JP2004229408A

JP2004229408A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2004229408A
Application number: JP2003014287A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 弘之湯浅
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】制動時に、バッテリの充電量ＳＯＣに応じた回生発電を行わせつつ、回生発電による制動力変化を抑制する。
【解決手段】制動時に、要求制動力と、バッテリの充電量ＳＯＣに応じた回生発電要求に相当する回生制動力と、油圧制動力とから、エンジンフリクションの要求を求める。そして、前記エンジンフリクションの要求に対応するエンジン回転速度を設定し、該エンジン回転速度になるように、エンジン駆動されるジェネレータの駆動トルクを制御する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動時に、駆動源としてのモータに回生発電を行わせて、回収したエネルギーをバッテリに蓄える構成のハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、駆動源としてエンジン及びモータを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００３】
前記ハイブリッド車両では、モータに電力を供給するバッテリと、エンジンによって駆動され、前記バッテリに充電電力を供給するジェネレータとを備える。
そして、車両の制動時には、モータに回生発電を行わせて、回収したエネルギーをバッテリに蓄えるようになっている。
【０００４】
また、前記バッテリの充電量ＳＯＣ（例えば、満充電電流量に対する残存電流量の比）を常にある特定の範囲内に維持することで、バッテリの寿命が延びることが知られており、従来から、前記充電量ＳＯＣが低くなると、エンジンによってジェネレータを駆動してバッテリに対する充電を行わせるようにしていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２８８０２８号公報
【非特許文献１】
岡澤正之編集，「自動車工学１９９７年６月号」，株式会社鉄道日本社，１９９７年６月１日，ｐ３８−ｐ５２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記充電量ＳＯＣが低い状態での制動時には、モータの回生発電をなるべく多く行わせ、バッテリ充電を促進させることが望まれ、逆に、前記充電量ＳＯＣが充分に高い状態では、回生発電を抑制してバッテリの過充電を回避することが望まれる。
【０００７】
しかし、充電量ＳＯＣの要求から回生発電を制御すると、回生ブレーキ力の変化によって、要求の制動力に対して過不足を生じ、運転者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バッテリの充電量ＳＯＣに応じた回生発電を行わせつつ、制動力の変化を回避できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、車両の制動時に、バッテリの充電量に応じてモータの回生発電量を設定し、該回生発電量に基づいてエンジンのフリクションを調整する構成とした。
【００１０】
かかる構成によると、バッテリの充電量に応じて回生による充電の要求を判断する一方、充電要求の状態からエンジンのフリクション、即ち、エンジンブレーキを調整して、回生制動力の変化に対応するエンジンブレーキを発生させる。
【００１１】
従って、バッテリの充電量の要求に応じた回生発電を行わせつつ、制動力の変化を回避することができる。
請求項２記載の発明では、エンジンで駆動され、バッテリに充電電力を供給するジェネレータを備え、前記ジェネレータの駆動トルクの調整によってエンジンの回転速度を変化させることによって、エンジンのフリクションを調整する構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、エンジンがジェネレータを駆動するトルク、又は、ジェネレータがエンジンを駆動する負荷トルクの調整によって、エンジンの回転速度を変化させ、エンジン回転速度の増大によって増える傾向のフリクションを調整する。
【００１３】
従って、駆動輪側から駆動される状態のエンジンの回転速度を、要求の回生発電量に応じて変化させて、充電量の要求に応じた回生発電を行わせつつ、制動力の変化を回避することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、バッテリの充電量が多いほどモータの回生発電量を小さくし、かつ、エンジンのフリクションを増大させる構成とした。
かかる構成によると、バッテリの充電量が多いときに回生発電を行わせると過充電になってしまうので、回生発電量を少なくし、回生発電量の低下による回生制動力の低下をエンジンのフリクションを増大させることによるエンジンブレーキの増大で補う。
【００１５】
従って、バッテリの充電量を特定の範囲内に維持させることができると共に、制動力の変動を回避できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両のシステム概略図である。
【００１７】
この図１において、火花点火式ガソリンエンジン１の駆動力は、動力分割機構２によって駆動輪３の駆動力とジェネレータ４の駆動力とに分割される。
前記動力分割機構２としては、図２に示すような遊星歯車装置が用いられており、エンジン１の動力は、直結するプラネタリキャリアに伝達され、ピニオンギヤを通じてリングギヤとサンギヤとに分配される。
【００１８】
前記リングギヤの回転軸はモータ５と直結されており、減速機８を通じて駆動輪３に駆動力が伝達される一方、サンギヤの回転軸は、ジェネレータ４に直結している。
【００１９】
即ち、前記エンジン１の動力を、直結される動力分割機構２に入力させ、前記動力分割機構２の出力軸の一方をモータ５及び駆動輪３に接続し、他方をジェネレータ４に接続してある。
【００２０】
上記動力分割機構２においては、ジェネレータ４（サンギヤ）の回転をインバータ６で制御することで、エンジン１（キャリア）の回転速度を変えることができる（図３参照）。
【００２１】
また、同時に、エンジン出力の一部は、ジェネレータ４を介してモータ５に伝達して車両の駆動力に変換することで、無段変速機としての機能を持つことになる。
【００２２】
前記ジェネレータ４で発電された電力は、モータ５の駆動に直接利用されると共に、インバータ６で直流に変換されてバッテリ７に蓄えられる。
