JP3566142B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン及びモータ駆動によるハイブリッド車両の制御装置に係るものであり、特に、ハイブリッド車両の速度が高速時においてモータによるエンジンの出力に対する出力補助量を制御するハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両走行用の駆動源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られている。
このハイブリッド車両の一種に、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用するパラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車は、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助（アシスト）し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行い、バッテリの残容量（電気エネルギー）を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている（例えば、特開平７−１２３５０９号公報に開示されている）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えば、ハイブリッド車両の加速中にはエンジンの出力による駆動力にモータによる補助駆動が加えられており、このモータによるエンジンに対する出力補助（アシスト）は、例えば燃料供給に対する所定のリミッタによりエンジンに対する燃料供給が停止されるような高車速時においても継続して行われる。この場合、エンジン側ではハイブリッド車両を減速させる方向に制御されているにも係わらず、モータ側では依然としてエンジンの出力による駆動力を補助駆動する方向に制御されており、両者の制御に食い違いが生じてしまうという問題がある。
そして、このようなモータによる不必要な出力補助が行われることにより、蓄電装置（バッテリ）の蓄電量が減少して蓄電装置の過放電を招く恐れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両の高車速時において、モータによるエンジンの出力に対する出力補助を制限若しくは停止させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値（後述する実施形態では第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を停止する速度制限手段（後述する実施形態ではステップＳ１７）と、前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値（後述する実施形態では第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータの回生作動を開始する回生作動開始手段（後述する実施形態ではステップＳ１４）とを備え、前記第１閾値は、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）よりも小さい値であり、前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きく、かつ、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）よりも小さい値であることを特徴としている。
【０００５】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばエンジンに燃料供給が行われていると共に、モータによるエンジンの出力に対する出力補助が行われている際に、車両の速度（車速）が第１閾値、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に、モータによる出力補助を停止させると共に、さらに、車速が第２閾値、例えば１７０ｋｍ／ｈを超えた場合には、モータの回生作動を開始させてエンジンの出力を回生エネルギーとして蓄電装置に充電して、エンジンの出力による駆動力を減少させることによって、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができ、燃料供給を停止させる場合に比べて排気ガスの浄化装置に悪影響を与える恐れがない。
また、例えばエンジンに対する燃料供給が停止されるより以前に、モータによる出力補助が停止されていることから、エンジンとモータとの制御に食い違いが生じることを防ぐことができる。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値（後述する実施形態では第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を徐々に減少させ、前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値（後述する実施形態では第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈ）に達した時点で前記モータによるエンジン出力の補助をゼロとする出力補助量減算手段（後述する実施形態ではステップＳ１７が出力補助量減算手段を兼ねている）と、前記車両の速度が、前記第２閾値を超えた場合に前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用して前記発電エネルギーを発生させる発電開始手段と、前記車両の速度が、前記第２閾値よりも大きい所定の第３閾値（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記エンジンに対する燃料供給を停止する燃料供給停止手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばエンジンに燃料供給が行われていると共に、モータによるエンジンの出力に対する出力補助が行われている際に、車両の速度（車速）が第１閾値、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に、モータによる出力補助の量を徐々に減少させて出力補助を停止させ、さらに、車速が第２閾値、例えば１７０ｋｍ／ｈを超えた場合には、モータを発電機として使用してエンジンの出力から発電エネルギーを発生させることによって、車速制限を設けることができる。
この場合、モータによる出力補助量を徐々に減少させることによって、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを防ぐことができる。さらに、エンジンの出力を発電エネルギーに転換することによってエンジンの出力による駆動力を滑らかに減少させることができるため、走行フィーリングの向上にも資することができる。
【０００８】
