JP2010013042A - 車両用制御装置 - Google Patents

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満弘 田畑
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Abstract

【課題】車両が加速惰性走行を行っている最中にコーナリングを開始しても、内燃機関が燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制可能な車両用の制御技術を提供する。
【解決手段】HVECU100は、内燃機関10を作動状態にして駆動力により車両1が駆動される加速走行と、内燃機関10を非作動状態にして慣性力により車両1が惰性で走行する惰性走行とを、予め設定された上限車速と下限車速との間において繰り返し行って走行する加速惰性走行を車両1に行わせる。HVECU100は、加速走行中においてコーナリング中であると判定した場合には、当該加速走行を中止すると共に、当該コーナリング中において加速走行を中止しない場合に比べて駆動力を低下させると共に、モータMG1を発電機として作動させて、駆動力を低下させた分の機械的動力を充電電力に変換する。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両走行中に内燃機関の作動/非作動状態が切替可能な車両の制御技術に関する。
自動車等の原動機として内燃機関を備えた車両においては、近年、クルーズコントロール等、車両の走行速度(以下、単に「車速」と記す)が、予め設定された車両速度の目標値に従って、原動機が出力する機械的動力等を自動的に調整する制御技術が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
また、下記の特許文献1には、原動機として内燃機関とモータジェネレータとを備え、車両走行中に内燃機関の作動状態と非作動状態との切替可能な車両において、原動機からの機械的動力により駆動力を発生させた加速走行と、原動機に機械的動力を出力させることなく車両の慣性力により惰性で走行する、いわゆるコーストダウン(coast down:以下、「惰性走行」と記す)とを交互に行わせる走行制御技術が開示されている。
特許文献1の走行制御技術においては、運転者により燃料消費の抑制を優先する車両走行が選択されている場合には、内燃機関を作動状態にして、機関出力のうち駆動輪に伝達される駆動力により車両が駆動されて加速して走行する加速走行と、内燃機関を非作動状態にして、慣性力により車両が惰性で走行する惰性走行とを、予め設定された車速域内において交互に行う車両走行(以下、加速惰性走行と記す)を車両に行わせることで、燃料消費を抑制することが提案されている。
特開2007−187090号公報 特開2007−291919号公報
ところで、上述のような内燃機関の作動/非作動状態の切替可能な車両が、加速惰性走行を行っている最中に曲線路等に進入して、旋回走行いわゆるコーナリングを開始する場合、上述の加速惰性走行がそのまま継続されると、コーナリングを行っている間(以下、コーナリング中と記す)に加速して、運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。加えて、このようなコーナリング中においても、極力、内燃機関が燃料消費率の高い(熱効率の低い)運転状態で作動することを抑制したいという要望がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両が加速惰性走行を行っている最中にコーナリングを開始しても、運転者に与える違和感や不快感を抑制しつつ、内燃機関が燃料消費率の高い運転状態で作動することを抑制可能な車両用の制御技術を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る車両用制御装置は、内燃機関と、内燃機関から出力される機関出力のうち少なくとも一部を、二次電池に充電される充電電力に変換可能な発電機とを備え、車両走行中に内燃機関の作動/非作動状態を切替可能な車両に用いられ、内燃機関を作動状態にして、駆動輪に生じる駆動力により車両が駆動されて加速して走行する加速走行と、内燃機関を非作動状態にして、慣性力により車両が惰性で走行する惰性走行とを、予め設定された上限車速と下限車速との間において交互に行って走行する加速惰性走行を車両に行わせる車両用制御装置であって、車両がコーナリング中であるか否かを判定するコーナリング判定手段を有し、前記加速走行中において、コーナリング中であると判定した場合には、当該加速走行を中止すると共に、当該コーナリング中においては、前記加速走行を中止しない場合に比べて、前記駆動力を低下させると共に、当該駆動力を低下させた分の機械的動力を発電機により充電電力に変換することを特徴とする。
上記の車両用制御装置において、前記加速走行を中止した時点から、車速が、予め設定された設定車速まで低下するよう駆動力を低下させるものとすることができる。
上記の車両用制御装置において、前記設定車速が前記下限車速を下回り、当該設定車速で車両が走行している場合には、コーナンリング判定手段によりコーナリング中ではないと判定した時点から、前記加速走行を行う場合の駆動力を駆動輪に生じさせるものとすることができる。
上記の車両用制御装置において、前記発電機は、電動機としても作動可能なモータジェネレータであり、前記惰性走行中において、コーナリング中であると判定した場合、当該惰性走行を中止すると共に、当該コーナリング中は、モータジェネレータを電動機として作動させて、駆動輪に駆動力を生じさせるものとすることができる。
上記の車両用制御装置において、前記惰性走行を中止した時点から、車速が、予め設定された設定車速まで低下するよう、モータジェネレータを発電機として作動させて、駆動輪に制動力を生じさせるものとすることができる。
上記の車両用制御装置において、車両の舵角を推定する舵角推定手段を有し、前記設定車速は、車両の舵角に応じて設定されるものとすることができる。
本発明によれば、内燃機関の加速惰性走行のうち加速走行を行っている最中に、車両がコーナリングを開始しても、コーナリング中における車速の変化を抑制して運転者の違和感や不快感を軽減しつつ、駆動力を低下させた分の機械的動力を充電電力に変換することで、内燃機関の機関出力の低下を抑制して、内燃機関が燃料消費率の高い(熱効率の低い)運転状態で作動することを抑制することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態(以下、実施形態と記す)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
まず、本実施形態に係る車両用制御装置が適用される車両の概略構成について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、車両の概略構成を示す模式図である。図2は、内燃機関の機関回転速度及び機関トルクに対する燃料消費率及び機関出力を示す図である。図3は、車両が行う加速惰性走行の一例を示す説明図である。図4は、車両用制御装置(HVECU)が設定する、車両の舵角に対する設定車速を示す説明図である。
図1に示すように、車両1は、駆動輪94を回転駆動して推進するために、原動機として、内燃機関10と、発電可能な電動機であるモータジェネレータ(以下、単に「モータ」と記す)MG1,MG2とを備えた、いわゆる「ハイブリッド車両」である。モータMG1,MG2は、後述する動力分割統合機構30、減速機構70、及び差動機構80と共に、駆動装置20(いわゆるハイブリッド・トランスアクスル)を構成している。駆動装置20は、内燃機関10と結合されて動力出力装置(パワープラント)を構成し、車両1に搭載されている。
