410による制御および第2制御部420による制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。本実施の形態においては、第1制御部410による制御の実行中に、第2制御部420による制御を実行するための第1条件が満たされた場合、第2制御部420による制御の実行が禁止される。すなわち、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中に第1条件が満たされた場合は、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が禁止される。
一方、第1制御部410による制御の実行中に、第1条件とは異なる、第2制御部420による制御を実行するための第2の条件が満たされた場合、第2制御部420による制御が実行される。すなわち、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中に第2条件が満たされた場合は、エンジン100を始動または停止するための制御が実行される。
第1条件の優先度は、第2条件の優先度に比べて低く定められる。第1条件は、たとえば、ハイブリッド車内の暖房性能を確保するためにエンジン100の始動を要求するように定められた条件、および燃費を向上するためにエンジン100の停止を要求するように定められた条件を含む。より具体的には、第1条件は、ハイブリッド車内の暖房がオンにされ、かつエンジン100の水温がしきい値より低いという条件、停車したという条件およびアクセル開度に応じて定められる目標パワーよりも、第2MG120が出力可能なパワーが高いという条件などを含む。なお、第1条件はこれらに限らない。
第2条件は、たとえば部品を保護するために(第1MG110の過回転を防止するために)エンジン100の始動または停止を要求するように定められた条件および車両の駆動力を確保するためにエンジン100の始動を要求するように定められた条件を含む。より具体的には、第2条件は、第1MG110の回転数が下限値以下になったという条件、アクセル開度に応じて定められる目標パワーよりも、第2MG120が出力可能なパワーが低いという条件および第1MG110の回転数が上限値以上になったという条件を含む。なお、第2条件はこれらに限らない。
図15を参照して、ECU170の処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、予め定められた周期で繰り返し実行される。第1の実施の形態と同じ処理には、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
S200にて、ECU170は、エンジン100を始動または停止するための第2条件が満たされたか否かを判断する。第2の条件が満たされると(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、処理はS204に移される。
S202にて、ECU170は、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行する。エンジン100を始動するための条件が満たされた場合は、エンジン100を始動するための制御が実行される。エンジン100を停止するための条件が満たされた場合は、エンジン100を停止するための制御が実行される。
S204にて、ECU170は、エンジン100を始動または停止するための第1条件が満たされたか否かを判断する。第1条件が満たされると(S204にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S204にてNO)、この処理は終了する。
以上のように、本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であると、優先度の低い要求に基づく、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が禁止される。これにより、エンジン100の始動または停止に起因した制動力の変動を防ぐことができる。そのため、車両の挙動を安定させることができる。一方、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中であっても、優先度の高い要求に基づく、エンジン100を始動または停止するための制御が実行される。これにより、優先度の高い制御を確実に実行することができる。
第3の実施の形態
以下、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、回生制動による制動力が予め定められた値以上である場合は、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が制限される。
以下、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、回生制動による制動力が予め定められた値以上である場合は、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が制限される。
図16を参照して、ECU170の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。第1制御部410および第2制御部420は、前述の第1の実施の形態と同じである。そのため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
制限部433は、第1制御部410による制御および第2制御部420による制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。本実施の形態においては、第1制御部410による制御の実行中において、第2MG120による回生制動の制動力が予め定められた値以上である場合、第2制御部420による制御の実行が禁止される。すなわち、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、第2MG120による回生制動の制動力が予め定められた値以上である場合は、エンジン100を始動または停止するための制御の実行が禁止される。より具体的には、エンジン100を停止するための制御の実行が禁止される。
たとえば、回生発電される電力が、充電電力制限値Winからエンジン100を停止させるための制御を実行することにより発電される電力を減算した値以上であると、第2MG120による回生制動の制動力が予め定められた値以上であると判断される。エンジン100を停止させるための制御を実行することにより発電される電力は、たとえば、実験およびシミュレーションなどに基づいて開発者により予め測定される。
図17を参照して、ECU170の処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、予め定められた周期で繰り返し実行される。第1の実施の形態と同じ処理には、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
