JP2015134525A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】坂道登板やバッテリのSOCが低下している状況において、EV走行からHV走行に移行する際に、ユーザに対して「もたつき」を感じさせるのを防ぐ。
【解決手段】制御装置100は、ハイブリッド車両10が、第1締結要素(第1クラッチ210)が解放状態で回転電機(モータジェネレータMG)の動力を利用して走行するEV走行から、第1締結要素(第1クラッチ210)が締結状態でエンジン200の動力を利用して走行するHV走行に移行する際には、バッテリ310の残存容量と路面傾斜とに基づいて、第1締結要素(第1クラッチ210)を係合するか否かを決定する。
【選択図】図1
【解決手段】制御装置100は、ハイブリッド車両10が、第1締結要素(第1クラッチ210)が解放状態で回転電機(モータジェネレータMG)の動力を利用して走行するEV走行から、第1締結要素(第1クラッチ210)が締結状態でエンジン200の動力を利用して走行するHV走行に移行する際には、バッテリ310の残存容量と路面傾斜とに基づいて、第1締結要素(第1クラッチ210)を係合するか否かを決定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
近年、エンジンと走行用モータとを駆動源として搭載するハイブリッド車両が実用に供されている。
特開2010−143433号公報は、いわゆる1モータ2クラッチ構成と変速機とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、急減速後の急加速を行なった際には、一旦締結要素を解放し、所定の変速段にすることでエンジンストールを回避しつつ、走行状態に応じた変速段を変速する技術を開示する。
ハイブリッド車両は、ハイブリッド走行(HV走行)の他に、エンジンを停止した状態でバッテリの電力を利用して走行するEV走行も可能である。
特開2010−143433号公報が開示する技術によると、ハイブリッド車両がEV走行からHV走行に移行する際に締結要素を係合し、停止しているエンジンを起動(始動)することになるため、エンジントルクが所望する値まで立ち上がるまでの間、駆動輪に伝達されるトータルトルクが不足する場合がある。その場合、ユーザに対して「もたつき」を感じさせるという課題が生じる。特に、坂道登板時やバッテリの残存容量(SOC:State Of Charge)が低下している状況では、エンジントルクを立ち上げるのに必要なパワーが得られにくく、上記の課題がさらに顕在化する。
本発明の目的は、坂道登板やバッテリのSOCが低下している状況において、EV走行からHV走行に移行する際に、ユーザに対して「もたつき」を感じさせるのを防ぐことである。
本発明は、要約すると、バッテリと、バッテリからの電力を受けて動作する回転電機と、回転電機とエンジンとの間に介装された第1締結要素と、回転電機と駆動輪との間に介装された第2締結要素および変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置である。制御装置は、ハイブリッド車両が、第1締結要素が解放状態で回転電機の動力を利用して走行するEV走行から、第1締結要素が締結状態でエンジンの動力を利用して走行するHV走行に移行する際には、バッテリの残存容量と路面傾斜とに基づいて、第1締結要素を係合するか否かを決定する。
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によると、たとえば、上り坂やバッテリの残存容量が低いときは、比較的早い段階、つまり下り坂やバッテリ残存容量が高いときよりも早めに第1の締結要素が締結されるように、締結のタイミングが変更される。これにより、EV走行からHV走行に移行する際には、たとえば上り坂では、駆動輪に伝達されるトータルトルク不足が解消される可能性が高まり、下り坂ではEV走行が行なわれる機会が増えるなどにより燃費を向上させることができる。
本発明によると、坂道登板やバッテリのSOCが低下している状況において、EV走行からHV走行に移行する際に、ユーザに対して「もたつき」を感じさせるのを防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、実施の形態に係る制御装置100が制御するハイブリッド車両10の概略構成を示す図である。制御装置100は、ハイブリッド車両10に搭載されて使用される。
制御装置100は、ハイブリッド車両10に含まれる各要素を制御する。制御は、たとえば制御信号を利用して行なわれる。制御装置100は、必要に応じて、ハイブリッド車両10に含まれる各要素と通信を行なう。通信は、たとえば通信信号を利用して行なわれる。
