JP2024057332A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高地でのバッテリの充電不足を防止した車両の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】走行動力源であるエンジン、前記エンジンのアイドル運転状態での駆動力により発電可能な発電機、及び前記発電機での発電電力を充電するバッテリ、を備えた車両の制御装置であって、前記車両が高地にある状態で前記バッテリへの充電要求があるか否かを判定する判定部と、前記判定部で肯定判定がなされた場合には、前記判定部で否定判定がなされた場合よりも前記エンジンの目標アイドル回転数を増大させるエンジン制御部と、を備えた車両の制御装置。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

高地では空気密度が低いため、エンジンの駆動力が低下して車両の駆動力が低下するおそれがある。このため、高地ではモータの駆動力を増大させることにより車両の駆動力を確保するハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５－１８２５７０号公報

高地ではエンジンの駆動力が低下するおそれがあるため、エンジンの駆動力により発電する発電機の発電量が低下して、バッテリが充電不足となるおそれがある。

そこで本発明は、高地でのバッテリの充電不足を防止した車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、走行動力源であるエンジン、前記エンジンのアイドル運転状態での駆動力により発電可能な発電機、及び前記発電機での発電電力を充電するバッテリ、を備えた車両の制御装置であって、前記車両が高地にある状態で前記バッテリへの充電要求があるか否かを判定する判定部と、前記判定部で肯定判定がなされた場合には、前記判定部で否定判定がなされた場合よりも前記エンジンの目標アイドル回転数を増大させるエンジン制御部と、を備えた車両の制御装置によって達成できる。

前記エンジン制御部は、前記判定部で肯定判定がなされた場合には、外気圧が低いほど前記目標アイドル回転数を増大させてもよい。

前記発電機は、走行動力源であるモータであってもよい。

前記車両は、前記モータと前記エンジンとの間に設けられたクラッチを備え、前記クラッチが係合している状態で前記エンジンのアイドル運転状態での駆動力により前記モータは発電してもよい。

本発明によれば、高地でのバッテリの充電不足を防止した車両の制御装置を提供できる。

図１は、ハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、ＥＣＵが実行する制御の一例を示したフローチャートである。 図３は、外気圧と目標アイドル回転数の増大分との関係を規定したマップの一例である。

［ハイブリッド車両の概略構成］
図１は、ハイブリッド車両１の概略構成図である。ハイブリッド車両１には、エンジン１０から駆動輪１３までの動力伝達経路に、Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、湿式クラッチ１８、及び変速機１９が順に設けられている。エンジン１０及びモータ１５はハイブリッド車両１の走行動力源として搭載されている。エンジン１０は、例えばＶ型６気筒ガソリンエンジンであるが気筒数はこれに限定されず、直列型のガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。Ｋ０クラッチ１４、モータ１５、湿式クラッチ１８、及び変速機１９は、変速ユニット１１内に設けられている。変速ユニット１１と左右の駆動輪１３とは、ディファレンシャル１２を介して駆動連結されている。

Ｋ０クラッチ１４は、同動力伝達経路上のエンジン１０とモータ１５との間に設けられている。Ｋ０クラッチ１４は、解放状態から油圧の供給を受けて係合状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を接続する。Ｋ０クラッチ１４は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン１０とモータ１５との動力伝達を遮断する。係合状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が連結しエンジン１０とモータ１５が同じ回転数となっている状態である。解放状態とは、Ｋ０クラッチ１４の両係合要素が離れた状態である。

モータ１５は、インバータ１７を介してバッテリ１６に接続されている。モータ１５は、バッテリ１６からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能し、更にエンジン１０や駆動輪１３からの動力伝達に応じてバッテリ１６に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ１５とバッテリ１６との間で授受される電力は、インバータ１７により調整されている。

インバータ１７は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって制御され、バッテリ１６からの直流電圧を交流電圧に変換し、またはモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ１５がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ１７はバッテリ１６の直流電圧を交流電圧に変換してモータ１５に供給される電力を調整する。モータ１５が発電する回生運転の場合、インバータ１７はモータ１５からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１６に供給される電力を調整する。

変速機１９は、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機であるが、これに限定されず無段式の自動変速機であってもよい。変速機１９は、動力伝達経路上のモータ１５と駆動輪１３の間に設けられている。油圧の供給を受けて係合状態となってモータ１５と変速機１９とを直結する湿式クラッチ１８が設けられている。

変速ユニット１１には、更にオイルポンプ２１と油圧制御機構２２とが設けられている。オイルポンプ２１で発生した油圧は、油圧制御機構２２を介して、Ｋ０クラッチ１４、湿式クラッチ１８、及び変速機１９にそれぞれ供給されている。油圧制御機構２２には、Ｋ０クラッチ１４、湿式クラッチ１８、及び変速機１９のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。尚、湿式クラッチ１８の代わりに、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを設けてもよい。

ハイブリッド車両１には、同車両の制御装置としてのＥＣＵ１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、詳しくは後述する判定部及びエンジン制御部を機能的に実現する。

ＥＣＵ１００は、エンジン１０及びモータ１５の駆動を制御する。具体的にはＥＣＵ１００は、エンジン１０のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン１０のトルクや回転数を制御する。ＥＣＵ１００は、インバータ１７を制御してモータ１５とバッテリ１６との間での電力の授受量を調整することで、モータ１５の回転数やトルクを制御する。またＥＣＵ１００は、油圧制御機構２２の制御を通じて、Ｋ０クラッチ１４や湿式クラッチ１８、変速機１９の駆動制御を行う。

