JP5963904B1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を備えたハイブリッド車両の概略構成図である。図1において、走行用モータ1の第1の出力軸1aは、第1の動力伝達部材11を介してプロペラシャフト12に常時接続されている。エンジン2の第2の出力軸2aは、第2の動力伝達部材13及び動力断接クラッチ(以下、クラッチ)14を介してプロペラシャフト12に断接可能に接続されている。プロペラシャフト12は、デファレンシャル15及び駆動軸16を介して、左右の駆動輪17に接続されている。また、エンジン2には吸気口にスロットルバルブ10が設けられており、スロットルバルブ10の開閉制御によりエンジンの吸入空気量を制御する。
また、エンジン2の出力軸2aの動力伝達経路上には変速比を変更できる機構(変速機)は装備されず、クラッチ14が装備されている。クラッチ14が係合されている場合には、エンジン2の出力回転は一定の変速比で駆動輪17に伝達される。
また、クラッチ14の内部には、エンジン2及び発電機3からの駆動力が入力される第1の係合要素14aと、駆動輪17側に接続される係合要素14bとが設けられている。これらの係合要素14a、14bは、図示しないクラッチ油圧ポンプから与えられるクラッチ油圧に応じて、解放位置、係合位置の方向に切り替えて駆動される。
モータ・発電機コントローラ4は、後述するHV−ECU(ハイブリッド車両コントローラ)6の下位のコントローラであり、ハイブリッド車両コントローラ6からの制御信号に基づき、走行用モータ1の電動機としての駆動制御、及び発電機3の発電機および電動機としての駆動制御を行う。
なお、発電機は、エンジンからの駆動力により回転することによるバッテリの充電、および走行用モータに電力供給するための発電、を主に行うことが可能に構成されている。また場合によっては、駆動輪に駆動力を伝達するための電動機(モータ)として機能することが可能に構成されている。
従って発電機3は電動発電機であってもよい。
クラッチ14が係合されている場合には、エンジン2の出力は駆動輪17に伝達されるが、このときにも、エンジン2の出力の一部を利用して発電機3で発電させ、バッテリ5の充電や走行用モータ1への電力供給をすることもできる。
コンピュータの構成の一例を図2に示す。図2のコンピュータは、入出力部461、ROM、RAM、不揮発性RAM等を含む記憶部462,CPU等からなるプロセッサ463、及びタイマカウンタ464等がバス接続されて構成される。入出力部461は、コントローラ外部との信号の入出力を行う。記憶部462は、制御処理のためのプログラム、および制御処理に必要な各種データを格納する。プロセッサ463は、コントローラ外部からの検出信号等に基いて記憶部462に格納されたプログラムに従って各種制御処理を実行し、コントローラ外部に制御信号を出力する。タイマカウンタ464は制御処理のタイミング管理を行う。
また、図1のコントローラ4,6内に示された、この発明に特に係る部分を中心に示された各機能ブロックはそれぞれ、記憶部462に格納されたプログラムに従ってプロセッサ463で実行される。
またコントローラ4,6の別のハードウェア構成として、図1に示された各機能ブロックの機能をそれぞれ実行するデジタル回路で構成してもよい。
なお、コントローラ4,6をこの発明によるハイブリッド車両の制御装置の車両制御部とする。
車両の車速を検出する車速センサ7と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ8と、
エンジン負荷に相当するアクセル開度を検出するアクセル開度センサ9と、
がそれぞれ接続されており、
車速センサ7とアクセル開度センサ9からの情報に基づいて後述する走行モードを設定する。そして走行モードに応じて、クラッチ14の係合、解放(断切)状態、エンジン2への燃料供給量、燃料供給タイミング及び点火タイミングなどの制御、エンジン2の出力、走行用モータ1の出力、発電機3での発電量及び出力等を演算し、制御指令を行う。
なお、ハイブリッド車両コントローラ6にはその他に、
ブレーキを操作しているか否かを検出するブレーキオン/オフセンサ9a、
モータ・発電機コントローラ4内の走行用モータ制御に関わる電流センサISおよび電圧センサVS、
等が接続されている。
エンジン2は停止状態で、走行用モータ1の出力のみにより走行するモード(EV走行モード)と、
エンジン2の出力を利用して発電機3で発電をすることで十分な電力を走行用モータ1に供給しながら、走行用モータ1で走行するモード(シリーズ走行モード)と、
