JP3808489B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
すなわち、モータの回生作動時に運転者のアクセル操作量の増大が検知された場合であっても、例えば車両が減速状態であればモータの回生作動が継続されるため、内燃機関が不必要に始動されてしまうという問題が生じる。
図1はこの発明の実施形態に係るパラレルハイブリッド車両を示し、内燃機関E、モータM、トランスミッションTを直列に直結した構造のものである。内燃機関EおよびモータMの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション(AT)あるいはマニュアルトランスミッション(MT)等のトランスミッションTから左右の駆動輪(前輪あるいは後輪)W,W間で駆動力を配分するディファレンシャル(図示略)を介して車両の駆動輪W,Wに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪W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。
そして、モータMの駆動及び回生作動は、制御部1からの制御指令を受けてパワードライブユニット2により行われる。すなわち、パワードライブユニット2は、例えばモータMの駆動時には、制御部1から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ3から出力される直流電力を3相交流電力に変換してモータMへ供給する。一方、モータMの回生動作時には、モータMから出力される3相交流電力を直流電力に変換してバッテリ3を充電する。
すなわち、前記ハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、少なくとも内燃機関Eの駆動力または空調装置用モータの力行動作時の駆動力の何れか一方の駆動力により、駆動負荷量、例えば冷媒の吐出容量が可変制御される。つまり、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6における「ハイブリッド」とは、内燃機関Eと空調装置用モータの何れでも駆動できることを意味している。
すなわち、内燃機関Eは、片側のバンクの3つの気筒が休止した状態の3気筒運転(休筒運転)と、両方のバンクの6気筒全部が駆動する6気筒運転(全筒運転)とが切り換えられることとなる。
そして、内燃機関Eは制振装置(ACM:Active Control Engine Mount)19を介して車体に搭載され、制振装置19は、内燃機関Eの運転状態つまり3気筒運転(休筒運転)と6気筒運転(全筒運転)との切り替えに伴う車体振動の発生を抑制するようになっている。
電子制御スロットル20は、例えば、運転者によるアクセルペダル(図示略)の操作量に係るアクセルペダル開度、および、例えば車両の速度(車速)VPやエンジン回転数NE等の車両の運転状態、および、例えば内燃機関EとモータMとの間のトルク配分等に基づいて制御部1にて算出されるスロットル開度に応じて、ETCSドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御する。
なお、電動オイルポンプ23は、バッテリ3からの電力供給により制御部1により駆動制御される。
また、ロックアップクラッチ21が係合状態に設定されたLC_ON状態では、作動油を介さず直接にモータMの回転軸からトランスミッションTの入力軸へと回転駆動力が伝達される。
また、駆動輪Wにはブレーキデバイス24が備えられ、このブレーキデバイス24は制御部1の制御によって車両の急激な挙動変化の発生を抑制するものであって、例えば、滑りやすい路面等での駆動輪Wの空転を防止したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリの発生を抑制したり、制動時に駆動輪Wがロック状態となることを防止して、車両の所望の駆動力および操舵能力を確保し、車両の姿勢を安定化させると共に、クリープ力による走行を補助し、例えば内燃機関Eの停止時における勾配路での後退防止等を行う。
また、C/C(クルーズコントロール)制御部53は、例えば、車速センサS1にて検出される車速VPが、車両の走行速度の目標値である目標車速となるように内燃機関EおよびモータMを制御する定速走行制御時や、先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等のように、予め車両の運転者の入力操作に応じて設定された所定の走行条件を満たす走行制御時、つまりクルーズコントロール時に目標とされるトルク値(C/C要求トルク)を算出し、第1トルク選択部52へ出力する。
第1トルク選択部52は、ドライバ要求トルクまたはC/C要求トルクの何れか大きい方のトルク値を選択し、トルク切替部54へ出力する。これにより、例えばクルーズコントロール時であっても、車両の運転者によるアクセル操作に応じたドライバ要求トルクがC/C要求トルクを超える場合にはドライバ要求トルクに応じたトルクが出力されるようになっている。
なお、AT―CPU47は、例えばトランスミッションTの変速制御において設定されるトルク値や、例えばロックアップクラッチ21の駆動時やシフトダウン等の変速時においてトランスミッションTの入力軸とモータMとの回転数の同期等の協調制御を行う際に目標とされるトルク値や、例えば運転者によるアクセルペダル操作およびブレーキペダル操作が同時に行われた場合等でのトランスミッションTの保護制御において設定されるトルク値のうち何れか1つのトルク値をAT要求トルクとして選択している。
