JP6423993B2 - 多様なモードを有するハイブリッド車両のｅｖ制御を介した燃費向上方法 - Google Patents

Description

本発明は、多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法に係り、より詳しくは、入力分岐及び複合分岐での始動オン又はオフ戦略を介し燃費を向上させる多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法に関する。

一般に、ハイブリッド車両は、エンジンだけでなくモーターを動力源に用いて、排気ガスの低減及び燃費の向上を図ることができる。
このようなハイブリッド車両は、駆動モーターの動力のみを利用する純粋電気自動車モードであるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）モードで走行することができる。 そして、ＥＶモードでは、前記駆動モーターがバッテリーの出力電圧で動力を生成する。さらに、ハイブリッド車両は、燃料を介し動力を生成するエンジンの回転力と前記駆動モーターの回転力とを全て動力に利用するＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）モードで走行することができる。さらに、ハイブリッド車両は、車両の制動或いは慣性による走行時、車両の制動及び慣性エネルギーを前記駆動モーターから発電を介して回収し、バッテリーに充電する回生制動（ＲＢ：Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｂｒａｋｉｎｇ）モードで走行することができる。

このようなハイブリッド車両の燃費は、エンジンの回転力を介し動力を生成するとき消耗する燃料の消耗量をクラスター（ｃｌｕｓｔｅｒ）を介してケージ（ｇａｕｇｅ）で示す瞬間的な燃費と、これを累積した累積燃費とからなる。そして、ＥＶモードで走行する場合は、バッテリーの電力を介し車両の出力可能なバッテリーの最大燃費をクラスターを介して表す。
即ち、前述のＨＥＶシステムは、図１に示す通り、複数のクラッチとブレーキで構成されており、多様な形態のＥＶを具現することができ、入力分岐に該当する形態で始動をかける場合、第２ブレーキ（ＢＫ２）のみ拘束された状態で始動が具現される。
このような走行モードは入力分岐、複合分岐、固定ギア１段、固定ギア２段及び固定ギア３段モードである５種の走行モードに具現される。
しかし、前述した既存の５種の走行モードは入力分岐モードでのみＥＶが可能であり、残りのモードでＥＶに進入しようとする場合、必ず入力分岐モードを経てＥＶに進入することになる問題点があった。

特開平１１−１０１１５２号公報

本発明が目的とするところは、入力分岐及び複合分岐での始動オン又はオフ戦略を介し燃費を向上させる多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法を提供することである。

