JP2004100680A - ハイブリッド電気自動車のエンジン制御システム及び制御方法 - Google Patents

ハイブリッド電気自動車のエンジン制御システム及び制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ハイブリッド電気自動車で、アイドルストップ状態を維持するのが好ましいにもかかわらず、アイドルストップ状態が解除され、不必要に燃料が消費されることを防ぐ。
【解決手段】エンジン；前記エンジンの一側に結合されるモーター；及び車両作動条件を示す一つ以上の信号を受信し、それに基づいて前記エンジンとモーターの作動を制御する制御部；を含み、前記制御部は、前記一つ以上の信号に基づいて、設定されたアイドルストップ条件が満たされるかを判断する段階；前記設定されたアイドルストップ条件が満たされたと判断されれば、アイドルストップ状態に進入する段階；及び前記アイドルストップ状態でリバースレンジオン信号が検出される場合に、前記リバースレンジオン信号が設定された時間持続されればアイドルストップ状態を解除する段階；を含む制御ロジックを実行するようにプログラムする。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法及びそのシステムに係り、より詳しくは、燃料節減のために設定された運転条件ではアイドルストップ解除を排除する制御方法及びそのシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大部分の車両は動力源を提供する内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ）を備え、このような内燃機関は高い回転数で最適に作動するのが一般的である。その結果、エンジン回転数の低い領域ではエンジンが最適状態で作動しなくなり、多量の排気ガスが放出される。
【０００３】
このような問題を解決するために、全ての作動条件で効果的に作動する動力システムが開発されており、その努力の一つとしてハイブリッド電気自動車が多様に開発されている。
先行技術としては特開２００２−２２１０６４号公報がある。
【０００４】
一般にハイブリッド電気自動車は、車両を駆動するための動力源としてエンジンと共にモーターを備えている。
【０００５】
このようなハイブリッド電気自動車はモーターとエンジンの駆動力を適切に使用することによって、ハイブリッド電気自動車のエンジンは高い燃費及び少ない排気ガス排出量を達成できるエンジン回転数領域で作動することができるようになる。つまり、ハイブリッド電気自動車は既存の自動車に比べて、燃料低減及び排気ガス低減を同時に達成することができる。
【０００６】
前記のようなハイブリッド電気自動車は、あらかじめ設定された運転条件下ではエンジンの作動が停止（以下、“アイドルストップ”という）するように考案されており、これによって燃料消費量をさらに低減することができる。
【０００７】
即ち、車速、エンジン温度、ブレーキペダル踏込み状態及び加速ペダル踏込み状態などを考慮した車両運転条件があらかじめ設定された条件（アイドルストップ条件）を満たした場合に、アイドルストップ状態となるように制御して燃料節減を図る。
【０００８】
通常のハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法においては、現在の変速レンジがリバースレンジ（以下、“Ｒレンジ”という）である場合に、アイドルストップ状態が解除されるように制御するのが一般的である。
【０００９】
このように、常にＲレンジではアイドルストップ状態が解除されるように制御する場合、アイドルストップ状態で変速レンジを走行レンジ（以下、“Ｄレンジ”という）からパーキングレンジ（以下、“Ｐレンジ”という）に変換しようとすればＲレンジを経るので、アイドルストップ状態が解除されることになる。その反対の場合も同様である。
【００１０】
即ち、通常の自動変速機の場合にＰレンジとＤレンジの間にＲレンジが位置するため、アイドルストップ条件が満たされた状態でＰレンジとＤレンジとの間の切換えが行われる場合には、アイドルストップ解除後に再びアイドルストップへ復帰する過程を経る。
【００１１】
しかし、このような場合にアイドルストップ状態を維持するのが好ましいにもかかわらず、瞬間的にアイドルストップ状態が解除されるような制御をすることによって不必要な燃料消耗が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述したような課題を解決するためになされたものであって、ハイブリッド電気自動車のアイドルストップ状態でＲレンジ信号が検出される場合でも、一定の条件ではアイドルストップ状態を維持するハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車エンジン制御方法は、設定されたアイドルストップ条件が満たされた場合、アイドルストップ状態に進入する段階；アイドルストップ状態でリバースレンジオンであるかを判断する段階；アイドルストップ状態でリバースレンジがオンされた場合、リバースレンジオン状態が設定された時間持続されたかを判断する持続時間判断段階；及びリバースレンジオン状態が設定された時間持続された場合、アイドルストップ状態を解除する段階；を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記設定されたアイドルストップ条件は、１）イグニッションキーがオン（ｏｎ）であること、２）ハイブリッド制御ユニットの制御準備が完了していること、３）エンジン温度が設定された温度以上であること、４）車速が設定された速度以下であること、５）車両が設定された車速以上に設定された時間以上を走行した後であること、６）ブレーキブースタの圧力低下がないこと、７）メインバッテリーがモーター始動可能状態を維持すること、８）変速レンジがリバースレンジでないこと、９）ブレーキペダルがオン（ｏｎ）であること、及び１０）加速ペダルがオフ（ｏｆｆ）であること、を含むのが好ましい。
