JP2014189067A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】電動機MGに許容される許容回生トルクTMG1が大きいほど、小さい場合に比べて、ハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、ハイギヤ側のギヤ段が選択されることにより実際のエンジンブレーキトルクTE1が小さくなり、その分電動機MGでの回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、許容回生トルクTMG1が小さい場合には、自動変速機16のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、許容回生トルクTMG1が小さくなる分、実際のエンジンブレーキトルクTE1が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【選択図】図2
【解決手段】電動機MGに許容される許容回生トルクTMG1が大きいほど、小さい場合に比べて、ハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、ハイギヤ側のギヤ段が選択されることにより実際のエンジンブレーキトルクTE1が小さくなり、その分電動機MGでの回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、許容回生トルクTMG1が小さい場合には、自動変速機16のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、許容回生トルクTMG1が小さくなる分、実際のエンジンブレーキトルクTE1が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、車両減速走行時に運転者の要求する減速度を確保し燃費を向上させる技術に関する。
エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に電動機で回生運転を行うハイブリッド車両がある。例えば、特許文献1に示すような所謂1モータ型ハイブリッド車両がそれである。
上記特許文献1の1モータ型ハイブリッド車両では、減速走行時において、前記電動機での回生制動時における前記変速機の変速点を通常に比べて低車速側に移動させすなわち前記変速機のハイギヤ側のギヤ段が選択される領域を拡大させている。これにより、制動時において、前記変速機でハイギヤ側のギヤ段を選択することにより前記エンジンの回転が低くなってエンジンブレーキが小さくなり、その分、前記電動機の回生による制動力を大きくすることができるので、前記電動機での回生効率が向上し燃費が向上する。
ところで、特許文献1では、減速走行時のハイブリッド車両の制動力を前記電動機の回生による制動力および前記エンジンブレーキにより確保しているが、例えば前記蓄電器への入力電流制限等で前記電動機での回生が規制される場合に前記電動機の回生による制動力を十分に得ることが困難になることがある。このため、特許文献1では前記電動機での回生効率を向上させるために回生制動時にエンジンブレーキによる車両の制動力を小さくしているので、前記電動機の回生による制動力が十分に得られず運転者が要求する車両の制動力を得ることが困難となる場合があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a) エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に前記電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速することにある。
このように構成されたハイブリッド車両の制御装置によれば、前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段が選択されることによりエンジンブレーキによる制動力が小さくなり、その分前記電動機での回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、前記電動機に許容される回生容量が小さい場合には、前記変速機のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、前記電動機の回生による制動力が小さくなる分、前記エンジンブレーキによる制動力が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
ここで、好適には、車両減速走行時の前記蓄電器の充電残量が低いほど、その充電残量が高い場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う。このため、前記蓄電器の充電残量が低いほど前記電動機での回生量を増加させることができ、且つ、前記蓄電器の充電残量が高いほど前記エンジンブレーキによる制動力を増加させることができるので、好適に、車両減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置10(以下、単に駆動装置10という)に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。図1に示すように、駆動装置10は、駆動源として機能するエンジン12及び電動機MGを備えており、それらエンジン12及び電動機MGにより発生させられた駆動力は、トルクコンバータ14、自動変速機(変速機)16、差動歯車装置18、及び左右1対の車軸20をそれぞれ介して左右1対の駆動輪22へ伝達されるように構成されている。すなわち、駆動装置10では、エンジン12および電動機MGを備え、そのエンジン12が自動変速機16を介して駆動輪22と動力伝達可能に連結されている。また、電動機MG、トルクコンバータ14、及び自動変速機16は、何れもトランスミッションケース24(以下、ケース24という)内に収容されている。