本発明の多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法は、第１リングギヤ、第１キャリア及び第１サンギヤを備えた第１遊星ギヤセット、第２リングギヤ、第２キャリア及び第２サンギヤを備えた第２遊星ギヤセット、前記第１サンギヤと連結される第１モーター、前記第２サンギヤと連結される第２モーター、前記第１サンギヤ及び前記第１モーターに連結される第１ブレーキ、前記第２リングギヤと連結される第２ブレーキ、一端が前記第２リングギヤ及び前記第２ブレーキに連結され、他端が前記第１キャリアに連結される第１クラッチ、一端が前記第１キャリアに連結され、他端が前記第２サンギヤ及び前記第２モーターに連結される第２クラッチを含むトルク伝達機構、前記第１キャリア及び第２クラッチに連結されるエンジン、及びバッテリーを含むハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法であって、
ホイールブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加されるステップと、
ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により第２ブレーキを固定した状態で第２クラッチを外しながら始動する入力分岐モード命令が印加されるステップと、
第２クラッチが解除されたのか否かをチェックして、第２クラッチが解除されたのか否かを判断するステップと、
エンジンの目標ＲＰＭを生成するステップと、
エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとの差を求めるステップと、
エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モータートルクを発生させるステップと、
エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断するステップと、
エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始するステップと、
前記燃料噴射の開始の際にエンジントルク制限要求を行うステップと、
一定時間冷却水温を考慮してエンジントルクの上昇率を制限するステップと、
ハイブリッド制御機のエンジントルク制限量に従い制限されたエンジントルクが印加されながら始動条件を満足させるステップと、
エンジントルク制限要求を漸次解除し、エンジントルク制限要求情報がなくなると始動完了と認識するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法は、第１リングギヤ、第１キャリア及び第１サンギヤを備えた第１遊星ギヤセット、第２リングギヤ、第２キャリア及び第２サンギヤを備えた第２遊星ギヤセット、前記第１サンギヤと連結される第１モーター、前記第２サンギヤと連結される第２モーター、前記第１サンギヤ及び前記第１モーターに連結される第１ブレーキ、前記第２リングギヤと連結される第２ブレーキ、一端が前記第２リングギヤ及び前記第２ブレーキに連結され、他端が前記第１キャリアに連結される第１クラッチ、一端が前記第１キャリアに連結され、他端が前記第２サンギヤ及び前記第２モーターに連結される第２クラッチを含むトルク伝達機構、前記第１キャリア、並びに第２クラッチに連結されるエンジン及びバッテリーを含むハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法であって、
ホイールブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加されるステップと、
ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により第２クラッチを固定した状態で第２ブレーキを外しながら始動する複合分岐モード命令が印加されるステップと、
第２ブレーキ（ＢＫ２）が解除されたのか否かをチェックして第２ブレーキが解除されたのか否かを判断するステップと、
エンジンの目標ＲＰＭを生成するステップと、
エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとの差を求めるステップと、
エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モータートルクを発生させるステップと、
エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断するステップと、
エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始するステップと、
前記燃料噴射の開始の際にエンジントルク制限要求を行うステップと、
一定時間冷却水温を考慮してエンジントルクの上昇率を制限するステップと、
ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）のエンジントルク制限量に従い制限されたエンジントルクが印加されながら始動条件を満足させるステップと、
エンジントルク制限要求を漸次解除し、エンジントルク制限要求情報がなくなると、始動完了と認識するステップと、
を含むことを特徴とする。

前記チェックするステップで、ＡＰＳ量に従いＥＶ走行モードの解除可否が決められるステップをさらに含み、
前記第１モータートルクを発生させるステップで第２モーター（ＭＧ２）の反力制御は、第１モーター（ＭＧ１）トルク量とドライバーの総駆動要求量とにより制限される値が設定されるステップをさらに含み、
前記インジェクション信号を印加するステップでインジェクション信号が入力されるとき、エンジンのトルク上昇を制限するエンジントルク上昇制限が空気量制限と点火制限を同時に行いながら印加されることを特徴とする。

本発明によれば、入力分岐及び複合分岐での始動オン又はオフ戦略を介し燃費を向上させることができるだけでなく、ハイブリッド車両の商品価値を向上させることができ、さらに、運転性を向上させる効果がある。

従来技術に係るハイブリッド車両のＥＶ制御を説明するための図である。 従来技術に係るＥＶ走行モード及び回生制動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード及び回生制動モードを説明するための図である。 従来技術に係る始動モードを説明するための図である。 本発明に係る始動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中ブレーキを固定させた状態での始動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中ブレーキを固定させた状態での始動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中クラッチを固定させた状態での始動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中クラッチを固定させた状態での始動モードを説明するための図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中ブレーキを固定させた状態での始動モードに適用される信号波形図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中ブレーキを固定させた状態での始動モードの動作フローチャートである。 本発明に係るＥＶ走行モード中クラッチを固定させた状態での始動モードに適用される信号波形図である。 本発明に係るＥＶ走行モード中クラッチを固定させた状態での始動モードの動作フローチャートである。

以下、図を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
（ＥＶ走行及び回生制動）
図２に示す通り、既存のＥＶ制御を行う場合、１つのモーターのみを利用して走行及び回生制動がなされるようにするが、本発明が適用される場合、図３に示す通り、２つのモーター（ＭＧ１、ＭＧ２）を利用して走行及び回生制動を可能にし、２つのモーターのうち効率がより良好な領域を配分してＥＶ走行及び回生制動の効率を高めることができる。
さらに、２つのモーター（ＭＧ１、ＭＧ２）のＥＶ走行配分率を調整して既存の第２モーター（ＭＧ２）のみを利用したＥＶ走行モードと比較すると、第１モーター（ＭＧ１）を含むＥＶを具現することにより自由度を高めることができる。