車両1には、内燃機関10及びモータMG1,MG2を協調して制御する制御手段として、車両用の電子制御装置(以下、HVECUと記す)100が設けられている。HVECU100には、各種制御定数を記憶する記憶手段としてROM(図示せず)が設けられている。HVECU100により制御されて、車両1は、内燃機関10とモータMG1,MG2を原動機として併用又は選択使用することが可能に構成されている。
内燃機関10は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。内燃機関10は、図示しない燃料噴射装置、スロットル弁装置、及び各種センサ等を有しており、これら装置は、HVECU100により制御される。内燃機関10の出力軸12(以下、機関出力軸と記す)には、後述する動力分割統合機構30のプラネタリキャリア34が結合されている。内燃機関10は、機関出力軸12から駆動輪94に向けて機械的動力を出力する。内燃機関10が機関出力軸12から出力する機械的動力(以下、機関出力と記す)は、HVECU100により制御可能となっている。内燃機関10には、機関出力軸12の回転角位置(以下、クランク角と記す)を検出するクランク角センサ(図示せず)が設けられており、クランク角に係る信号をHVECU100に送出している。
駆動装置20には、原動機としてモータMG1,MG2が設けられている。モータMG1及びMG2は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータである。モータMG1は、主に発電機として用いられ、一方、モータMG2は、主に電動機として用いられる。モータMG1の発電機としての機能の詳細については、後述する。
モータMG1,MG2は、永久磁石式交流同期モータ等で構成されており、後述するインバータ61,62から交流電力の供給を受けて回転磁界を形成するステータ53,54と、回転磁界に引き付けられて回転するロータ51,52とを有している。ロータ51,52は、後述する動力分割統合機構30に結合されている。モータMG1,MG2には、それぞれロータ51,52の回転角位置を検出するレゾルバ(図示せず)が設けられており、ロータ51,52の回転角位置に係る信号を、後述するモータECU66に送出している。
なお、以下の説明において、モータ(MG1,MG2)を電動機として機能させて、ロータ(51,52)から機械的動力を出力することを「力行」と記す。これに対して、モータ(MG1,MG2)を発電機として機能させて、駆動輪94からモータ(MG1,MG2)のロータ(51,52)に伝達された機械的動力を電力に変換して回収すると共に、このときロータ(51,52)に生じる回転抵抗により、ロータ(51,52)及びこれに係合する部材(例えば、駆動輪94)の回転を制動することを「回生制動」と記す。
また、駆動装置20には、モータMG1,MG2に電力を供給する電力供給装置として、それぞれインバータ61,62が設けられている。インバータ61,62は、それぞれ、モータMG1,MG2に対応して設けられており、ステータ53,54に接続されている。インバータ61,62は、二次電池108から供給される直流電力を交流電力に変換して、それぞれ対応するモータMG1,MG2に供給することが可能に構成されている。また、モータMG1,MG2からの交流電力を直流電力に変換して後述する二次電池108に回収可能に構成されている。インバータ61,62の電力供給及び電力回収は、後述するモータECU66により制御される。
また、駆動装置20には、モータMG1,MG2を制御するための電子制御装置66(以下、モータECUと記す)が設けられている。モータECU66は、HVECU100から要求トルク、及び要求回転速度に係る信号を受け、インバータ61,62を制御することで、モータMG1,MG2のそれぞれについて、ロータ51,52の回転速度(以下、モータ回転速度と記す)と、ロータ51,52が出力する機械的動力(以下、モータ出力と記す)と、を調整することが可能となっている。
また、駆動装置20には、内燃機関10及びモータMG1,MG2が出力した機械的動力を駆動軸90に伝達する動力伝達機構として、内燃機関10が出力した機械的動力を分割する動力分割統合機構30と、動力分割統合機構30から伝達された回転を減速しトルクを増大させる減速機構70と、減速機構70から伝達された機械的動力を左右の駆動軸90に分配して出力する差動機構80が設けられている。
動力分割統合機構30は、2つのシングルピニオン式遊星歯車30a,30cで構成されている。詳細には、内燃機関10が出力した機械的動力を、モータMG1を駆動する機械的動力と減速機構70を駆動する機械的動力に分割可能な動力分割遊星歯車30aと、モータMG2が出力した機械的動力を、回転速度を減速しトルクを増大させて減速機構70に伝達可能な減速遊星歯車30cとを有している。動力分割統合機構30において、動力分割遊星歯車30aと減速遊星歯車30cは、同心配置されており、動力分割遊星歯車30aのリングギア36aと減速遊星歯車30cのリングギア36cが一体に結合されている。リングギア36a,36cの外周側には、減速機構70のカウンタドリブンギア74と噛み合うカウンタドライブギア44が設けられている。
動力分割遊星歯車30aにおいて、プラネタリキャリア34は、内燃機関10の機関出力軸12に結合されており、サンギア32は、モータMG1のロータ51に結合されている。動力分割遊星歯車30aは、内燃機関10が機関出力軸12から出力した機関出力を、プラネタリキャリア34が支持するプラネタリピニオン33から、サンギア32に伝達する機械的動力と、リングギア36aに伝達する機械的動力に分割する。内燃機関10からサンギア32に伝達された機械的動力は、モータMG1のロータ51に伝達されて、ここで発電に供される。
一方、減速遊星歯車30cにおいて、プラネタリキャリア41は、駆動装置20のハウジングに固定されており、サンギア38は、モータMG2のロータ52に結合されている。減速遊星歯車30cは、モータMG2がロータ52から出力した機械的動力を、プラネタリキャリア41が支持するプラネタリピニオン43を介して、回転速度を減速しトルクを増大させてリングギア36cに伝達する。動力分割統合機構30は、モータMG2からリングギア36cに伝達された機械的動力と、内燃機関10からリングギア36aに伝達された機械的動力を統合して、カウンタドライブギア44から減速機構70に伝達する。
減速機構70は、カウンタドライブギア44と噛み合うカウンタドリブンギア74と、当該カウンタドリブンギア74に結合されて、差動機構80のリングギア82と噛み合うファイナルドライブギア78で構成されており、動力分割統合機構30のリングギア(36a,36c)からの機械的動力を、カウンタドリブンギア74で受けて、回転速度を減速しトルクを増大させて、ファイナルドライブギア78から、差動機構80に伝達する。差動機構80は、減速機構70からの機械的動力を、リングギア82で受けて、左右の駆動輪94にそれぞれ結合されている左右の駆動軸90に分配する。
このようにして、車両1は、原動機として内燃機関10及びモータMG1,MG2を併用又は選択使用して、内燃機関10からの機関出力と、モータMG2からのモータ出力とを統合して駆動輪94に伝達することで、駆動輪94の接地面に、車両1を駆動する駆動力[N]を生じさせることができる。なお、以下の説明において、原動機から駆動輪94に伝達される機械的動力を「駆動動力」と記す。駆動輪94の近傍には、駆動輪94の回転速度を検出する車輪速センサ(図示せず)が設けられており、検出した駆動輪94の回転速度に係る信号をHVECU100に送出している。
また、車両1には、モータMG1,MG2に供給する電力を貯蔵し、充放電が可能な二次電池(蓄電池)108と、二次電池108の電圧を昇圧してインバータ61,62の供給電圧に変換可能な昇圧コンバータ106が設けられている。二次電池108は、モータMG1,MG2に対応して設けられたインバータ61,62に、昇圧コンバータ106を介して電気的に接続されている。二次電池108は、インバータ61,62を介して、それぞれモータMG1,MG2との間で充放電を行う。