また、AT―CPU47は、ロックアップクラッチ21を駆動する油圧をLCリニアソレノイドによって電子制御しており、ロックアップクラッチ21の係合状態であるLC_ON状態と、係合が解除されたLC_OFF状態とに加えて、ロックアップクラッチ21に適宜の滑りを生じさせる中間状態での作動を設定可能である。
また、補機トルク−ENGフリクション算出部57は、例えば空調装置の突出圧(PD)に基づき、補機駆動に要する補機トルク(HAC)を算出すると共に、内燃機関Eの暖機運転完了後のエンジンフリクションの値を基準とした際の低温状態でのエンジンフリクションの増大分に基づき、内燃機関Eのエンジン(ENG)フリクションに係るトルク値を算出し、第1加算部56へ出力する。
第1加算部56は、クランク端トルクと補機トルク−ENGフリクション算出部57から入力されるトルク値とを加算して得た値を、パワープラント(つまり内燃機関EおよびモータM)から出力されるトルクに対する目標トルクであるパワープラント(P/P)トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
なお、気筒休止制御部59には、後述するパワーマネジメント部44から出力されるモータMに対する制限トルクが入力されており、気筒休止制御部59は、モータMに対する制限トルクに応じて休筒運転の実行有無を判定している。
また、パワーマネジメント部44は、例えば、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力またはエネルギーマネジメント部45から出力される要求充放電電力量の何れか小さい方に基づいてモータ(MOT)要求トルクを算出し、算出したモータ要求トルクまたはHVECU35から出力されるモータ(MOT)巻線保護制限トルクの何れか小さい方を要求トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
また、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力は、例えばバッテリ3および補助バッテリ4および他の高圧電装機器の温度状態に応じて設定されるバッテリ3の出力電力の制限値であり、モータ(MOT)巻線保護制限トルクは、モータMの温度状態に応じて設定されるモータMの出力トルクの制限値である。
なお、アイドル制御部63から出力されるアイドル開度は、例えば内燃機関Eのアイドル運転時において、エンジン回転数NEが所定回転数未満となることを防止するためのスロットル開度THに対する制限値である。
フィードバック(F/B)処理部67は、トルク配分算出部58にて算出された内燃機関Eのトルク指令に対して、例えばエアーフローメータ66の検出値に基づくENGトルクの算出誤差や、例えば内燃機関Eの応答特性や経年劣化や内燃機関Eの量産時における性能ばらつき等をフィードバック処理によって補正するものであって、ENGトルク算出部65にて算出されたENGトルクを減算部60へ入力する。
なお、MOTECU33には、トルクマネジメント部43のトルク配分算出部58にて算出されたモータMのトルク指令がHVECU35を介して入力されており、MOTECU33は、入力されたトルク指令に基づき、実際にモータMから出力されるモータ実トルクを算出し、HVECU35を介してトルクマネジメント部43の第3加算部68へ入力する。
また、実トルク算出部69にて算出された実トルク値は、AT―CPU47に入力されており、この実トルク値に基づいてロックアップクラッチ21を駆動する油圧がLCリニアソレノイドによって電子制御されている。
このパワープラント要求トルク最終値TQPPRQFは、内燃機関EおよびモータMの各トルク指令つまりエンジン要求トルクTQECMDとモータ要求トルクTQMRUNとに分配されている。
このため、制御部1のFI/AT/MGECU36は、モータ要求トルクTQMRUNによって、エンジン要求トルクTQECMDに生じる急激な変化を吸収するようにしてモータMの作動状態を制御し、パワープラント要求トルク最終値TQPPRQFがアクセルペダル開度APに対して滑らかに変化するように設定する。
なお、図3においては、駆動輪Wの正転側のトルクを正とした。
さらに、算出したEV走行可能バッテリ端放電電力PWBEVRUNと所定のリミット値に基づき、エネマネ充放電要求バッテリ端電力PWBEMREQを算出し、さらに、エネマネ充放電要求バッテリ端電力PWBEMREQに対応するエネマネ充放電要求トルクTQMEMREQを、パワードライブユニット2とモータMとの間における電力と動力の変換効率である所定のPDU−MOT総合効率efimaおよびモータMの回転数およびモータMを保護するための所定のトルクリミット値に基づき算出する。
このとき、アクセルペダル開度APが所定の第2アクセルペダル開度#AP2に到達し、パワープラント要求トルク最終値TQPPRQFが、第2アクセルペダル開度#AP2に対応する第2要求トルクTQ2に到達することで、エンジン要求トルクTQECMDが所定の最小エンジントルクTQExMIN(ただし、全筒運転時:x=6、休筒運転時:x=3)に到達した時点で、内燃機関Eへの燃料供給が停止されてフューエルカット(F/C)状態となり、エネマネ充放電要求トルクTQMEMREQの値が、例えば図3に示す第2エネマネ充放電要求トルクTQMEMREQ2に設定される。