（始動）
図４に示す通り、従来は第１モーター（ＭＧ１）を利用して始動を可能とし、特にＥＶ走行モードでは、モードを区分するブレーキ（Ｂ２）の油圧が固定された状態で始動させた。即ち、第２モーター（ＭＧ２）の起動条件で第１モーター（ＭＧ１）を利用してエンジンを始動することになる。
その反面、本発明が適用される場合、図５に示す通り、２種の方式で始動が可能である。即ち、第２ブレーキ（ＢＫ２）を固定した状態で第２クラッチ（ＣＬ２）を外しながら始動する場合と、第２クラッチ（ＣＬ２）を固定した状態で第２ブレーキ（ＢＫ２）を外しながら始動する場合とに区分することができる。

（ブレーキを固定した状態でクラッチを外しながら始動するモード）
図６及び図７に示す通り、ドライバーがブレーキ（ＢＫ２）を固定した状態でクラッチ（ＣＬ２）を外しながら始動するので、第２モーター（ＭＧ２）で駆動されながらハイブリッド制御機（ＨＣＵ）を介し始動命令が出るとミッション制御機（ＴＣＵ）で第２クラッチ（ＣＬ２）を解除することになり、第２クラッチ（ＣＬ２） の解除完了後、エンジンの目標ＲＰＭと目標トルクエンジン目標ＲＰＭとを追従するため、第１モーター（ＭＧ１）の目標ＲＰＭと第１モーター（ＭＧ１）の目標トルクとを生成して始動する。

この際、第２クラッチ（ＣＬ２）の解除で第２クラッチ（Ｃｌ２）の未解除時にエンジンＲＰＭ ０速に固定され第１モーター（ＭＧ１）を利用した始動が不可能であるだけでなく、第１モーター（ＭＧ１）を利用した始動時に車両の駆動条件のための第２モーター（ＭＧ２）の反力制御が必要となる。即ち、車両の駆動力条件と関連し、車両の要求駆動力が大きい場合は、第１モーター（ＭＧ１）の始動時に第２モーター（ＭＧ２）の必要反力が少なく、要求駆動力が小さい場合は、第１モーター（ＭＧ１）の始動時に第２モーター（ＭＧ２）の必要反力が大きくなる。

複合分岐モードにおける走行モードは、第２クラッチ（ＣＬ２）を固定した状態で走行する場合であって、第１モーター（ＭＧ１）を利用してＦｕｅｌ Ｃｕｔ状態でエンジンＲＰＭを低減し、一定ＲＰＭ以下の領域に進入すれば、トランスミッション制御機（ＴＣＵ）にＥＶ走行モード進入命令を伝達し、トランスミッション制御機（ＴＣＵ）は第２ブレーキ（ＢＫ２）の圧力を印加してＥＶ走行モード進入を完了する。
前述した内容等を図１０及び図１１を参照しながらさらに詳しく記述する。先ずブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加され、ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により入力分岐モード命令が印加（Ｓ１００）されると、第２クラッチが解除されたか否かをチェックして第２クラッチ（ＣＬ２）が解除されたか否かを判断する（Ｓ１１０）。

エンジンの目標ＲＰＭを生成し（Ｓ１２０）、エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとを比べ（Ｓ１３０）、エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モーター（ＭＧ１）トルクが発生するようにする（Ｓ１４０）。
このとき、エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断し（Ｓ１５０）、判断結果エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始して（Ｓ１６０）、エンジントルク要求を制限し（Ｓ１７０）、一定時間冷却水温を考慮してエンジントルクの上昇率を制限する（Ｓ１８０）。