さらに、上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の速度（車速）が第３閾値、例えば１８０ｋｍ／ｈを超えた場合には、エンジンに対する燃料供給を停止させることによって、車速制限を設けることができ、燃料供給の停止が行われる際には、モータによる出力補助が終了されているため、エンジンの制御と、モータの制御との間に食い違いが生じることを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１を備えるハイブリッド車両１０の構成図である。
このハイブリッド車両１０は、例えばパラレルハイブリッド車両をなすものであり、エンジンＥ及びモータＭの両方の駆動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュアルトランスミッションよりなるトランスミッションＴを介して駆動輪たる前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。また、ハイブリッド車両１０の減速時に前輪Ｗｆ，Ｗｆ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１０】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１は、モータＥＣＵ１１と、ＦＩＥＣＵ１２と、バッテリＥＣＵ１３と、ＣＶＴＥＣＵ１４とを備えて構成されている。
モータＭの駆動及び回生作動は、モータＥＣＵ１２からの制御指令を受けてパワードライブユニット２１により行われる。パワードライブユニット２１にはモータＭと電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ２２が接続されており、バッテリ２２は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。ハイブリッド車両１０には各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ２３が搭載されており、この補助バッテリ２３はバッテリ２２にダウンバータ２４を介して接続される。ＦＩＥＣＵ１２により制御されるダウンバータ２４は、バッテリ２２の電圧を降圧して補助バッテリ２３を充電する。
【００１１】
ＦＩＥＣＵ１２は、モータＥＣＵ１１及びダウンバータ２４に加えて、エンジンＥへの燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段３１の作動と、スタータモータ３２の作動の他、点火時期等の制御を行う。そのために、ＦＩＥＣＵ１２には、トランスミッションＴにおける駆動軸の回転数に基づいて車速Ｖを検出する車速センサＳ１からの信号と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサＳ２からの信号と、トランスミッションＴのシフトポジションを検出するシフトポジションセンサＳ３からの信号と、ブレーキペダル３３の操作を検出するブレーキスイッチＳ４からの信号と、クラッチペダル３４の操作を検出するクラッチスイッチＳ５からの信号と、スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサＳ６からの信号と、吸気管負圧ＰＢを検出する吸気管負圧センサＳ７からの信号とが入力される。
尚、バッテリＥＣＵ１３はバッテリ２２を保護し、バッテリ２２の残容量ＳＯＣを算出する。ＣＶＴＥＣＵ１４はＣＶＴの制御を行う。
【００１２】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１は上記構成を備えており、次に、ハイブリッド車両の制御装置１の動作について添付図面を参照しながら説明する。図２は図１に示すハイブリッド車両の制御装置１の動作を示すフローチャートであり、図３は図２に示す車速制限処理の動作を示すフローチャートであり、図４は図３に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
図２に示すフローチャートにおいて、ハイブリッド車両の制御装置１は、特にハイブリッド車両１０の走行時におけるモータＭの動作制御を行う。
先ず、ハイブリッド車両の制御装置１は、ハイブリッド車両の運転状態を検出するために、例えば、エンジン回転数センサＳ２からのエンジン回転数ＮＥの信号と、スロットル開度センサＳ６からのスロットル開度ＴＨの信号と、吸気管負圧センサＳ７からの吸気管負圧ＰＢの信号とを検出する（ステップＳ１）。
【００１３】
次に、検出したエンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨ、吸気管負圧ＰＢ等に基づく運転状態に応じて、モータＭの動作モードを少なくとも３つの異なるモード、すなわち加速モード、減速モード、クルーズモードに判別する（ステップＳ２）。ここで、加速モードはモータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であり、減速モードはモータＭによる回生制動が実行されている状態であり、クルーズモードはモータＭを駆動せずに発電機として使用してハイブリッド車両１０がエンジンＥの駆動力で走行している状態である。
なお、各モードの判別の条件としては、例えば、スロットル開度ＴＨがゼロであれば減速モードとされ、スロットル開度ＴＨがゼロ以外であれば加速モード或いはクルーズモードとされる。さらに、加速モードとクルーズモードとの判別には、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとの双方に対する適宜の数値条件が用いられる。
【００１４】
そして、加速モードではモータＭによる出力補助量の算出が行われる。この場合は、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢのマップ（図示略）及びエンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨのマップ（図示略）が検索されて、エンジン回転数ＮＥ毎に割り当てられた吸気管負圧ＰＢに応じた出力補助量及びエンジン回転数ＮＥ毎に割り当てられたスロットル開度ＴＨに応じた出力補助量が読み込まれる。
また、ステップＳ２において減速モードとされると、モータＭの回生制動による回生量、すなわちバッテリ２２に対する発電量の算出が行われる。
また、ステップＳ２においてクルーズモードとされると、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとに基づいてクルーズ発電量が算出される。
【００１５】
次に、後述する車速制限の処理が行われる（ステップＳ３）。そして、車速制限の処理（ステップＳ３）で決定された各制御条件に従って、モータＭの動作に関する指示が出力され（ステップＳ４）、この後、エンジンの制御が行われる（ステップＳ５）。
【００１６】
次に、ステップＳ３において行われる車速制限の処理について図３を参照しながら説明する。
