JP2023027990A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバの操作技能・特性に基づき常にエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行制御できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置３５は、過去の速度データから将来の速度を予測する将来速度算出部１１と、ユーザーの運転操作の操作量を検出する操作量検出部１２と、エンジン２の熱効率を考慮し将来の速度に到達するための理想の運転操作を推定する推定部１３と、推定された理想の運転操作に基づいてエンジン要求トルクを算出するエンジン要求トルク算出部１４と、を含み、理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分のトルクを補正するようにモータージェネレーター２５，２６を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、ドライバの操作技能・特性に基づき常にエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行制御する車両制御装置に関する。

ハイブリッド車両は燃費・エミッション最適走行となるドライバ操作（以下、最適操作）を入力とし、エンジンの最適燃費・エミッション領域で走行するよう制御システムが構成されている。一方、市場ではドライバの技能・特性が開発時のドライバと異なるため、最適操作とならず、必ずしもエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行できなかった。

そのため、従来はユーザー操作を評価・アドバイスし改善する技術が存在した。例えば、特許文献１には、エンジンの最適な熱効率に応じたアクセル開度と要求パワーの関係が実現されるように、アクセル開度と要求パワーの関係を変更する車両制御装置が開示されている。

特開２００６－３２１４２９号公報

しかしながら、従来の操作をアドバイスする車両制御は操作を即時補正できず効果は限定的だった。特許文献１に記載の方式では、ユーザーがアクセル開度を決定する際に想定した要求パワーと実際に出力されるパワーが異なるため、アクセルの踏み増し等が発生し、結果的に熱効率最高の領域での走行は限られた条件・時間であった。

さらに、積載量が多い場合や向かい風が強い場合、上り勾配の場合等は、熱効率最適の領域から外れやすくなるため、この想定パワー差が拡大し、踏み増し等の回数・時間が増えるために、熱効率最高の領域で走行できる状態はさらに狭まる問題があった。

そこで、本発明は、ドライバの操作技能・特性に基づき常にエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行制御できる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、過去の速度データから将来の速度を予測する将来速度算出部と、ユーザーの運転操作の操作量を検出する操作量検出部と、エンジンの熱効率を考慮し将来の速度に到達するための理想の運転操作を推定する推定部と、推定された理想の運転操作に基づきエンジン要求トルクを算出するエンジン要求トルク算出部と、を含み、理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分のトルクを補正するようにモータージェネレーターを制御する。

この態様によれば、最適操作のモデルと要求速度推定モデルを組合せて実利用環境での最適操作を予測し、実ドライバ操作との差分に基づいてパワートレインシステムへの要求トルクを補正することで、ドライバ技能・特性によらず最適な燃費・エミッション領域で走行制御する技術を実現できる。そのため、ドライバの操作技能・特性に基づき常にエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行制御できる。

本発明によれば、ドライバの操作技能・特性に基づき常にエンジンの最適燃費・エミッション領域で走行制御できる車両制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を備えたハイブリッド車両の一例を示すブロック図である。 図２は、図１に示された車両制御装置が実行する処理の流れを説明する図である。 図３は、理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分の一例を示すグラフである。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を備えたハイブリッド車両の一例を示すブロック図である。

図示した例では、車両１が、エンジン（内燃機関）２と、ハイブリッドトランスアクスル３と、電気回路７と、バッテリ８と、ＥＣＵ１０と、各種センサ２１，２２，２３，２４と、を備えたハイブリッド車両として構成されている。

ハイブリッドトランスアクスル３には、発電用モータージェネレーター４や高出力モータージェネレーター５、動力分割機構６等が組み込まれている。各モータージェネレーター４，５はＤＣ－ＤＣコンバータ及びインバータとしてそれぞれ機能する電気回路７を介してバッテリ８に電気的に接続されている。

バッテリ８は例えば直流２００Ｖ程度のニッケル水素バッテリとして構成されている。電気回路７はバッテリ８の直流電力を昇圧しつつ交流電力に変換して各モータージェネレーター４，５に供給でき、かつ各モータージェネレーター４，５の発電電力を減圧しつつ直流電力に変換してバッテリ８に供給できる。

車両１はコンピュータ等で構成されたＥＣＵ（電子制御装置）１０によって制御される。ＥＣＵ１０は車両１に設けられたエンジン２の運転状態を制御するとともに、電気回路７を操作することにより各モータージェネレーター４，５を制御する。