係る構成において、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット９には、以下のように、エンジン１，ジェネレータ４，モータ５を制御する。
【００２３】
まず、停車時には、エンジン１，ジェネレータ４，モータ５が共に停止していて（図３Ａ参照）、エンジン１の効率が悪い発進時及び軽負荷時には、前記エンジン１への燃料供給を停止させておいて、モータ５のみで走行させる。
【００２４】
前記エンジン１は、発進後に燃料供給が開始され（図３Ｂ参照）、定常走行時は、主としてエンジン１の出力で行われる。
従って、定常走行時には、前記ジェネレータ４による発電は殆ど不要になる（図３Ｃ参照）。
【００２５】
定常走行から加速するときには、エンジン１の回転速度を上げると共に、ジェネレータ４に発電を行わせ、エンジン１の直接駆動力にモータ駆動力を加えて加速する（図３Ｄ参照）。
【００２６】
制動時（エンジンブレーキ時及びフットブレーキ時）には、駆動輪３がモータ５を駆動することで、モータ５が発電機として機能し、回生発電が行われ、回生したエネルギーはバッテリ７に蓄えられる。
【００２７】
尚、図１に示すように、ブレーキペダル操作によってブレーキ油圧を発生させるブレーキ油圧源１０の下流に、前記コントロールユニット９で制御される油圧調整部１１が設けられており、係る構成で得られるブレーキ油圧と回生発電による回生ブレーキと、更に、エンジン１のポンピング抵抗・フリクション（エンジンブレーキ）によって、車両の減速度が調整される。
【００２８】
ここで、前記コントロールユニット９による回生時の制御を、図４のフローチャートに従って詳細に説明する。
まず、ステップＳ１では、運転者がアクセルから足を離してブレーキペダルを踏んでいる減速時（制動時）であるか否かを判別し、減速時であれば、ステップＳ２へ進む。
【００２９】
ステップＳ２では、要求制動力（要求減速度）を求める。
ここでは、たとえば、運転者によるブレーキペダルの踏み込み圧（踏み代）を検出して、該踏み込み圧から要求制動力（要求減速度）を設定する。
【００３０】
次のステップＳ３では、バッテリ７の充放電電流の時間積算から求めた充電量ＳＯＣに基づいて回生発電量の要求値を演算する。
ここで、充電量ＳＯＣが飽和状態でバッテリ７への回生が行えない状態であれば、回生発電量の要求値は０として設定され、充電量ＳＯＣが低くなるほどより大きな回生発電量の要求値を設定する。
【００３１】
ステップＳ４では、油圧調整部１１出口での油圧から油圧制動力を求める。
ステップＳ５では、燃料供給が停止される制動時におけるエンジン１のフリクション（エンジンブレーキ）の要求を、前記要求制動力，回生発電量の要求値に相当する回生制動力及び油圧制動力から、以下のようにして求める。
【００３２】
エンジンフリクション＝要求制動力−回生制動力−油圧制動力
上記エンジンフリクションは、回生発電量の要求値が少なく回生制動力が小さいときほど大きくなり、逆に、回生発電量の要求値が多く回生制動力が大きいときほど小さくなり、係るエンジンフリクションに調整すれば、回生制動力の変動分がエンジンフリクション（エンジンブレーキ）の変化で吸収され、全体の制動力を一定に維持できることになる。
【００３３】
そして、ステップＳ６では、前記エンジンフリクションとするためのエンジン回転数（ｒｐｍ）を求める。
尚、エンジンフリクションは、エンジン回転数（ｒｐｍ）の増大に応じて増える傾向を示す。
【００３４】
ステップＳ７では、前記ステップＳ６で求めたエンジン回転数（ｒｐｍ）に実際のエンジン回転速度が一致するように、前記ジェネレータ４の駆動トルクを制御する。
【００３５】
具体的には、実際のエンジン回転速度が、要求のフリクションに相当する目標速度よりも低い場合には、バッテリ７の電力をジェネレータ４に供給して、ジェネレータ４でエンジン１を駆動させるようにし、逆に、実際のエンジン回転速度が、要求のフリクションに相当する目標速度よりも高い場合には、ジェネレータ４で発電を行わせ、ジェネレータ４の駆動負荷トルクでエンジン回転速度が低下するようにする。
【００３６】
上記のように、充電量ＳＯＣに基づく回生発電の要求に応じて、エンジン１のフリクションを調整すれば、要求に応じた回生発電を行わせつつ、制動力が要求に対して過不足を生じることを回避できる。
【００３７】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンのフリクションの目標を、要求制動力，回生発電量の要求値に相当する回生制動力及び油圧制動力から算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【００３８】
かかる構成によると、要求制動力が、エンジンのフリクション，回生制動力及び油圧制動力から得られるように、回生制動力の変化分だけエンジンのフリクションが調整される。
【００３９】
従って、回生制動力の変化に対応して、要求制動力を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるハイブリッド車両のシステム構成図。
【図２】実施形態における動力分割機構を構成する遊星歯車装置を示す図。
【図３】実施形態において動力分割分機構を構成する遊星歯車の軸回転数の相関を示す共線図。
【図４】実施形態における回生制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…動力分配機構、３…駆動輪、４…ジェネレータ、５…モータ、６…インバータ、７…バッテリ、８…減速機、９…コントロールユニット

Claims

駆動源としてのエンジン及びモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備え、車両の制動時に前記モータに回生発電を行わせて、回収したエネルギーを前記バッテリに蓄える構成のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両の制動時に、前記バッテリの充電量に応じて前記モータの回生発電量を設定し、該回生発電量に基づいて前記エンジンのフリクションを調整することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記エンジンで駆動され、前記バッテリに充電電力を供給するジェネレータを備え、
前記ジェネレータの駆動トルクの調整によって前記エンジンの回転速度を変化させることによって、前記エンジンのフリクションを調整することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記バッテリの充電量が多いほど前記モータの回生発電量を小さくし、かつ、前記エンジンのフリクションを増大させることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。