JP6137015B2

JP6137015B2 - 車両走行制御装置

Info

Publication number: JP6137015B2
Application number: JP2014065589A
Authority: JP
Inventors: 敏貴 ▲高▼橋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015192456A

Description

本発明は、車両走行制御装置、特に車両の走行駆動源としてのモータジェネレータと油圧ポンプモータとを備えた車両走行制御装置に関する。

近年、車両の燃費性能を向上させるために、減速走行時に得られる回生エネルギを蓄電装置や蓄圧装置により回収して、加速走行時に利用することができる車両が実用化されている。

例えば特許文献１に開示された発明では、いわゆるハイブリッド車両において、蓄電装置に接続されたモータジェネレータと駆動輪との間、蓄圧装置に接続された油圧ポンプモータと駆動輪との間にそれぞれクラッチが介設されている。例えば電力により駆動輪を駆動し、または回生エネルギを蓄電装置により回収する際には、モータジェネレータと駆動輪との間のクラッチが締結され、油圧ポンプモータと駆動輪との間のクラッチが開放されるようになっている。さらに、各クラッチを半締結状態として、モータジェネレータと油圧ポンプモータの両方を駆動、回生に用いることにも言及されている。

特開２０１２−１１１３４５号公報

特許文献１に開示された制御装置の場合、モータジェネレータと油圧ポンプモータの作動状態を制御するために複数のクラッチを設ける必要があり、装置全体が大型化して車両への搭載性が悪くなるという問題があった。また、クラッチの締結、開放時にはショックが伴うため、モータジェネレータと油圧ポンプモータの作動をスムーズに切り替えることができないという問題もあった。

そこで、本発明は、走行駆動源としてモータジェネレータと油圧ポンプモータとを備えた車両走行制御装置において、装置全体を小型化して車両への搭載性を改善することを課題とする。

上記目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明は、
蓄電装置に蓄えられた電力により駆動輪を駆動し、該駆動輪の回転により前記蓄電装置に電力を蓄えるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータの作動状態を制御するインバータと、
蓄圧装置の残油圧により駆動輪を駆動し、該駆動輪の回転により前記蓄圧装置に油圧を蓄える油圧ポンプモータと、
前記油圧ポンプモータの前記蓄圧装置側の高圧油路とリザーバタンク側の低圧油路とを連通する連通路と、
前記連通路の連通度を制御するバイパス弁と、
前記高圧油路に設けられ、前記蓄圧装置への作動油の出入りを制御する第１の給排油弁と、
前記低圧油路に設けられ、前記リザーバタンクへの作動油の出入りを制御する第２の給排油弁と、
前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁に制御信号を送信する制御装置とを備え、
前記モータジェネレータと油圧ポンプモータとは、いずれも駆動輪に常時連結されており、
前記制御装置は、前記蓄圧装置の残油圧が所定値より高いときには、前記インバータが停止するとともに、前記バイパス弁が閉じられ且つ前記第１、第２の給排油弁が開かれるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御し、
前記蓄圧装置の残油圧が所定値以下であるときには、前記インバータが作動するとともに、前記バイパス弁が開かれ且つ前記第１、第２の給排油弁が閉じられるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記制御装置は、前記モータジェネレータと前記油圧ポンプモータの車両の走行状態に対する効率特性に基づいて、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする。

ところで、電力により駆動輪の駆動または回生を行う場合には、インバータとモータジェネレータを介して、蓄電装置と駆動輪との間でトルクが伝達される。これに対して、油圧により駆動輪の駆動または回生を行う場合には、油圧ポンプモータのみを介して、蓄圧装置と駆動輪との間でトルクが伝達される。それゆえ、モータジェネレータと油圧ポンプモータのエネルギ伝達効率を比較すると、もちろん車両の走行状態にもよるが、特に低回転数領域では、より高いエネルギ伝達効率が油圧ポンプモータにおいて達成される。