エンジン200は、ハイブリッド車両10の走行源である。モータジェネレータMGは、回転電機であり、後述の電力変換装置300からの電力を受けて回転駆動され、電動機として動作する。つまり、モータジェネレータMGも、ハイブリッド車両10の走行源である。モータジェネレータMGは、エンジン200を始動させるための動力を発生することもできる。また、モータジェネレータMGは、回転することにより電力を生じさせる発電機としても動作する。
エンジン200とモータジェネレータMGとの間には、第1クラッチ210が介装される。第1クラッチ210は、エンジン200とモータジェネレータMGとを締結(または解放)する第1締結要素である。
モータジェネレータMGと、ディファレンシャル240との間には、第2クラッチ220が介装される。第2クラッチ220は、モータジェネレータMGとディファレンシャル240とを締結(または解放)する第2締結要素である。
変速機230は、たとえば、前進5速後退1速などの有段階の変速比を切替える変速機である。変速比は、たとえば、車速やアクセル開度などに応じて切替えられる。第2クラッチ220は、変速機230の各変速段において締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用してもよいし、変速機230とは別に設けられてもよい。変速機230の出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャル240、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して、後輪を構成する駆動輪(車輪)251,252に連結される。なお、ハイブリッド車両10は、前輪を構成する車輪253,254も含む。
電力変換装置300は、バッテリ310の電力を変換して、モータジェネレータMGに供給する。また、電力変換装置300は、モータジェネレータMGからの電力を変換して、バッテリ310に供給する。
監視部320は、バッテリ310を監視する。監視部320は、たとえば、バッテリ310の残存容量(SOC:State Of Charge)や温度を監視(測定)する。SOCの測定(算出)は、種々の公知の方法を用いることができる。
勾配(傾斜)センサ510は、ハイブリッド車両10が走行している道路などの勾配をセンシングする。なお、勾配に関する情報は、ナビゲーションシステム400を利用して取得されてもよい。
以上の構成により、ハイブリッド車両10は、第1クラッチ210を解放状態、つまりエンジン200が駆動系から切り離された状態とし、第2クラッチ220を締結状態として、モータジェネレータMGの動力のみを利用して走行することができる。この走行を、実施の形態では「EV走行」と称する。
また、ハイブリッド車両10は、第1クラッチ210を締結状態、つまりエンジン200が駆動系に連結された状態とし、第2クラッチ220を締結状態として、エンジン200の動力をも利用して走行することもできる。この走行を、実施の形態では「HV走行」と称する。なお、HV走行では、モータジェネレータMGは、電動機として動作するだけでなく、発電機として動作してもよい。
ハイブリッド車両10は、EV走行とHV走行とを使い分ける。走行において、路面傾斜など車両の状況を考慮してHV走行よりもEV走行が行なわれる機会を増やすと、燃費の向上が期待できる場合がある。
ハイブリッド車両10においては、EV走行からHV走行に移行するケースが考えられる。ここで、エンジン200が駆動系から切り離された状態のEV走行から、HV走行に移行する際は、第1クラッチ210が締結状態とされ、モータジェネレータMGによってエンジン200が起動(始動)されることとなる。
しかし、EV走行からHV走行への移行時には、エンジン200の始動を伴う。このとき、エンジントルクが所望する大きさ(値)まで立ち上がるまでに時間が掛かる。エンジントルクが立ち上がるまでは、モータジェネレータMGはエンジンを始動しながら駆動輪(車輪251,252)を回転させなければならない。その間は、駆動輪のトータルトルクが低下し、ユーザが「もたつき」を感じるという課題が生じる。なお、トータルトルクは、駆動輪に伝達されるエンジン200のトルクとモータジェネレータMGのトルクの合計(トータル)トルクである。
ここで、ハイブリッド車両10が上り坂を走行(坂道登板)するときは、要求される駆動輪のトータルトルクが大きくなり、モータジェネレータMGのトルクが駆動輪に奪われる。その結果、エンジン200の起動の動力確保が充分でなくなり、エンジントルクの立ち上がりに掛かる時間が長くなる。また、バッテリ310のSOCが低下しているときは、モータジェネレータMGに充分なトルクを発生させることができない場合もある。その場合も、エンジン200の起動の動力確保が充分でなくなり、エンジントルクの立ち上がりに時間がかかる。すなわち、坂道登板やバッテリ310のSOCが低下している状況において、上述の「もたつき」の課題が顕在化する。
