JP2016147578A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリやハーネス部に過度の負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを行なうことができる駆動制御装置を提供すること。【解決手段】車両１を駆動するエンジン２と、エンジン２の駆動による車両１の走行をアシストする走行アシストを行なうモータ３と、モータ３に電力を供給するサブバッテリ７と、サブバッテリ７の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出するバッテリ状態検出センサ７１と、アシスト許可条件が成立して走行アシストを実施する場合に、ハーネス部８を保護するための許容電流値Ｉrmsやハーネス部８の電流二乗の面積の保護設計値Ｓと、サブバッテリ７の積算放電電流値Ｉtotalとに基づいて、走行アシストを継続して実施できるアシスト継続許可時間Ｔassと走行アシストを停止するアシスト停止時間Ｔintとを算出し、アシスト継続許可時間Ｔassとアシスト停止時間Ｔintとに従って走行アシストを制御するＥＣＵ９と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの駆動をモータでアシストする車両の駆動制御装置に関する。

エンジンとモータとを動力源として備えたハイブリッド車両が知られており、モータからの駆動トルクをエンジントルクの補助として付与させることにより車両の走行をアシストする制御（以下、走行アシストという）が行なわれている。

特許文献１では、バッテリの充電残量や、バッテリの温度から最高出力継続時間を算出し、最高出力継続時間バッテリの最高出力で走行アシストを行なわせ、その後、出力減少レートで基準出力までバッテリの出力を減少させて、バッテリに過度な負担をかけることなく、円滑な走行アシストを行なわせることが提案されている。

特開２００７−２６１３６０号公報

しかしながら、このようなハイブリッド車両にあっては、バッテリの充電残量や、バッテリの温度から最高出力継続時間を算出し、バッテリの最高出力で走行アシストを行なわせているため、バッテリとモータとの間に設けられたスイッチや配線、接続点等のハーネス部の保護にはならず、過度な電流が流れた場合、ハーネス部に損傷を与えるおそれがあるという問題があった。

そこで、本発明は、バッテリやハーネス部に過度の負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを行なうことができる駆動制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する駆動制御装置の発明の一態様は、エンジンの駆動による車両の走行をモータの駆動によってアシストする走行アシストを行なう車両の駆動制御装置であって、モータに電力を供給するバッテリと、モータとバッテリとを接続するハーネス部と、バッテリの放電電流を検出する電流検出部と、走行アシストを実施する場合に、ハーネス部を保護するための所定の保護値と走行アシストが開始されてからのバッテリの積算放電電流値とに基づいて、走行アシストを継続して実施できるアシスト継続許可時間と走行アシストを継続して停止するアシスト停止時間とを算出し、アシスト継続許可時間とアシスト停止時間とに従って走行アシストを制御する制御部と、を備えるものである。

このように本発明の一態様によれば、バッテリやハーネス部に過度の負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを行なうことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る駆動制御装置を示す図であり、その概念ブロック図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る駆動制御装置を示す図であり、その走行アシスト制御処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施形態に係る駆動制御装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、モータ３と、変速機４と、駆動輪５と、メインバッテリ６と、サブバッテリ７と、ハーネス部８と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）９とを含んで構成されている。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なうとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に燃焼室で点火を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。

モータ３は、例えば、三相交流モータによって構成される。モータ３は、具体的には、次のように駆動する。サブバッテリ７から出力される電力がインバータによって三相の交流電力に変換され、この三相の交流電力が三相交流モータに供給されることによって駆動する。このように、モータ３は、電動機として機能し、エンジン２の出力トルクを補うアシストトルクを生成できるようになっている。このとき、ＥＣＵ９は、トルク指令信号に基づいてインバータを制御して、モータ３の出力トルクが指令トルクになるような三相の交流電力をモータ３へ供給するよう制御する。

また、モータ３は、発電時における回転抵抗を車両１の制動に利用するように駆動される。これにより、モータ３は、回生によって発電できる機能を有する。このように、モータ３は、発電機としても機能し、サブバッテリ７を充電するための電力を生成できるようになっている。モータ３には、図示していないが、モータ３の制御基板の温度を検出する基板温度センサが接続されている。基板温度センサは、ＥＣＵ９に接続されている。ＥＣＵ９は、基板温度センサによりモータ３の制御基板の温度を検知することができる。

変速機４は、エンジン２及びモータ３から駆動輪５までの動力伝達経路に設けられている。変速機４は、複数の変速段のなかで任意の１つの変速段を形成することができるようになっている。詳細には、変速機４は、ＥＣＵ９によって制御された図示していない油圧回路によって、変速段が変更されるようになっている。