また、蓄電装置の寿命を向上させる観点から、可能な限り油圧により駆動輪の駆動または回生を行うことにより、蓄電装置の充放電回数を減らすことが好ましい。

そこで、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記制御装置は、
車両の加速走行時には、前記蓄圧装置の残油圧が第１所定値に低下するまで、油圧を用いて駆動輪を駆動するように、かつ、
車両の減速走行時には、前記蓄圧装置の残油圧が前記第１所定値より高い第２所定値以上に上昇するまで、前記蓄圧装置に油圧を蓄えるように、
前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
車両の加速走行を予測する加速予測手段を備え、
前記制御装置は、車両の定常走行中に加速走行が予測されたときに、前記蓄圧装置に油圧を蓄えるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記加速予測手段は、運転者が加速運転の意思を入力する加速意思入力部、車両の進路情報を取得するカーナビゲーションシステム、および、過去の運転履歴が記憶された記憶部のうち少なくとも１つから出力される信号に基づいて、車両の加速走行を予測することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
車両の加速走行中に到達速度を予測する到達速度予測手段と、
車両が前記到達速度に達する前に前記蓄圧装置の残油圧が零になるか否かを、車両の走行状態に基づいて予測する蓄圧油圧予測手段とを備え、
前記制御装置は、前記蓄圧油圧予測手段の予測結果を基に、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする。

以上の構成により、本願各請求項に記載の発明によれば、次の効果が得られる。

請求項１に記載の発明によれば、電力により駆動輪の駆動または回生を行うときには、連通路が閉鎖される。また、油圧により駆動輪の駆動または回生を行うときには、インバータからモータジェネレータまたは蓄電装置への出力が規制される一方、連通路が開放される。さらに、電力と油圧の両方により駆動輪の駆動または回生を行うときには、インバータの出力に応じて連通路の連通度が上昇し、または低下する。

いずれにしても、インバータとバイパス弁による電気的な制御だけで、モータジェネレータと油圧ポンプモータの作動が切り替えられる。それゆえ、この切替えをクラッチにより行うものに比べて、クラッチが不要となる分、装置全体が小型化され、車両への搭載性が改善される。また、クラッチを用いないことにより、モータジェネレータと油圧ポンプモータの作動がスムーズに切り替えられることになる。

また、請求項２に記載の発明によれば、効率特性に基づいてモータジェネレータと油圧ポンプモータの作動状態が制御されることにより、エネルギ効率の高い走行が可能となる。

また、請求項３に記載の発明によれば、車両の加速走行時、減速走行時に、油圧による駆動輪の駆動、回生が優先的に行われることにより、エネルギ効率の高い走行が可能となる。また、蓄電装置の充放電回数を減らすことにより、蓄電装置の寿命を向上させることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、加速走行に備えて油圧が蓄えられることにより、請求項３の効果を高めることができる。また、急加速が行われる場合の蓄電装置からの大電流放電を回避することにより、蓄電装置の寿命を向上させることもできる。

また、請求項５に記載の発明によれば、加速意思入力部、カーナビゲーションシステムおよび記憶部のうち少なくとも１つから出力される信号を用いて、請求項４に記載の発明の効果が具体的に達成される。

