JP3566142B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【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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