先ず、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが所定の第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１１）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭに対して回生作動が指示されて（ステップＳ１２）、一連の処理が終了される。この場合、回生量は、例えば第２速度Ｖ２より大きな速度から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されている。すなわち、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第２速度Ｖ２から、第２速度Ｖ２よりも大きな速度に向かうにつれて、モータＭの回生量はゼロから徐々に大きな値へと変化するように設定されている。
【００１７】
一方、ステップＳ１１における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第２速度Ｖ２よりも小さい所定の第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１３）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であるか否かが判定される（ステップＳ１４）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
【００１８】
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、図４に示す領域Ｃのように、 出力補助量が停止されて（ステップＳ１５）、一連の処理が終了される。すなわち、例えば図４に示す領域Ｂのように、モータＭによる適宜の出力補助量によってエンジンＥの駆動力が出力補助されてハイブリッド車両１が加速されている状態において、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第１速度Ｖ１を超えた時点で、出力補助量がゼロとなるように設定される。
【００１９】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０によれば、例えばエンジンＥに燃料供給が行われていると共に、モータＭによるエンジンＥの出力に対する出力補助が行われている加速走行時において、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助が停止されるように設定されており、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２を超えた場合には、モータＭの回生作動が開始されてエンジンＥの出力が徐々に回生エネルギーとしてバッテリ２２に充電されて、エンジンＥの出力による駆動力を減少させていくため、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量がゼロとなるように設定したが、これに限定されず、図５及び図６に示す本実施形態に係る車速制限処理の変形例のように、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量が徐々に減少されるように設定しても良い。ここで、図５は図２に示す本実施形態に係る車速制限処理の動作を示すフローチャートの変形例を示す図であり、図６は図５に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
この場合、図５に示すように、先ず、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが所定の第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２１）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、エンジンＥに対する燃料供給の停止が指示されて（ステップＳ２２）、一連の処理が終了される。
一方、ステップＳ２１における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第３速度Ｖ３よりも小さい所定の第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２３）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭに対して回生作動が指示されて（ステップＳ２４）、一連の処理が終了される。この場合、回生量は、例えば第３速度Ｖ３から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されている。すなわち、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第２速度Ｖ２から第３速度Ｖ３に向かうにつれて、モータＭの回生量はゼロから徐々に大きな値へと変化するように設定されている。
【００２１】
一方、ステップＳ１３における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第２速度Ｖ２よりも小さい所定の第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２５）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であるか否かが判定される（ステップＳ２６）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
【００２２】
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、図６に示す領域Ａのように、 出力補助量が、例えば第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されて（ステップＳ２７）、一連の処理が終了される。すなわち、例えば図６に示す領域Ｂのように、モータＭによる適宜の出力補助量によってエンジンＥの駆動力が出力補助されてハイブリッド車両１が加速されている状態において、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第１速度Ｖ１を超えた時点で、出力補助量が徐々に小さくなるように設定され、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２に到達した時点で、出力補助量がゼロとなるように設定される。
【００２３】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０によれば、例えばエンジンＥに燃料供給が行われていると共に、モータＭによるエンジンＥの出力に対する出力補助が行われている加速走行時において、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量が徐々に減少され、車速ＶＰが第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈに到達した時点で出力補助量がゼロとなるように設定されており、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２を超えた場合には、モータＭの回生作動が開始させてエンジンＥの出力が徐々に回生エネルギーとしてバッテリ２２に充電されていくため、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを抑制しながら、車速制限を実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができ、燃料供給を停止させる場合に比べて排気ガスの浄化装置に悪影響を与える恐れがない。また、例えばエンジンに対する燃料供給が停止されるより以前に、モータによる出力補助が停止されていることから、エンジンとモータとの制御に食い違いが生じることを防ぐことができる。