メインバッテリ６は、例えば鉛蓄電池で構成されている。このメインバッテリ６は、図示していない電装品などの電気負荷と電気的に接続されている。メインバッテリ６には、図示していないが、電流センサ、電圧センサ及びバッテリ温度センサが接続されている。これらセンサは、ＥＣＵ９に接続されている。ＥＣＵ９は、これらセンサの出力によりメインバッテリ６の充電状態を検知できるようになっている。

サブバッテリ７は、例えばリチウムイオン蓄電池で構成されている。このサブバッテリ７は、ハーネス部８を介してモータ３と電気的に接続されている。サブバッテリ７には、電流検出部としてのバッテリ状態検出センサ７１が接続されている。バッテリ状態検出センサ７１は、サブバッテリ７の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態検出センサ７１は、ＥＣＵ９に接続されている。ＥＣＵ９は、バッテリ状態検出センサ７１の出力によりサブバッテリ７の充電状態や放電電流を検知できるようになっている。

ハーネス部８は、スイッチ８１と、配線８２とを含んで構成され、サブバッテリ７とモータ３を接続している。スイッチ８１は、ＥＣＵ９の制御によりサブバッテリ７とモータ３とを接続する接続状態及び、サブバッテリ７とモータ３とを切断する切断状態のいずれか一方の状態をとるようになっている。

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＥＣＵ９のＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ９として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ９において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施形態におけるＥＣＵ９として機能する。

ＥＣＵ９の入力ポートには、エンジン２の機関回転数（以下、「エンジン回転数」ともいう）を検出するエンジン回転数センサ１１と、車速を検出する車速センサ１２と、図示していないアクセルペダルの操作量（以下、「アクセル開度」ともいう）を検出するアクセル開度センサ１３と、図示していないシフトレバーの位置がＮ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、あるいは、Ｄ（ドライブ）レンジなどのいずれに位置しているかを検出するシフトポジションセンサ１４と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１５と、図示していないブレーキペダルが踏まれていて操作中であるか否かを検知するブレーキスイッチ１６と、を含む各種センサ類が接続されている。

また、ＥＣＵ９の出力ポートには、モータ３に加えて、変速機４を制御するための油圧回路、図示していないインジェクタ、点火プラグ、スロットルバルブを含む各種制御対象類が接続されている。

ＥＣＵ９は、アクセル開度センサ１３によって検出されたアクセル開度を予め設定された時間間隔でＲＡＭ内に記憶するようになっており、所定の時間のアクセル開度の変化量を検出できるようになっている。

ＥＣＵ９は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。例えば、ＥＣＵ９は、アクセル開度センサ１３によって検出されたアクセル開度やエンジン回転数センサ１１によって検出されたエンジン回転数などに基づいて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度などを制御してエンジン２の駆動を制御するようになっている。

また、ＥＣＵ９は、車速センサ１２によって検出された車速やシフトポジションセンサ１４によって検出されたシフトレバーの位置などに応じて、変速機４の変速段の変更を油圧回路により行なわせるようになっている。

なお、ＥＣＵ９は、車両１の減速時に燃料噴射を停止するフューエルカット制御や、車両１の停止時に自動的にエンジン２の停止及び再始動を行なわせるアイドルストップスタート制御を行なうようにしてもよい。

本実施形態において、ＥＣＵ９は、予め設定されたアシスト許可条件が成立している場合、エンジン２の駆動による車両の走行をモータ３の駆動によってアシストする走行アシストを行なうようになっている。

ＥＣＵ９は、例えば、以下の条件の全てが成立したとき、アシスト許可条件が成立したと判定する。
・水温センサ１５の検出するエンジン冷却水の水温が所定水温より高いこと。
・エンジン回転数センサ１１の検出するエンジン回転数が所定回転数より低いこと。
・車速センサ１２の検出する車速が所定車速より速いこと。
・シフトポジションセンサ１４の検出するシフトレバーの位置がＮレンジ以外であること。
・メインバッテリ６の充電残量が所定充電量より大きいこと。
・アクセル開度センサ１３の検出するアクセル開度が所定開度より大きいこと。
・アクセル開度の変化量が所定変化量より大きいこと。
・ブレーキスイッチ１６の検出するブレーキペダルの状態がブレーキペダルの操作中でないこと。
・アクセル開度や、エンジン回転数、車速などから算出するドライバ要求トルクが所定トルクより大きいこと。
・前回の走行アシスト実施から所定時間が経過していること。
・モータ３の制御基板の温度が所定基板温度より低いこと。

ＥＣＵ９は、アシスト許可条件が成立したと判定した場合、サブバッテリ７からモータ３に電力を供給させてモータ３を駆動させ、エンジン２の駆動による車両の走行をアシストさせる走行アシストを開始する。
なお、本実施形態に係るアシスト許可条件は、上述した条件に限定されず任意に選択可能である。

