JP2003333705A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】車両の運転者の意思に応じた車両走行を可能と
する車両制御装置を提供すること。 【解決手段】 エンジン２及びモータ３を搭載したハイ
ブリッド車両に設置される車両制御装置１であって、モ
ータ３に電力を供給するバッテリ５と、そのバッテリ５
の充電量に応じてエンジン２を駆動させて発電を行うジ
ェネレータ９とを備えて構成され、ＥＶ走行中にエンジ
ン２を駆動させて発電を行う場合には、ＥＶ走行中でな
い場合に比べ発電目標値を低下させてエンジン２の駆動
を行う。これにより、エンジン出力が制限され、運転者
の意思に応じた走行が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の制御を行う車両制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイブリッド車両の制御装置とし
ては、特開２０００−２０４９９６号公報に記載される
ように、エンジン及びモータの少なく一方を駆動させる
複数のモードを設定可能としたハイブリッド車両の制御
装置であって、車両の運転者又は車両点検の作業者など
が操作可能なマニュアルカットスイッチを備えたものが
知られている。この制御装置は、運転者などがマニュア
ルカットスイッチを操作することにより、運転者などの
意思によりエンジンの駆動を禁止又は抑制させることを
可能とするものである。このような制御装置を備えたハ
イブリッド車両によれば、車両走行時に適宜マニュアル
カットスイッチを操作して、運転者の意思によりモータ
駆動による走行（ＥＶ走行）を行うことも可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た制御装置にあっては、運転者などの意思通りに車両走
行が行えない場合がある。例えば、運転者のスイッチ操
作によりＥＶ走行を行っているときに、モータに電力供
給を行っているバッテリの充電量が低下すると、それを
補うためにエンジンを駆動させて発電しバッテリ充電を
行う必要がある。この場合、静寂に走行したいという運
転者の意思に反して、エンジンが駆動され、運転者の意
思に沿わない車両走行となってしまう。

【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
するためになされたものであって、車両の運転者の意思
に応じた車両走行を可能とする車両制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
車両制御装置は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関
及び電動機の一方又は双方の駆動力により走行する車両
に設置される車両制御装置であって、電動機に電力を供
給する蓄電手段と、蓄電手段の充電量に応じて内燃機関
を駆動させて発電を行う発電手段と、を備えて構成さ
れ、車両が所定の走行状態であるときに内燃機関を駆動
させて発電手段の発電を行う場合には、車両が所定の走
行状態でないときに比べ発電手段の発電目標値を低下さ
せて内燃機関の駆動を行うことを特徴とする。

【０００６】また本発明に係る車両制御装置は、発電目
標値の上限値を設けることにより、発電目標値を低下さ
せて内燃機関の駆動を行うことが望ましい。また、本発
明に係る車両制御装置は、所定の走行状態が内燃機関の
駆動が制限されて車両走行している状態であることが望
ましい。また、所定の走行状態が車両において電動機の
駆動による走行が優先されている状態であることが望ま
しい。例えば、車両の運転者のスイッチ操作によって、
電動機の駆動による走行が優先されている状態である。
更に、所定の走行状態が車両が所定の地域を走行してい
る状態であることが望ましい。

【０００７】これらの発明によれば、内燃機関の駆動が
制限されるなどの所定の走行状態であるときに内燃機関
を駆動させて発電を行う場合には、その所定の走行状態
でないときに比べ発電手段の発電目標値を低下させて内
燃機関の駆動が行われる。このため、内燃機関の出力を
抑制することができ、内燃機関の駆動を制限し電動機の
駆動走行を優先するという運転者の意思に応じた車両走
行が可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【０００９】図１は本実施形態に係る車両制御装置の構
成概要図である。

【００１０】図１に示すように、本実施形態に係る車両
制御装置１は、エンジン２及びモータ３を搭載してエン
ジン２又はモータ３の駆動により走行可能なハイブリッ
ド車両に設置されている。モータ３は、バッテリ５から
電力供給を受けて駆動する電動機であり、減速機６を介
して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を
伝達する。エンジン２は、動力分配機構８及び減速機６
を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動
力を伝達する。動力分配機構８としては、例えば遊星歯
車機構が用いられる。