一方、ハイブリッド車両10が下り坂を走行するときには、要求される駆動輪のトータルトルクは小さくなる。また、バッテリ310のSOCが高ければ、モータジェネレータMGに充分なトルクを発生させることもできる。そのため、上述の「もたつき」の課題は顕在化しにくい。逆に、このような状況において、エンジンを始動させる(つまりEV走行→ハイブリッド走行に移行する)と、必要以上に燃費が悪化する可能性がある。
そこで、制御装置100は、ハイブリッド車両10がEV走行からHV走行に移行する際には、バッテリ310のSOCと路面傾斜とに基づいて、第1クラッチ210を係合する(締結状態になる)か否かを決定する。具体的に、上り坂(路面傾斜がプラスに大きい)の傾向が強く、バッテリ310のSOCが低下しているほど、第1クラッチ210が係合がされやすくなる。これにより、上り坂走行時やバッテリ310のSOCが低下している状況における上述の「もたつき」が解消される。
逆に、下り坂(路面傾斜がマイナスに大きい)の傾向が強く、バッテリ310のSOCが高いほど、第1クラッチ210は係合されにくくなる。これにより、下り坂走行時やバッテリ310のSOCが高くなっている状況においては、第1クラッチ210が解放された状態のEV走行が行なわれる機会が増え、燃費向上が期待できる。
図2は、走行中、傾斜と、バッテリ310(図1)のSOCとに基づいてエンジン200(図1)を駆動系に連結すべきか否かの判定について説明するための図である。エンジン200を駆動系に連結するか否かは、図2に示す判定マップに基づいて判断される。
図1および図2を参照して、判定マップでは、ハイブリッド車両10が走行している道路の勾配と、バッテリ310のSOCとに基づいて、エンジン200を駆動系に連結する領域(図2の「エンジン連結領域」)と、エンジン200を駆動系から切離す領域(図2の「エンジン切離領域」)とに区切られる。走行中、所定の勾配と所定のSOCとから決定される判定マップ上の位置(プロット)がエンジン連結領域内にある場合、エンジン200は、駆動系に連結される。そうでない場合、エンジン200は、駆動系から切離される。
図2に示す判定マップにおいては、勾配がプラスに大きいほど、またはSOCが低いほど、エンジン連結領域に位置する、つまりエンジンが駆動系に連結されやすくなる確率が高まる。
図2に示すように、たとえば、エンジン200が駆動系に連結された状態から切離された状態に移行する(つまりHV走行→EV走行に移行する)際は、図2の実線で区切られた判定マップに従い、エンジン200が駆動系から切離された状態から連結された状態に移行する(つまりEV走行→HV走行に移行する)際は、図2の破線で区切られた判定マップに従うような制御も可能である。これにより、両状態の移行の間にヒステリシスを持たせて、ハンチングを防止することができる。
図3は、EV走行からHV走行に移行する際に実行される処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから呼び出され、サブルーチンとして実行される。このフローチャートの処理は、図1の制御装置100によって実行される。
図1および図3を参照して、はじめに、ステップS1において、ハイブリッド車両10が走行している道路(路面)の勾配が算出(取得)される。次に、ステップS2において、バッテリ310のSOCが算出(取得)される。先に述べたように、SOCの算出は、種々の公知の方法を用いることができる。
ステップS3において、図2の判定マップに従い、取得された勾配とSOCとで決定される判定マップ上の位置が、エンジン連結領域内であるか否かが判断される。
判定マップ上の位置がエンジン連結領域内の場合(ステップS3でYES)、ステップS4に処理が進められる。そうでない場合(ステップS3でNO)、ステップS5に処理が進められる。
ステップS4において、第1クラッチ210が解放(リリース)されていれば、第1クラッチ210が係合される。このとき(第1クラッチ210の係合時)、エンジン200も始動される。
ステップS5において、第1クラッチ210係合されていれば、第1クラッチ210がリリースされる。このとき(第1クラッチ210リリース時)、エンジン200は停止される。
ステップS4またはステップS5の処理が完了した後は、メインルーチンに処理が戻される。
