JP4572712B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、間欠運転を伴って内燃機関を運転して走行可能な車両およびその制御方法に関する。
従来、この種の車両としては、エンジンのアイドル回転数が目標回転数となるようスロットル開度をフィードバック制御する際のアイドル回転数制御量の学習が完了していないときにはその学習が完了するまでエンジンの停止を禁止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、アイドル回転数制御量の学習が完了するまではエンジンの停止を行なわないから、アイドル回転数制御量を学習する機会が少ないハイブリッド車に適用する場合でも学習値を適切なものとし、この学習値をスロットル開度の制御に反映させることによりエンジンのアイドル運転を良好なものとすることができる、としている。
特開平１１−１０７８３４号公報
しかしながら、上述した車両では、アイドル回転数制御量を学習している最中には常にエンジンの停止を禁止してその運転を継続することから、エンジンの運転の継続が運転者の想定に反して行なわれ、運転者に違和感を与える場合が生じる。
本発明の車両およびその制御方法は、運転者に違和感を与えることなく内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習する機会を確保することを目的とする。
本発明の車両および車両の制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の車両は、
間欠運転を伴って内燃機関を運転して走行可能な車両であって、
前記内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習するアイドル制御量学習手段と、
前記アイドル制御量学習手段による制御量の学習が完了していないときには、該学習が完了するまで操作者による所定操作に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する間欠運転禁止手段と
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、内燃機関をアイドル運転する際の制御量の学習が完了していないときには、学習が完了するまで操作者による所定操作に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止するから、操作者の想定に反して内燃機関の運転が継続されるのを抑制しつつ内燃機関の間欠運転を禁止することができる。この結果、操作者に違和感を与えることなく内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習する機会を確保することができる。ここで、前記所定操作は、操作者に対して前記内燃機関の間欠運転の実行を想定させる操作であるものとすることもできる。
こうした本発明の車両において、前記間欠運転禁止手段は、シフト操作に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適切に内燃機関の間欠運転を禁止することができる。この場合、前記間欠運転禁止手段は、駐車ポジションにシフト操作されているときには前記内燃機関の間欠運転を許可し、前記駐車ポジション以外の走行可能なポジションにシフト操作されているときには前記内燃機関の間欠運転を禁止する手段であるものとすることもできる。
また、本発明の車両において、前記間欠運転禁止手段は、駐車ブレーキの操作に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適切に内燃機関の間欠運転を禁止することができる。
さらに、本発明の車両において、走行用の電動機を備えるものとすることもできる。この場合、前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機と、を備えるものとすることもできる。
本発明の車両の制御方法は、
間欠運転を伴って内燃機関を運転して走行可能な車両の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習し、
（ｂ）前記ステップ（ａ）による制御量の学習が完了していないときには、該学習が完了するまで操作者による所定操作に基づいて前記内燃機関の間欠運転を禁止する
ことを要旨とする。
この本発明の車両の制御方法によれば、内燃機関をアイドル運転する際の制御量の学習が完了していないときには、学習が完了するまで操作者による所定操作に基づいて内燃機関の間欠運転を禁止するから、操作者の想定に反して内燃機関の運転が継続されるのを抑制しつつ内燃機関の間欠運転を禁止することができる。この結果、操作者に違和感を与えることなく内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習する機会を確保することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共にデファレンシャルギヤ３１を介して駆動輪３２ａ，３２ｂに連結された駆動軸３４にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、駆動軸３４に接続された発電可能なモータＭＧ２と、インバータ４２，４４を介してモータＭＧ１およびモータＭＧ２と電力をやり取りするバッテリ４６と、モータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４８と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット５０とを備える。
エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力して燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御を行なう。また、エンジンＥＣＵ２４は、車両を起動して初めてエンジン２２を始動したときには、その冷却水温が所定温度以上となったときにアイドル回転数を目標アイドル回転数にするのに必要な制御量（例えばスロットル開度）を学習し、その値を記憶して次回以降のエンジン２２のアイドル運転時の制御に用いている。エンジンＥＣＵ２４は、こうしたアイドル回転数制御量の学習の状態、即ち、学習済みか未学習かの情報も記憶している。