そして、アクセルペダル開度APが所定の第2アクセルペダル開度#AP2よりも小さくなると、エンジン要求トルクTQECMDは所定のF/C時エンジントルクTQExFC(ただし、全筒運転時:x=6、休筒運転時:x=3)となり、パワープラント要求トルク最終値TQPPRQFの減少に伴い、モータ要求トルクTQMRUNが所定の第2エネマネ充放電要求トルクTQMEMREQ2から減少傾向に変化させられる。
次に、ステップS02においては、例えば図6に示すように車速VPの増加に伴って減少傾向に変化するEV走行可能放電電力車速補正係数KEVRUNVPのテーブル#KEVRUNVPTを検索し、EV走行可能放電電力車速補正係数KEVRUNVPを設定する。
そして、ステップS03においては、所定のバッテリ最大放電電力#PWBDMAXつまりバッテリ3の定格放電電力に、EV走行可能放電電力残容量補正係数KEVRUNQBと、EV走行可能放電電力車速補正係数KEVRUNVPとを乗算して得た値を、EV走行可能バッテリ端放電電力PWBEVRUNに設定し、一連処理を終了する。
次に、ステップS12においては、モータMの駆動力により車両を走行させることを許可するEV走行許可フラグF_EVRUNOKのフラグ値が「1」か否かを判定する。
この判定結果が「NO」である場合、つまりEV走行不許可の場合には、ステップS13に進み、エネマネ充放電要求電力(今回値)pwbemrqwに、例えば所定のマップ検索等により取得される車両走行時の目標充放電バッテリ端電力PWBERRUNを設定し、後述するステップS15に進む。
一方、この判定結果が「YES」である場合、つまりEV走行許可の場合には、ステップS14に進み、エネマネ充放電要求電力(今回値)pwbemrqwにEV走行可能バッテリ端放電電力PWBEVRUNを設定し、後述するステップS15に進む。
この判定結果が「YES」である場合、つまり増加側である場合には、ステップS16に進み、一次遅れのフィルタ処理に対する係数kfemreqwに所定の増加側係数KFEMREUを設定し、後述するステップS18に進む。
一方、この判定結果が「NO」である場合、つまり減少側である場合には、ステップS17に進み、一次遅れのフィルタ処理に対する係数kfemreqwに所定の増加側係数KFEMREUを設定し、ステップS18に進む。
次に、ステップS19においては、エネマネ充放電要求電力(今回値)pwbemrqwと、バッテリ温度抑制放電電力リミットPWBTPSDと、バッテリ電圧保護放電電力リミットPWBVPSDとのうち何れか小さい値を、新たにエネマネ充放電要求電力(今回値)pwbemrqwに設定することで、車両走行時の目標充放電電力上限リミット処理を実行する。
なお、放電電力の符号を正とすれば、バッテリ温度抑制充電電力リミットPWBTPSRと、バッテリ電圧保護充電電力リミットPWBVPSRとは、負となり、ステップS20において最大値を選択することは、エネマネ充放電要求電力(今回値)pwbemrqwとバッテリ温度抑制充電電力リミットPWBTPSRとバッテリ電圧保護充電電力リミットPWBVPSRとのうち、絶対値が最も小さい値を選択することと同等である。
この判定結果が「YES」である場合には、後述するステップS23に進む。
一方、この判定結果が「NO」である場合には、ステップS22に進み、モータMの駆動力により車両を走行させることを許可するEV走行許可フラグF_EVRUNOKのフラグ値に「0」を設定(EV走行不許可)して、一連の処理を終了する。
この判定結果が「NO」である場合には、上述したステップS22に進む。
一方、この判定結果が「YES」である場合には、ステップS24に進む。
ステップS24においては、車速VPが所定範囲以内またはシフトポジションSHが所定位置以上であってエンジン回転数NEが所定範囲以内、つまりモータMの駆動力により車両を走行させる際に要求される所望の走行状態であるか否かを判定する。
ステップS24での判定結果が「NO」である場合には、上述したステップS22に進む。
一方、ステップS24での判定結果が「YES」である場合には、ステップS25に進む。
ステップS25においては、EV走行許可フラグF_EVRUNOKのフラグ値に「1」を設定(EV走行許可)して、一連の処理を終了する。
そして、ステップS33においては、エネマネ要求電力変換値TQMEMRQTをエネマネ充放電要求トルクTQMEMREQに設定し、一連の処理を終了する。
先ず、図10に示すステップS35においては、周期revolution(モータMの回転数と同等)がゼロであるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS41に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS36に進む。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS38に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS37に進み、トルクtorque(エネマネ要求電力変換値TQMEMRQTと同等)にゼロを設定して、一連の処理を終了する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS39に進み、トルクtorque(エネマネ要求電力変換値TQMEMRQTと同等)に上限値upper(モータ保護駆動トルクリミットTQMPRTDと同等)を設定して、一連の処理を終了する。後述するステップS38に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS40に進み、トルクtorque(エネマネ要求電力変換値TQMEMRQTと同等)に下限値lower(モータ保護回生トルクリミットTQMPRTRと同等)を設定して、一連の処理を終了する。