エンジン2の出力状況に応じて、エンジン2の出力と共に、走行用モータ1の出力を加えて走行するモード(パラレル走行モード)と、
があり、ハイブリッド車両コントローラ6では、車速とアクセル開度(車両への出力要求)とに基づいて、走行モードを設定し、必要な制御を行う。
また、ハイブリッド車両コントローラ6は、走行用モータ1が故障した場合には、エンジン2を非動作状態にする指令を出す等の制御を行う走行用モータ故障時エンジン制御部6ybを含む。
また、ハイブリッド車両コントローラ6は、走行用モータ1が故障した場合には、エンジン2のスロットルバルブ10を全開する指令を出す等の制御を行う走行用モータ故障時スロットルバルブ制御部6ycを含む。
また、ハイブリッド車両コントローラ6は、走行用モータ1が故障した場合には、発電機3を電動機として駆動させる指令を出す等の制御を行う走行用モータ故障時発電機制御部6ydを含む。
ここで、ハイブリッド車両コントローラ6が走行用モータ1の故障を検出していない通常走行時における、例えば通常時制御部6xで行う、走行用モータ1、発電機3、エンジン2及びクラッチ14の制御を説明する。
ここでエンジン2を「非動作状態にする」とは、エンジン2への燃料供給、または点火、または燃料供給と点火の両方を停止することを意味しており、クラッチ14が解放状態にある場合にはエンジン回転速度はゼロとなる。
このEV走行モードにおいては、アクセル開度センサ9により検出されたアクセル開度(車両への出力要求)に応じて走行用モータ1の目標駆動出力(走行用モータ目標駆動トルク)を設定して、これに基づいて走行用モータ1を制御する。
次に、走行用モータ1が故障した場合における、ハイブリッド車両コントローラ6による走行不能状態を回避するためのクラッチ14、スロットルバルブ10、発電機3及びエンジン2の制御を説明する。
従って、エンジン2が発電機3の駆動力により発電機3と共に回転した状態で、発電機3の駆動力が駆動輪17に伝達する。
また、車両運転状態判定部6bにより、車両の運転状態が減速中または停車中状態であると判定された場合には、駆動力を駆動輪17に伝達する必要はないので、クラッチ制御部6yaによりクラッチ14を解放し、エンジン制御部6ybによりエンジン2を始動し、エンジンの駆動力を用いて発電機3を発電制御(発電機として動作)する。
まず、ステップS001において、ハイブリッド車両コントローラ6の走行用モータ故障判定部6aにより、走行用モータ1の故障検出を行い、走行用モータ1が故障していると判定された場合は、ステップS002へ進み、そうでない場合は、本ルーチンを終了する。
次にステップS002では、車両運転状態判定部6bにより、車両が減速中、停車中のいずれかの状態にあるか否かを判定する。減速中、停車中のいずの状態にもないと判定した場合(例えば、アクセル開度センサ9による検出値が設定値以上の場合)は、ステップS003へ進み、例えば記憶部462中の減速判定フラグを0にセットし、次いでステップS005へ進む。また、減速中または停車中であると判定した場合(例えば、アクセル開度センサ9による検出値が設定値よりも小さく、かつブレーキオン/オフセンサ9aでオンと検出された場合)には、ステップS004へ進み、記憶部462中の減速判定フラグを1にセットし、次いでステップS005へ進む。
次に、ステップS011では、走行用モータ故障時エンジン制御部6ybにより、エンジン2が運転状態にある場合にはエンジンを非動作状態とし、ステップS012へ進む。
4 モータ・発電機コントローラ、4a 走行用モータ制御部、4b 発電機制御部、
5 (高電圧)バッテリ、6 ハイブリッド車両コントローラ、
6a 走行用モータ故障判定部、6b 車両運転状態判定部、6c 車速検出部、
6x 通常時制御部、6y 走行用モータ故障時制御部、
6ya 走行用モータ故障時クラッチ制御部、
6yb 走行用モータ故障時エンジン制御部、
6yc 走行用モータ故障時スロットルバルブ制御部、
6yd 走行用モータ故障時発電機制御部、
7 車速センサ、8 エンジン回転数センサ、9 アクセル開度センサ、
9a ブレーキオン/オフセンサ、10 スロットルバルブ、
11,13 動力伝達部材、12 プロペラシャフト、14 クラッチ、
14a,14b 係合要素、15 デファレンシャル、16 駆動軸、17 駆動輪、
18 電力供給線、19 通信線、461 入出力部、462 記憶部、
463 プロセッサ、464 タイマカウンタ、IS 電流センサ、
VS 電圧センサ。
Claims (6)
- エンジンと、
前記エンジンに接続された発電機と、
駆動輪に接続された走行用モータと、