また、車両1には、二次電池108を監視する電池監視用の電子制御装置104(以下、電池ECUと記す)が設けられている。電池ECU104は、二次電池108の温度や電圧、充放電電流値等を監視している。これら情報から電池ECU104は、二次電池108の蓄電状態(state-of-charge:SOC)、及び充放電電力を算出している。電池ECU104は、二次電池108の蓄電状態、及び二次電池108の充放電電力に係る信号等を、HVECU100に送出している。
また、車両1には、運転者によるアクセルペダル110の操作量を検出するアクセルペダルポジションセンサ112が設けられており、検出したアクセルペダル110の操作量(以下、アクセル操作量と記す)に係る信号を、HVECU100に送出している。
また、車両1には、運転者が、内燃機関10による燃料消費の抑制を優先した車両走行(以下、燃費走行と記す)を選択するために、HVECU100に燃費走行を指示するスイッチ(以下、エコ運転スイッチと記す)120が設けられている。エコ運転スイッチ120は、車室内のインスツルメントパネル等、運転者により操作可能な場所に設けられており、運転者の操作により、オン(ON)状態とオフ(OFF)状態とを切替可能に構成されている。エコ運転スイッチ120のオン状態とオフ状態は、HVECU100により検出される。
HVECU100は、クランク角センサからの機関出力軸12の回転角位置及び回転速度に係る信号と、車輪速センサからの駆動輪94の回転速度に係る信号と、モータMG1,MG2それぞれ設けられたレゾルバからのモータ回転速度に係る信号とを検出している。また、HVECU100は、アクセルペダルポジションセンサ112からのアクセル操作量に係る信号と、エコ運転スイッチ120のオン/オフ状態に係る信号とを検出している。また、HVECU100は、電池ECU104からの二次電池108の蓄電状態に係る信号を検出している。
これら信号に基づいて、HVECU100は、内燃機関10の機関出力軸12の回転速度(以下、機関回転速度と記す)と、内燃機関10が機関出力軸12から出力するトルク(以下、機関トルクと記す)とを推定しており、機関回転速度及び機関トルクから内燃機関10から出力される機関出力を制御変数として算出している。また、HVECU100は、駆動輪94の回転速度に基づいて車速を制御変数として推定している。加えて、HVECU100は、二次電池108の充放電電力と、運転者によるアクセル操作量とを制御変数として推定している。また、HVECU100は、車両1の前後方向及び上下方向の加速度に基づいて、車両1の走行路面の勾配(以下、路面勾配と記す)を制御変数として推定している。これら制御変数に基づいて、HVECU100は、内燃機関10の運転状態(動作点)である機関回転速度及び機関トルクと、モータMG1,MG2のそれぞれについて、モータ回転速度及びモータトルクと協調して制御することが可能となっている。つまり、HVECU100は、内燃機関10の機関出力と、モータMG1,MG2のモータ出力と制御することが可能となっている。
以上のように構成された車両1において、HVECU100は、車両走行中において、内燃機関10を始動し、又は作動を停止して、内燃機関10の作動状態と非作動状態とを切替えることが可能となっている。なお、「非作動状態」とは、機関出力がゼロであり、且つ機関回転速度がゼロである、すなわち機関出力軸12が静止しており、内燃機関10においてエンジンブレーキトルクも生じない状態を意味している。一方、「作動状態」とは、内燃機関10が機関出力軸12から機械的動力(機関出力)を出力している状態を意味している。
例えば、一定の車速での走行中において内燃機関10を非作動状態にする場合、HVECU100は、モータMG2のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を増大させると共に、その分、内燃機関10の機関出力をゼロにして、モータMG1のロータ51をリングギア(36a,36c)とは逆の回転方向に空転させて、機関回転速度をゼロにする。このようにして、内燃機関10の作動を停止して、非作動状態にすることが可能となっている。
また、一定の車速での車両走行中において内燃機関10を作動状態にする場合、HVECU100は、モータMG2のモータ回転速度はそのままに、モータ出力を減少させると共に、モータMG1のロータ51をリングギア(36a,36c)と同一の回転方向に力行させて、機関回転速度を上昇させて、内燃機関10のクランキングを行う。これにより、内燃機関10を始動して、作動状態にすることが可能となっている。
また、HVECU100は、内燃機関10を作動させて、機関出力軸12から出力される機関出力を、動力分割遊星歯車30aのプラネタリキャリア34に支持されたプラネタリピニオン33に伝達させ、機関出力の一部を、サンギア32を介してモータMG1のロータ51に伝達させることができる。このとき、モータMG1は、発電機として機能することで、機関出力のうちロータ51に伝達された機械的動力を電力に変換することができる。当該電力は、インバータ61及び昇圧コンバータ106を介して二次電池108に充電される。
このように構成された車両1は、車両走行中において、内燃機関10及びモータMG2を原動機として併用又は選択使用し、これら原動機からの機械的動力を、駆動装置20内の動力伝達機構(30,70,80)により駆動軸90に伝達することで、車両1を駆動することが可能となっている。
このように構成された車両1は、HVECU100が内燃機関10を作動状態にして、機関出力軸12から出力された機関出力のうちプラネタリキャリア34からプラネタリピニオン33を介してリングギア36aに伝達された機械的動力と、モータMG2を電動機として作動させて、ロータ52から出力されてリングギア36cに伝達されたモータ出力とを、当該リングギア(36a,36c)で統合して駆動輪94に伝達することで、当該駆動輪94に車両1を駆動する駆動力を生じさせて走行することが可能となっている。
この場合、二次電池108からモータMG2に電力を供給することなく、内燃機関10からの機関出力のうち一部を、発電機として作動するモータMG1により電力に変換し、当該MG1により発生した電力を、そのまま電動機として作動するモータMG2に供給して、再び機械的動力に変換することで、車両1は、内燃機関10からの機関出力のうち全てを、機械的動力に変換して駆動輪94に伝達する車両走行を行うことが可能となっている。
また、車両1は、車両減速中において、駆動輪94からの機械的動力を、発電機として作動するモータMG2のロータ52に伝達し、当該モータMG2により充電電力に変換して、二次電池108に回収する「回生制動」を行うことが可能となっている。また、車両1は、ECU100が内燃機関10を非作動状態にすると共にモータMG2を力行させることで、モータMG2からのモータ出力をそのまま駆動輪94に伝達し、当該駆動輪94に駆動力を生じさせて走行する「EV走行」を行うことが可能となっている。
また、車両1は、HVECU100がモータMG1,MG2のロータ51,52を空転させると共に、内燃機関10の作動を停止して、非作動状態にすることで、内燃機関10及びモータMG1,MG2に機械的動力を出力させることなく、車両1の慣性力により惰性で走行する、いわゆる惰性走行(コーストダウン)を行うことが可能となっている。
このような車両1において、原動機としての内燃機関10は、図2に示すように、その運転状態すなわち機関回転速度及び機関トルクに応じて燃料消費率が決まる。燃料消費率[g/kWh]が等しくなる運転状態(機関回転速度及び機関トルク)を図に実線で示し、「等燃料消費率曲線」と記す。内燃機関10は、一般的に、機関回転速度が中程度であり、且つ機関トルクが中負荷から高負荷である運転状態において、燃料消費率が低くなる(熱効率が高くなる)傾向がある。