【００１５】
本発明によるエンジン制御方法は、前記持続時間判断段階でリバースレンジオン状態が前記設定された時間持続されなかった場合に、前記設定されたアイドルストップ条件のうちで変速レンジがリバースレンジでないことを除いたアイドルストップ条件のうち、いずれか一つでも満たされなければアイドルストップ状態を解除する段階をさらに含むのが好ましい。
【００１６】
本発明によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御システムは、エンジン；前記エンジンの一側に結合されるモーター；及び車両作動条件を示す一つ以上の信号を受信し、それに基づいて前記エンジンとモーターの作動を制御する制御部；を含み、
前記制御部は、前記一つ以上の信号に基づいて、設定されたアイドルストップ条件が満たされるかを判断する段階；前記設定されたアイドルストップ条件が満たされたと判断されれば、アイドルストップ状態に進入する段階；及び前記アイドルストップ状態でリバースレンジオン信号が検出される場合に、前記リバースレンジオン信号が設定された時間持続されればアイドルストップ状態を解除する段階；を含む制御ロジックを実行するようにプログラムされることを特徴とする。
【００１７】
本発明によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御システムにおいて、
前記制御部は、前記持続時間判断段階でリバースレンジオン状態が前記設定された時間持続されなかった場合に、前記設定されたアイドルストップ条件のうちで変速レンジがリバースレンジでないことを除いたアイドルストップ条件のうち、いずれか一つでも満たされなければアイドルストップ状態を解除する段階をさらに含む制御ロジックを実行するようにプログラムされるのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法及びそのシステムを、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車エンジン制御システムは、燃料を燃焼させて回転力を発生するエンジン１２と、前記エンジン１２の一側に結合され、電気エネルギーを利用して回転力を発生させるモーター１４と、前記エンジン１２とモーターの回転力をホイール１６に伝達する変速機１８とを含む。
【００２０】
また、本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車エンジン制御システムは、前記モーター１４を駆動するための電気エネルギーを供給するバッテリー２０と、バッテリー２０に入力したりバッテリーから出力するＤＣ電源のレベルを変換させるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２とモーター１４との間に配置されるインバータ２４とを含む。
【００２１】
インバータ２４は、スタート−アップモード時にはＤＣ／ＤＣコンバータ２２のＤＣ電源をＡＣ電源に変換してモーター１４に供給し、リジェネレーション（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）モード時には、モーター１４から供給されるＡＣ電源をＤＣ電源に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給する。
【００２２】
本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御システムは、車両の運転条件を検出して該当する信号を出力する複数のセンサー、及びスイッチ２６から信号を受信してこれに基づいてエンジンを制御するための制御信号を出力するハイブリッド制御ユニット（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ；以下、“ＨＣＵ”とする）２８を含む。
【００２３】
前記ＨＣＵ２８は複数のセンサー及びスイッチ２６の信号に基づいて、下位制御手段であるエンジン制御ユニット（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ；以下、“ＥＣＵ”とする）３０、モーター制御ユニット（Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ；以下、“ＭＣＵ”とする）３２、バッテリー管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ；以下、“ＢＭＳ”とする）３４、及び変速機制御ユニット（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ；以下、“ＴＣＵ”とする）３６を制御する制御信号を生成する。
【００２４】
ＥＣＵ３０は、燃料量制御手段、点火時期制御手段などを制御する制御信号を通じてエンジン１２の作動を制御し、ＭＣＵ３２とＢＭＳ３４は各々モーター１４とバッテリー２０の作動を制御する。ＴＣＵ３６は変速機の作動を制御する。
【００２５】