図3のフローチャートによると、走行中、勾配とSOCとに基づいて、(図2の判定マップから)第1クラッチ210の締結・解放のタイミング(すなわち、EV走行→HV走行への移行のタイミング)が制御される。その結果、たとえば、坂道登板やバッテリのSOCが低下している状況において、EV走行からHV走行に移行する際に、ユーザに対して「もたつき」を感じさせるのを防ぐことが可能になる。
最後に、本発明の実施の形態について総括する。図1を参照して、実施の形態に係るハイブリッド車両10の制御装置100は、バッテリ310と、バッテリ310からの電力を受けて動作する回転電機(モータジェネレータMG)と、回転電機(モータジェネレータMG)とエンジン200との間に介装された第1締結要素(第1クラッチ210)と、回転電機(モータジェネレータMG)と駆動輪(車輪251,252)との間に介装された第2締結要素(第2クラッチ220)および変速機230とを備える。制御装置100は、ハイブリッド車両10が、第1締結要素(第1クラッチ210)が解放状態で回転電機(モータジェネレータMG)の動力を利用して走行するEV走行から、第1締結要素(第1クラッチ210)が締結状態でエンジン200の動力を利用して走行するHV走行に移行する際には、バッテリ310の残存容量と路面傾斜とに基づいて、第1締結要素(第1クラッチ210)を係合するか否かを決定する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 ハイブリッド車両、100 制御装置、200 エンジン、210 第1クラッチ、220 第2クラッチ、230 変速機、240 ディファレンシャル、251,252,253,254 車輪、300 電力変換装置、310 バッテリ、320 監視部、400 ナビゲーションシステム、510 勾配センサ、DSL 左ドライブシャフト、DSR 右ドライブシャフト、PS プロペラシャフト。
Claims (1)
- バッテリと、
前記バッテリからの電力を受けて動作する回転電機と、
前記回転電機とエンジンとの間に介装された第1締結要素と、
前記回転電機と駆動輪との間に介装された第2締結要素および変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が、前記第1締結要素が解放状態で前記回転電機の動力を利用して走行するEV走行から、前記第1締結要素が締結状態で前記エンジンの動力を利用して走行するHV走行に移行する際には、前記バッテリの残存容量と路面傾斜とに基づいて、前記第1締結要素を係合するか否かを決定する、ハイブリッド車両の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014005864A JP2015134525A (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014005864A JP2015134525A (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | ハイブリッド車両の制御装置 |
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JP2015134525A true JP2015134525A (ja) | 2015-07-27 |
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ID=53766743
Family Applications (1)
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JP2014005864A Pending JP2015134525A (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | ハイブリッド車両の制御装置 |
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Cited By (2)
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JP6172367B1 (ja) * | 2016-10-28 | 2017-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 自動運転車両の制御装置 |
JP2018070135A (ja) * | 2017-06-19 | 2018-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
-
2014
- 2014-01-16 JP JP2014005864A patent/JP2015134525A/ja active Pending
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