【００１１】動力分配機構８には、ジェネレータ９が接
続されている。ジェネレータ９は、エンジン２又は駆動
輪７の駆動力を受けて発電する発電手段として機能す
る。ジェネレータ９及びモータ３は、インバータ１０を
介してバッテリ５に対し電気的に接続されている。ジェ
ネレータ９により発電された交流電力は、インバータ１
０により直流変換されてバッテリ５に充電される。この
とき、バッテリ５は、ジェネレータ９が発電した電力を
蓄電しモータ３に電力供給する蓄電手段として機能す
る。バッテリ５の直流電力は、インバータ１０により交
流変換されてモータ３に供給され、その交流電力の供給
によりモータ３が駆動する。

【００１２】車両制御装置１が設置される車両として
は、上述したようなハイブリッド車両に限られるもので
はなく、内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力
により走行可能なものであれば、モータとジェネレータ
の双方の機能を備えるモータジェネレータを搭載するも
のでもよい。また、車両制御装置１が設置される車両
は、車輪駆動をモータで行いエンジンをジェネレータへ
の電力供給源として用いるシリーズタイプ、エンジンと
モータの双方で車輪を駆動可能としたパラレルタイプな
ど、いずれのタイプのものであってもよい。

【００１３】車両制御装置１には、エンジンＥＣＵ２
０、ハイブリッドＥＣＵ３０及びモータＥＣＵ４０が設
けられている。エンジンＥＣＵ２０は、ハイブリッドＥ
ＣＵ３０からの駆動要求に従い、エンジン２のスロット
ル開度指令信号を出力する制御器である。モータＥＣＵ
４０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従
い、インバータ１０を通じてモータ３の駆動信号を出力
する制御器であり、インバータ１０と接続されている。

【００１４】ハイブリッドＥＣＵ３０は、アクセル開
度、車速などから必要なエンジン出力、モータトルクな
どを演算し、エンジンＥＣＵ２０、モータＥＣＵ４０に
駆動要求信号を出力し、エンジン２及びモータ３の駆動
を制御する制御器である。また、ハイブリッドＥＣＵ３
０は、バッテリ５の充電量、即ちＳＯＣ（State of Cha
rge）を所定の目標値に保つように制御する制御器とし
て機能する。例えば、バッテリ５のＳＯＣを検出し、そ
のＳＯＣが目標値となるように適宜エンジン出力を調整
して発電を行い、その発電電力によってバッテリ５を充
電してＳＯＣを制御する。

【００１５】なお、図１では、エンジンＥＣＵ２０、ハ
イブリッドＥＣＵ３０、モータＥＣＵ４０がそれぞれ別
体に設けられているが、これらの全部又は一部が一体に
構成されていてもよい。

【００１６】車両には、ＥＶ（Electric Vehicle）走行
スイッチ５１が設置されている。ＥＶ走行スイッチ５１
は、車両の運転者の意思によりモータ走行を可能とする
スイッチである。このＥＶ走行スイッチ５１が運転者に
よりオンされることにより、車両がＥＶ走行モードとな
り、モータ３の駆動によるモータ走行（ＥＶ走行）が可
能となる。すなわち、ＥＶ走行スイッチ５１のオンによ
り、車両が強制的にＥＶ走行モード（モータ３のみの駆
動力により走行するモード）となる。これにより、通常
ではエンジン２が作動すべき状態であっても、強制的に
エンジン２が停止され、それと同時にモータ３が駆動し
て車両走行が行われる。

【００１７】次に本実施形態に係る車両制御装置の動作
を説明する。

【００１８】図２は、本実施形態に係る車両制御装置１
の動作を示すフローチャートである。図２における処理
は、例えば、車両のイグニッションオン後にハイブリッ
ドＥＣＵ３０によって行われる。Ｓ１０に示すように、
発電要求量（ＰＣＨＧ）の算出が行われる。発電要求量
は、バッテリ５に充電するために必要な発電量であり、
バッテリ５のＳＯＣに応じて算出される。例えば、予め
設定される目標ＳＯＣから現在のＳＯＣを減じた値に基
づいて、発電要求量が算出される。また、目標ＳＯＣか
ら現在のＳＯＣを減じた値が大きいほど、発電要求量が
大きくなるように設定される。

【００１９】そして、Ｓ１２に移行し、エンジン駆動制
限条件が成立しているか否かが判断される。エンジン駆
動制限条件が成立している場合とは、例えばＥＶ走行ス
イッチ５１がオンされている場合である。この場合、エ
ンジン２が強制的に駆動停止され、優先的にモータ３を
駆動して車両走行が行われる。