ＥＣＵ１００には、イグニッションスイッチ７１、クランク角センサ７２、モータ回転数センサ７３、外気圧センサ７４、ＳＯＣセンサ７５からの信号が入力される。クランク角センサ７２は、エンジン１０のクランクシャフトの回転数、即ちエンジン回転数を検出する。モータ回転数センサ７３は、モータ１５の出力軸の回転速度を検出する。外気圧センサ７４は、外気圧を検出する。ＳＯＣセンサ７５は、バッテリ１６の充電量を示すＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。尚、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣセンサを用いずに公知の方法によりバッテリ１６の充電量を推定してもよい。

ＥＣＵ１００は、電気走行モード（以下、ＢＥＶ(Battery Electric Vehicle)モードと称する）及びハイブリッド走行モード（以下、ＨＥＶ(Hybrid Electric Vehicle)モードと称する）の何れかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。ＢＥＶモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を解放し、モータ１５の動力により走行する。ＨＥＶモードでは、ＥＣＵ１００はＫ０クラッチ１４を係合状態に切り替えて少なくともエンジン１０の動力により走行する。尚、ＨＥＶモードには、エンジン１０のみの動力で走行するモード、モータ１５を力行運転させてエンジン１０及びモータ１５の双方を動力源として走行するモードを含む。

走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ１６のＳＯＣなどに基づいて行われる。例えば、要求駆動力が比較的小さくＳＯＣが比較的高い場合には、ＢＥＶモードが選択される。要求駆動力が比較的大きい場合やバッテリ１６のＳＯＣが比較的低い場合には、ＨＥＶモードが選択される。

［ＥＣＵが実行する制御］
図２は、ＥＣＵ１００が実行する制御の一例を示したフローチャートである。本制御は、イグニッションがオンの状態で所定の周期ごとに繰り返し実行される。ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１が高地にある状態か否かを判定する（ステップＳ１）、具体的には、外気圧センサ７４により検出された外気圧が標準大気圧よりも低い所定値以下である場合に、ハイブリッド車両１が高地にあると判定される。尚、上記の判定は外気圧に基づいて行うことに限定されず、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)装置によって特定される現在地と標高データを備えた地図情報とに基づいて行ってもよい。ステップＳ１でＮｏの場合には本制御は終了する。

ステップＳ１でＹｅｓの場合、ＥＣＵ１００はバッテリ１６の充電要求があるか否かを判定する（ステップＳ２）。バッテリ１６の充電要求は、ＳＯＣセンサ７５により検出されるバッテリ１６の充電量が所定値以下になると出される。ステップＳ２でＮｏの場合には本制御は終了する。ステップＳ１及びＳ２は判定部が実行する処理の一例である。

ステップＳ２でＹｅｓの場合、ＥＣＵ１００はエンジン１０の目標アイドル回転数を所定値だけ増大する（ステップＳ３）。これにより、ハイブリッド車両１が高地にある場合でのエンジン１０のアイドル運転状態での駆動力を確保することができる。この結果、エンジン１０がアイドル運転状態でのモータ１５の回生運転による発電電力の低下が抑制され、高地でのバッテリ１６の充電不足が防止される。ステップＳ３は、エンジン制御部が実行する処理の一例である。

目標アイドル回転数の増大分は、固定値ではなく変動値であってもよい。例えば、外気圧が低いほど目標アイドル回転数を増大させてもよい。図３は、外気圧と目標アイドル回転数の増大分との関係を規定したマップの一例である。このマップは、予め実験結果やシミュレーション結果に基づいて規定されている。図３のマップでは、外気圧が低くなるほど、目標アイドル回転数の増大分が増大するように規定されている。これによりエンジン１０の燃費の悪化を抑制しつつ、高地でのバッテリ１６の充電不足を防止することができる。

上記実施例では、走行動力源としてエンジン１０及びモータ１５を備えたハイブリッド車両１を例示したがこれに限定されない。例えば、走行動力源としてエンジンのみを備えたエンジン車両であってもよい。この場合、発電機としてエンジンの回転に連動したオルタネータを用いることができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１５ モータ（発電機）
１００ ＥＣＵ（車両の制御装置、判定部、エンジン制御部）

Claims (4)

1. 走行動力源であるエンジン、前記エンジンのアイドル運転状態での駆動力により発電可能な発電機、及び前記発電機での発電電力を充電するバッテリ、を備えた車両の制御装置であって、
   前記車両が高地にある状態で前記バッテリへの充電要求があるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で肯定判定がなされた場合には、前記判定部で否定判定がなされた場合よりも前記エンジンの目標アイドル回転数を増大させるエンジン制御部と、
   を備えた車両の制御装置。
2. 前記エンジン制御部は、前記判定部で肯定判定がなされた場合には、外気圧が低いほど前記目標アイドル回転数を増大させる、請求項１の車両の制御装置。
3. 前記発電機は、走行動力源であるモータである、請求項１又は２の車両の制御装置。
4. 前記車両は、前記モータと前記エンジンとの間に設けられたクラッチを備え、
   前記クラッチが係合している状態で前記エンジンのアイドル運転状態での駆動力により前記モータは発電する、請求項３の車両の制御装置。

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