また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータによる出力補助量を徐々に減少させることによって、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを防ぐことができる。さらに、エンジンの出力を発電エネルギーに転換することによってエンジンの出力による駆動力を滑らかに減少させることができるため、走行フィーリングの向上にも資することができる。
さらに、燃料供給の停止が行われる際には、モータによる出力補助が終了されているため、エンジンの制御と、モータの制御との間に食い違いが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置を備えるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す車速制限処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
【図５】図２に示す本実施の形態による車速制限処理の動作を示すフローチャートの変形例を示す図である。
【図６】図５に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ ハイブリッド車両の制御装置
２２ バッテリ（蓄電装置）
Ｅ エンジン
Ｍ モータ
ＮＥ エンジン回転数
ＰＢ 吸気管負圧
ＴＨ スロットル開度
ＶＰ 車速（車両の速度）
Ｖ１ 第１速度（第１閾値）
Ｖ２ 第２速度（第２閾値）
Ｖ３ 第３速度（第３閾値）
ステップＳ１２ 回生作動開始手段
ステップＳ１５ 速度制限手段
ステップＳ２７ 出力補助量減算手段
ステップＳ２４ 回生作動開始手段、発電開始手段
ステップＳ２２ 燃料供給停止手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン及びモータ駆動によるハイブリッド車両の制御装置に係るものであり、特に、ハイブリッド車両の速度が高速時においてモータによるエンジンの出力に対する出力補助量を制御するハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両走行用の駆動源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られている。
このハイブリッド車両の一種に、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用するパラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車は、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助（アシスト）し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行い、バッテリの残容量（電気エネルギー）を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている（例えば、特開平７−１２３５０９号公報に開示されている）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えば、ハイブリッド車両の加速中にはエンジンの出力による駆動力にモータによる補助駆動が加えられており、このモータによるエンジンに対する出力補助（アシスト）は、例えば燃料供給に対する所定のリミッタによりエンジンに対する燃料供給が停止されるような高車速時においても継続して行われる。この場合、エンジン側ではハイブリッド車両を減速させる方向に制御されているにも係わらず、モータ側では依然としてエンジンの出力による駆動力を補助駆動する方向に制御されており、両者の制御に食い違いが生じてしまうという問題がある。
そして、このようなモータによる不必要な出力補助が行われることにより、蓄電装置（バッテリ）の蓄電量が減少して蓄電装置の過放電を招く恐れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両の高車速時において、モータによるエンジンの出力に対する出力補助を制限若しくは停止させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値（後述する実施形態では第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を停止する速度制限手段（後述する実施形態ではステップＳ１７）と、前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値（後述する実施形態では第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータの回生作動を開始する回生作動開始手段（後述する実施形態ではステップＳ１４）とを備え、前記第１閾値は、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）よりも小さい値であり、前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きく、かつ、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）よりも小さい値であることを特徴としている。
【０００５】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばエンジンに燃料供給が行われていると共に、モータによるエンジンの出力に対する出力補助が行われている際に、車両の速度（車速）が第１閾値、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に、モータによる出力補助を停止させると共に、さらに、車速が第２閾値、例えば１７０ｋｍ／ｈを超えた場合には、モータの回生作動を開始させてエンジンの出力を回生エネルギーとして蓄電装置に充電して、エンジンの出力による駆動力を減少させることによって、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができ、燃料供給を停止させる場合に比べて排気ガスの浄化装置に悪影響を与える恐れがない。
また、例えばエンジンに対する燃料供給が停止されるより以前に、モータによる出力補助が停止されていることから、エンジンとモータとの制御に食い違いが生じることを防ぐことができる。
【０００６】