また、請求項６に記載の発明によれば、残油圧が加速中に零となると予測されたときに、油圧ポンプモータのエネルギ伝達効率が高い状態で残油圧が零となることが防止される。

本発明の一実施形態に係る車両走行制御装置を備えた車両の概略構成を示すブロック図である。図１に示す車両の制御ブロック図である。本発明の第１実施形態による車両の制御を示すフローチャートである。図１に示す車両の走行状態に応じた、モータジェネレータの効率線図（ａ）と油圧ポンプモータの効率線図（ｂ）である。定常走行から減速して再度定常走行に至る車両の走行例を示す図であり、（ａ）は速度の時間変化を、（ｂ）は出力の時間変化を示している。図４の効率線図上で図５の走行例の軌跡の一例を表した図である。図４の効率線図上で図５の走行例の軌跡の一例を表した図である。図４の効率線図上で図５の走行例の軌跡の一例を表した図である。図１に示す車両の一走行例におけるモータジェネレータと油圧ポンプモータの出力変化を説明するためのタイムチャートである。図９とは異なる走行例におけるモータジェネレータと油圧ポンプモータの出力変化を説明するためのタイムチャートである。図３のフローチャートに従って走行する車両の走行例を示すタイムチャートである。走行開始から定常走行に至る車両の走行例を示す図であり、（ａ）は速度の時間変化を、（ｂ）は出力の時間変化を示している。図４の効率線図上で図１２の走行例の軌跡の一例を表した図である。図４の効率線図上で図１２の走行例の軌跡の一例を表した図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る車両走行制御装置を備えた車両の概略構成を示すブロック図である。
車両１は電気自動車であり、走行駆動源として、モータジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇという）１０と、油圧ポンプモータ（以下、油圧Ｐ／Ｍという）４０とを備える。Ｍ／Ｇ１０の回転軸と油圧Ｐ／Ｍ４０の回転軸は一体となり（符号７３で示す）、差動装置７２を介して車軸７１、更には駆動輪７４，７５に常時連結されている。

Ｍ／Ｇ１０は、インバータ２０を介してバッテリ３０に接続されており、インバータ２０によりその作動状態が制御される。このＭ／Ｇ１０は、バッテリ３０から供給される電力によりモータとして作動することができると共に、駆動輪７４，７５の回転によりジェネレータとして作動することもできる。なお、バッテリ３０は蓄電装置の一例である。

油圧Ｐ／Ｍ４０は、油路を構成する配管４１を通じてアキュムレータ５０とリザーバ（リザーバタンク）６０に接続されている。アキュムレータ５０は、作動油を加圧状態で蓄えることができる蓄圧装置の一例である。油圧Ｐ／Ｍ４０は、リザーバ６０から作動油を吸い込んでアキュムレータ５０に油圧を蓄える油圧ポンプとして作動することができると共に、アキュムレータ５０から供給される油圧により油圧モータとして作動することもできる。油圧Ｐ／Ｍ４０が油圧ポンプとして作動するか油圧モータとして作動するかは、油圧Ｐ／Ｍ４０に取り付けられた図示しないコントローラにより切り替えられる。

配管４１には、油圧Ｐ／Ｍ４０の（アキュムレータ５０側の）高圧油路と（リザーバ６０側の）低圧油路との間にバイパス回路（連通路）４２が連通されている。また、配管４１には、アキュムレータ５０、リザーバ６０への作動油の出入りをそれぞれ制御する給排油弁４３，４４が設けられている。バイパス回路４２には、連通制御手段の一例であるバイパス弁４５が設けられている。給排油弁４３，４４を開き、バイパス弁４５を閉じると、油圧Ｐ／Ｍ４０を介してアキュムレータ５０とリザーバ６０の間で作動油のやり取りが行われる。逆に給排油弁４３，４４を閉じ、バイパス弁４５を開くと、作動油は油圧Ｐ／Ｍ４０の周囲の油路とバイパス回路４２とで構成される閉路のみを流れる。この状態で油圧Ｐ／Ｍ４０の回転軸が回転しても、アキュムレータ５０に蓄えられた油圧により駆動輪７４，７５が駆動されることも、アキュムレータ５０に蓄圧されることもなく、すなわちＭ／Ｇ１０のみが作動している状態が実現される。

なお、給排油弁４３，４４が開いていたとしても、バイパス弁４５が開いていれば、作動油が高負荷側のアキュムレータ５０とリザーバ６０の間を流れることは殆どなく、したがってバイパス弁４５が開いていれば、油圧Ｐ／Ｍ４０が作動せずＭ／Ｇ１０が作動する状態が実現される。