S300にて、ECU170は、第2MG120による回生制動の制動力が予め定められた値以上であるか否かを判断する。第2MG120による回生制動の制動力が予め定められた値以上であると(S300にてYES)、処理はS302に移される。もしそうでないと(S300にてNO)、処理はS104に移される。
S302にて、ECU170は、エンジン100を停止するための制御を禁止する。なお、エンジン100を停止するための制御に加えて、エンジン100を始動するための制御を禁止するようにしてもよい。
以上のように、本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御が実行中において、回生制動による制動力が予め定められた値以上である場合は、エンジン100を停止するための制御の実行が禁止される。回生制動による制動力が予め定められた値より小さい場合は、エンジン100を停止するための制御の実行が許可される。これにより、ハイブリッド車において発電される電力が、バッテリ150に充電可能な電力の最大値より大きくなり難くすることができる。そのため、回生発電される電力を低減しなくてもよい。その結果、制動力の変動を防ぐことができる。
第4の実施の形態
以下、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、エンジン100を始動または停止するための制御が実行中であると、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行が制限される。
以下、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、エンジン100を始動または停止するための制御が実行中であると、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行が制限される。
図18を参照して、ECU170の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。第1制御部410および第2制御部420は、前述の第1の実施の形態と同じである。そのため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
制限部434は、第1制御部410による制御および第2制御部420による制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。本実施の形態においては、第2制御部420による制御の実行中に、第1制御部410による制御の実行が禁止される。すなわち、エンジン100を始動または停止するための制御の実行中は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行が禁止される。
図19を参照して、ECU170の処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、予め定められた周期で繰り返し実行される。
S400にて、ECU170は、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行中であるか否かを判断する。エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行中であると(S400にてYES)、処理はS402に移される。もしそうでないと(S400にてNO)、処理はS404に移される。
S402にて、ECU170は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を禁止する。S404にて、ECU170は、通常制御を実行する。すなわち、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行を許可する。したがって、ブレーキペダル302に操作量に応じて、第2MG120による回生制動の制動力およびブレーキシステム300による制動力が制御される。
以上のように、本実施の形態においては、エンジン100を始動または停止するための制御が実行中であると、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行が禁止される。これにより、エンジン100の始動または停止に起因した制動力の変動を防ぐことができる。そのため、車両の挙動を安定させることができる。
第5の実施の形態
以下、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態では、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する場合、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する前に、回生制動による制動力が予め定められた変化率で低減される。
以下、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態では、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する場合、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する前に、回生制動による制動力が予め定められた変化率で低減される。
図20を参照して、ECU170の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。第1制御部410および第2制御部420は、前述の第1の実施の形態と同じである。そのため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
制限部435は、第1制御部410による制御および第2制御部420による制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する。本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する場合、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する前に、回生制動による制動力が予め定められた変化率で低減される。
回生制動による制動力の変化率は、たとえば実験およびシミュレーションなどの結果に基づき、開発者により、ブレーキシステム300が実現できる、制動力の変化率の範囲内で定められる。
図21を参照して、ECU170の処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、予め定められた周期で繰り返し実行される。