また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値（後述する実施形態では第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を徐々に減少させ、前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値（後述する実施形態では第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈ）に達した時点で前記モータによるエンジン出力の補助をゼロとする出力補助量減算手段（後述する実施形態ではステップＳ１７が出力補助量減算手段を兼ねている）と、前記車両の速度が、前記第２閾値を超えた場合に前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用して前記発電エネルギーを発生させる発電開始手段と、前記車両の速度が、前記第２閾値よりも大きい所定の第３閾値（後述する実施形態では第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈ）を超えた場合に前記エンジンに対する燃料供給を停止する燃料供給停止手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばエンジンに燃料供給が行われていると共に、モータによるエンジンの出力に対する出力補助が行われている際に、車両の速度（車速）が第１閾値、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に、モータによる出力補助の量を徐々に減少させて出力補助を停止させ、さらに、車速が第２閾値、例えば１７０ｋｍ／ｈを超えた場合には、モータを発電機として使用してエンジンの出力から発電エネルギーを発生させることによって、車速制限を設けることができる。
この場合、モータによる出力補助量を徐々に減少させることによって、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを防ぐことができる。さらに、エンジンの出力を発電エネルギーに転換することによってエンジンの出力による駆動力を滑らかに減少させることができるため、走行フィーリングの向上にも資することができる。
【０００８】
さらに、上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の速度（車速）が第３閾値、例えば１８０ｋｍ／ｈを超えた場合には、エンジンに対する燃料供給を停止させることによって、車速制限を設けることができ、燃料供給の停止が行われる際には、モータによる出力補助が終了されているため、エンジンの制御と、モータの制御との間に食い違いが生じることを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１を備えるハイブリッド車両１０の構成図である。
このハイブリッド車両１０は、例えばパラレルハイブリッド車両をなすものであり、エンジンＥ及びモータＭの両方の駆動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュアルトランスミッションよりなるトランスミッションＴを介して駆動輪たる前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。また、ハイブリッド車両１０の減速時に前輪Ｗｆ，Ｗｆ側からモータＭ側に駆動力が伝達されると、モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１０】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１は、モータＥＣＵ１１と、ＦＩＥＣＵ１２と、バッテリＥＣＵ１３と、ＣＶＴＥＣＵ１４とを備えて構成されている。
モータＭの駆動及び回生作動は、モータＥＣＵ１２からの制御指令を受けてパワードライブユニット２１により行われる。パワードライブユニット２１にはモータＭと電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ２２が接続されており、バッテリ２２は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。ハイブリッド車両１０には各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ２３が搭載されており、この補助バッテリ２３はバッテリ２２にダウンバータ２４を介して接続される。ＦＩＥＣＵ１２により制御されるダウンバータ２４は、バッテリ２２の電圧を降圧して補助バッテリ２３を充電する。
【００１１】
ＦＩＥＣＵ１２は、モータＥＣＵ１１及びダウンバータ２４に加えて、エンジンＥへの燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段３１の作動と、スタータモータ３２の作動の他、点火時期等の制御を行う。そのために、ＦＩＥＣＵ１２には、トランスミッションＴにおける駆動軸の回転数に基づいて車速Ｖを検出する車速センサＳ１からの信号と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサＳ２からの信号と、トランスミッションＴのシフトポジションを検出するシフトポジションセンサＳ３からの信号と、ブレーキペダル３３の操作を検出するブレーキスイッチＳ４からの信号と、クラッチペダル３４の操作を検出するクラッチスイッチＳ５からの信号と、スロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサＳ６からの信号と、吸気管負圧ＰＢを検出する吸気管負圧センサＳ７からの信号とが入力される。
尚、バッテリＥＣＵ１３はバッテリ２２を保護し、バッテリ２２の残容量ＳＯＣを算出する。ＣＶＴＥＣＵ１４はＣＶＴの制御を行う。
【００１２】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１は上記構成を備えており、次に、ハイブリッド車両の制御装置１の動作について添付図面を参照しながら説明する。図２は図１に示すハイブリッド車両の制御装置１の動作を示すフローチャートであり、図３は図２に示す車速制限処理の動作を示すフローチャートであり、図４は図３に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
図２に示すフローチャートにおいて、ハイブリッド車両の制御装置１は、特にハイブリッド車両１０の走行時におけるモータＭの動作制御を行う。
先ず、ハイブリッド車両の制御装置１は、ハイブリッド車両の運転状態を検出するために、例えば、エンジン回転数センサＳ２からのエンジン回転数ＮＥの信号と、スロットル開度センサＳ６からのスロットル開度ＴＨの信号と、吸気管負圧センサＳ７からの吸気管負圧ＰＢの信号とを検出する（ステップＳ１）。
【００１３】