図２は、車両１の制御ブロック図である。
車両１は、制御装置としてＶＣＭ（車両制御モジュール）１００を備える。ＶＣＭ１００には、車両１の速度を検出する車速センサ１０１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ１０２、アキュムレータ５０に蓄えられた残油圧（蓄圧油圧）を検出する蓄圧油圧センサ１０３、および加速スイッチ１０４などからの信号が入力される。加速スイッチ１０４は、運転者が運転中に操作可能な範囲に設けられており、運転者は、加速スイッチ１０４を押すことにより、一定時間後に加速運転を行う意思を示すようになっている。ＶＣＭ１００は、インバータ２０、給排油弁４３，４４およびバイパス弁４５に制御信号を送信し、インバータ２０の出力と、給排油弁４３，４４およびバイパス弁４５の開度を制御する。

図１に戻り、駆動輪７４，７５の駆動、回生時の車両走行駆動装置の動作について説明する。この動作は、ＶＣＭ１００の制御により達成される。給排油弁４３，４４の動作については説明を省略している。
まず、電力により駆動輪７４，７５の駆動、回生を行うときには、バイパス弁４５が閉じてバイパス回路４２が閉鎖される。また、油圧により駆動輪７４，７５の駆動または回生を行うときには、インバータ２０からＭ／Ｇ１０またはバッテリ３０への出力が規制される一方、バイパス回路４２が開放される。さらに、電力と油圧の両方により駆動輪７４，７５の駆動または回生を行うときには、インバータ２０の出力に応じてバイパス弁４５の開度が上昇し、または低下する。

以下、車両１の走行状態に応じたＶＣＭ１００の制御について具体的に説明する。

図３は、第１実施形態による車両１の制御を示すフローチャートである。
まず、ＶＣＭ１００に各センサ等１０１〜１０４からの信号が入力される（Ｓ１）。次に、車速センサ１０１からの信号を基に、現在車両１が加速走行中であるか否かが判定される（Ｓ２）。加速走行中（Ｓ２肯定）、蓄圧油圧センサ１０３の信号を基に、アキュムレータ５０の蓄圧油圧が所定値Ｐ１より高いか否かが判定される（Ｓ３）。所定値Ｐ１は、充分に低い値であって、例えば零に近い値とすることができる。

蓄圧油圧が所定値Ｐ１より高い場合（Ｓ３肯定）、バイパス弁４５が閉じられ、インバータ２０が停止して、車両１はアキュムレータ５０から供給される油圧を駆動力とする走行（以下、油圧駆動走行という）を行う（Ｓ４）。蓄圧油圧が低下して所定値Ｐ１以下となった場合（Ｓ３否定）、バイパス弁４５が開き、インバータ２０が作動して、車両１はバッテリ３０から供給される電力を駆動力とする走行（以下、電力駆動走行という）を行う（Ｓ５）。

なお、フローチャートでは、バイパス弁４５の開閉についてのみ記載され、給排油弁４３，４４の開閉については記載されていないが、バイパス弁４５が開くときには給排油弁４３，４４が閉じ、逆にバイパス弁４５が閉じるときには給排油弁４３，４４が開く制御が行われているものとする。

車両１が加速走行中でない場合（Ｓ２否定）、減速走行中であるか否かが判定される（Ｓ６）。減速走行中である場合（Ｓ６肯定）、アキュムレータ５０の蓄圧油圧が所定値Ｐ２より低いか否かが判定される（Ｓ７）。所定値Ｐ２は所定値Ｐ１よりも高い値であり、例えばアキュムレータ５０が満タン時の油圧の値とすることができる。

蓄圧油圧が所定値Ｐ２より低い場合（Ｓ６肯定）、バイパス弁４５が閉じられ、インバータ２０が停止する。これにより、減速回生のエネルギは、アキュムレータ５０への蓄圧（以下、油圧回生という）により回収される（Ｓ８）。蓄圧油圧が所定値Ｐ２以上である場合（Ｓ６否定）、バイパス弁４５が開き、インバータ２０が作動する。これにより、減速回生のエネルギは、バッテリ３０への充電（以下、電力回生という）により回収される（Ｓ９）。

