JP2016030524A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクアシストによるバッテリの充電量の低下を抑制することができ、トルクアシストを行わせる時間を最適に設定できる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】この発明は、トルクアシストするモータ７と、モータと電気負荷とに電力を供給するバッテリ８と、を備える車両の制御装置１６であって、電気負荷が消費する電力に関連する電気量に基づいて、トルクアシスト最大時間を計算する最大時間計算部２１と、トルクアシスト継続時間が最大時間計算部２1によって計算されたトルクアシスト最大時間を超えた時にトルクアシストを終了するトルクアシスト制御部２２と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車両の制御装置に係り、特に、車両の駆動をモータによってアシストする車両の制御装置に関する。

内燃機関の駆動をモータによってトルクアシストする車両の制御装置には、例えば、特許文献１（特開２０１３−２５６２６９号公報）に、「トルクアシストは、基本的には予め設定した時間実行する」技術が開示されている。また、特許文献２（特開２０１３−２４９０３１号公報）には、「トルクアシストを行わせる期間は一定時間とする」技術が開示されている。さらに、特許文献２には、「トルクアシストを行わせる期間を長くすれば、それだけバッテリの電力消費を早めるので、バッテリの電力消費に大きな影響を与えることのないように、この時間を適合により定める」、ということが記載されている。

特開２０１３−２５６２６９号公報 特開２０１３−２４９０３１号公報

しかし、上記の特許文献１、２においては、トルクアシストを予め設定した時間だけ実行しており、トルクアシストの実行中にバッテリ電圧の低下などの所定条件が成立した場合、トルクアシストを途中で終了している。
このため、従来は、トルクアシストを実行する時間が適正に設定されていないため、トルクアシストによりバッテリの充電量の低下を招くおそれがあり、また、トルクアシストの実行中に所定条件の成立によりトルクアシストが唐突に終了される場合があり、トルクアシストを行わせる時間について、改善の余地がある。

そこで、この発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、トルクアシストによるバッテリの充電量の低下を抑制することができ、トルクアシストを行わせる時間を最適に設定できる車両の制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、トルクアシストするモータと、モータと電気負荷とに電力を供給するバッテリと、を備える車両の制御装置であって、電気負荷が消費する電力に関連する電気量に基づいて、トルクアシスト最大時間を計算する最大時間計算部と、トルクアシスト継続時間が最大時間計算部によって計算されたトルクアシスト最大時間を超えた時にトルクアシストを終了するトルクアシスト制御部と、を備えることを特徴とする。

この発明は、トルクアシスト継続時間がトルクアシスト最大時間を超えた時に、トルクアシストが終了されるため、トルクアシストによるバッテリの充電量の低下を抑制することができる。
この発明は、電気負荷が消費する電力に関連する電気量に基づいて、トルクアシスト最大時間を計算するため、電力消費状況に合ったトルクアシスト最大時間を設定することができる。

図１は車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例） 図２は電流フィルタ値によるトルクアシスト最大時間のテーブルを示す図である。（実施例） 図３はトルクアシスト制御のフローチャートである。（実施例） 図４はアイドリングストップ制御のフローチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両１は、走行用の動力を発生する内燃機関２を搭載している。内燃機関２は、燃料の燃焼により動力を発生する。内燃機関２の動力は、変速機（自動変速機）３から差動装置４を介して駆動車軸５に伝達され、駆動輪６を駆動して車両１を走行させる。
車両１は、トルクアシストするモータ７を搭載している。モータ７は、バッテリ８に接続される。モータ７は、バッテリ８から供給される電力で駆動する。また、バッテリ８には、車両１の機器や内燃機関２の補機類などの電気負荷９が接続される。電気負荷９は、バッテリ８から供給される電力で駆動する。
モータ７は、内燃機関２の始動や内燃機関２の駆動を補助（トルクアシスト）するための電動機として機能するとともに、内燃機関２により駆動されて電力を発生する発電機としても機能する。モータ７の発生した電力は、バッテリ８に供給され、バッテリ８を充電する。
モータ７は、動力伝達機構１０により内燃機関２に連絡されている。動力伝達機構１０は、内燃機関２のクランク軸１１に取り付けたクランクプーリ１２と、モータ７のモータ軸１３に取り付けたモータプーリ１４と、クランクプーリ１２及びモータプーリ１４に巻き掛けたベルト１５とからなる。
モータ７の発生した動力は、動力伝達機構１０により内燃機関２のクランク軸１１に伝達される。モータ７の動力によっては発生したクランク軸１１の回転は、内燃機関２が発生した動力の回転と合わされ、変速機（自動変速機）３から差動装置４を介して駆動車軸５に伝達され、駆動輪６を駆動して車両１を走行させる。