前記複数のセンサー及びスイッチ２６は、エンジン冷却水温を検出するエンジン冷却水温センサー、車速を検出する車速センサー、ブレーキ圧力を検出するブレーキ圧力センサー、バッテリー電圧を検出するバッテリー電圧センサー、加速ペダルの踏込み量を検出する加速ペダルセンサー、ブレーキペダルの踏込み量を検出するブレーキペダルセンサー、現在の変速レンジを検出するインヒビタスイッチなどが含まれる。
【００２６】
前記ＨＣＵ２８、ＥＣＵ３０、ＭＣＵ３２、ＢＭＳ３４、ＴＣＵ３６及び複数のセンサー及びスイッチ２６は、通常のプロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって互いに通信するように、構成することができる。
【００２７】
前記ＨＣＵ２８とＥＣＵ３０は各々マイクロプロセッサーと関連するハードウェアを含み、以下で記述する本発明の好ましい実施例によるハイブリッド電気自動車エンジン制御方法を実行するようにプログラムされることができるのはもちろんである。
【００２８】
図２を参照して、本発明によるハイブリッド電気自動車エンジン制御方法について説明する。
【００２９】
まず、ＨＣＵ２８はアイドルストップ条件が満たされるかを判断する（Ｓ２０１段階）。
【００３０】
ここでアイドルストップ条件とは、１）イグニッションキーがオン（ｏｎ）であること、２）ＨＣＵの制御準備が完了していること、３）エンジン温度が設定された温度以上であること、４）車速が設定された速度以下であること、５）車両が設定された車速以上に設定された時間以上を走行した後であること、６）ブレーキブースタ（ｂｒａｋｅ　ｂｏｏｓｔｅｒ）の圧力低下がないこと、７）メインバッテリー（例えば、１４４Ｖ）がモーター始動可能状態を維持すること、８）変速レンジがリバースレンジ（ｒｅｖｅｒｓｅ　ｒａｎｇｅ、以下で“Ｒレンジ”とする）でないこと、９）ブレーキペダルがオン（ｏｎ）であること、及び１０）加速ペダルがオフ（ｏｆｆ）であることを含む。
【００３１】
アイドルストップとは、設定された条件下でエンジンが作動を停止することを意味し、燃料噴射の中止及び点火中止などを通じてエンジンの作動を停止させる。
【００３２】
ＨＣＵ２８の制御準備完了状態とは、下位制御部であるＭＣＵ３２とＢＭＳ３４が、各々モーター１４とバッテリー２０を制御できる状態にあることを意味する。即ち、ＭＣＵ３２とＢＭＳ３４から各々モーター１４とバッテリー２０を制御可能であることを示す信号がＨＣＵ２８に入力されれば、ＨＣＵ２８はこれに基づいて制御準備完了状態であると判断する。
【００３３】
エンジン冷却水温度があまりにも低いとモーター１４が正常に作動しなくなる場合も発生するので、エンジン冷却水温度が設定温度以上であることをアイドルストップの一つの条件とすることである。例えば、設定された温度は７０℃にすることができる。
【００３４】
車両が設定された車速以上に設定された時間以上を走行した後であることをアイドルストップの一つの条件としたのは、車両がある程度運行した後にアイドルストップ状態へ進入するようにして、あまり頻繁にアイドルストップ状態に進入することを防止するためである。例えば、１２ｋｍ／ｈ以上の速度で７秒以上を走行した後に設定することができる。
【００３５】
車速が設定された速度以下であることは、車両がほとんど停止状態といえる程度の速度であることを意味し、例えば、設定された速度は０．３ｋｍ／ｈにすることができる。
【００３６】
ブレーキブースタの圧力低下がないという条件は、ブレーキを長時間踏んだ状態が維持され、ブレーキを十分に駆動できない場合を排除するためである。
【００３７】
メインバッテリーがモーター始動可能状態を維持することは、メインバッテリーの現在充電状態でモーター始動が可能であることを意味する。
【００３８】
前記条件が全て満たされた場合に、ＨＣＵ２８はアイドルストップ条件が満たされたと判断して、エンジン作動を停止させる制御信号を出力する。
【００３９】
エンジンアイドルストップ条件が満たされたと判断されれば、ＨＣＵ２８はエンジンのアイドルストップ状態となるように制御する（Ｓ２０２段階）。
【００４０】
その後、ＨＣＵ２８はＲレンジ信号がオン（ｏｎ）であるかを判断する（Ｓ２０３段階）。
【００４１】
前記Ｓ２０３段階でＲレンジ信号がオン（ｏｎ）であると判断されればカウンター値を増加させた後、カウンター値が設定された値より大きいかを判断する（Ｓ２０５段階及びＳ２０７段階）。
【００４２】
前記Ｓ２０７段階でカウンター値が前記設定された値より大きいと判断されれば、アイドルストップ状態を解除する（Ｓ２０９段階）。即ち、エンジンへの燃料供給の遮断及び点火中止を中断しエンジン作動させる。
【００４３】
カウンター値が設定された値より大きいというのは、Ｒレンジ信号のオン状態が設定された時間以上持続されたことを意味する。この時、設定された時間は０．２秒にすることができる。
【００４４】
一方、前記Ｓ２０３段階でＲレンジ信号がオンでないと判断されたり、前記Ｓ２０７段階でカウンター値が前記設定された値より大きくないと判断されれば、アイドルストップ条件が満たされるかを判断する（Ｓ２１１段階）。
【００４５】
アイドルストップ解除が必要であるか否かは前記アイドルストップ条件に基づいて判断されるが、前記アイドルストップ条件のうち変速レンジがリバースレンジであることを除いた条件が満たされるかを判断する。
【００４６】