車両１が加速走行中でも減速走行中でもない場合（Ｓ６否定）、すなわち定常走行中である場合、所定時間内に車両１が加速走行を開始するか否かが予測される（Ｓ１０）。なお、本明細書において、「定常走行」には、ある速度から多少高速または低速で走行する状態も含まれるものとする。運転者により加速スイッチ１０４が押された場合、加速走行が行われると予測され（Ｓ１０肯定）、続いてアキュムレータ５０の蓄圧油圧が所定値Ｐ２より低いか否かが判定される（Ｓ１１）。

なお、工程Ｓ１０では、加速スイッチ１０４以外の手段、例えば車両の進路情報を取得するカーナビゲーションシステムを利用して、加速走行の有無が予測されてもよい。具体的には、路面の勾配やカーブの曲率、高速道路の出入口などに近づいているか否か、といった情報を利用することができる。また、カーナビゲーションシステムなどに備えられる記憶部（メモリ）には、過去の運転履歴が記憶されていることがあり、この運転履歴を利用してもよい。また、アクセル開度センサ１０２からアクセル開閉の時間変化を計算し、この時間変化を利用してもよい。

アキュムレータ５０の蓄圧油圧が所定値Ｐ２より低い場合（Ｓ１１肯定）、加速走行に備えて、バイパス弁４５が閉じられ、電力駆動走行と同時に油圧回生が行われる。油圧回生は、アキュムレータ５０が満タンとなるまで行われる（Ｓ１２）。このとき、油圧回生による駆動力の低下分を補償するために、Ｍ／Ｇ１０の出力を一時的に増加させる制御が行われる（Ｓ１３）。アキュムレータ５０の蓄圧油圧が所定値Ｐ２以上である場合（Ｓ１１否定）には、加速走行が開始するまで特別な制御は行われない。

定常走行中に加速が予測されない場合（Ｓ１０否定）、効率線図（効率マップ）に基づく走行が行われる（Ｓ１４）。具体的には、図４（ａ）に示すＭ／Ｇ１０の効率線図と図４（ｂ）に示す油圧Ｐ／Ｍ４０の効率線図が参照され、車両１の現在の走行状態（速度、出力）の効率線図上での位置（回転数、トルク）が特定される。効率線図は、回転数、トルクに応じて変化するＭ／Ｇ１０、油圧Ｐ／Ｍ４０のエネルギ伝達効率を示すものである。以下、車両１の走行状態と効率線図との関係で、速度はおおよそ回転数に対応し、出力はおおよそトルクに対応するものとする。そして、Ｍ／Ｇ１０と油圧Ｐ／Ｍ４０でどちらの効率が高いかが決定され、Ｍ／Ｇ１０の方が高い場合には電力駆動走行が、油圧Ｐ／Ｍ４０の方が高い場合には油圧駆動走行が行われる。

なお、図４に示す効率線図は、使用するＭ／Ｇ１０と油圧Ｐ／Ｍ４０の種類に応じて変化するものであり、それゆえ一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。

また、図３のフローチャートには示していないが、油圧駆動走行中に蓄圧油圧が零となったときには、自動的に電力駆動走行に切り替わるようになっている。

図５は、定常走行から減速して再度定常走行に至る車両１の走行例を示す図であり、（ａ）は速度の時間変化を、（ｂ）は出力の時間変化を示している。図５において、符号Ｂ、Ｃはそれぞれ定常走行を示す。

図６から図８は、図４の効率線図上で図５の走行例の軌跡の一例を表した図である。

図６に示す例において、定常走行Ｂの状態でも定常走行Ｃの状態でも、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率がＭ／Ｇ１０の効率よりも高い。定常走行Ｂは、工程Ｓ１４を実施中に、蓄圧油圧が低く自動的に電力駆動走行が選択された状態である。減速走行時に油圧回生が行われると、定常走行Ｃでは、工程Ｓ１４により油圧駆動走行が行われる。油圧駆動走行は、蓄圧油圧が零になるまでが続けられ、その後に電力駆動走行に切り替えられる。