S500にて、ECU170は、エンジン100を始動するための条件またはエンジン100を停止するための条件が満たされたか否かを判断する。エンジン100を始動するための条件またはエンジン100を停止するための条件が満たされると(S500にてYES)、処理はS502に移される。もしそうでないと(S500にてNO)、この処理は終了する。
S502にて、ECU170は、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を実行中であるか否かを判断する。第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御を実行中であると(S502にてYES)、処理はS504に移される。もしそうでないと(S502にてNO)、処理はS508に移される。
S504にて、ECU170は、第2MG120による回生制動の制動力を、予め定められた変化率で低減する。
S506にて、ECU170は、第2MG120による回生制動の制動力が、予め定められた値以下であるか否かを判断する。たとえば、第2MG120により回生発電される電力がしきい値以下であると、第2MG120による回生制動の制動力が、予め定められた値以下であると判断される。
第2MG120による回生制動の制動力が、予め定められた値以下であると(S506にてYES)、処理はS508に移される。もしそうでないと(S506にてNO)、処理はS504に戻される。
S508にて、ECU170は、エンジン100の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための制御を実行する。したがって、エンジン100が始動または停止される。エンジン100を始動するための条件が満たされた場合には、エンジン100が始動される。エンジン100を停止するための条件が満たされた場合には、エンジン100が停止される。
以上のように、本実施の形態においては、第2MG120による回生制動およびブレーキシステム300による制動により車両を減速させるための制御の実行中において、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する場合、エンジン100を始動または停止するための制御を実行する前に、回生制動による制動力が予め定められた変化率で低減される。これにより、回生制動による制動力の変動をブレーキシステム300による制動力の変動により相殺することができる状況下で、エンジン100を始動または停止することができる。その結果、回生発電される電力、すなわち回生制動による制動力が変動した場合であっても、車両全体での制動力の変動量を小さくし、車両の挙動を安定させることができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 エンジン、110 第1MG、120 第2MG、130 動力分割機構、140 減速機、150 バッテリ、160 前輪、170 ECU、200 コンバータ、210 第1インバータ、220 第2インバータ、230 DC/DCコンバータ、240 補機バッテリ、242 補機、250 SMR、300 ブレーキシステム,302 ブレーキペダル、304 マスターシリンダ、306 ブレーキアクチュエータ、307,308 ポンプ、311 キャリパ、410 第1制御部、420 第2制御部、431,432,433,434,435 制限部。
Claims (8)
- エンジン(100)と、
車輪との間でトルクが伝達されるように設けられた電動モータ(120)と、
摩擦力により車両に制動力を付与する制動装置(300)と、
前記エンジン(100)、前記電動モータ(120)および前記制動装置(300)を制御する制御ユニット(170)とを備え、
前記制御ユニット(170)は、
前記電動モータ(120)による回生制動および前記制動装置(300)による制動により車両を減速させるための第1の制御を実行し、
前記エンジン(100)の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための第2の制御を実行し、
前記第1の制御および前記第2の制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限する、車両。 - 前記制御ユニット(170)は、前記第1の制御の実行中は、前記第2の制御の実行を禁止する、請求の範囲1に記載の車両。
- 前記制御ユニット(170)は、
予め定められた第1の条件が満たされた場合、および前記第1の条件とは異なる第2の条件が満たされた場合に、前記第2の制御を実行し、
前記第1の制御の実行中に前記第1の条件が満たされた場合は、前記第2の制御の実行を禁止し、
前記第1の制御の実行中に前記第2の条件が満たされた場合は、前記第2の制御を実行する、請求の範囲1に記載の車両。 - 前記制御ユニット(170)は、前記第1の制御の実行中において回生制動による制動力が予め定められた値よりも大きい場合は、前記第2の制御の実行を禁止する、請求の範囲1に記載の車両。
- 前記制御ユニット(170)は、前記第2の制御の実行中は、前記第1の制御の実行を禁止する、請求の範囲1に記載の車両。
- 前記制御ユニット(170)は、前記第1の制御の実行中に前記第2の制御を実行する場合、前記第2の制御を実行する前に、回生制動による制動力を予め定められた変化率で低減する、請求の範囲1に記載の車両。
- エンジン(100)と、車輪との間で駆動力が伝達されるように設けられた電動モータ(120)と、摩擦力により車両に制動力を付与する制動装置(300)とを備えた車両の制御方法であって、
前記電動モータ(120)による回生制動および前記制動装置(300)による制動により車両を減速させるための第1の制御を実行するステップと、
前記エンジン(100)の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための第2の制御を実行するステップと、
前記第1の制御および前記第2の制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限するステップとを備える、車両の制御方法。 - エンジン(100)と、車輪との間で駆動力が伝達されるように設けられた電動モータ(120)と、摩擦力により車両に制動力を付与する制動装置(300)とを備えた車両の制御方法であって、
前記電動モータ(120)による回生制動および前記制動装置(300)による制動により車両を減速させるための第1の制御を実行するための手段(410)と、
前記エンジン(100)の始動および停止のうちのいずれか一方を行なうための第2の制御を実行するための手段(420)と、
前記第1の制御および前記第2の制御のうちの一方の制御の実行により、他方の制御の実行を制限するための手段(431,432,433,434,435)とを備える、車両の制御装置。
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