加えて、内燃機関10においては、機関回転速度に応じて最も燃料消費率が低くなる機関トルクが決まる。機関回転速度に応じて最も燃料消費率が低くなる機関トルクを接続した線を図2に一点鎖線で示し、「最適燃費線」と記す。HVECU100は、内燃機関10における燃料消費を抑制するために、内燃機関10の運転状態(動作点)すなわち機関回転速度及び機関トルクが、最適燃費線上となるよう内燃機関10及びモータMG1,MG2を制御する。なお、図において、機関トルクに機関回転速度を乗じた値となる機関出力が、同一となる運転状態を接続した線を図2に破線で示し、「等機関出力線」と記す。
しかし、HVECU100が、運転状態(動作点)が最適燃費線上となるよう内燃機関10を作動させた場合、例えば、図に「定速」で示す運転状態のように、内燃機関10に要求される機関出力が比較的低い(Pe1)場合には、図に「加速」で示す運転状態(動作点)のように、内燃機関10に要求される機関出力が比較的高い場合(Pe2)に比べて燃料消費率が高くなる、すなわち内燃機関10の熱効率が低くなる傾向がある。
このように構成された車両1は、予め設定された車速域内において「加速惰性走行」を行うことで、当該車速域R内において一定の車速で走行する「定速走行」を行う場合に比べて、内燃機関10における燃料消費を抑制することが可能となっており、以下に、図1及び図3を用いて詳細を説明する。
また、HVECU100は、エコ運転スイッチ120のオン状態を検出した場合、運転者が燃費走行を要望しているものと判断する。この場合、HVECU100は、運転者によりアクセルペダル110から踏みこんでいた足を離す操作(アクセルオフ操作と記す)がなされて、アクセル操作量がゼロとなった時点の車速に基づいて、加速惰性走行を行う車速域Rすなわち上限値VH(以下、上限車速と記す)と下限値VL(以下、下限車速と記す)を設定する。なお、アクセルオフとなった時点の車速と、車速域Rすなわち上限車速VH及び下限車速VLとの関係は、予め適合実験等により求められており、HVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、上限車速VHにおいて、内燃機関10の作動を停止し、非作動状態にして、上述のように設定された車速域R内において、慣性力により車両1を惰性で走行する惰性走行を行わせる。車両1は、図3に点b→点aに示すように、下限車速VLまで減速する。このように車両1が惰性走行を行って減速する間、内燃機関10は、非作動状態であるため、燃料消費はゼロとなる。
そして、HVECU100は、下限車速VLにおいて内燃機関10を始動して、作動状態にして、内燃機関10からの機関出力の少なくとも一部を駆動輪94に伝達させて車両1を駆動して、図3に点a→点bに示すように、下限車速VLから上限車速VHまで加速して走行する加速走行を行わせる。このように内燃機関10を作動状態にして、加速走行を行っている間、原動機(内燃機関10及びモータMG1,MG2)に要求される出力は、車速域Rにある車速Vmで定速走行を行う場合に比べて高いものとなる。
このように内燃機関10を作動状態にして車両1を車速域R内において加速走行させる場合、二次電池108からモータMG1,MG2への電力の供給(持ち出し)がないものを仮定すると、原動機に要求される出力は、そのまま内燃機関10が発生する機関出力となる。当該機関出力Pe2は、図2に示すように、車速Vmで定速走行を行った場合の機関出力Pe1に比べて大きくなる。
当該車速域R内において内燃機関10を作動状態にした加速走行を行っている場合、車速域Rが比較的中低速に設定されていれば、これに応じて機関回転速度も比較的低回転速度となり、このような場合、図2に示すように、加速走行を行って機関出力Pe2を発生させた方が、定速走行を行って機関出力Pe1を発生させるよりも燃料消費率が低くなるすなわち内燃機関10の熱効率が高くなる。
したがって、予め設定された車速域R内において、内燃機関10を作動状態にして、駆動輪94に生じる駆動力により車両1が駆動されて加速しながら走行する加速走行(機関出力Pe2)と、内燃機関10を非作動状態にして、慣性力により車両が惰性で走行する惰性走行(機関出力ゼロ)とを、交互に繰り返し行う「加速惰性走行」を車両1に行わせることで、内燃機関10を継続的に作動状態にして車速域R内にある一定の車速Vmで車両1が走行する定速走行(機関出力Pe1)を行わせる場合に比べて、内燃機関10における燃料消費を抑制することができる。
また、車両1には、図示しない操舵輪の切れ角(steering angle:以下、単に「舵角」と記す)を検出するセンサ等が設けられており、HVECU100は、舵角に係る信号を検出している。HVECU100は、操舵輪の舵角を制御変数として推定する機能(舵角推定手段)を有している。
HVECU100は、推定された舵角が、予め設定された判定角以上である場合には、車両1がコーナリングをしている(以下、「コーナリング中」と記す)であると判定する。なお、判定角は、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。このように、HVECU100は、車両1がコーナリング中であるか否かを判定する機能(コーナリング判定手段)を有している。
なお、車両1がコーナリング中であるか否かを判定する手法は、これに限定されるものではない。HVECU100は、加速度センサからの車両1の左右方向の加速度に係る信号から、車両1がコーナリング中であるか否かを判定することもできる。また、HVECU100は、車両1に搭載されたカーナビゲーション装置等の地図情報及び自車位置情報等に基づいて、車両1がコーナリング中であるか否かを判定することも可能である。加えて、上述の地図情報及び自車位置情報等に基づいて、予め車両1がコーナリングするか否かを予測して、実際に車両1がコーナリングを開始する直前から、車両1がコーナリング中であると判定するものとしても良い。
また、HVECU100は、コーナリング中であると判定された場合、操舵輪の舵角、すなわち車両1が走行している曲線路の曲率に応じて、当該曲線路をコーナリング中において、運転者に違和感又は不快感を全く与えないような車速の上限値(以下、単に「設定車速」と記す)を制御変数として設定する機能(設定車速設定手段)を有している。HVECU100は、図4に示すように、舵角が大きくなる、すなわち車両1がコーナリングする曲線路の曲率が大きくなるに従って、設定車速が小さくなるよう設定する。舵角に対する設定車速は、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
ところで、上述のような内燃機関10の作動/非作動状態の切替可能な車両1が、加速惰性走行を行っている最中に曲線路等に進入して、旋回走行いわゆるコーナリングを開始する場合、上述の加速惰性走行がそのまま継続されると、コーナリングを行っている間(以下、コーナリング中と記す)に加速して運転者に違和感を与える可能性がある。加えて、このようなコーナリング中においても、内燃機関10が燃料消費率の高い(熱効率の低い)運転状態で作動することを抑制したいという要望がある。
そこで、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)100は、車両1がコーナリング中であるか否かを判定する機能(コーナリング判定手段)を有しており、加速惰性走行を車両に行わせているときに、コーナリング中であると判定された場合、当該加速惰性走行を中止すると共に、当該コーナリング中は、加速惰性走行を中止しない場合に比べて、車速の変化を抑制する車両制御を行っており、以下に、図1、及び図5〜図9を用いて説明する。
