JP2022053147A - 車両のアシスト制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる車両のアシスト制御装置を提供すること。【解決手段】高電圧バッテリ6と、高電圧バッテリ6からの電力により駆動輪10に駆動力を出力するモータ4と、クラッチ31を介して駆動輪10に駆動力を出力するエンジン2と、エンジン2の駆動力を、モータ4の駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部8とを備え、制御部8は、複数のアシスト制御を実行し、高電圧バッテリ6の残量が少なくなるに従い、複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、所定勾配以上の登坂路においてエンジン2の駆動力をモータ4の駆動力でアシストする登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限する。【選択図】図1
Description
本発明は、車両のアシスト制御装置に関する。
特許文献1には、モータジェネレータを動作させて各種機能を実行する車両において、モータジェネレータやインバータの温度が、各種機能に応じて設定される加熱閾値を超えると、対応する機能を実行する際のモータジェネレータの出力を制限することが記載されている。
しかしながら、モータに電力を供給するバッテリの残量が不足した場合にも、機能を実行することができなくなる場合があり、例えば、モータでエンジンをアシストする機能では、登坂時にモータによるアシストができなくなり、登坂性能を維持できなくなる可能性がある。
通常、モータでエンジンをアシストする制御には、登坂走行性向上を目的とした場合以外にも、平坦路を走行中にアシストする場合など、様々な場合が存在するが、バッテリ残量の低下に伴い、どのようにモータのアシスト機能を制限していくかについては改善の余地があった。
そこで、本発明は、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる車両のアシスト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ため本発明は、バッテリと、前記バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、クラッチを介して前記駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、前記エンジンの駆動力を、前記モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、前記制御部は、前記バッテリの残量が少なくなるに従い、前記複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、所定勾配以上の登坂路において前記エンジンの駆動力を前記モータの駆動力でアシストする登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限するものである。
このように、本発明によれば、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる。
本発明の一実施の形態に係る車両のアシスト制御装置は、バッテリと、バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、クラッチを介して駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、エンジンの駆動力を、モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、制御部は、バッテリの残量が少なくなるに従い、複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、所定勾配以上の登坂路においてエンジンの駆動力をモータの駆動力でアシストする登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限するよう構成されている。
これにより、本発明の一実施の形態に係る車両のアシスト制御装置は、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る車両のアシスト制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。
図1において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、自動変速機としての変速機3と、モータ4と、インバータ5と、バッテリとしての高電圧バッテリ6と、低電圧バッテリ7と、制御部8とを含んで構成される。
エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン2は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行なうように構成されている。
エンジン2には、始動装置21が連結されている。始動装置21は、図示しないベルトを介してエンジン2のクランクシャフトに連結されている。始動装置21は、電力が供給されることにより回転することでクランクシャフトを回転させて、エンジン2に始動時の回転力を与える。
始動装置21は、スタータやISG(Integrated Starter Generator)により構成される。始動装置21として、スタータとISGの両方を備えるようにしてもよい。
変速機3は、エンジン2から出力された回転を変速し、駆動軸11を介して駆動輪10を駆動する。変速機3は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の図示しない変速機構と、図示しないアクチュエータとを備えている。
エンジン2と変速機3の間には、乾式単板式のクラッチ31が設けられており、クラッチ31は、エンジン2と変速機3との間の動力伝達を接続または切断する。