次に、検出したエンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨ、吸気管負圧ＰＢ等に基づく運転状態に応じて、モータＭの動作モードを少なくとも３つの異なるモード、すなわち加速モード、減速モード、クルーズモードに判別する（ステップＳ２）。ここで、加速モードはモータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であり、減速モードはモータＭによる回生制動が実行されている状態であり、クルーズモードはモータＭを駆動せずに発電機として使用してハイブリッド車両１０がエンジンＥの駆動力で走行している状態である。
なお、各モードの判別の条件としては、例えば、スロットル開度ＴＨがゼロであれば減速モードとされ、スロットル開度ＴＨがゼロ以外であれば加速モード或いはクルーズモードとされる。さらに、加速モードとクルーズモードとの判別には、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとの双方に対する適宜の数値条件が用いられる。
【００１４】
そして、加速モードではモータＭによる出力補助量の算出が行われる。この場合は、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢのマップ（図示略）及びエンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨのマップ（図示略）が検索されて、エンジン回転数ＮＥ毎に割り当てられた吸気管負圧ＰＢに応じた出力補助量及びエンジン回転数ＮＥ毎に割り当てられたスロットル開度ＴＨに応じた出力補助量が読み込まれる。
また、ステップＳ２において減速モードとされると、モータＭの回生制動による回生量、すなわちバッテリ２２に対する発電量の算出が行われる。
また、ステップＳ２においてクルーズモードとされると、例えばエンジン回転数ＮＥと吸気管負圧ＰＢとに基づいてクルーズ発電量が算出される。
【００１５】
次に、後述する車速制限の処理が行われる（ステップＳ３）。そして、車速制限の処理（ステップＳ３）で決定された各制御条件に従って、モータＭの動作に関する指示が出力され（ステップＳ４）、この後、エンジンの制御が行われる（ステップＳ５）。
【００１６】
次に、ステップＳ３において行われる車速制限の処理について図３を参照しながら説明する。
先ず、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが所定の第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１１）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭに対して回生作動が指示されて（ステップＳ１２）、一連の処理が終了される。この場合、回生量は、例えば第２速度Ｖ２より大きな速度から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されている。すなわち、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第２速度Ｖ２から、第２速度Ｖ２よりも大きな速度に向かうにつれて、モータＭの回生量はゼロから徐々に大きな値へと変化するように設定されている。
【００１７】
一方、ステップＳ１１における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第２速度Ｖ２よりも小さい所定の第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ１３）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であるか否かが判定される（ステップＳ１４）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
【００１８】
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、図４に示す領域Ｃのように、 出力補助量が停止されて（ステップＳ１５）、一連の処理が終了される。すなわち、例えば図４に示す領域Ｂのように、モータＭによる適宜の出力補助量によってエンジンＥの駆動力が出力補助されてハイブリッド車両１が加速されている状態において、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第１速度Ｖ１を超えた時点で、出力補助量がゼロとなるように設定される。
【００１９】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０によれば、例えばエンジンＥに燃料供給が行われていると共に、モータＭによるエンジンＥの出力に対する出力補助が行われている加速走行時において、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助が停止されるように設定されており、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２を超えた場合には、モータＭの回生作動が開始されてエンジンＥの出力が徐々に回生エネルギーとしてバッテリ２２に充電されて、エンジンＥの出力による駆動力を減少させていくため、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量がゼロとなるように設定したが、これに限定されず、図５及び図６に示す本実施形態に係る車速制限処理の変形例のように、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量が徐々に減少されるように設定しても良い。ここで、図５は図２に示す本実施形態に係る車速制限処理の動作を示すフローチャートの変形例を示す図であり、図６は図５に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
この場合、図５に示すように、先ず、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが所定の第３速度Ｖ３、例えば１８０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２１）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、エンジンＥに対する燃料供給の停止が指示されて（ステップＳ２２）、一連の処理が終了される。
一方、ステップＳ２１における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第３速度Ｖ３よりも小さい所定の第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２３）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭに対して回生作動が指示されて（ステップＳ２４）、一連の処理が終了される。この場合、回生量は、例えば第３速度Ｖ３から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されている。すなわち、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第２速度Ｖ２から第３速度Ｖ３に向かうにつれて、モータＭの回生量はゼロから徐々に大きな値へと変化するように設定されている。