まず、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置が実行する車両制御について、図5を用いて説明する。図5は、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御と、車両の動作を示すタイミングチャートである。なお、図5において、コーナリング中においても、加速惰性走行を中止せずに、そのまま継続する場合(以下、単に「中止しない場合」と記す)の車両の動作について、二点鎖線で示す。
図5に示す時点Ta1以前において、車両1は、直進しながら加速惰性走行を行っている。そして、車両1は、加速惰性走行のうち内燃機関10を作動状態にした加速走行中の時点Ta1において、曲線路等に進入して、コーナリングを開始する。この時点Ta1において、HVECU100は、車両1がコーナリング中であると判定し、当該加速走行を中止する。
この時点Ta1において、HVECU100は、加速走行を中止した時点Ta1における車速Vaがその後において略一定に維持されるよう、駆動輪94に生じる駆動力を、車速Vaから上限車速VHまで加速走行を継続する場合(中止しない場合)の駆動力Fa2に比べて、より小さい値Fa1に設定する。この駆動力Fa1は、車両1が一定の車速Vaで走行する場合の走行抵抗とつりあう値として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、内燃機関10を作動状態にしたまま、モータMG1を発電機として作動させて、機関出力のうち二次電池108に充電される充電電力を増大させることで、その分、機関出力のうち駆動輪94に伝達される機械的動力を減少させて、駆動輪94に生じる駆動力をFa2からFa1に低下させる。換言すれば、加速走行を中止しない場合の駆動力Fa2から、駆動力Fa1に低下させる分の機械的動力を、モータMG1,MG2のうち少なくとも一方により、充電電力に変換して二次電池108に充電する。これにより、時点Ta1〜Ta2において、二次電池108のSOCは、加速走行を中止せずに車速Vaから上限車速VHまで継続する場合に比べて、より上昇率が高くなる。
そして、車両1が曲線路等を抜けてコーナリングを終了した時点Ta3において、HVECU100は、コーナリング中ではないと判定し、内燃機関10を非作動状態にすると共に、車両1にEV走行を行わせて減速させる。コーナリング中(時点Ta1〜Ta3)において二次電池108に充電された電気エネルギをモータMG2に供給して、モータMG2を電動機として作動させることで駆動力Fa0を生じさせて、車両1にEV走行を行わせる。これにより、コーナリング中に上昇した二次電池108のSOCを低下させる。
なお、車両1のコーナリングが終了した時点Ta3以降において、HVECU100は、車速Vaから、再び、車両1に加速惰性走行のうち加速走行又は惰性走行を行わせるものとしても良い。
以上のように、HVECU100は、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両1がコーナリング中であると判定した場合には、当該加速走行を中止すると共に、当該コーナリング中において、加速走行を中止せずに、加速走行を中止した車速Vaから上限車速VHまで加速走行を継続する場合に比べて、当該コーナリング中における車速変化を抑制するよう、駆動輪94に生じる駆動力を低下させると共に、モータMG1を発電機として作動させて、駆動力を低下させた分の機械的動力を、充電電力に変換する。
これにより、内燃機関10の加速惰性走行のうち加速走行を行っている最中に、車両1がコーナリングを開始しても、コーナリング中における車速の変化を抑制して運転者の違和感や不快感を軽減しつつ、駆動力を低下させた分の機械的動力を充電電力に変換することで、内燃機関10の機関出力が低下することを抑制することができ、内燃機関10が燃料消費率の高い(熱効率の低い)運転状態で作動することを抑制することができる。すなわち、コーナリング中においても、内燃機関10を燃料消費率の低い(熱効率の高い)運転状態で継続的に作動させることができる。
次に、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置が実行する車両制御について、図6を用いて説明する。図6は、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御と、車両の動作を示すタイミングチャートである。なお、図6において、コーナリング中においても、加速惰性走行を停止せずに、そのまま継続した場合の車両の動作について、二点鎖線で示す。
図6に示す時点Tc1以前において、車両1は、直進しながら加速惰性走行を行っている。そして、車両1は、加速惰性走行のうち内燃機関10を非作動状態にした惰性走行中の時点Tc1において、曲線路等に進入して、コーナリングを開始する。この時点Tc1において、HVECU100は、車両1がコーナリング中であると判定し、当該惰性走行を中止する。
この時点Tc1において、HVECU100は、惰性走行を中止した時点Tc1における車速Vcがその後において略一定に維持されるよう、駆動力をゼロからFc1に設定する。この駆動力Fc1は、車両1が一定の車速Vcで走行する場合の走行抵抗とつりあう値として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、内燃機関10を非作動状態にしたまま、モータMG2を電動機として作動させて、モータMG2から出力されたモータ出力を駆動輪94に伝達して、駆動力Fc1を生じさせる。これにより、時点Tc1〜Tc2において、モータMG2に電力を供給する二次電池108のSOCは、惰性走行を中止せずに車速Vcから下限車速VLまで継続させる場合に比べて、より低下率が大きくなる。
なお、時点Tc1〜Tc3において、二次電池108のSOCが低い場合には、内燃機関10を始動し、作動状態にすると共に、モータMG2を発電機として作動させて、機関出力のうち一部を、駆動輪94に伝達して、上述の駆動力Fc1を生じさせると共に、機関出力のうち一部を、モータMG1により充電電力に変換して、二次電池108のSOCを上昇させるものとしても良い。
そして、車両1が曲線路等を抜けてコーナリングを終了した時点Tc3において、HVECU100は、コーナリング中ではないと判定し、内燃機関10を非作動状態にしたまま、モータMG2の出力トルクをゼロにして、車両1に惰性走行を再開させる。
以上のように、HVECU100は、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両1がコーナリング中であると判定した場合には、当該惰性走行を中止すると共に、当該コーナリング中において、内燃機関10を非作動状態にしたまま、モータMG2を電動機として作動させて、駆動輪94に駆動力Fc1を生じさせて、当該コーナリング中における車速変化を抑制するよう、車両1にEV走行を行わせる。
これにより、加速惰性走行のうち惰性走行を行っている最中に、車両1がコーナリングを開始しても、コーナリング中における車速の変化を抑制して運転者に与える違和感や不快感を抑制しつつ、内燃機関10が燃料消費率の高い(熱効率の低い)運転状態で作動すること抑制することができる。
ところで、車両1がコーナリングを行う曲線路の曲率が大きい場合、コーナリング中であると判定した、加速惰性走行を中止した時点における車速が大きい場合、ただ単に、コーナリング中における車速の変化を抑制したのでは、運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。
そこで、本実施形態においては、車両1がコーナリングを行う曲線路の曲率、すなわち車両1の操舵輪の舵角に応じて、運転者に違和感又は不快感を全く与えないような車速(以下、設定車速と記す)を設定し、加速惰性走行を中止した時点の車速が、当該設定車速より高い場合、コーナリング中においては、速やかに車両1を設定車速まで減速させてコーナリングを行うようにしており、以下に、図7及び図8を用いて説明する。