変速機3は、いわゆるAMT(Automated Manual Transmission)として構成されており、図示しないアクチュエータにより変速機構における変速段の切替えとクラッチ31の断接が行なわれる。
変速機3と駆動輪10の間にはディファレンシャル機構32が設けられている。ディファレンシャル機構32と駆動輪10は駆動軸11により連結されている。
モータ4は、ディファレンシャル機構32に対して、チェーン等の図示しない減速機を介して連結されている。モータ4は、電動機として機能する。モータ4は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両1の走行によって発電を行なう。
モータ4には、モータ4の温度を検出する温度センサ41が設けられている。温度センサ41は、制御部8に接続されている。
インバータ5は、制御部8の制御により、高電圧バッテリ6などから供給された直流の電力を、三相の交流電力に変換してモータ4に供給する。
インバータ5は、制御部8の制御により、モータ4によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、高電圧バッテリ6を充電する。
高電圧バッテリ6は、例えばリチウムイオン蓄電池で構成されている。高電圧バッテリ6は、インバータ5に電力を供給する。
高電圧バッテリ6には、バッテリ状態センサ61が設けられている。バッテリ状態センサ61は、高電圧バッテリ6の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態センサ61は、制御部8に接続されている。制御部8は、バッテリ状態センサ61の出力により高電圧バッテリ6の充電量を検知できるようになっている。
低電圧バッテリ7は、例えば鉛電池で構成されている。低電圧バッテリ7は、始動装置21などのハイブリッド車両1の電気負荷に電力を供給する。
このように、ハイブリッド車両1は、エンジン2とモータ4の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン2及びモータ4の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。
制御部8は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータなどを保存する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。
このコンピュータユニットの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制御部8として機能させるためのプログラムが格納されている。
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例における制御部8として機能する。
制御部8の入力ポートには、上述の温度センサ41、バッテリ状態センサ61に加え、アクセル開度センサ81、クラッチストロークセンサ82、傾斜角センサ83を含む各種センサ類が接続されている。
アクセル開度センサ81は、図示しないアクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出する。クラッチストロークセンサ82は、クラッチ31の係合度を検出する。
傾斜角センサ83は、例えば、ジャイロスコープや加速度センサなどにより構成され、ハイブリッド車両1の進行方向の水平面に対する角度である傾斜角に対応したセンサ情報(電圧信号)を出力するようになっている。傾斜角は、進行方向の水平面より上の角度が正の角度、進行方向の水平面より下の角度が負の角度となる。すなわち、傾斜角が正の値であれば、ハイブリッド車両1は登坂していることになり、その傾斜角を登坂角ともいう。
一方、制御部8の出力ポートには、上述の始動装置21、変速機3のアクチュエータ、インバータ5に加え、図示しないインジェクタを含む各種制御対象類が接続されている。
本実施例において、制御部8は、アクセル開度などに基づいて、ドライバの要求するドライバ要求トルクを算出する。制御部8は、ドライバ要求トルクが駆動輪10に出力されるようエンジン2、変速機3、クラッチ31、モータ4を制御する。
また、制御部8は、ドライバ要求トルクが所定トルク以上であるなどのアシスト許可条件が成立した場合、モータ4の駆動によりエンジン2の駆動をアシストさせるアシスト制御を実行する。
制御部8は、複数のアシスト制御を実行する。例えば、制御部8は、第一のアシスト制御として、燃費性能向上を目的として、エンジン2の駆動力を制限しながら、その制限した分の駆動力をモータ4でアシストさせる燃費性能向上のためのアシスト制御を実行する。また、制御部8は、第二のアシスト制御として、動力性能向上を目的として、エンジン2の駆動力を制限せずに、モータ4によるアシストトルクを追加させる動力性能向上のためのアシスト制御を実行する。また、制御部8は、登坂性能向上を目的として、登坂時にエンジン2の駆動力に加え、モータ4によるアシストトルクを追加させる登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
燃費性能向上のためのアシスト制御と、動力性能向上のためのアシスト制御と、で同一のドライバ要求トルクを発生させる場合、燃費性能向上のためのアシスト制御では、エンジン2の駆動力を抑え、エンジン2の駆動力で足りない分をモータ4によりアシストする。一方、動力性能向上のためのアシスト制御では、エンジン2の駆動力は燃費性能向上のためのアシスト制御の場合より多く、加えてモータ4によりアシストする。
結果として、燃費性能向上のためのアシスト制御では、通常時よりもエンジン2の負荷を抑えるので、燃費を向上させることができる。一方、動力性能向上のためのアシスト制御では、エンジン2の燃料消費は抑制されないが、通常のエンジン出力に加えてモータ4によりトルクが出力されるため、燃費性能向上のためのアシスト制御よりも広いトルク範囲でアシスト可能となる。