電動機MGと駆動輪22との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機16は、複数の油圧式摩擦係合装置を備え、それら摩擦係合装置を係合乃至解放の組み合わせに応じて予め定められた複数の変速段を選択的に成立させる遊星歯車式の変速機構である。なお、上記複数の油圧式摩擦係合装置は、油圧制御回路26から供給される油圧に応じてその係合状態が係合(完全係合)、スリップ係合、乃至解放(完全解放)の間で制御されるようになっている。また、トルクコンバータ14のポンプ翼車14pには機械式の油圧ポンプ28が連結されており、そのポンプ翼車14pの回転に伴いその油圧ポンプ28により発生させられた油圧が油圧制御回路26に元圧として供給されるようになっている。
電動機MGは、ケース24により軸心まわりの回転可能に支持されたロータ30と、そのロータ30の外周側においてケース24に一体的に固定されたステータ32とを備えており、駆動力を発生させるモータ(発動機)及び反力を発生させるジェネレータ(発電機)としての機能を有するモータジェネレータである。この電動機MGは、インバータ34を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電器36に電力授受可能に接続されており、例えば電動機MGが回生することによって発電された電気エネルギがインバータ34を介して蓄電器36に充電されるようになっている。
エンジン12と電動機MGとの間の動力伝達経路には、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチK0が設けられている。すなわち、エンジン12の出力部材であるクランク軸38は、斯かるクラッチK0を介して電動機MGのロータ30に選択的に連結されるようになっている。
駆動装置10は、図1に例示するような制御系統を備えている。この図1に示す電子制御装置40は、CPU、RAM、ROM、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、例えば、電動機MGの回生制御、自動変速機16の変速制御等の各種制御を実行する。本実施例においては、電子制御装置40がハイブリッド車両(駆動装置10)の制御装置に相当する。
図1に示すように、電子制御装置40には、駆動装置10に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応してアクセル開度センサ42により検出されるアクセル開度Acc(%)を表す信号、車速センサ44により検出される車速V(km/h)を表す信号、SOCセンサ46により検出される蓄電器36の充電残量SOC(%)を表す信号等が電子制御装置40に入力される。
また、電子制御装置40から、駆動装置10に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、電動機MGの回生制御のためにインバータ34に供給される信号、自動変速機16の変速制御のために油圧制御回路26における複数の電磁制御弁に供給される信号等が、電子制御装置40から各部へ供給される。
図2は、電子制御装置40に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図2に示す減速走行判定部50は、例えばアクセル開度センサ42により検出されるアクセル開度Acc(%)により、車両が減速走行中であるか否かを判定する。例えば、減速走行判定部50では、図示しないアクセルペダルの踏込操作がされなくなるすなわちアクセルオフ操作によって車両が減速走行中であると判定する。
回生可能判定部52は、電動機MGで回生が可能であるか否かを判定する。例えば、回生可能判定部52では、SOCセンサ46により検出される蓄電器36の充電残量SOC(%)が予め定められた値すなわち蓄電器36でこれ以上充電することができない上限値SOCH以上である場合や、電動機MGや蓄電器36の温度が予め定められた所定温度以上すなわち電動機MGや蓄電器36が過熱状態である場合に、電動機MGで回生が不可能であると判定する。
目標減速度制御部54は、減速走行判定部50で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部52で電動機MGの回生が可能であると判定されると、車両減速走行時に運転者が要求する目標減速度Gとなるような目標回転制動トルクTGを算出し、その算出された目標回転制動トルクTGとなるように電動機MGでの回生トルクTMGおよびエンジンブレーキトルクTEをそれぞれ制御する。なお、目標減速度制御部54では、例えば車速Vが高い程上記目標減速度Gすなわち目標回転制動トルクTGが大きくなる予め実験的に求められて記憶された車速Vと目標回転制動トルクTGとの関係から、車速センサ44により検出される実際の車速Vに基づいて車両減速走行時の目標回転制動トルクTGが算出されるようになっている。
エンジンブレーキトルク算出部56は、減速走行判定部50で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部52で電動機MGの回生が可能であると判定されると、車両走行時における自動変速機16の現在のギヤ段と車速センサ44により検出される車速Vとからエンジン回転数NEを算出し、そのエンジン回転数NEから現在のエンジンブレーキトルクTE1を算出する。なお、エンジンブレーキトルク算出部56では、例えばエンジン回転数NEが高い程上記エンジンブレーキトルクTE1が大きくなる予め実験的に求められて記憶されたエンジン回転数NEとエンジンブレーキトルクTE1との関係から、実際のエンジン回転数NEに基づいて実際のエンジンブレーキトルクTE1が算出されるようになっている。また、エンジンブレーキトルク算出部56において、自動変速機16の現在のギヤ段は、電子制御装置40から油圧制御回路26における複数の電磁制御弁に供給される信号により求められる。