図7は、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、コーナリング中に車両を設定車速まで減速させる態様を示す図である。図8は、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、コーナリング中に車両を設定車速まで減速させる態様を示す図である。なお、図7及び図8において、コーナリング中においても、加速惰性走行を中止しない場合の車両の動作について、二点鎖線で示す。
まず、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両1がコーナリングを開始した場合について、図7を用いて説明する。図7に示す時点Te1以前において、車両1は、直進しながら加速惰性走行を行っている。そして、車両1は、加速惰性走行のうち内燃機関10が作動状態である加速走行中の時点Te1において、曲線路等に進入して、コーナリングを開始する。この時点Te1において、HVECU100は、車両1がコーナリング中であると判定し、当該加速走行を中止する。
この時点Te1において、HVECU100は、車両1が走行している曲線路の曲率すなわち操舵輪の舵角に応じて、コーナリング中に運転者に違和感や不快感を与えない車速である設定車速VSを設定する。さらに、車両1が、加速走行を中止した時点Te1における車速Veから、設定された設定車速VSまで車両1が減速するよう、駆動輪94に生じる駆動力を、車速Veから上限車速VH(時点Te3)まで加速走行を継続する場合の駆動力Fe2に比べて、より小さい値Fe0に設定する。この駆動力Fe0は、加速走行を中止せずに、車速Veから設定車速VSまで加速走行を継続する場合に比べて車速の時間変化率(車両加速度)が同等或いは小さい状態で、車速Veから設定車速VSまで減速走行するのに必要な駆動力として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、内燃機関10を作動状態にしたまま、モータMG1を発電機として作動させて充電電力を増大させることで、その分、機関出力のうち駆動輪94に伝達される機械的動力を減少させて、駆動輪94に生じる駆動力をFe2からFe0に低下させる。このようにして、HVECU100は、加速惰性走行のうち加速走行を中止した時点Te1から駆動力を低下させて、車両1を車速Veから設定車速VSまで減速させる。
そして、車両1が設定車速VSまで減速した時点Te2において、HVECU100は、コーナリング中において、当該設定車速VSが、その後において一定に維持されるよう、駆動力をFe0からFe1に増大させる。この駆動力Fe1は、車両1が設定車速VSで走行する場合の走行抵抗とつりあう値として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、内燃機関10を作動状態にしたまま、車両1を減速させる場合(時点Te1〜Te2)に比べて充電電力を増大させることで、その分、機関出力のうち駆動輪94に伝達される機械的動力を増大させて、駆動輪94に生じる駆動力をFe0からFe1に上昇させる。このようにして、HVECU100は、車両1を設定車速VSで、時点Te2〜Te4まで走行させる。
そして、車両1が曲線路等を抜けてコーナリングを終了した時点Te4において、HVECU100は、コーナリング中ではないと判定し、内燃機関10を非作動状態にして車両1に惰性走行を行わせる。車速が下限車速VLに達した時点Te5において、HVECU100は、内燃機関10を作動状態にし、駆動力をFe2に設定して、再び、加速惰性走行のうち加速走行を再開する。
なお、車両1のコーナリングが終了した時点Te4から加速走行を行わせるものとしても良い。また、時点Te4において二次電池108のSOCが高い場合には、当該時点Te4から車両1にEV走行を行わせるものとしても良い。また、時点Te4から下限車速VLに到達するまで、内燃機関10を作動状態にしたまま減速走行を行わせて、下限車速VLに到達した時点Te5から加速走行を開始するものとしても良い。
以上のように、HVECU100は、加速惰性走行のうち加速走行中において、車両1がコーナリング中であると判定した場合には、当該加速走行を中止すると共に、コーナリングする曲線路の曲率すなわち舵角に応じて予め設定された設定車速VSまで車両1が減速するよう、機関出力のうち充電電力に変換される機械的動力を増大させることで、駆動輪94に生じる駆動力を低下させる。
これにより、加速惰性走行のうち加速走行を行っている最中に、車両1がコーナリングを開始しても、コーナリング中における車速を、極力、コーナリングする曲線路の曲率に応じた設定車速にすることができ、コーナリング中において運転者に与える違和感や不快感を抑制しつつ、内燃機関10が燃料消費率の低い(熱効率の高い)運転状態で作動すること継続させることが可能となる。
次に、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両1がコーナリングを開始した場合について、図8を用いて説明する。図8に示す時点Tg1以前において、車両1は、直進しながら加速惰性走行を行っている。そして、車両1は、加速惰性走行のうち内燃機関10が非作動状態である惰性走行中の時点Tg1において、曲線路等に進入して、コーナリングを開始する。この時点Tg1において、HVECU100は、車両1がコーナリング中であると判定し、当該惰性走行を中止する。
この時点Tg1において、HVECU100は、車両1が走行している曲線路の曲率すなわち操舵輪の舵角に応じて、コーナリング中に運転者に違和感や不快感を与えない車速である設定車速VSを設定する。さらに、車両1が、惰性走行を中止した時点Tg1における車速Vgから、設定された設定車速VSまで車両1が減速するよう、車両1を制動する制動力が駆動輪94に生じるよう制動力Fgmを設定する。この制動力Fgmは、車速Vgから下限車速VSまで惰性走行を継続する場合に比べて車速の時間変化率(車両加速度)が同等或いは小さい状態で、車速Vgから設定車速VSまで減速走行するのに必要な制動力として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、内燃機関10を非作動状態にしたまま、モータMG2を発電機として作動させて、二次電池108に充電される充電電力を作り出すことで、その分、駆動輪94に車両1を制動する制動力を生じさせる、いわゆる回生制動を行う。これにより、HVECU100は、加速惰性走行のうち惰性走行を中止した時点Tg1から制動力Fgmを生じさせて、車両1を車速Vgから設定車速VSまで減速させる。
そして、車両1が設定車速VSまで減速した時点Tg2において、HVECU100は、コーナリング中において、当該設定車速VSが、その後において一定に維持されるよう、回生制動を終えると共に、モータMG2を電動機として作動させて駆動輪94に駆動力Fg1を生じさせて、車両1にEV走行を行わせる。この駆動力Fg1は、車両1が設定車速VSで走行する場合の走行抵抗とつりあう値として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。このようにして、HVECU100は、車両1を設定車速VSで、時点Tg2からTg4まで走行させる。
そして、車両1が曲線路等を抜けてコーナリングを終了した時点Tg4において、HVECU100は、コーナリング中ではないと判定し、EV走行を終了し、再び、駆動力をゼロにして車両1に惰性走行を再開させる。
以上のように、HVECU100は、加速惰性走行のうち惰性走行中において、車両1がコーナリング中であると判定した場合には、当該惰性走行を中止すると共に、コーナリングする曲線路の曲率すなわち舵角に応じて予め設定された設定車速VSまで減速するよう、車両1に回生制動を行わせて、駆動輪94に制動力を生じさせる。