制御部8は、高電圧バッテリ6の残量に応じて複数のアシスト制御を段階的に制限する。制御部8は、登坂性能向上のためのアシスト制御を、複数のアシスト制御のうち最後に制限する。
制御部8は、例えば、高電圧バッテリ6の残量が所定量A未満の場合、登坂性能向上のためのアシスト制御を制限する。
制御部8は、例えば、高電圧バッテリ6の残量が所定量B未満の場合、動力性能向上のためのアシスト制御を制限する。
制御部8は、例えば、高電圧バッテリ6の残量が所定量C未満の場合、燃費性能向上のためのアシスト制御を制限する。
所定量A、所定量B、所定量C個別に設定されるが、所定量A<所定量B、かつ所定量A<所定量Cとなるように設定され、所定量Bと所定量Cは、同じ値でもよく、どちらかが大きくてもよい。すなわち、動力性能向上のためのアシスト制御と燃費性能向上のためのアシスト制御は、どちらが先に制限されてもかまわない。
制御部8は、例えば、登坂角が所定値以上であり、かつ、アクセル開度が所定値以上であり、かつ、クラッチ31が非締結状態であり、かつ、高電圧バッテリ6の残量が所定量A以上の場合、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
制御部8は、例えば、登坂角が所定値以上でなく、かつ、アクセル開度が所定値以上であり、かつ、高電圧バッテリ6の残量が所定量B以上の場合、動力性能向上のためのアシスト制御を実行する。
制御部8は、例えば、登坂角が所定値以上でなく、かつ、アクセル開度が所定値未満であり、かつ、エンジン2の出力トルクが所定範囲内であり、かつ、高電圧バッテリ6の残量が所定量C以上の場合、燃費性能向上のためのアシスト制御を実行する。
ここで、燃費性能が向上する理由としては、ドライバ要求トルクは(エンジントルク+モータトルク)で表されるため、同じドライバ要求トルクを発生させる場合には、モータ4によるアシストトルクの出力を大きく設定すれば、エンジン2の出力トルクを抑制させることができるからである。
そのため、高電圧バッテリ6の残量が所定量C以上で十分に余裕があり、ハイブリッド車両1に求められるドライバ要求トルクがそれほど大きくない場合は、エンジン2の出力トルクを所定範囲以内で出力させつつ、モータ4でアシストさせる。つまり、燃費向上のためのアシスト制御を実行させる。
以上のように構成された本実施例に係る車両のアシスト制御装置による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、以下に説明するアシスト制御処理は、制御部8が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップS1において、制御部8は、登坂角が所定量以上か否かを判定する。登坂角が所定量以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS2の処理を実行する。登坂角が所定量以上でないと判定した場合には、制御部8は、ステップS6の処理を実行する。
ステップS2において、制御部8は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS3の処理を実行する。アクセル開度が所定値以上でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS3において、制御部8は、クラッチ31が非係合状態であるか否かを判定する。クラッチ31が非係合状態であると判定した場合には、制御部8は、ステップS4の処理を実行する。クラッチ31が非係合状態でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS4において、制御部8は、高電圧バッテリ6の残量が所定量A以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ6の残量が所定量A以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS5の処理を実行する。高電圧バッテリ6の残量が所定量A以上でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS5において、制御部8は、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
ステップS6において、制御部8は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS7の処理を実行する。アクセル開度が所定値以上でないと判定した場合には、制御部8は、ステップS9の処理を実行する。
ステップS7において、制御部8は、高電圧バッテリ6の残量が所定量B以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ6の残量が所定量B以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS8の処理を実行する。高電圧バッテリ6の残量が所定量B以上でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS8において、制御部8は、動力性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
ステップS9において、制御部8は、アクセル開度が所定値未満であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値未満であると判定した場合には、制御部8は、ステップS10の処理を実行する。アクセル開度が所定値未満でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS10において、制御部8は、エンジントルクが所定範囲内であるか否かを判定する。エンジントルクが所定範囲内であると判定した場合には、制御部8は、ステップS11の処理を実行する。エンジントルクが所定範囲内でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS11において、制御部8は、高電圧バッテリ6の残量が所定量C以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ6の残量が所定量C以上であると判定した場合には、制御部8は、ステップS12の処理を実行する。高電圧バッテリ6の残量が所定量C以上でないと判定した場合には、制御部8は、アシスト制御処理を終了する。