ＥＣＵ９は、走行アシスト実施中に、アシスト中のサブバッテリ７の平均放電電流値Ｉ_assと、ハーネス部８の保護要件値とから、走行アシストを継続して実施できる時間であるアシスト継続許可時間Ｔ_assと、走行アシスト実施後に走行アシストを継続して停止する時間であるアシスト停止時間Ｔ_intとを算出する。ＥＣＵ９は、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとに従って走行アシストを実施する。
なお、アシスト継続許可時間Ｔ_assは、走行アシストの継続する実施が許可される継続時間であり、走行アシストは、このアシスト継続許可時間Ｔ_assに基づいて継続して実施される。また、アシスト停止時間Ｔ_intは、走行アシストの継続する停止が行なわれる継続時間であり、走行アシストは、このアシスト停止時間Ｔ_intに基づいて継続して停止される。

ＥＣＵ９は、走行アシストを開始すると、内蔵のタイマにより走行アシストを実施している時間であるアシスト実施時間Ｔの計測を開始するとともに、走行アシストを実施している間のサブバッテリ７の積算放電電流値Ｉ_totalの計測も開始する。

アシスト実施時間Ｔは、アシスト許可条件が成立したと判定され、走行アシストを開始してからの経過時間であり、積算放電電流値Ｉ_totalは、アシスト許可条件が成立したと判定され、走行アシストを開始してからのサブバッテリ７の放電電流の合計値である。
ＥＣＵ９は、アシスト中の平均放電電流値Ｉ_assを、例えば、以下の式（１）で算出する。
平均放電電流値Ｉ_ass＝アシスト中の積算放電電流値Ｉ_total／アシスト実施時間Ｔ...（１）

ＥＣＵ９は、例えば、ハーネス部８の許容電流値Ｉ_rmsや、ハーネス部８の電流二乗の面積の保護設計値Ｓなどのハーネス部８の保護値によりアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出する。

ＥＣＵ９は、以下の式（２）、（３）により、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出する。ここで、許容電流値Ｉ_rmsや、電流二乗の面積の保護設計値Ｓは、予め実験等により求められ、ＥＣＵ９のＲＯＭ内に記憶されている。

ＥＣＵ９は、走行アシストを開始してから、予め設定された時間間隔でアシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalを計測する。そして、ＥＣＵ９は、計測されたアシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalから平均放電電流値Ｉ_assを算出し、この平均放電電流値Ｉ_assと、ハーネス部８の許容電流値Ｉ_rms及びハーネス部８の電流二乗の面積の保護設計値Ｓに基づいてアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを、アシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalを計測する時間間隔に基づいて算出する。このとき、 ＥＣＵ９は、最新のアシスト実施時間Ｔと最新の積算放電電流値Ｉ_totalの両方が取得された時間間隔でアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出してもよいし、最新のアシスト実施時間Ｔと最新の積算放電電流値Ｉ_totalのいずれか一方が取得された時間間隔でアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出してもよい。さらに、ＥＣＵ９は、計測したアシスト実施時間Ｔが最新の（最後に算出した）アシスト継続許可時間Ｔ_assになった時点で走行アシストを停止し、最新の（最後に算出した）アシスト停止時間Ｔ_intの間、継続して走行アシストを停止する。このようにすることで、走行アシストを開始してから、時間経過とともに変化する平均放電電流値Ｉ_assに対応してアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを変更することができ、ハーネス部８を確実に保護することができる。
なお、本実施形態は、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとの算出は、アシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalを計測する時間間隔に同期する構成であるが、これに限定されず、アシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalを計測する時間間隔とは異なる時間間隔、例えば、アシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalが複数回測定される都度、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出してもよい。このような構成にすれば、ＥＣＵ９に多大な負荷をかけることなく、可能な限りリアルタイムにアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出することができる。

その後、ＥＣＵ９は、アシスト実施時間Ｔと積算放電電流値Ｉ_totalをゼロにし、再度アシスト許可条件が成立しているか否かを判定し、アシスト停止時間Ｔ_int経過後の走行アシストを行なうか否かを判定する。

以上のように構成された本実施形態に係る駆動制御装置による走行アシスト制御処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明する走行アシスト制御処理は、ＥＣＵ９の動作開始により開始される。

まず、ＥＣＵ９は、上述したアシスト許可条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。アシスト許可条件が成立していないと判定した場合、ＥＣＵ９は、ステップＳ６に進み、走行アシストを実施していれば走行アシストを停止させる。

一方、アシスト許可条件が成立したと判定した場合、ＥＣＵ９は、サブバッテリ７からモータ３に電力を供給させてモータ３を駆動させて走行アシストを実施させる（ステップＳ２）。次いで、ＥＣＵ９は、上述した積算放電電流値Ｉ_totalとアシスト実施時間Ｔを取得し（ステップＳ３）、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出する（ステップＳ４）。