即ち、エンジンＲＰＭが上昇すればインジェクション信号を印加し、エンジントルクがＨＣＵエンジントルク制限量に従い印加されながら始動条件が完了すれば、エンジントルク制限要求情報がない場合始動完了と認識する。
前記ＡＰＳ量に従いＥＶ走行モードの解除可否が決められ、第２モーター（ＭＧ２）の反力制御は、第１モーター（ＭＧ１）のトルク量とドライバーの総駆動要求量とにより制限される値が設定され、インジェクション信号が入力されるときエンジンのトルク上昇を制限するエンジントルク上昇制限が空気量制限と点火制限を同時に行いながら印加される。

（クラッチを固定した状態でブレーキを外しながら始動するモード）
図８及び図９に示す通り、ドライバーがクラッチ（ＣＬ２）を固定した状態でブレーキ（ＢＫ２）を外しながら始動することになるので、第２モーター（ＭＧ２）で駆動されながらハイブリッド制御機（ＨＣＵ）を介し始動命令が出るとミッション制御機（ＴＣＵ）で第２クラッチ（ＣＬ２）を解除することになり、第２クラッチ（ＣＬ２） の解除完了後、エンジンの目標ＲＰＭと目標トルクエンジン目標ＲＰＭとを追従するため、第１モーター（ＭＧ１）の目標ＲＰＭと第１モーター（ＭＧ１）の目標トルクとを生成して始動する。

この際、第２ブレーキ（ＢＫ２）の解除で第２ブレーキ（ＢＫ２）の未解除時にエンジンＲＰＭ ０速に固定され、第１モーター（ＭＧ１）を利用した始動が不可能になる。
入力分岐モードにおける走行モードは、第２ブレーキ（ＢＫ２）を固定した状態で走行する場合であって、エンジンＲＰＭを第１モーター（ＭＧ１）を利用してＦｕｅｌ Ｃｕｔ状態でエンジンＲＰＭを低減し一定のＲＰＭ以下の領域に進入すれば、トランスミッション制御機（ＴＣＵ）にＥＶ走行モード進入命令を伝達し、トランスミッション制御機（ＴＣＵ）は第２クラッチ（ＣＬ２）の圧力を印加してＥＶ走行モード進入を完了する。

（クラッチを固定した状態でブレーキを外しながら始動するモード）
図１２及び図１３に示す通り、ブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加され、ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により複合分岐モード命令が印加（Ｓ２００）されると、第２ブレーキ（ＢＫ２）が解除されたのか否かをチェックして第２ブレーキ（ＢＫ２）が解除されたのか否かを判断する（Ｓ２１０）。
なお、エンジンの目標ＲＰＭを生成し（Ｓ２２０）、エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとを比べ（Ｓ２３０）、エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モーター（ＭＧ１）トルクが発生するようにする（Ｓ２４０）。

この際、エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断し（Ｓ２５０）、判断結果エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始して（Ｓ２６０）、エンジントルク要求を制限し（Ｓ２７０）、一定時間冷却水温を考慮してエンジントルク上昇率を制限する（Ｓ２８０）。
即ち、エンジンＲＰＭが上昇すればインジェクション信号を印加し、エンジントルクがＨＣＵエンジントルク制限量に従い印加されながら始動条件が完了すれば、エンジントルク制限要求情報がない場合始動完了と認識する。
前記ＡＰＳ量に従いＥＶ走行モードの解除可否が決められ、第２モーター（ＭＧ２）の反力制御は、第１モーター（ＭＧ１）のトルク量とドライバーの総駆動要求量とにより制限される値が設定され、インジェクション信号が入力されるときエンジンのトルク上昇を制限するエンジントルク上昇制限が空気量制限と点火制限を同時に行いながら印加される。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

ＭＧ１ 第１モーター
ＭＧ２ 第２モーター
ＢＫ２ 第２ブレーキ
ＣＬ２ 第２クラッチ

Claims (2)