モータＥＣＵ４８は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を検出する各種センサからの信号を入力してインバータ４２，４４が備えるスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。このハイブリッド用電子制御ユニット５０には、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４８と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４８と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
こうして構成された実施例の車両２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３４に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３４に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３４に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ４６の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ４６の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３４に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３４に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。ここで、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおいてバッテリ４６の充放電電力が値０のときであるから、充放電運転モードの一態様として考えることができる。したがって、実施例の車両２０は、モータ運転モードと充放電運転モードとを切り替えて走行することになる。
実施例の車両２０では、充放電運転モードで動作している最中に、バッテリ４６の残容量（ＳＯＣ）が管理領域内にあり、運転者のアクセルペダル６３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値（例えば、２ｋＷや３ｋＷ，５ｋＷ，７ｋＷ，１０ｋＷなど）未満となったときにエンジン２２の自動停止の条件が成立したとして、エンジン２２を自動停止してモータ運転モードに切り替え、モータ運転モードで動作している最中に運転者のアクセルペダル６３の踏み込みに応じて設定される車両要求パワーが第１の所定値より大きな第２の所定値（例えば、４ｋＷや５ｋＷ，８ｋＷ，１０ｋＷ，１５ｋＷなど）以上となったときやバッテリ４６の残容量（ＳＯＣ）が管理領域を下回ったときにエンジン２２の自動始動の条件が成立したとして、自動停止したエンジン２２を自動始動して充放電運転モードに切り替える。
次に、こうして行なわれるエンジン２２の自動停止（間欠運転）を上述した自動停止の条件の成立に拘わらず禁止する処理について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される間欠運転禁止判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
間欠運転禁止判定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、シフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰやエンジン２２のアイドル回転数制御量の学習の状態などのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２のアイドル回転数制御量の学習の状態（学習済みか未学習かを判定するフラグなど）は、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
データを入力すると、アイドル回転数制御量の学習が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。アイドル回転数制御量の学習が完了している（学習済み）と判定されると、エンジン２２の間欠運転を許可して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。これにより、上述した自動停止の条件が成立したときにはエンジン２２を自動停止してモータ運転モードにより走行し、上述した自動始動の条件が成立したときにはエンジン２２を自動始動して充放電運転モードにより走行することになる。
一方、アイドル回転数制御量の学習が完了していない（未学習）と判定されると、シフトポジションＳＰを調べ（ステップＳ１３０）、シフトポジションＳＰがＰ（パーキング）ポジションと判定されると、エンジン２２の間欠運転を許可し（ステップＳ１２０）、シフトポジションＳＰが走行可能なポジション、例えばＤ（ドライブ）ポジションと判定されると、エンジン２２の間欠運転を禁止して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の間欠運転が禁止されると、上述した自動停止の条件の成立に拘わらずエンジン２２の自動停止は行なわれない。アイドル回転数制御量の学習が完了していないとき、シフトポジションＳＰがＤポジションのときにはエンジン２２の間欠運転を禁止するのは、アイドル回転数制御量の学習の機会を確保して学習を早期に完了させることによりエンジン２２のアイドル運転を安定して行なうためであり、シフトポジションＳＰがＰポジションのときにはエンジン２２の間欠運転を許可するのは、Ｐポジションでは運転者に対してエンジン２２の停止を想定させると考えられるから、運転者の想定に反してエンジン２２の運転が継続されるのを抑制し、運転者に違和感を与えないようにするためである。