内燃機関２とモータ７とは、車両１の制御装置１６にそれぞれ接続される。制御装置１６は、内燃機関制御部１７と、フューエルカット制御部１８と、アイドリングストップ制御部１９と、モータ制御部２０と、を備える。
内燃機関制御部１７は、内燃機関２を駆動するために必要な燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）などの制御を行う。フューエルカット制御部１８は、車両１の減速運転時に、燃料噴射を停止して内燃機関２に供給する燃料をカットする。アイドリングストップ制御部１９は、所定の停止条件成立時に内燃機関２を自動停止させ、所定の再始動条件成立時に内燃機関２を再始動させるアイドリングストップ制御を行う。また、アイドリングストップ制御部１９は、バッテリ８の充電量が所定値よりも低下した場合、アイドリングストップを禁止する。モータ制御部２０は、モータ７の駆動や発電の制御を行う。

車両１は、モータ７で内燃機関２にトルクアシストを行っている場合、モータ７による発電を行うことができないため、トルクアシスト中の電気負荷９への電力の供給はバッテリ８からの持ち出しで賄うことになる。
そこで、制御装置１６は、バッテリ８から電力を供給する電気負荷９が消費する電力量によってモータ７で行うトルクアシストの継続時間の最大値（トルクアシスト最大時間）を制限することで、バッテリ８からの過度の放電を抑制する。制御装置１６は、バッテリ８の放電抑制によって、アイドリングストップ時やアイドリングストップ時以外に電気負荷９（車両１の機器や内燃機関２の補機類）が使用する電力を確保する。また、制御装置１６は、バッテリ８の放電抑制によて、自動停止した内燃機関２の再始動に使用する電力を確保する。

このため、車両１の制御装置１６は、最大時間計算部２１と、トルクアシスト制御部２２と、を備える。
最大時間計算部２１は、電気負荷９が消費する電力に関連する電気量に基づいて、モータ７が内燃機関２に行うトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算する。この実施例では、電気負荷９が消費する電力に関連する電気量を、バッテリ８から電気負荷９に流れる電流値とする。この電流値を検出するために、制御装置１６は、バッテリ８と電気負荷９との間に設けた電流センサ２３を接続する。最大時間計算部２１は、電流センサ２３が検出した電流値を入力し、フィルタをかけて電流フィルタ値とする。最大時間計算部２１は、図２に示すように、電流フィルタ値に基づいて、トルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算する。最大時間計算部２１は、トルクアシスト中であっても、トルクアシスト最大時間を計算する。
なお、電気負荷９が消費する電力に関連する電気量は、単位時間当たりの電流平均値、単位時間当たりの電流積算値とすることができる。さらに、電流値ではなく、電力値でもよい。
トルクアシスト制御部２２は、モータ７が内燃機関２に行っているトルクアシスト継続時間Ｔａｓｔを求め、トルクアシスト継続時間Ｔａｓｔと最大時間計算部２１によって計算されたトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘとを比較する。トルクアシスト制御部２２は、モータ７が内燃機関２に行っているトルクアシスト継続時間Ｔａｓｔが、最大時間計算部２１によって計算されたトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを超えた時に、モータ７による内燃機関２のトルクアシストを終了する。

次に作用を説明する。
車両１の制御装置１６は、図３に示すように、トルクアシスト制御を実行する。制御装置１６は、制御のプログラムがスタートすると（Ａ０１）、トルクアシスト要求が有るか否かを判断する（Ａ０２）。トルクアシスト要求が有るか否かの判断は、例えば、ドライバのアクセルペダル踏み込み量が所定量を超えたか否かによって判断される。
制御装置１６は、判断（Ａ０２）がＮＯの場合、スタート（Ａ０１）に戻る（Ａ０７）。制御装置１６は、判断（Ａ０２）がＹＥＳの場合、最大時間計算部２１によりトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算し（Ａ０３）、トルクアシスト制御部２２によりトルクアシスト継続時間Ｔａｓｔがトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘ以下で有るか否かを判断する（Ａ０４）。
制御装置１６は、判断（Ａ０４）がＹＥＳの場合、トルクアシスト制御部２２によりモータ７を駆動して内燃機関２のトルクアシストを実施し（Ａ０５）、トルクアシスト最大時間Ｔｍａｘの計算（Ａ０３）に戻る。制御装置１６は、判断（Ａ０４）がＮＯの場合、トルクアシスト制御部２２によりモータ７を停止して内燃機関２のトルクアシストを終了し（Ａ０６）、スタート（Ａ０１）に戻る（Ａ０７）。