【００２０】Ｓ１２にてエンジン駆動制限条件が成立し
ていないと判断されたときには、Ｓ１６に移行する。一
方、Ｓ１２にてエンジン駆動制限条件が成立していると
判断されたときには、エンジン２を駆動することが運転
者の意思に沿わないことになることから、Ｓ１４に移行
し、発電要求量制限処理が行われる。

【００２１】発電要求量制限処理は、Ｓ１０にてバッテ
リ５の目標ＳＯＣ及び現在のＳＯＣに従って算出された
発電要求量に対し、所定の制限を加える処理である。例
えば、発電要求量制限処理として、発電要求量制限値
（ＰＣＭＸ）とＳ１０にて算出された発電要求量（ＰＣ
ＨＧ）とが比較され、それらのうち小さい方の値が発電
要求量（発電目標値）としてセットされる。これによ
り、発電要求量が発電要求量制限値（ＰＣＭＸ）より大
きい値となることを防止できる。発電要求量制限値は、
予め設定される発電要求量の上限値である。

【００２２】そして、Ｓ１６に移行し、エンジン出力が
算出される。エンジン出力は、走行要求量とＳ１４にて
セットされた発電要求量との和に基づいて、算出され
る。走行要求量は、車両走行において要求されるエンジ
ン出力量であり、アクセル開度、車速などにより算出さ
れる。Ｓ１６のエンジン出力算出後、制御処理を終了す
る。

【００２３】以上のように、本実施形態に係る車両制御
装置１によれば、ＥＶ走行スイッチ５１がオンされるな
どしてエンジン駆動制限条件が成立しているときにエン
ジン２を駆動させてジェネレータ９の発電を行う場合に
は、ジェネレータ９の発電目標値（発電要求量）の上限
値を設け、エンジン駆動制限条件が成立していないとき
に比べ発電目標値を低下させる。これにより、エンジン
２の出力が抑制される。従って、エンジン駆動を制限す
るという運転者の意思に応じた車両走行が行える。

【００２４】例えば、図３に示すように、郊外を走行し
ているときにはエンジン２又はモータ３を適宜駆動する
通常走行を行い、その後、住宅地を走行するときにはエ
ンジン駆動を制限するＥＶ走行を行おうとする場合につ
いて説明する。

【００２５】図３において、郊外における通常走行時に
は、バッテリ５のＳＯＣは５０％の目標ＳＯＣに維持さ
れる。その後、住宅地に入ったときには、ＥＶスイッチ
５１がオンされて、エンジン２が停止状態にされ、か
つ、モータのみのよって駆動されるＥＶ走行とされる。
これにより、バッテリ５のＳＯＣは徐々に減少してい
く。その際、住宅地でのＥＶ走行が長距離であると、Ｓ
ＯＣが使用下限値（例えば、ＳＯＣ４５％）に達し、バ
ッテリ５を充電すべくエンジン駆動による発電が開始さ
れる。

【００２６】このとき、バッテリ５のＳＯＣが目標ＳＯ
Ｃに対し大きく低下しているため、現実のＳＯＣと目標
ＳＯＣのみに基づいて発電及びバッテリ充電を行うとす
ると、図３の破線Ａで示すように、急速な発電が行われ
ることとなり、エンジン出力が増大なものとなって静粛
な車両走行が行えない。

【００２７】これに対し、本実施形態に係る車両制御装
置によれば、ＥＶスイッチ５１がオンされているように
エンジン駆動制限が設定されているときには、エンジン
の出力が制限されるため、緩やかに発電及び充電が行わ
れ（図３の実線Ｂ）、エンジン２の駆動により発生する
騒音を低下させることができ、静粛な車両走行が可能と
なる。また、エンジン２の駆動により発生する排気ガス
の低減が図れる。

【００２８】本実施形態に係る車両制御装置１は、ＥＶ
走行スイッチ５１などを有し運転者の意思によりＥＶ走
行が行える車両に設置される場合に、特に有用なものと
なる。例えば、運転者の意思によりＥＶ走行が行われる
と、バッテリ５のＳＯＣが目標ＳＯＣに対し大きく下回
る場合がある。このような場合には、ＥＶ走行スイッチ
５１がオンである状況でも停止していたエンジン２を駆
動させて発電を行う必要があるが、発電時のエンジン出
力が制限されるため、静粛に車両走行させたいという運
転者の意思に沿った車両走行が実現でき、非常に有用と
なる。