【００２１】
一方、ステップＳ１３における判定結果が「ＮＯ」の場合は、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが、第２速度Ｖ２よりも小さい所定の第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２５）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、モータＭの駆動力でエンジンＥの駆動力が出力補助されている状態であるか否かが判定される（ステップＳ２６）。この判定結果が「ＮＯ」の場合は、車速制限に関する処理は必要ないと判断されて一連の処理が終了される。
【００２２】
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合は、図６に示す領域Ａのように、 出力補助量が、例えば第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に向かい漸次小さくなり、第２速度Ｖ２ではゼロとなるように設定されて（ステップＳ２７）、一連の処理が終了される。すなわち、例えば図６に示す領域Ｂのように、モータＭによる適宜の出力補助量によってエンジンＥの駆動力が出力補助されてハイブリッド車両１が加速されている状態において、ハイブリッド車両１の車速ＶＰが第１速度Ｖ１を超えた時点で、出力補助量が徐々に小さくなるように設定され、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２に到達した時点で、出力補助量がゼロとなるように設定される。
【００２３】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置１０によれば、例えばエンジンＥに燃料供給が行われていると共に、モータＭによるエンジンＥの出力に対する出力補助が行われている加速走行時において、車速ＶＰが第１速度Ｖ１、例えば１６０ｋｍ／ｈを超えた場合に出力補助量が徐々に減少され、車速ＶＰが第２速度Ｖ２、例えば１７０ｋｍ／ｈに到達した時点で出力補助量がゼロとなるように設定されており、さらに、車速ＶＰが第２速度Ｖ２を超えた場合には、モータＭの回生作動が開始させてエンジンＥの出力が徐々に回生エネルギーとしてバッテリ２２に充電されていくため、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを抑制しながら、車速制限を実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンに対する燃料供給を停止させること無しに車速制限を設けることができ、燃料供給を停止させる場合に比べて排気ガスの浄化装置に悪影響を与える恐れがない。また、例えばエンジンに対する燃料供給が停止されるより以前に、モータによる出力補助が停止されていることから、エンジンとモータとの制御に食い違いが生じることを防ぐことができる。
また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータによる出力補助量を徐々に減少させることによって、駆動力を滑らかに減少させることができ、ハイブリッド車両の走行状態に急激な変化が生じることを防ぐことができる。さらに、エンジンの出力を発電エネルギーに転換することによってエンジンの出力による駆動力を滑らかに減少させることができるため、走行フィーリングの向上にも資することができる。
さらに、燃料供給の停止が行われる際には、モータによる出力補助が終了されているため、エンジンの制御と、モータの制御との間に食い違いが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置を備えるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す車速制限処理の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
【図５】図２に示す本実施の形態による車速制限処理の動作を示すフローチャートの変形例を示す図である。
【図６】図５に示す車速制限処理が行われた場合の車速（ＶＰ）と、出力補助量との変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ ハイブリッド車両の制御装置
２２ バッテリ（蓄電装置）
Ｅ エンジン
Ｍ モータ
ＮＥ エンジン回転数
ＰＢ 吸気管負圧
ＴＨ スロットル開度
ＶＰ 車速（車両の速度）
Ｖ１ 第１速度（第１閾値）
Ｖ２ 第２速度（第２閾値）
Ｖ３ 第３速度（第３閾値）
ステップＳ１２ 回生作動開始手段
ステップＳ１５ 速度制限手段
ステップＳ２７ 出力補助量減算手段
ステップＳ２４ 回生作動開始手段、発電開始手段
ステップＳ２２ 燃料供給停止手段
Claims (2)
- 車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を停止する速度制限手段と、
前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値を超えた場合に前記モータの回生作動を開始する回生作動開始手段とを備え、
前記第１閾値は、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度よりも小さい値であり、
前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きく、かつ、前記エンジンへの燃料供給を停止するときの車両の速度よりも小さい値であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 車両の推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じてエンジンの出力を補助するモータと、前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用した際の発電エネルギー及び車両の減速時に前記モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両の運転状態に応じてモータによりエンジン出力の補助が行われている際に、前記車両の速度が所定の第１閾値を超えた場合に前記モータによるエンジン出力の補助を徐々に減少させ、前記車両の速度が前記第１閾値よりも大きい所定の第２閾値に達した時点で前記モータによるエンジン出力の補助をゼロとする出力補助量減算手段と、
前記車両の速度が、前記第２閾値を超えた場合に前記エンジンの出力により前記モータを発電機として使用して前記発電エネルギーを発生させる発電開始手段と、
前記車両の速度が、前記第２閾値よりも大きい所定の第３閾値を超えた場合に前記エンジンに対する燃料供給を停止する燃料供給停止手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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