JP4455563B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
一方、発電機の回転数がモータよりも低い場合(つまり、発電機の発電トルクがモータの回転トルクよりも大きい場合)には発電機の発電トルクを減少させると共に、発電機を駆動させる必要が生じる虞があり、バッテリー等の蓄電装置からの電力の供給が必要となる虞がある。
また、車両の加速状態において、モータの駆動力により加速動作を行っている状態でクラッチを連結する場合には、モータの回転数の上昇に合わせて発電機の回転数も上昇させる必要があり、バッテリー等の蓄電装置からの電力の供給量が過剰に増大してしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置に対する過剰な充放電による負担の増大を防止しつつ、運転状態の切り換えを滑らかに行う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。
さらに、請求項3に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の駆動力による走行時に過剰な発電および電力消費を防止することができる。
さらに、請求項4に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータの駆動力によって適切に車両を走行させることができる。
本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置10は、例えば図1に示すように、モータ(MOT)11および内燃機関(ENG)12を駆動源として備え、内燃機関12に直結された発電機(GEN)13と、内燃機関12とモータ11との間の動力伝達を継断するクラッチ14とを備え、少なくともモータ11または内燃機関12の駆動力を駆動輪Wに伝達するシリーズパラレル複合型のハイブリッド車両1に搭載されている。
また、クラッチ14の切断状態では、内燃機関12の出力トルクにより発電機13の発電を行いつつ、モータ11の出力トルクを駆動輪Wに伝達して車両を走行させることができ、シリーズ型のハイブリッド車両としての走行が可能となる。
つまり、両回転要素14a,14bが摩擦係合により一体に回転し、両回転要素14a,14bの間の動力伝達を可能とする状態がクラッチ14の接続状態であり、この摩擦係合が解除された状態がクラッチ14の切断状態、つまり両回転要素14a,14bの間の動力伝達を遮断する状態である。
そして、クラッチ14の入力側回転要素14aには、例えばギヤ比が1.0以下とされるオーバードライブギヤ(ODGEAR)を介して発電機13のロータが連結され、このロータには内燃機関12の出力軸が直結されている。また、クラッチ14の出力側回転要素14bには、例えばモータギヤ(MOTGEAR)を介したモータ11のロータと、ファイナルギヤ(FINALGEAR)を介した駆動輪Wとが連結されている。
また、例えばモータ11に対するトルク指令が回生トルクであるときには、モータ11からインバータを介して高圧バッテリ21に電力が供給されるようにインバータを動作させ、モータ11に回生運転を行なわせる。
また、例えば発電機13に対するトルク指令が回生トルクであるときには、発電機13からインバータを介して高圧バッテリ21に電力が供給されるようにインバータを動作させ、発電機13の回生運転(発電運転)を行なわせる。
DC−DCコンバータ18は、高圧バッテリ21の端子電圧(蓄電電圧)あるいは各PDU16,17の端子電圧を所定の電圧値まで降圧して低圧バッテリ23を充電する。
ENG回転制御部31は、例えばモータ11の回転数および発電機13の回転数の各検出値と、クラッチ制御部32から入力されるON/OFF指令とに基づき、内燃機関12のスロットル弁の開度および燃料噴射量および点火時期等に対する制御指令を出力する。
クラッチ制御部32は、例えば指令出力部32aと、油圧指令出力部32bとを備え、指令出力部32aは、例えば車速の検出値に基づき、クラッチ14の接続および切断の切替動作を指示するON/OFF指令を出力し、油圧指令出力部32bは、指令出力部32aから入力されるON/OFF指令に応じて、クラッチ14の動作状態を油圧により制御するためのクラッチ油圧指令を出力する。
発電電力制御部42は、発電制御部41から入力される発電指令と、高圧バッテリ21の充電量の検出値とに応じて、例えば比例・積分・微分動作等によって発電指令と充電量との偏差を制御増幅し、目標発電量を算出する。
発電トルク制御変換部43は、発電電力制御部42から入力される目標発電量に応じて、発電機13の発電に対するトルク指令を算出する。
なお、図3に示すクラッチ接続動作の処理は所定の制御処理周期で逐次実行される。
先ず、例えば図3に示すステップS01においては、クラッチ14を接続状態に設定することを指示するロックアップ要求が発生したか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS01の処理を繰り返す。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS02に進む。
そして、ステップS03においては、発電機回転数はモータ回転数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、ステップS04に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS05に進む。
そして、ステップS04においては、内燃機関12の目標出力を減少させ、発電機回転数が低下傾向に変化するように制御すると共に、発電機回転数の低下に起因する発電量の低下を相殺するようにして、PDU17のインバータでのスイッチング制御により発電電力を増大させ、発電機13の発電トルクが増大傾向に変化するように制御し、ステップS06に進む。
また、ステップS05においては、内燃機関12の目標出力を増大させ、発電機回転数が増大傾向に変化するように制御すると共に、発電機回転数の増大に起因する発電量の増大を相殺するようにして、PDU17のインバータでのスイッチング制御により発電電力を減少させ、発電機13の発電トルクが減少傾向に変化するように制御し、ステップS06に進む。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS03に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS07に進む。
そして、ステップS08においては、発電機13の出力を減少させる。
そして、ステップS09においては、モータ11の出力を減少させ、一連の処理を終了する。
なお、図4に示すクラッチ切断動作の処理は所定の制御処理周期で逐次実行される。
先ず、例えば図4に示すステップS11においては、内燃機関12の出力トルクにより発電機13の発電を行いつつ、モータ11の出力トルクを駆動輪Wに伝達して車両を走行させるシリーズ運転の要求が発生したか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS11の処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS12に進む。