このように、車両１の制御装置１６は、トルクアシスト継続時間Ｔａｓｔがトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを超えた時に、モータ７が内燃機関２に行っているトルクアシストが終了されるため、トルクアシストによるバッテリ８の充電量の低下を抑制することができる。
また、制御装置１６は、電気負荷９が消費する電力に関連する電気量（電流値）に基づいて、トルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算するため、電力消費状況に合ったトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを設定することができる。
さらに、制御装置１６は、最大時間計算部２１によって、トルクアシスト中であってもトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算（ステップＡ０３〜Ａ０５）するため、電気負荷９が消費する電力が急増した場合であっても、急増した消費電力に対応したトルクアシスト最大時間Ｔｍａｘを計算することができ、トルクアシストによるバッテリ８の充電量の低下を適切に抑制することができる。

また、制御装置１６は、図４に示すように、アイドリングストップ制御を実行する。制御装置１６は、制御のプログラムがスタートすると（Ｂ０１）、バッテリ８の充電量を計算し（Ｂ０２）、バッテリ８の充電量が所定値未満で有るか否かを判断する（Ｂ０３）。
制御装置１６は、判断（Ｂ０３）がＹＥＳの場合、アイドリングストップ制御部１９による内燃機関２のアイドリングストップを禁止し（Ｂ０４）、スタート（Ｂ０１）に戻る（Ｂ０５）。制御装置１６は、判断（Ｂ０３）がＮＯの場合、アイドリングストップ制御部１９による内燃機関２のアイドリングストップを許可し（Ｂ０６）、スタート（Ｂ０１）に戻る（Ｂ０５）。
このように、車両１の制御装置１６は、アイドリングストップ制御部１９によって、バッテリ８の充電量が所定値よりも低下した場合、アイドリングストップを禁止する。制御装置１６は、トルクアシストによるバッテリ８の充電量の低下を抑制できる結果、アイドリングストップ時に自動停止した内燃機関２の再始動に使用する電力を確保することができる。また、制御装置１６は、アイドリングストップやアイドリングストップ時以外に電気負荷９（車両１の機器や内燃機関２の補機類）が使用する電力を確保することができる。このため、制御装置１６は、アイドリングストップ頻度の低下を抑制し、燃費悪化を防ぐことができる。

この発明は、トルクアシストによるバッテリの充電量の低下を抑制することができ、トルクアシストを行わせる時間を最適に設定できるものであり、車両の駆動をトルクアシストするモータを備えた各種方式のハイブリッド車両に適用することができる。

１ 車両
２ 内燃機関
３ 変速機
４ 差動装置
５ 駆動車軸
６ 駆動輪
７ モータ
８ バッテリ
９ 電気負荷
１０ 動力伝達機構
１１ クランク軸
１２ クランクプーリ
１３ モータ軸
１４ モータプーリ
１５ ベルト
１６ 制御装置
１７ 内燃機関制御部
１８ フューエルカット制御
１９ アイドリングストップ制御部
２０ モータ制御部
２１ 最大時間計算部
２２ トルクアシスト制御部
２３ 電流センサ

Claims (3)

1. トルクアシストするモータと、前記モータと電気負荷とに電力を供給するバッテリと、を備える車両の制御装置であって、前記電気負荷が消費する電力に関連する電気量に基づいて、トルクアシスト最大時間を計算する最大時間計算部と、トルクアシスト継続時間が前記最大時間計算部によって計算されたトルクアシスト最大時間を超えた時にトルクアシストを終了するトルクアシスト制御部と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 所定の停止条件成立時に内燃機関を自動停止させ、所定の再始動条件成立時に内燃機関を再始動させるアイドリングストップ制御部を備え、前記アイドリングストップ制御部は、前記バッテリの充電量が所定値よりも低下した場合、アイドリングストップを禁止することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記最大時間計算部は、トルクアシスト中であっても、トルクアシスト最大時間を計算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。

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