【００２９】なお、本実施形態では、車両の所定の走行
状態として、ＥＶ走行モードとなる場合について説明し
たが、本発明に係る車両制御装置はこのようなものに限
られるものではなく、所定の走行状態として、車両が所
定の地域、例えば市街地を走行する場合に適用してもよ
い。例えば、図２のＳ１２において、エンジン駆動制限
条件成立判断として、ナビゲーションシステムからの情
報などにより車両の走行地域が市街地であるか否かを判
断し、市街地を走行しているときにはＳ１４のごとく発
電要求量を制限すればよい。この場合であっても、前述
の車両制御装置と同様に、エンジン駆動を制限するとい
う運転者の意思に応じた車両走行が可能となる。

【００３０】また、所定の走行状態として、車両が急加
速している場合、登板走行している場合に、本発明に係
る車両制御装置を適用してもよい。例えば、図２のＳ１
２において、エンジン駆動制限条件成立判断に代えて、
車両が急加速しているか又は登板走行しているか否かを
判断し、そのような走行をしているときには、Ｓ１４の
ごとく発電要求量を制限する。この場合、発電要求量を
制限することにより、走行動力としてエンジン出力をよ
り多く用いることができ、急加速や登板走行しようとす
る運転者の意思に応じた適切な車両走行が可能となる。

【００３１】また、所定の走行状態として、バッテリ５
の温度が所定以上の高温であるときに車両走行している
場合に適用してもよい。例えば、図２のＳ１２におい
て、バッテリ５の温度が予め設定された所定以上の温度
であるか否かを判断し、所定以上の温度であるときに
は、Ｓ１４のごとく発電要求量を制限する。この場合、
発電要求量を制限することにより、高温時におけるバッ
テリ５の過充電が防止され、バッテリ５の保護が図れ
る。

【００３２】更に、上述した実施形態では、ＥＶ走行ス
イッチ５１がオンされたときにＥＶ走行モードとなる場
合について説明したが、本発明に係る車両制御装置はそ
のようなものに限られるものではなく、運転者の指示に
よりＥＶ走行モードの設定が行えるものであれば、その
他のスイッチ、ボタンなどの操作、音声入力等によって
ＥＶ走行モードとするものであってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両の運転者の意思に応じた車両走行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置の構成図
である。

【図２】図１の車両制御装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図３】図１の車両制御装置におけるバッテリ充電を示
す説明図である。

【符号の説明】 １…車両制御装置、２…エンジン（内燃機関）、３…モ
ータ（電動機）、５…バッテリ（蓄電手段）、９…ジェ
ネレータ（発電手段）、２０…エンジンＥＣＵ、３０…
ハイブリッドＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ、５１…ＥＶ
走行スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AA16 BA32 DA06 DB05 EB09 EC02 FA11 5H115 PC06 PG04 PI22 PI29 PO01 PO17 PU08 PU28 PV09 RE02 RE03 SE02 SE06 SJ11 TE02 TE03 TE05 TI02 TO21 TR19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関及び電動機を搭載し前記内燃機
   関及び前記電動機の一方又は双方の駆動力により走行す
   る車両に設置される車両制御装置であって、 前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、 前記蓄電手段の充電量に応じて前記内燃機関を駆動させ
   て発電を行う発電手段と、を備えて構成され、 前記車両が所定の走行状態であるときに前記内燃機関を
   駆動させて前記発電手段の発電を行う場合には、前記車
   両が前記所定の走行状態でないときに比べ前記発電手段
   の発電目標値を低下させて前記内燃機関の駆動を行うこ
   と、を特徴とする車両制御装置。
2. 【請求項２】 前記発電目標値の上限値を設けることに
   より、前記発電目標値を低下させて前記内燃機関の駆動
   を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記所定の走行状態は、前記内燃機関の
   駆動が制限されて車両走行している状態であること特徴
   とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 【請求項４】 前記所定の走行状態は、前記車両におい
   て前記電動機の駆動による走行が優先されている状態で
   あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   車両制御装置。
5. 【請求項５】 前記所定の走行状態は、前記車両の運転
   者のスイッチ操作によって前記電動機の駆動による走行
   が優先されている状態であることを特徴とする請求項４
   に記載の車両制御装置。
6. 【請求項６】 前記所定の走行状態は、前記車両が所定
   の地域を走行している状態であることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の車両制御装置。