図７に示す例において、定常走行Ｂの状態でも定常走行Ｃの状態でも、Ｍ／Ｇ１０の効率が油圧Ｐ／Ｍ４０の効率よりも高い。この場合、図３のフローチャートに従って、定常走行Ｃでは電力駆動走行が行われる。

図８に示す例において、定常走行Ｂの状態ではＭ／Ｇ１０の効率がより高く、定常走行Ｃの状態では油圧Ｐ／Ｍ４０の効率がより高い。この場合、図３のフローチャートに従って、定常走行Ｃでは油圧駆動走行が行われる。油圧駆動走行は、蓄圧油圧が零になるまでが続けられ、その後に電力駆動走行に切り替わる。

図９は、車両１の一走行例におけるＭ／Ｇ１０と油圧Ｐ／Ｍ４０の出力変化を説明するためのタイムチャートである。上側の図は速度の時間変化を、下側の図は出力の時間変化を示す。０より大きい出力は駆動輪７４，７５を駆動している状態であることを示し、０より小さい出力は回生状態であることを示す。
図３のフローチャートで説明したように、走行開始以降、加速走行中は油圧駆動走行が優先的に行われ、全体出力は油圧Ｐ／Ｍ４０の出力（破線）に一致する。蓄圧油圧が所定値Ｐ１以下となると、油圧駆動走行から電力駆動走行に切り替わり、全体出力はＭ／Ｇ１０の出力（一点鎖線）に一致する。定常走行中は、引き続き電力駆動走行が行われる。一方、減速走行中は、油圧回生が優先的に行われ、全体出力（回生エネルギ量）は油圧Ｐ／Ｍ４０の出力に一致する。蓄圧油圧が所定値Ｐ２以上となると、油圧回生から電力回生に切り替わり、全体出力はＭ／Ｇ１０の出力に一致する。

なお、定常走行時の速度がそれほど大きくない場合など、加速走行中に蓄圧油圧が所定値Ｐ１以下まで低下しない場合も想定される。この場合、さらに定常走行中に加速が予測されず（Ｓ１０否定）、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率がＭ／Ｇ１０の効率を上回るときには、図１０に示すように定常走行中も引き続き油圧駆動走行が行われる。

次に、図１１のタイムチャートに示される走行例について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
このタイムチャートは、図４の効率線図に基づき、電力駆動走行で定常走行しているところから開始している（Ｓ１４）。この定常走行中、図１１中の符号ａで示す時刻に、例えば運転者により加速スイッチ１０４が押されると、加速が予測される（Ｓ１０）。このとき、蓄圧油圧が所定値Ｐ２よりも低い場合（Ｓ１１肯定）には、バイパス弁４５が閉じてアキュムレータ５０が満タンになるまで油圧回生が行われる（Ｓ１２）。このとき、アキュムレータ５０への蓄圧による駆動力低下を補償するため、Ｍ／Ｇ１０の出力が増加する（Ｓ１３）。この出力の増加分を符号ｂで示している。

加速走行が開始すると、油圧駆動走行が行われる。この後の走行については、図９のタイムチャートを用いて説明したとおりである。

以上説明した制御によれば、エネルギ効率の高い状態での走行が可能となり、更にはバッテリ３０の寿命を向上させることができる。

以下、第１実施形態の変形例について説明する。

第１実施形態では、電力駆動走行と油圧駆動走行のいずれかを行う制御について説明したが、油圧と電力の両方を同時に駆動力とする走行が行われてもよい。このとき、電力と油圧の割合、言い換えると出力全体に対するＭ／Ｇ１０の出力と油圧Ｐ／Ｍ４０の出力の割合は、図４の効率線図とアキュムレータ５０の蓄圧油圧などを基に制御できる。同様に、回生についても、電力回生と油圧回生のいずれかが行われたが、アキュムレータ５０への蓄圧とバッテリ３０の充電の両方が同時に行われてもよい。