これにより、加速惰性走行のうち惰性走行を行っている最中に、車両1がコーナリングを開始しても、コーナリング中における車速を、極力、曲線路の曲率に応じた設定車速にすることができ、コーナリング中において運転者に与える違和感や不快感を抑制することができる。
ところで、上述のようにコーナリング中において、舵角に応じて設定された設定車速VSが、加速惰性走行を行う下限車速VLを下回る場合がある。このような場合、車両1がコーナリングを終了したときに、運転者に違和感や不快感を与えることなく、加速惰性走行を再開したいという要望がある。
そこで、本実施形態においては、コーナリング中の設定車速VSが、加速惰性走行の下限車速VLを下回り、当該設定車速で車両1が走行している場合、コーナリングを終了した時点から、加速惰性走行のうち加速走行を行うときの駆動力を生じさせており、図9を用いて説明する。図9は、加速惰性走行中において、車両がコーナリングを開始した場合に、車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、下限車速以下に設定された設定車速から、加速惰性走行を行う車速域に復帰させる態様を示す図である。
図9に示す時点Ti1以前において、車両1は、直進しながら加速惰性走行のうち加速走行を行っている。このとき、内燃機関10は、作動状態にあり、内燃機関10からの機械的動力により、駆動輪94には、駆動力Fi2が生じている。そして、車両1は、加速走行中の時点Ti1において、曲線路等に進入して、コーナリングを開始する。HVECU100は、コーナリング中であると判定し、当該加速走行を中止する。
この時点Ti1において、HVECU100は、車両1が走行している曲線路の曲率すなわち操舵輪の舵角に応じて設定車速VSを設定する。このとき、設定車速VSは、下限車速VLを下回る値に設定されている。HVECU100は、車両1が加速走行を中止した時点Ti1における車速Viから、設定された設定車速VSまで車両1が減速するよう、駆動輪94に生じる駆動力を、駆動力Fi2に比べて、より小さい値Fi0に設定する。この駆動力Fi0は、車速Viから設定車速VSまで減速走行するのに必要な駆動力として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
そして、車両1が設定車速VSまで減速した時点Ti2において、HVECU100は、コーナリング中において、当該設定車速VSが、その後において一定に維持されるよう、駆動力をFi0からFi1に増大させる。この駆動力Fi1は、車両1が設定車速VSで走行する場合の走行抵抗とつりあう値として、予め適合実験等により求められており、制御定数としてHVECU100のROMに記憶されている。
HVECU100は、車両1を設定車速VSで、時点Ti2〜Ti4まで走行させる。そして、車両1が設定車速VSで走行しており、曲線路等を抜けてコーナリングを終了した時点Ti4において、HVECU100は、車両1がコーナリング中ではないと判定し、内燃機関10を作動状態にしたまま、駆動力を再びFi2に設定して、車両1を再び、加速させる。これにより、車両1は、加速惰性走行を行う車速域Rの下限車速VL以上に加速して、再び、加速惰性走行を開始する。
以上のように、HVECU100は、舵角に応じて設定されたコーナリング中の設定車速VSが、加速惰性走行を行う下限車速VLを下回り、当該設定車速VSで車両1が走行している場合、コーナリング中ではないと判定した時点Ti4から、加速走行を中止した時点Ti1の駆動力、すなわち加速走行を行う場合の駆動力Fi2を再び駆動輪Fi2に生じさせることで、車両1を加速惰性走行を行う下限車速VL以上に加速させる。これにより、車両1がコーナリングを終了したときに、運転者に違和感や不快感を与えることなく加速惰性走行を車両1に再開させることができる。
なお、本実施形態において、上述の車両用制御技術が適用される車両1は、原動機として内燃機関10とモータMG1,MG2とを備え、内燃機関10からプラネタリキャリア34に伝達された機関出力を、動力分割統合機構30により、サンギア32から、発電機としてのモータMG1のロータ51に伝達される動力と、リングギア(36a,36c)に伝達される動力に分割すると共に、当該リングギア(36a,36c)において、内燃機関10から伝達された機械的動力と、電動機としてのモータMG2がロータ52から出力する機械的動力とを統合し、駆動動力として駆動輪94に伝達可能なものとしたが、本発明に係る車両用制御技術が適用可能な車両は、これに限定されるものではない。車両走行中に内燃機関から出力される機関出力のうち少なくとも一部を、二次電池に充電される充電電力に変換可能な発電機を備え、且つ車両走行中に内燃機関の作動/非作動状態を切替可能な車両であれば、本発明を適用することができる。
例えば、図10に示す変形例1の車両1Bにも、本発明を適用することができる。なお、以下の説明において、上述の車両1と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。車両1Bは、原動機として内燃機関10とモータジェネレータMGとを備えたハイブリッド車両である。モータジェネレータMGは、ロータ50が駆動輪94と係合しており、且つ内燃機関10からの機関出力のうち一部をロータ50で受けて、二次電池108に充電される充電電力に変換可能な発電機として作動することが可能となっている。加えて、車両1Bは、モータジェネレータMGのロータ50と内燃機関10の機関出力軸12との間において動力伝達を遮断可能な変速機22と、機関出力軸12を回転駆動可能な始動用モータ18と、これらを制御する制御手段としてのHVECU100Bを備えている。
車両1Bにおいて、モータジェネレータMGを力行させて、ロータ50からの機械的動力を駆動動力として駆動輪94に伝達させた状態で、変速機22においてクラッチ機構23や変速機構24等により、ロータ50と機関出力軸12との間における動力伝達を遮断することで、車両走行中において内燃機関10の作動を停止して非作動状態にすることができる。加えて、駆動輪94と機関出力軸12との間における動力伝達が変速機22において遮断された状態において、始動用モータ18に機関出力軸12を回転駆動させることで、内燃機関10を始動して、内燃機関10を作動状態にすることができる。また、内燃機関10を作動状態にすると共に、変速機22を制御して機関出力軸12から出力される機関出力を、ロータ50及び駆動輪94に伝達させると共に、モータジェネレータMGを発電機として作動させることで、モータジェネレータMGは、内燃機関10から出力される機関出力のうち一部を、二次電池108に充電する充電電力に変換することが可能となっている。
また、図11に示す変形例2の車両1Cにも、本発明を適用することができる。車両1Cは、原動機として内燃機関10とモータジェネレータMGとを備えたハイブリッド車両である。モータジェネレータMGは、ロータ50が機関出力軸12と係合しており、内燃機関10からの機関出力のうち少なくとも一部をロータ50で受けて、二次電池108に充電される充電電力に変換可能な発電機として作動することが可能となっている。加えて、車両1Cは、モータジェネレータMGのロータ50と駆動輪94との間において動力伝達を遮断可能な変速機22と、これらを制御する制御手段としてのHVECU100Cを備えている。
このような車両1Cにおいても、内燃機関10を作動状態にして、機関出力軸12から出力される機関出力のうち一部を、ロータ50に伝達しモータジェネレータMGを発電機として作動させて、二次電池108に充電する充電電力に変換すると共に、機関出力のうち残りを、駆動動力として駆動輪94に伝達させて、車両1Cを駆動することが可能となっている。また、モータジェネレータMGを力行させた車両走行中において、駆動輪94と機関出力軸12との間における動力伝達を、変速機22のクラッチ機構23や変速機構24により瞬間的に遮断して、この間に内燃機関10の作動を停止して非作動状態にすることや、モータジェネレータMGにより機関出力軸12を回転駆動して始動して内燃機関10を作動状態にすることが可能となっている。