前記発電機で発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を前記走行用モータに供給するバッテリと、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に配置されたクラッチと、
車両を制御する車両制御部であって、
前記走行用モータの状態から前記走行用モータの故障を判定する走行用モータ故障判定部と、
前記走行用モータの故障が判定された場合に、
前記クラッチを係合させ、
前記エンジンを非動作状態とし、
前記発電機を前記バッテリから電力を供給して電動機として駆動させ、前記走行用モータに代えて前記発電機の駆動力を前記駆動輪に伝達させて車両を走行させる走行用モータ故障時制御部と、
を含むものと、
を備え、
前記車両制御部が、車両の運転状態を判定する車両運転状態判定部を更に含み、
前記走行用モータ故障時制御部が、車両の運転状態が減速中または停車中の場合に、前記クラッチを解放して、前記エンジンを始動し、前記発電機で発電させて前記バッテリを充電する、
ハイブリッド車両の制御装置。 - エンジンと、
前記エンジンに接続された発電機と、
駆動輪に接続された走行用モータと、
前記発電機で発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を前記走行用モータに供給するバッテリと、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に配置されたクラッチと、
車両を制御する車両制御部であって、
前記走行用モータの状態から前記走行用モータの故障を判定する走行用モータ故障判定部と、
前記走行用モータの故障が判定された場合に、
前記クラッチを係合させ、
前記エンジンを非動作状態とし、
前記発電機を前記バッテリから電力を供給して電動機として駆動させ、前記走行用モータに代えて前記発電機の駆動力を前記駆動輪に伝達させて車両を走行させる走行用モータ故障時制御部と、
を含むものと、
を備え、
前記車両制御部が、車速を検出する車速検出部をさらに含み、
前記走行用モータ故障時制御部が、前記車速が設定値より高い場合には、前記クラッチを係合させ、前記エンジンを始動し前記発電機によるバッテリへの充電と併せて、前記走行用モータに代えて前記エンジンの駆動力を前記駆動輪に伝達させて車両を走行させる、
ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブを更に備え、
前記走行用モータ故障時制御部が、前記エンジンを非動作状態とした後に、前記スロットルバルブを全開とする、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブを更に備え、
前記走行用モータ故障時制御部が、前記エンジンを非動作状態とした後に、前記スロットルバルブを全開とする、請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記車両制御部が、車速を検出する車速検出部をさらに含み、
前記走行用モータ故障時制御部が、前記車速が設定値より高い場合には、前記クラッチを係合させ、前記エンジンを始動し前記発電機によるバッテリへの充電と併せて、前記走行用モータに代えて前記エンジンの駆動力を前記駆動輪に伝達させて車両を走行させる、請求項1または3に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - エンジンと、
前記エンジンに接続された発電機と、
駆動輪に接続された走行用モータと、
前記発電機で発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を前記走行用モータに供給するバッテリと、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に配置されたクラッチと、
車両を制御する車両制御部と、を備えたハイブリッド車両において、
前記走行用モータの故障時に、
前記クラッチを係合させ、
前記エンジンを非動作状態とし、
前記発電機を前記バッテリから電力を供給して電動機として駆動させ、前記走行用モータに代えて前記発電機の駆動力を前記駆動輪に伝達させて車両を走行させ、
車両の運転状態を判定し、車両の運転状態が減速中または停車中の場合に、前記クラッチを解放して、前記エンジンを始動し、前記発電機で発電させて前記バッテリを充電する、ハイブリッド車両の制御方法。
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