これにより、例えば、蓄圧油圧が零であるために、効率線図に基づく走行時（Ｓ１４）に、油圧Ｐ／Ｍ４０の方が高い効率であるにもかかわらず必然的に電力駆動走行が行われる、といったことが防止される。

また、第１実施形態では、車両１の走行状態（速度、出力）を図４の効率線図に当てはめて、電力駆動走行と油圧駆動走行のいずれを行うかが決定された。ここで図４の効率線図を参照すると判るように、同じ回転数であっても、トルクが大きくなると効率が高くなることがある。そこで、電力駆動走行と油圧駆動走行のいずれを行うかが決定された後、あえて出力を上昇させて、効率を向上させることが考えられる。このとき生じる出力の余剰分により油圧Ｐ／Ｍ４０またはＭ／Ｇ１０を作動させ、アキュムレータ５０への蓄圧またはバッテリ３０の充電を行うことができる。

（第２実施形態）
図１２は、走行開始から定常走行に至る車両１の走行例を示す図であり、（ａ）は速度の時間変化を、（ｂ）は出力の時間変化を示している。図１２において、符号Ａは加速走行の終点を示し、符号Ｂは定常走行を示す。
第１実施形態では、加速走行時には油圧駆動走行が優先的に行われ、蓄圧油圧が所定値を下回ったときに、電力駆動走行に切り替える制御について説明した。一方、第２実施形態では、加速走行中に蓄圧油圧が零となるか否かを予め予測し、零となると予測された場合に行われる制御について説明する。これは、図３のフローチャートの加速走行時（Ｓ３〜Ｓ５）に行われる特別な制御である。ＶＣＭ１００の制御以外の点では、第２実施形態は第１実施形態と同様であり、詳しい説明を省略する。

まず、加速走行中に、終点Ａでの到達速度すなわち定常走行Ｂに移行した際の速度が予測される。この予測は、到達速度予測手段、例えばＶＣＭに記録された所定のプログラムにより行われる。例えば、カーナビゲーションシステムにより取得される、走行中の道路の制限速度、渋滞の状況、過去の運転履歴、などの情報を基に予測を行うことができる。

次に、予測された到達速度に達する前に蓄圧油圧が零になるか否かが予測される。この予測は、蓄圧油圧予測手段、例えばＶＣＭに記録された所定のプログラムにより行われる。例えば、現在の蓄圧油圧、過去の運転履歴、アクセル開度センサ１０２から計算されるアクセル開閉の時間変化、などの情報を基に予測を行うことができる。

図１３、図１４は、図４の効率線図上で図１２の走行例の軌跡の一例を表した図である。

図１３に示す例では、走行開始から定常走行に至るまで、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率（ｂ）はＭ／Ｇ１０の効率（ａ）よりも高い。このとき、エネルギ消費が少ない低回転数領域（例えば走行開始から１０００ｒｐｍ未満）は、電力駆動走行が行われる。低回転数領域を外れると、電力と油圧の両方を駆動力として走行が行われ、その割合が電力から油圧へ徐々に移行する。さらに、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ以上（効率９６％の領域）に至ると、油圧駆動走行が行われる。定常走行中も、蓄圧油圧が零付近になるまで油圧駆動走行が続けられ、その後に電力駆動走行に切り替わる。
この例では、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率が最も高い領域（効率９６％の領域）に至る前に蓄圧油圧が零付近となることを防止している。

図１４に示す例では、走行開始から定常走行に至る途中までは、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率（ｂ）がＭ／Ｇ１０の効率（ａ）よりも高く、それ以降は効率の高低が逆になる。このとき、走行開始後、油圧Ｐ／Ｍ４０の効率がより高い間（７５Ｎｍ以下）は、油圧駆動走行が行われる。Ｍ／Ｇ１０の効率と油圧Ｐ／Ｍ４０の効率が同程度となると、電力と油圧の両方を駆動力として走行が行われ、その割合が油圧から電力へ徐々に移行する。Ｍ／Ｇ１０の効率がより高くなると（９０Ｎｍ以上）、電力駆動走行が行われる。定常走行中は、図１３の例と同様に、蓄圧油圧が零付近になるまで油圧駆動走行が続けられ、その後に電力駆動走行に切り替わる。