ステップS8において、制御部8は、燃費性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
このように、本実施例では、制御部8は、登坂性能向上のためのアシスト制御を、複数のアシスト制御のうち最後に制限する。
これにより、高電圧バッテリ6の残量が減少しても、登坂性能向上のためのアシスト制御は実行されるため、登坂走行性能を担保して、駆動力不足でハイブリッド車両1がずり下がる状況を抑制させることができ、ハイブリッド車両1の安全性を確保することができる。
また、制御部8は、燃費性能向上のためのアシスト制御と動力性能向上のためのアシスト制御のどちらか一方の実行を最初に制限する。
これにより、高電圧バッテリ6の残量が減少しても、登坂性能向上のためのアシスト制御は実行されるため、登坂走行性能を担保して、ハイブリッド車両1の安全性を確保することができる。
また、制御部8は、燃費性能向上のためのアシスト制御の実行を動力性能向上のためのアシスト制御の実行よりも先に制限する。
これにより、高電圧バッテリ6の残量が減少すると、燃費性能向上のためのアシスト制御、動力性能向上のためのアシスト制御、登坂性能向上のためのアシスト制御の順で実行が制限されるため、最後まで登坂走行性能を担保して、ハイブリッド車両1の安全性を確保することができる。
また、ドライバの操作感に対して影響が少ない燃費性能向上のためのアシスト制御の実行が最初に制限されるため、ドライバの操作性に影響を及ぼすことなく登坂走行性能を担保することができる。
また、制御部8は、クラッチ31が非係合状態である場合に、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
これにより、坂道発進などのクラッチ31が非係合状態である状況で登坂性能を確保して、ハイブリッド車両1の安全性を確保することができる。
また、クラッチ31が非係合状態での駆動力をアシストするため、クラッチ31の過熱を抑制し、登坂性能を担保して、ハイブリッド車両1の安全性を確保することができる。
本実施例では、各種センサ情報に基づき制御部8が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両1が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
本発明の実施例を開示したが、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 ハイブリッド車両(車両)
2 エンジン
4 モータ
6 高電圧バッテリ(バッテリ)
8 制御部
10 駆動輪
31 クラッチ
61 バッテリ状態センサ
81 アクセル開度センサ
82 クラッチストロークセンサ
83 傾斜角センサ
2 エンジン
4 モータ
6 高電圧バッテリ(バッテリ)
8 制御部
10 駆動輪
31 クラッチ
61 バッテリ状態センサ
81 アクセル開度センサ
82 クラッチストロークセンサ
83 傾斜角センサ
Claims (4)
- バッテリと、前記バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、
クラッチを介して前記駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、
前記エンジンの駆動力を、前記モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、
前記制御部は、前記バッテリの残量が少なくなるに従い、前記複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、所定勾配以上の登坂路において前記エンジンの駆動力を前記モータの駆動力でアシストする登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限する車両のアシスト制御装置。 - 前記複数のアシスト制御には、前記エンジンの駆動力を制限して前記モータの駆動力を出力させる第一のアシスト制御と、前記エンジンの駆動力を制限せずに前記モータの駆動力を出力させる第二のアシスト制御と、を含み、
前記制御部は、前記バッテリの残量が少なくなった場合、前記複数のアシスト制御のうち、前記第一のアシスト制御または前記第二のアシスト制御のうちどちらか一方の実行を先に制限する請求項1に記載の車両のアシスト制御装置。 - 前記制御部は、前記第一のアシスト制御の実行を、前記第二のアシスト制御の実行よりも先に制限する請求項2に記載の車両のアシスト制御装置。
- 前記制御部は、前記クラッチが非係合状態である場合に、前記登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する請求項1に記載の車両のアシスト制御装置。
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2020
- 2020-09-24 JP JP2020159792A patent/JP2022053147A/ja active Pending
-
2021
- 2021-09-20 FR FR2109859A patent/FR3114272B1/fr active Active
- 2021-09-22 DE DE102021124571.0A patent/DE102021124571A1/de active Pending
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