そして、ステップS12においては、発電機13の出力を増大させる。
そして、ステップS14においては、発電機13の出力はモータ11の出力と等しいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS12に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS15に進む。
そして、ステップS15においては、クラッチ14を切断状態に設定して、一連の処理を終了する。
なお、図5に示す発電機電力制御の処理は所定の制御処理周期で逐次実行される。
先ず、例えば図5に示すステップS21においては、目標発電量を取得する。
そして、ステップS22においては、発電出力を検出する。
そして、ステップS23においては、発電出力は要求発電量よりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS24に進み、このステップS24においては、発電トルクを減少させ、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S25に進み、このステップS25においては、発電トルクを増大させ、一連の処理を終了する。
ここで、例えば図6に示す時刻t1のように、ロックアップ要求が発生した時点で発電機回転数がモータ回転数よりも大きい場合には、この時刻t1から時刻t2の期間に示すように、内燃機関12の目標出力が減少させられ、これに伴い、発電機回転数が低下傾向に変化する。
このとき、発電機回転数の低下に起因する発電量の低下を相殺するようにして、PDU17のインバータでのスイッチング制御により発電電力が増大させられ、発電機13による実発電量は目標発電量に追従するように制御される。
そして、例えば時刻t3から時刻t4に示すように、モータ11および発電機13の各出力が不変となるようにしつつ、発電機回転数とモータ回転数との偏差がゼロとなるようにして、内燃機関12の目標出力およびPDU17のインバータでのスイッチング動作が制御される。
そして、発電機回転数とモータ回転数との偏差が安定的にゼロとなる時刻t4において、クラッチ14が切断状態から接続状態に切り換えられ、ハイブリッド車両1の走行駆動源がモータ11から内燃機関12へと切り換えられ、これに伴い、モータ11および発電機13の出力が低減させられる。
なお、この時刻t4以降において、発電機13は、例えば各種の補機22の駆動に必要とされる適宜の電力を発電するように制御される。
このため、モータ11および発電機13と電力の授受を行う高圧バッテリ21に対する過剰に充放電による負担の増大を防止しつつ、運転状態の切り換えを滑らかに行うことができる。
12 内燃機関
13 発電機
14 クラッチ(内燃機関伝達手段)
31 ENG回転制御部(内燃機関制御手段)
32 クラッチ制御部(切換手段)
33 回転センサ(モータ回転数検出手段)
34 回転センサ(発電機回転数検出手段)
42 発電電力制御部(発電出力制御手段)
44 MOTECU(要求出力演算手段)
ステップS08、ステップS09 出力低減手段
ステップS15 解除手段
Claims (4)
- 車両駆動用のモータの駆動力を駆動輪に伝達するモータ伝達手段と、内燃機関の駆動力を駆動輪に伝達する内燃機関伝達手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
車両の運転状態に応じて、前記モータ伝達手段と前記内燃機関伝達手段とを切り換える切換手段と、
前記内燃機関に連結された発電機の回転数を検出する発電機回転数検出手段と、
前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記モータに対する要求出力を演算する要求出力演算手段と、
前記要求出力に基づいて前記モータを駆動するために要する前記発電機に対する要求発電量を算出する要求発電量算出手段と、
前記要求発電量に基づいて前記発電機の出力を制御する発電出力制御手段と、
前記発電機の発電電力を増大または低下可能な電力変換手段と、
前記モータ伝達手段による走行状態から前記内燃機関伝達手段による走行状態へと切り換えることを指示する前記切換手段に対する指令信号に応じて、
前記モータの回転数が前記発電機の回転数より大きい場合には、前記内燃機関の出力を増大させると共に、当該内燃機関の出力の増大に伴う前記発電機の発電量の増大を相殺するようにして前記電力変換手段により前記発電電力を低下させることで、前記発電機が前記要求発電量を出力するように制御する内燃機関制御手段と
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。 - 車両駆動用のモータの駆動力を駆動輪に伝達するモータ伝達手段と、内燃機関の駆動力を駆動輪に伝達する内燃機関伝達手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
車両の運転状態に応じて、前記モータ伝達手段と前記内燃機関伝達手段とを切り換える切換手段と、
前記内燃機関に連結された発電機の回転数を検出する発電機回転数検出手段と、
前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記モータに対する要求出力を演算する要求出力演算手段と、
前記要求出力に基づいて前記モータを駆動するために要する前記発電機に対する要求発電量を算出する要求発電量算出手段と、
前記要求発電量に基づいて前記発電機の出力を制御する発電出力制御手段と、
前記発電機の発電電力を増大または低下可能な電力変換手段と、
前記モータ伝達手段による走行状態から前記内燃機関伝達手段による走行状態へと切り換えることを指示する前記切換手段に対する指令信号に応じて、
前記モータの回転数が前記発電機の回転数より小さい場合には、前記内燃機関の出力を低減させると共に、当該内燃機関の出力の低減に伴う前記発電機の発電量の低下を相殺するようにして前記電力変換手段により前記発電電力を増大させることで、前記発電機が前記要求発電量を出力するように制御する内燃機関制御手段と
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。 - 前記内燃機関制御手段の制御によって前記発電機の回転数と、前記モータの回転数とが略一致した時点で、前記切換手段により、前記モータ伝達手段による走行から前記内燃機関伝達手段による走行へ切り換え、前記発電機と前記モータの出力を低減させる出力低減手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記内燃機関伝達手段による走行状態から前記モータ伝達手段による走行状態へと切り換えることを指示する前記切換手段に対する指令信号に応じて、前記要求出力演算手段と前記要求発電量算出手段とにより前記モータと前記発電機の出力を増大させつつ、前記内燃機関伝達手段による駆動力の伝達を解除する解除手段とを備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかひとつに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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