回生トルク算出部58は、減速走行判定部50で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部52で電動機MGの回生が可能であると判定されると、SOCセンサ46により検出される蓄電器36の充電残量SOC(%)から蓄電器36の充電可能電力Winを超えないために許容される許容回生トルク(回生容量)TMG1を算出する。なお、回生トルク算出部58では、例えば蓄電器36の充電残量SOC(%)が低い程上記許容回生トルクTMG1が大きくなる予め実験的に求められて記憶された充電残量SOC(%)と許容回生トルクTMG1との関係から、実際の充電残量SOC(%)に基づいて許容回生トルクTMG1が算出されるようになっている。
ギヤ段算出部60は、目標減速度制御部54で目標回転制動トルクTGが算出され、且つ、エンジンブレーキトルク算出部56で実際のエンジンブレーキトルクTE1が算出され、且つ、回生トルク算出部58で許容回生トルクTMG1が算出されると、算出されたそれら目標回転制動トルクTG、実際のエンジンブレーキトルクTE1、許容回生トルクTMG1に基づいて減速走行時の自動変速機16のギヤ段を算出する。すなわち、ギヤ段算出部60では、下記式(1)に基づいて目標減速度制御部54および回生トルク算出部58で算出された目標回転制動トルクTGおよび許容回生トルクTMG1から目標エンジンブレーキトルク(=目標回転制動トルクTG−許容回生トルクTMG1)TE1’を算出し、その算出された目標エンジンブレーキトルクTE1’とエンジンブレーキトルク算出部56で算出された実際のエンジンブレーキトルクTE1とを比較し、上記減速走行時の実際のエンジンブレーキトルクTE1が上記目標エンジンブレーキトルクTE1’に近づくように自動変速機16のギヤ段を算出する。例えば、上記目標エンジンブレーキトルクTE1’が上記実際のエンジンブレーキトルクTE1より所定以上小さくなる場合には、現在走行中の実際のエンジンブレーキトルクTE1が小さくなるように、自動変速機16のギヤ段が現在のギヤ段に対してハイギヤ側のギヤ段を選択するギヤ段すなわち自動変速機16のギヤ段が現在のギヤ段に対してシフトアップするギヤ段が算出される。逆に、上記目標エンジンブレーキトルクTE1’が上記実際のエンジンブレーキトルクTE1より所定以上大きくなる場合には、現在走行中の実際のエンジンブレーキトルクTE1が大きくなるように、自動変速機16のギヤ段が現在のギヤ段に対してローギヤ側のギヤ段を選択するギヤ段すなわち自動変速機16のギヤ段が現在のギヤ段に対してシフトダウンするギヤ段が算出される。
目標回転制動トルクTG = エンジンブレーキトルクTE + 回生トルクTMG ・・・(1)
目標回転制動トルクTG = エンジンブレーキトルクTE + 回生トルクTMG ・・・(1)
回生トルク算出部58は、ギヤ段算出部60で減速走行時のギヤ段が算出されると、その算出されたギヤ段により得られるエンジンブレーキトルクTE2を算出し、その算出されたエンジンブレーキトルクTE2と上記目標回転制動トルクTGとから上記式(1)を用いて回生トルクTMG1’を再計算する。すなわち、回生トルク算出部58では、上記エンジンブレーキトルクTE2と上記目標回転制動トルクTGとを上記式(1)に代入して回生トルク(=目標回転制動トルクTG−エンジンブレーキトルクTE2)TMG1’を算出する。
目標減速度制御部54は、ギヤ段算出部60で減速走行時のギヤ段が算出され、且つ、回生トルク算出部58で上記ギヤ段算出部60により算出されたギヤ段から回生トルクTMG1’が再計算されると、ギヤ段算出部60で算出されたギヤ段が成立させられるように油圧制御回路26を介して自動変速機16における複数の油圧式摩擦係合装置の係合乃至解放を制御すると共に、回生トルク算出部58で再計算された回生トルクTMG1’となるように電動機MGの回生トルクTEを制御する。
図3は、電子制御装置40において、車両減速時における電動機MGによる回生制御と自動変速機16の変速制御との制御作動の一例を説明するフローチャートである。
先ず、減速走行判定部50に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、車両が減速走行中であるか否かが判定される。このS1の判定が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合には回生可能判定部52に対応するS2が実行される。上記S2では、電動機MGで回生が可能であるか否かが判定される。このS2の判定が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合にはエンジンブレーキトルク算出部56に対応するS3が実行される。
上記S3では、車両走行時における自動変速機16のギヤ段と車速Vとからエンジン回転数NEが算出され、その算出されたエンジン回転数NEから実際のエンジンブレーキトルクTE1が算出される。また、次に、回生トルク算出部58に対応するS4において、蓄電器36の充電残量SOC(%)から蓄電器36の充電可能電力Winを超えないために許容される許容回生トルクTMG1が算出される。