第２実施形態で説明した制御によれば、大きい駆動力が要求される加速走行時に、エネルギ効率の高い状態で駆動輪７４，７５を駆動することが可能となる。

以上で説明した各実施形態および各変形例の構成は、自由に組み合わせ、あるいは変形、省略されてもよい。例えば、車両１はモータジェネレータを備えたハイブリッド車両であってもよい。

以上のように、本発明によれば、制御装置全体を小型化して車両への搭載性を改善できるので、この種の制御装置を備えた車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１０モータジェネレータ
２０インバータ
３０バッテリ
４０油圧ポンプモータ
４２バイパス回路
４５バイパス弁
５０アキュムレータ
１００ＶＣＭ

Claims

蓄電装置に蓄えられた電力により駆動輪を駆動し、該駆動輪の回転により前記蓄電装置に電力を蓄えるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータの作動状態を制御するインバータと、
蓄圧装置の残油圧により駆動輪を駆動し、該駆動輪の回転により前記蓄圧装置に油圧を蓄える油圧ポンプモータと、
前記油圧ポンプモータの前記蓄圧装置側の高圧油路とリザーバタンク側の低圧油路とを連通する連通路と、
前記連通路の連通度を制御するバイパス弁と、
前記高圧油路に設けられ、前記蓄圧装置への作動油の出入りを制御する第１の給排油弁と、
前記低圧油路に設けられ、前記リザーバタンクへの作動油の出入りを制御する第２の給排油弁と、
前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁に制御信号を送信する制御装置とを備え、
前記モータジェネレータと油圧ポンプモータとは、いずれも駆動輪に常時連結されており、
前記制御装置は、前記蓄圧装置の残油圧が所定値より高いときには、前記インバータが停止するとともに、前記バイパス弁が閉じられ且つ前記第１、第２の給排油弁が開かれるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御し、
前記蓄圧装置の残油圧が所定値以下であるときには、前記インバータが作動するとともに、前記バイパス弁が開かれ且つ前記第１、第２の給排油弁が閉じられるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする、車両走行制御装置。
前記制御装置は、前記モータジェネレータと前記油圧ポンプモータの車両の走行状態に対する効率特性に基づいて、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両走行制御装置。
前記制御装置は、
車両の加速走行時には、前記蓄圧装置の残油圧が第１所定値に低下するまで、油圧を用いて駆動輪を駆動するように、かつ、
車両の減速走行時には、前記蓄圧装置の残油圧が前記第１所定値より高い第２所定値以上に上昇するまで、前記蓄圧装置に油圧を蓄えるように、
前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両走行制御装置。
車両の加速走行を予測する加速予測手段を備え、
前記制御装置は、車両の定常走行中に加速走行が予測されたときに、前記蓄圧装置に油圧を蓄えるように、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする、請求項３に記載の車両走行制御装置。
前記加速予測手段は、運転者が加速運転の意思を入力する加速意思入力部、車両の進路情報を取得するカーナビゲーションシステム、および、過去の運転履歴が記憶された記憶部のうち少なくとも１つから出力される信号に基づいて、車両の加速走行を予測することを特徴とする、請求項４に記載の車両走行制御装置。
車両の加速走行中に到達速度を予測する到達速度予測手段と、
車両が前記到達速度に達する前に前記蓄圧装置の残油圧が零になるか否かを、車両の走行状態に基づいて予測する蓄圧油圧予測手段とを備え、
前記制御装置は、前記蓄圧油圧予測手段の予測結果を基に、前記インバータ、前記バイパス弁および前記第１、第２の給排油弁を制御することを特徴とする、請求項２に記載の車両走行制御装置。