判断の結果、変速レンジがリバースレンジであることを除いた条件のうち、いずれか一つでも満たされない場合にはＳ２０９段階に進行してアイドルストップ状態を解除する。逆に、変速レンジがリバースレンジであることを除いた条件が全て満たされたと判断される場合にはＳ２０３段階に進行する。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法によれば、アイドルストップ状態でＲレンジ信号が検出される継続時間が、あらかじめ設定された時間未満の場合には、アイドルストップを解除しないことによって運転者の運転意志をより正確に反映し、運転の便宜性を向上させると同時に不必要なアイドルストップ解除を排除して燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御システムを簡略に示す構成図である。
【図２】本発明によるハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２　　エンジン
１４　　モーター
１６　　ホイール
１８　　変速機
２０　　バッテリー
２２　　ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４　　インバータ
２６　　スイッチ
２８　　ハイブリッド制御ユニット（ＨＣＵ）
３０　　エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
３２　　モーター制御ユニット（ＭＣＵ）
３４　　バッテリー管理システム（ＢＭＳ）
３６　　変速機制御ユニット（ＴＣＵ）

Claims (6)

  1. 設定されたアイドルストップ条件が満たされた場合、アイドルストップ状態に進入する段階；
    アイドルストップ状態でリバースレンジオンであるかを判断する段階；
    アイドルストップ状態でリバースレンジがオンされた場合、リバースレンジオン状態が設定された時間持続されたかを判断する持続時間判断段階；及び
    リバースレンジオン状態が設定された時間持続された場合、アイドルストップ状態を解除する段階；
    を含むことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法。
  2. 前記設定されたアイドルストップ条件は、
    １）イグニッションキーがオンであること、２）ハイブリッド制御ユニットの制御準備が完了していること、３）エンジン温度が設定された温度以上であること、４）車速が設定された速度以下であること、５）車両が設定された車速以上に設定された時間以上を走行した後であること、６）ブレーキブースタの圧力低下がないこと、７）メインバッテリーがモーター始動可能状態を維持すること、８）変速レンジがリバースレンジでないこと、９）ブレーキペダルがオンであること、及び１０）加速ペダルがオフであること、を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法。
  3. 前記持続時間判断段階でリバースレンジオン状態が前記設定された時間持続されなかった場合に、前記設定されたアイドルストップ条件のうちで変速レンジがリバースレンジでないことを除いたアイドルストップ条件のうち、いずれか一つでも満たされなければアイドルストップ状態を解除する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御方法。
  4. エンジン；
    前記エンジンの一側に結合されるモーター；及び
    車両作動条件を示す一つ以上の信号を受信し、それに基づいて前記エンジンとモーターの作動を制御する制御部；
    を含むハイブリッド電気自動車のエンジン制御システムにおいて、
    前記制御部は、
    前記一つ以上の信号に基づいて、設定されたアイドルストップ条件が満たされるかを判断する段階；
    前記設定されたアイドルストップ条件が満たされたと判断されれば、アイドルストップ状態に進入する段階；及び
    前記アイドルストップ状態でリバースレンジオン信号が検出される場合に、前記リバースレンジオン信号が設定された時間持続されればアイドルストップ状態を解除する段階；
    を含む制御ロジックを遂行するようにプログラムされることを特徴とするハイブリッド電気自動車のエンジン制御システム。
  5. 前記設定されたアイドルストップ条件は、
    １）イグニッションキーがオンであること、２）ハイブリッド制御ユニットの制御準備が完了していること、３）エンジン温度が設定された温度以上であること、４）車速が設定された速度以下であること、５）車両が設定された車速以上に設定された時間以上を走行した後であること、６）ブレーキブースタの圧力低下がないこと、７）メインバッテリーがモーター始動可能状態を維持すること、８）変速レンジがリバースレンジでないこと、９）ブレーキペダルがオンであること、及び１０）加速ペダルがオフであること、を含むことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御システム。
  6. 前記制御部は、
    前記持続時間判断段階でリバースレンジオン状態が前記設定された時間持続されなかった場合に、前記設定されたアイドルストップ条件のうちで変速レンジがリバースレンジでないことを除いたアイドルストップ条件のうち、いずれか一つでも満たされなければアイドルストップ状態を解除する段階、をさらに含む制御ロジックを遂行するようにプログラムされることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド電気自動車のエンジン制御システム。
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