次に、目標減速度制御部54およびギヤ段算出部60に対応するS5において、車両減速走行時に運転者が要求する目標減速度Gとなるような目標回転制動トルクTGが算出され、その算出された目標回転制動トルクTGと上記S4で算出された許容回生トルクTMG1とから前記式(1)を用いて目標エンジンブレーキトルクTE1’が算出される。そして、実際のエンジンブレーキトルクTE1が上記算出された目標エンジンブレーキトルクTE1’に近づくように減速走行時の自動変速機16のギヤ段が算出される。
次に、目標減速度制御部54および回生トルク算出部58に対応するS6において、上記S5で算出されたギヤ段から得られるエンジンブレーキトルクTE2が算出され、その算出されたエンジンブレーキトルクTE2を用いて回生トルクTMG1’が再計算される。そして、上記S6では、上記再計算された回生トルクTMG1’となるようにに電動機MGの回生トルクが制御されると共に、上記S5で算出されたギヤ段が成立するように油圧制御回路26を介して自動変速機16における複数の油圧式摩擦係合装置の係合乃至解放が制御される。
また、図3のフローチャートでは、例えば、蓄電器36の充電残量SOC(%)が比較的低く上記S4で比較的大きい許容回生トルクTMG1が算出される場合には、上記S3で算出される現在走行中の実際のエンジンブレーキTE1より小さい目標エンジンブレーキトルクTE1’が上記S5で算出され、その算出された目標エンジンブレーキトルクTE1’に近づくように現在走行中の自動変速機16のギヤ段よりハイギヤ側のギヤ段が算出されるようになっている。逆に、例えば、蓄電器36の充電残量SOC(%)が比較的高く上記S4で比較的小さい許容回生トルクTMG1が算出される場合には、上記S3で算出される現在走行中の実際のエンジンブレーキTE1より大きい目標エンジンブレーキトルクTE1’が上記S5で算出され、その算出された目標エンジンブレーキトルクTE1’に近づくように現在走行中の自動変速機16のギヤ段よりローギヤ側のギヤ段が算出されるようになっている。
上述のように、本実施例の駆動装置10の電子制御装置40によれば、目標減速度制御部54では、電動機MGに許容される許容回生トルクTMG1が大きいほど、小さい場合に比べて、自動変速機16のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、自動変速機16のハイギヤ側のギヤ段が選択されることにより実際のエンジンブレーキトルクTE1が小さくなり、その分電動機MGでの回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、電動機MGに許容される許容回生トルクTMG1が小さい場合には、自動変速機16のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、電動機MGの許容回生トルクTMG1が小さくなる分、実際のエンジンブレーキトルクTE1が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
また、本実施例の駆動装置10の電子制御装置40によれば、車両減速走行時の蓄電器36の充電残量SOC(%)が低いほど、その充電残量SOC(%)が高い場合に比べて、自動変速機16のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う。このため、蓄電器36の充電残量SOC(%)が低いほど電動機MGでの回生量を増加させることができ、且つ、蓄電器36の充電残量SOC(%)が高いほど実際のエンジンブレーキトルクTE1を増加させることができるので、好適に、車両減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。
本実施例の駆動装置10は、エンジン12および電動機MGが自動変速機16を介して駆動輪22と動力伝達可能に連結されていたが、例えば、上記電動機MGが自動変速機16と駆動輪22との間に設けられていても良い。すなわち、本発明は、エンジン12および電動機MGを備え、そのエンジン12が自動変速機16を介して駆動輪22と動力伝達可能に連結される駆動装置10であれば適用することができる。
また、本実施例のエンジンブレーキトルク算出部56では、車両走行時における自動変速機16のギヤ段と車速センサ44により検出される車速Vとからエンジン回転数NEを算出していたが、たとえば、エンジン12にエンジン回転速度センサを設けて直接エンジン回転数NEを測定しても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
12:エンジン
16:自動変速機(変速機)
22:駆動輪
36:蓄電器
40:電子制御装置(制御装置)
54:目標減速度制御部
60:ギヤ段算出部
MG:電動機
SOC:充電残量
TMG1:許容回生トルク(回生容量)
16:自動変速機(変速機)
22:駆動輪
36:蓄電器
40:電子制御装置(制御装置)
54:目標減速度制御部
60:ギヤ段算出部
MG:電動機
SOC:充電残量
TMG1:許容回生トルク(回生容量)
Claims (2)
- エンジンおよび電動機を備え、該エンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器が該電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に前記電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 車両減速走行時の前記蓄電器の充電残量が低いほど、該充電残量が高い場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う請求項1のハイブリッド車両の制御装置。
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