なお、各モータージェネレーター４，５を制御する制御装置（ＭＧ ＥＣＵ）と、エンジン２を制御する制御装置（エンジンＥＣＵ）と、電気回路７を制御する制御装置（ＤＣ－ＤＣ ＥＣＵ）と、を別体で設け、これらの制御装置を相互に通信可能な状態とすることによりＥＣＵ１０を構成してもよい。

ＥＣＵ１０には、車両１の各部の情報を検出する様々なセンサ類からの信号が入力される。図示した例では、アクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ２１、ブレーキ踏力に応じた信号を出力するブレーキ踏力センサ２２、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ２３、バッテリ８の残量に応じた信号を出力するＳＯＣセンサ２４等が、車両１に設けられている。

ＥＣＵ１０は、機能的な構成として、将来速度算出部１１と、操作量検出部１２と、推定部１３と、エンジン要求トルク算出部１４と、を含んでいる。図２は、図１に示されたＥＣＵ１０が実行する処理の流れを説明する図である。以下、図２を参照しながら図１に示された将来速度算出部１１、操作量検出部１２、推定部１３、エンジン要求トルク算出部１４等の機能について説明する。

将来速度算出部１１は、過去の速度データから将来の速度を予測する。例えば、将来速度算出部１１は、０．１～０．２秒前の速度データに基づいて回帰予測し、０．１秒後の将来の速度を算出する。ここで、周辺車両との車間や道路勾配などの情報を用いて補正することも可能である。操作量検出部１２は、ユーザーの運転操作の操作量を検出する。例えば、操作量検出部１２は、アクセル開度センサ２１、ブレーキ踏力センサ２２等からの信号に基づいてアクセルやブレーキ等の操作手段に対してユーザーが入力した操作量を検出する。

推定部１３は、エンジン２の熱効率を考慮し、将来速度算出部１１が算出した将来の速度に到達するための理想の運転操作を推定する。理想の運転操作は、例えば、開発時にサンプリングした燃費マップファイル等に基づいて推定できる。エンジン要求トルク算出部１４は、推定部１３によって推定された理想の運転操作に基づいてエンジン要求トルクを算出する。

図３は、理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分のトルクの補正量の一例を示すグラフである。前述したように、車両制御装置の一例であるＥＣＵ１０は、各モータージェネレーター４，５を制御する制御装置（ＭＧ ＥＣＵ）を含んでいる。

ＥＣＵ１０は、将来速度算出部１１、操作量検出部１２、推定部１３、エンジン要求トルク算出部１４から算出した理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分のトルクを補正するように各モータージェネレーター４，５を制御する。

以上のように構成された本実施形態の車両制御装置（ＥＣＵ１０）では、推定部１３によって推定された理想の運転操作に基づいてエンジン要求トルク算出部１４がエンジン要求トルクを算出するため、ユーザーの運転技能に左右されずにエンジン燃費最適の領域で走行できる。

また、理想の運転操作とユーザーの運転操作との差分のトルクを補正するように、ＥＣＵ１０が各モータージェネレーター４，５を制御するため、ユーザーが運転操作に違和感を覚えることなく車両１を加減速させることができる。そのため、予測した将来速度からエンジン要求トルクを算出することで常にエンジン燃費最適の領域で走行できる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

１…車両、２…エンジン、３…ハイブリッドトランスアクスル、４，５…モータージェネレーター、６…動力分割機構、７…電気回路、８…バッテリ、１０…ＥＣＵ、１１…将来速度算出部、１２…操作量検出部、１３…推定部、１４…エンジン要求トルク算出部、２１…アクセル開度センサ、２２…ブレーキ踏力センサ、２３…車速センサ、２４…ＳＯＣセンサ。

Claims (1)

1. 過去の速度データから将来の速度を予測する将来速度算出部と、
   ユーザーの運転操作の操作量を検出する操作量検出部と、
   エンジンの熱効率を考慮し前記将来の速度に到達するための理想の運転操作を推定する推定部と、
   推定された前記理想の運転操作に基づきエンジン要求トルクを算出するエンジン要求トルク算出部と、を含み、
   前記理想の運転操作と前記ユーザーの運転操作との差分のトルクを補正するようにモータージェネレーターを制御する、
   車両制御装置。

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