以上説明した実施例の車両２０によれば、アイドル回転数制御量の学習が完了していないとき、シフトレバー６１がＤポジションにあるときにはアイドル回転数制御量の学習が完了するまでエンジン２２の間欠運転を禁止し、シフトレバー６１がＰポジションにあるときにはエンジン２２の間欠運転を許可するから、運転者の想定に反してエンジン２２の運転が継続されるのを抑制しつつアイドル回転数制御量の学習が完了するまでエンジン２２の間欠運転を禁止することができる。この結果、運転者に違和感を与えることなくアイドル回転数制御量を学習する機会を確保することができる。
実施例の車両２０では、エンジン２２のアイドル回転数制御量の学習が完了していないときには、シフトポジションＳＰに基づいてエンジン２２の間欠運転を禁止するものとしたが、これに限られず、運転者に対してエンジン２２の間欠運転の実行を想定させる操作であれば他の如何なる操作、例えば、パーキングブレーキの操作や車両２０のドアの開閉操作に基づいてエンジン２２の間欠運転を禁止するものとしてもよいし、これらの操作の組み合わせによりエンジン２２の間欠運転を禁止するものとしてもよい。パーキングブレーキの操作に基づいてエンジン２２の間欠運転を禁止する場合、エンジン２２のアイドル回転数制御量の学習が完了していないとき、例えば、パーキングブレーキがＯＮ操作されているときにはエンジン２２の間欠運転を許可し、パーキングブレーキがＯＦＦ操作されているときにはエンジン２２の間欠運転を禁止するものとすることができる。
実施例の車両２０では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるものとしたが、自動停止の条件が成立したときにはエンジンを自動停止し自動始動の条件が成立したときにはエンジンを自動始動する間欠運転が可能なエンジンを備える自動車であれば、走行用の動力源としてエンジンとモータとを備える他のタイプのハイブリッド車に適用するものとしてもよいし、走行用の動力源としてエンジンのみを備える自動車に適用するものとしてもよい。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、自動車産業に利用可能である。
本発明の一実施形態としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される間欠運転禁止判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
符号の説明
２０ 車両、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３１ デファレンシャルギヤ、３２ａ，３２ｂ 駆動輪、３４ 駆動軸、４２，４４ インバータ、４６ バッテリ、４８ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０ ハイブリッド用電子制御ユニット、５２ ＣＰＵ、５４ ＲＯＭ、５６ ＲＡＭ、６０ イグニッションスイッチ、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

  1. 自動停止と自動始動とが可能な内燃機関を備える車両であって、
    前記内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習するアイドル制御量学習手段と、
    前記アイドル制御量学習手段による制御量の学習が完了していない場合に、操作者によるシフト操作または駐車ブレーキ操作またはドア操作のいずれかの操作としての所定操作がなされたときには前記内燃機関の自動停止を許可し、操作者による前記所定操作がなされていないときには前記学習が完了するまで前記内燃機関の自動停止を禁止する自動停止禁止手段と
    を備える車両。
  2. 前記自動停止禁止手段は、駐車ポジションにシフト操作されているときには前記所定操作がなされたとして前記内燃機関の自動停止を許可し、前記駐車ポジション以外の走行可能なポジションにシフト操作されているときには前記所定操作がなされていないとして前記内燃機関の自動停止を禁止する手段である請求項１記載の車両。
  3. 前記自動停止禁止手段は、駐車ブレーキがオン操作されているときには前記所定操作がなされたとして前記内燃機関の自動停止を許可し、前記駐車ブレーキがオフ操作されているときには前記所定操作がなされていないとして前記内燃機関の自動停止を禁止する手段である請求項１または２記載の車両。
  4. 前記自動停止禁止手段は、ドアが開操作されているときには前記所定操作がなされたとして前記内燃機関の自動停止を許可し、前記ドアが閉操作されているときには前記所定操作がなされていないとして前記内燃機関の自動停止を禁止する手段である請求項１ないし３いずれか１項に記載の車両。
  5. 走行用の電動機を備える請求項１ないし４いずれか１項に記載の車両。
  6. 請求項５記載の車両であって、
    前記内燃機関の出力軸と車軸に連結された駆動軸と第３の軸の３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の１軸に動力を入出力する３軸式の動力入出力手段と、
    前記第３の軸に動力を入出力する発電機と、
    を備える車両。
  7. 自動停止と自動始動とが可能な内燃機関を備える車両の制御方法であって、
    （ａ）前記内燃機関をアイドル運転する際の制御量を学習し、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）による制御量の学習が完了していない場合に、操作者によるシフト操作または駐車ブレーキ操作またはドア操作のいずれかの操作としての所定操作がなされたときには前記内燃機関の自動停止を許可し、操作者による前記所定操作がなされていないときには前記学習が完了するまで前記内燃機関の自動停止を禁止する
    車両の制御方法。
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