次に、ステップS42においては、トルク値torqueclが上限値upperよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS39に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS43に進む。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS40に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS44に進み、トルクtorque(エネマネ要求電力変換値TQMEMRQTと同等)にトルク値torqueclを設定して、一連の処理を終了する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS55に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS52に進む。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS53に進み、エンジン要求トルクTQECMDにF/C時エンジントルク(休筒)TQE3FCを設定して内燃機関Eのフューエルカット(F/C)を実行すると共に、モータ要求トルクTQMRUNにパワープラント要求トルク最終値TQPPRQFからエンジン要求トルクTQECMDを減算して得た値を設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS54に進み、エンジン要求トルクTQECMDにパワープラント要求トルク最終値TQPPRQFからエネマネ充放電要求トルクTQMEMREQを減算して得た値を設定して内燃機関Eへの燃料供給を実行すると共に、モータ要求トルクTQMRUNにエネマネ充放電要求トルクTQMEMREQを設定し、一連の処理を終了する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS54に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS56に進み、エンジン要求トルクTQECMDにF/C時エンジントルク(全筒)TQE6FCを設定してフューエルカット(F/C)を実行すると共に、モータ要求トルクTQMRUNにパワープラント要求トルク最終値TQPPRQFからエンジン要求トルクTQECMDを減算して得た値を設定し、一連の処理を終了する。
しかも、フューエルカット(F/C)の実行中において、単にモータMの回生作動を行うか否かを設定するだけではなく、回生作動に対して回生量を制御することができると共に、モータMの力行作動が可能となり、車両の走行状態を多様化させることができ、車両の走行挙動に対して運転者の意志を適切に反映することが可能となる。
3 バッテリ(蓄電装置)
35 HVECU(蓄電装置状態検知手段)
36 FI/AT/MGECU(制御装置)
ステップS12〜ステップS20 電力算出手段
ステップS31〜ステップS33 モータ充放電可能トルク算出手段、上限モータトルク算出手段
ステップS53、ステップS56 燃料供給停止手段、モータ要求トルク設定手段、EV走行制御手段
Claims (1)
- 動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置とを備え、前記内燃機関と前記モータとトランスミッションとを直列に直結し、少なくとも前記内燃機関又は前記モータの何れか一方の駆動力を前記トランスミッションを介して駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置において、
前記蓄電装置および補機を備えて構成される高圧電装系のエネルギー状態および車両の走行状態に応じて、前記蓄電装置にて充放電可能な電力に対応する前記モータから出力可能なモータトルクであるモータ充放電可能トルクを算出するモータ充放電可能トルク算出手段と、
前記内燃機関及び前記モータからの出力トルクに対する、アクセルペダル開度に基づいて求められる目標トルクが、前記モータ充放電可能トルクと、少なくとも一部の気筒に燃料を噴射している前記内燃機関から出力可能な最小エンジントルクとを加算して得た値以下である場合に、前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、
前記車両が減速中であり前記燃料供給停止手段により前記内燃機関への燃料供給を停止しているときに、アクセルペダル開度が所定値以下の場合には前記モータトルクに対する要求値であるモータ要求トルクを前記目標トルクに応じて回生量や出力の増大量を設定するとともに所定のアクセルペダル開度に増加するまで燃料供給復帰を禁止し、燃料供給の停止を持続させるモータ要求トルク設定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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