そして、ＥＣＵ９は、アシスト実施時間Ｔがアシスト継続許可時間Ｔ_assになったか否かを判定、すなわち、走行アシスト開始からアシスト継続許可時間Ｔ_assが経過したか否かを判定し（ステップＳ５）、走行アシスト開始からアシスト継続許可時間Ｔ_assが経過していないと判定した場合、ＥＣＵ９は、ステップＳ１に戻ってアシスト許可条件が成立するか判定する。

一方、アシスト継続許可時間Ｔ_assが経過したと判定した場合、ＥＣＵ９は、サブバッテリ７からモータ３への電力の供給を停止させて走行アシストを停止させ（ステップＳ６）、走行アシストを停止させてからアシスト停止時間Ｔ_intが経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。

アシスト停止時間Ｔ_intが経過していないと判定した場合、ＥＣＵ９は、アシスト停止時間Ｔ_intが経過するまでステップＳ７の判定を繰り返す。一方、アシスト停止時間Ｔ_intが経過したと判定した場合、ＥＣＵ９は、ステップＳ１に戻ってアシスト許可条件が成立するか判定する。

このように、上述の実施形態では、アシスト許可条件が成立して走行アシストを実施する場合に、ハーネス部８を保護するための許容電流値Ｉ_rmsやハーネス部８の電流二乗の面積の保護設計値Ｓと、サブバッテリ７の積算放電電流値Ｉ_totalとに基づいて、走行アシストを継続して実施してよい時間であるアシスト継続許可時間Ｔ_assと走行アシストを継続して停止するアシスト停止時間Ｔ_intとを算出し、アシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとに従って走行アシストを制御するＥＣＵ９を備える。

これにより、ハーネス部８に過度の電流が流れないように走行アシストの実施と停止が制御される。このため、サブバッテリ７の放電電流量が抑制され、サブバッテリ７やハーネス部８に負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを実施させることができる。

また、ＥＣＵ９は、積算放電電流値Ｉ_totalと走行アシストを開始してからの経過時間であるアシスト実施時間Ｔとから平均放電電流値Ｉ_assを算出し、許容電流値Ｉ_rmsや、ハーネス部８の電流二乗の面積の保護設計値Ｓと、平均放電電流値Ｉ_assとからアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとを算出する。

これにより、走行アシストを開始してからの平均放電電流値Ｉ_assに基づいてアシスト継続許可時間Ｔ_assとアシスト停止時間Ｔ_intとが算出される。このため、ハーネス部８を保護することができるアシスト停止時間Ｔ_intを設定することができ、サブバッテリ７やハーネス部８に負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを実施させることができる。

また、ＥＣＵ９は、アシスト実施時間Ｔがアシスト継続許可時間Ｔ_assとなった場合、走行アシストを停止させ、走行アシストが停止されてからの経過時間がアシスト停止時間Ｔ_intになるまで継続して走行アシストの実施を停止する。

これにより、アシスト継続許可時間Ｔ_assだけ走行アシストが実施された後、アシスト停止時間Ｔ_intだけ走行アシストが停止される。このため、走行アシストの停止を確実に行なうことができ、サブバッテリ７やハーネス部８に負担をかけることなく、良好な頻度で走行アシストを実施させることができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
３ モータ
７ サブバッテリ
８ ハーネス部
９ ＥＣＵ（制御部）
７１ バッテリ状態検出センサ（電流検出部）
８１ スイッチ
８２ 配線

Claims (3)

1. エンジンの駆動による車両の走行をモータの駆動によってアシストする走行アシストを行なう車両の駆動制御装置であって、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記モータと前記バッテリとを接続するハーネス部と、
   前記バッテリの放電電流を検出する電流検出部と、
   前記走行アシストを実施する場合に、前記ハーネス部を保護するための所定の保護値と前記走行アシストが開始されてからの前記バッテリの積算放電電流値とに基づいて、前記走行アシストを継続して実施できるアシスト継続許可時間と前記走行アシストを継続して停止するアシスト停止時間とを算出し、前記アシスト継続許可時間と前記アシスト停止時間とに従って前記走行アシストを制御する制御部と、を備える駆動制御装置。
2. 前記制御部は、前記走行アシストが開始されてからの経過時間であるアシスト実施時間と前記積算放電電流値とに基づいて平均放電電流値を算出し、前記平均放電電流値と前記保護値に基づいて前記アシスト継続許可時間と前記アシスト停止時間とを算出する請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記制御部は、前記アシスト実施時間が前記アシスト継続許可時間となった場合、前記走行アシストを停止させ、前記走行アシストが停止されてからの経過時間が前記アシスト停止時間になるまで継続して前記走行アシストの実施を停止する請求項２に記載の駆動制御装置。
   

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