また、図12に示す変形例3の車両1Dにも、本発明を適用することができる。車両1Dは、原動機として内燃機関10を備え、内燃機関10を始動する始動用モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータジェネレータ19とを備えた車両である。モータジェネレータ19は、機関出力軸12と係合可能となっており、内燃機関10からの機関出力のうち少なくとも一部を受けて、二次電池108に充電される充電電力に変換可能な発電機として作動することが可能となっている。加えて、車両1Dは、内燃機関10の機関出力軸12と駆動輪94との間において動力伝達を遮断可能な変速機22と、これらを制御する制御手段としてのECU100Dを備えている。
このような車両1Dにおいても、内燃機関10を作動状態にして、機関出力軸12から出力される機関出力のうち一部を、モータジェネレータ19に伝達させ、発電機として作動させて、二次電池108に充電する充電電力に変換すると共に、機関出力のうち残りを、駆動動力として駆動輪94に伝達させて、車両1Dを駆動することが可能となっている。また、車両走行中において、駆動輪94と機関出力軸12との間における動力伝達を、変速機22のクラッチ機構23や変速機構24により瞬間的に遮断して、この間に内燃機関10の作動を停止して非作動状態にすることや、モータジェネレータ19により機関出力軸12を回転駆動して始動して内燃機関10を作動状態にすることが可能となっている。
以上のように、本発明は、車両走行中に内燃機関の作動/非作動状態を切替可能な車両に有用であり、特に、原動機として内燃機関とモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両に適している。
本実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 内燃機関の機関回転速度及び機関トルクに対する燃料消費率及び機関出力を示す図である。 加速惰性走行を行う車両の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が設定する、車両の舵角に対する設定車速を示す説明図である。 加速惰性走行のうち加速走行中において車両がコーナリングを開始した場合に、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御と、車両の動作を示すタイミングチャートである。 加速惰性走行のうち惰性走行中において車両がコーナリングを開始した場合に、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御と、車両の動作を示すタイミングチャートである。 加速惰性走行のうち加速走行中において車両がコーナリングを開始した場合に、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、コーナリング中に車両を設定車速まで減速させる態様を示す図である。 加速惰性走行のうち惰性走行中において車両がコーナリングを開始した場合に、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、コーナリング中に車両を設定車速まで減速させる態様を示す図である。 加速惰性走行中において車両がコーナリングを開始した場合に、本実施形態に係る車両用制御装置(HVECU)が実行する車両制御を示すタイミングチャートであり、下限車速以下に設定された設定車速から、加速惰性走行を行う車速域に復帰させる態様を示す図である。 本実施形態に係る車両用制御技術が適用可能な変形例1の車両の概略構成を示す模式図である。 本実施形態に係る車両用制御技術が適用可能な変形例2の車両の概略構成を示す模式図である。 本実施形態に係る車両用制御技術が適用可能な変形例3の車両の概略構成を示す模式図である。
符号の説明
1 ハイブリッド車両
10 内燃機関
12 機関出力軸
20 駆動装置
30 動力分割統合機構(動力伝達機構)
30a 動力分割遊星歯車
30c 減速遊星歯車
32 サンギア
34 プラネタリキャリア
36a,36c 動力分割統合機構のリングギア
44 カウンタドライブギア
51,52 モータジェネレータのロータ
53,54 モータジェネレータのステータ
61,62 インバータ
66 モータジェネレータ用の電子制御装置(モータECU)
70 減速機構(動力伝達機構)
74 カウンタドリブンギア
78 ファイナルドライブギア
80 差動機構(動力伝達機構)
82 差動機構のリングギア
90 駆動軸
94 駆動輪
108 二次電池(蓄電池)
110 アクセルペダル
112 アクセルペダルポジションセンサ
120 エコ運転スイッチ
MG1,MG2 モータジェネレータ
100 車両用の電子制御装置(車両用制御装置、ECU、加速惰性走行制御手段、車速域設定手段、記憶手段、舵角推定手段、コーナリング判定手段、設定車速設定手段)

Claims (6)

  1. 内燃機関と、内燃機関から出力される機関出力のうち少なくとも一部を、二次電池に充電される充電電力に変換可能な発電機とを備え、車両走行中に内燃機関の作動/非作動状態を切替可能な車両に用いられ、
    内燃機関を作動状態にして、駆動輪に生じる駆動力により車両が駆動されて加速して走行する加速走行と、内燃機関を非作動状態にして、慣性力により車両が惰性で走行する惰性走行とを、予め設定された上限車速と下限車速との間において交互に行って走行する加速惰性走行を車両に行わせる車両用制御装置であって、
    車両がコーナリング中であるか否かを判定するコーナリング判定手段を有し、
    前記加速走行中において、コーナリング中であると判定した場合には、当該加速走行を中止すると共に、
    当該コーナリング中においては、前記加速走行を中止しない場合に比べて、前記駆動力を低下させると共に、当該駆動力を低下させた分の機械的動力を発電機により充電電力に変換する
    ことを特徴とする車両用制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両用制御装置において、
    前記加速走行を中止した時点から、車速が、予め設定された設定車速まで低下するよう駆動力を低下させる
    ことを特徴とする車両用制御装置。
  3. 請求項2に記載の車両用制御装置において、
    前記設定車速が前記下限車速を下回り、当該設定車速で車両が走行している場合には、コーナンリング判定手段によりコーナリング中ではないと判定した時点から、前記加速走行を行う場合の駆動力を駆動輪に生じさせる
    ことを特徴とする車両用制御装置。
  4. 請求項1に記載の車両用制御装置において、
    前記発電機は、電動機としても作動可能なモータジェネレータであり、
    前記惰性走行中において、コーナリング中であると判定した場合、当該惰性走行を中止すると共に、
    当該コーナリング中は、モータジェネレータを電動機として作動させて、駆動輪に駆動力を生じさせる
    ことを特徴とする車両用制御装置。
  5. 請求項4に記載の車両用制御装置において、
    前記惰性走行を中止した時点から、車速が、予め設定された設定車速まで低下するよう、モータジェネレータを発電機として作動させて、駆動輪に制動力を生じさせる
    ことを特徴とする車両用制御装置。
  6. 請求項2又は5に記載の車両用制御装置において、
    車両の舵角を推定する舵角推定手段を有し、
    前記設定車速は、車両の舵角に応じて設定される
    ことを特徴とする車両用制御装置。
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