1. 第１リングギヤ、第１キャリア及び第１サンギヤを備えた第１遊星ギヤセット、第２リングギヤ、第２キャリア及び第２サンギヤを備えた第２遊星ギヤセット、前記第１サンギヤと連結される第１モーター、前記第２サンギヤと連結される第２モーター、前記第１サンギヤ及び前記第１モーターに連結される第１ブレーキ、前記第２リングギヤと連結される第２ブレーキ、一端が前記第２リングギヤ及び前記第２ブレーキに連結され、他端が前記第１キャリアに連結される第１クラッチ、一端が前記第１キャリアに連結され、他端が前記第２サンギヤ及び前記第２モーターに連結される第２クラッチを含むトルク伝達機構、前記第１キャリア及び第２クラッチに連結されるエンジン、及びバッテリーを含むハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法であって、
   ホイールブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加されるステップと、
   ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により第２ブレーキを固定した状態で第２クラッチを外しながら始動する入力分岐モード命令が印加されるステップと、
   第２クラッチが解除されたのか否かをチェックして、第２クラッチが解除されたのか否かを判断するステップと、
   エンジンの目標ＲＰＭを生成するステップと、
   エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとの差を求めるステップと、
   エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モータートルクを発生させるステップと、
   エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断するステップと、
   エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始するステップと、
   前記燃料噴射の開始の際にエンジントルク制限要求を行うステップと、
   一定時間冷却水温を考慮してエンジントルクの上昇率を制限するステップと、
   ハイブリッド制御機のエンジントルク制限量に従い制限されたエンジントルクが印加されながら始動条件を満足させるステップと、
   エンジントルク制限要求を漸次解除し、該エンジントルク制限要求がなくなると、始動完了と認識するステップと、を含むことを特徴とする多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法。
2. 第１リングギヤ、第１キャリア及び第１サンギヤを備えた第１遊星ギヤセット、第２リングギヤ、第２キャリア及び第２サンギヤを備えた第２遊星ギヤセット、前記第１サンギヤと連結される第１モーター、前記第２サンギヤと連結される第２モーター、前記第１サンギヤ及び前記第１モーターに連結される第１ブレーキ、前記第２リングギヤと連結される第２ブレーキ、一端が前記第２リングギヤ及び前記第２ブレーキに連結され、他端が前記第１キャリアに連結される第１クラッチ、一端が前記第１キャリアに連結され、他端が前記第２サンギヤ及び前記第２モーターに連結される第２クラッチを含むトルク伝達機構、前記第１キャリア、並びに第２クラッチに連結されるエンジン及びバッテリーを含むハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法であって、
   ホイールブレーキが解除されながらＡＰＳ入力が印加されるステップと、
   ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）により第２クラッチを固定した状態で第２ブレーキを外しながら始動する複合分岐モード命令が印加されるステップと、
   第２ブレーキ（ＢＫ２）が解除されたのか否かをチェックして第２ブレーキが解除されたのか否かを判断するステップと、
   エンジンの目標ＲＰＭを生成するステップと、
   エンジンの目標ＲＰＭと実際のエンジンＲＰＭとの差を求めるステップと、
   エンジンＲＰＭの差に応じてフィードバック制御及びフィードフォワード制御を介し第１モータートルクを発生させるステップと、
   エンジン速度が燃料噴射速度より速いか否かを判断するステップと、
   エンジン速度が燃料噴射速度より速ければ燃料噴射を開始するステップと、
   前記燃料噴射の開始の際にエンジントルク制限要求を行うステップと、
   一定時間冷却水温を考慮してエンジントルクの上昇率を制限するステップと、
   ハイブリッド制御機（ＨＣＵ）のエンジントルク制限量に従い制限されたエンジントルクが印加されながら始動条件を満足させるステップと、
   エンジントルク制限要求を漸次解除し、エンジントルク制限要求情報がなくなると
   始動完了と認識するステップと、
   を含むことを特徴とする多様なモードを有するハイブリッド車両のＥＶ制御を介した燃費向上方法。
   

Images