JP6435968B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、エンジンによりモータジェネレータを駆動して発電する際に、エンジンの回転数変動を抑制することができる車両の制御装置を提供することである。
[パワートレイン構成]
図1はハイブリッド車両のパワートレインの構成図を示す図である。ハイブリッド車両は、内燃機関の駆動力源であるエンジン1と、電力によって駆動力を発生する駆動力源であるモータジェネレータ2とを有する。エンジン1とモータジェネレータ2とは、車両の進行方向に直列に配置されている。エンジン1とモータジェネレータ2の出力は、自動変速機3により変速されて、リアファイナルドライブ6を介して後輪7rに出力される。エンジン1とモータジェネレータ2の出力の一部は、トランスファ31を経て、フロントファイナルドライブを介して前輪7fに出力される。
図2ハイブリッド車両の制御系の構成を示すブロック図である。ハイブリッド車両の制御系として、統合コントローラ21、エンジンコントローラ22、モータジェネレータコントローラ23、電動式サブオイルポンプコントローラ24を有する。
モータジェネレータコントローラ23は、モータジェネレータ2のトルク制御を行うときには、モータジェネレータ2が出力するトルクが目標モータジェネレータトルクとなるようにモータジェネレータ2を制御する。モータジェネレータコントローラ23は、モータジェネレータ2の回転数制御を行うときには、モータジェネレータ2の回転数が目標モータジェネレータ回転数となるようにモータジェネレータ2を制御する。モータジェネレータコントローラ23は、モータジェネレータ2により発電を行うときには、エンジンコントローラ22と協調して、モータジェネレータ2が出力するトルクが目標発電トルクとなるようにモータジェネレータ2を制御する。
ハイブリッド車両のパワートレインは、第一クラッチ4の締結状態に応じて3つの走行モードを有している。
第一の走行モードは、モータジェネレータ2の動力のみで走行する電気走行モード(以下「EVモード」という)である。例えば、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時には、EVモードが要求される。EVモードでは、エンジン1からの動力が不要であるからこれを停止させておくとともに第一クラッチ4を解放する。第二クラッチ5を締結させておくととともに自動変速機3を動力伝達状態にする。この状態でモータジェネレータ2のみによって車両の走行がなされる。
第二の走行モードは、エンジン1およびモータジェネレータ2の双方の動力を用いて走行するハイブリッド走行モード(以下「HEVモード」という)である。例えば、高速走行時や大負荷走行時などではHEVモードが要求される。HEVモードでは、第一クラッチ4および第二クラッチ5を締結状態とし、自動変速機3を動力伝達状態にする。この状態では、エンジン1からの出力回転及びモータジェネレータ2からの出力回転の双方が変速機の入力軸3aに入力されることとなり、双方によるハイブリッド走行がなされる。
第三の走行モードは、第一クラッチ4を締結状態とし、第二クラッチ5をスリップ制御させてエンジン1とモータジェネレータ2との動力で走行するスリップ走行モード(以下「WSCモード」という)である。WSCモードは、低負荷・低車速時であっても、特にバッテリ充電状態SOCが低い場合やエンジン水温が低い場合には、エンジン1も始動してクリープ走行を実現する。WSCモードは、エンジン1が停止状態からの発進時にエンジン1を始動しつつ駆動力を出力可能なモードである。
モータジェネレータ2は、車両減速時に制動エネルギを回生して電力として回収できる。HEVモードおよびWSCモードでは、エンジン1の余剰のエネルギを電力として回収することができる。車両停車中であっても、バッテリ充電状態SOCが低くなったときにはエンジンを始動し、第一クラッチ4を締結、第二クラッチ5を解放して、モータジェネレータ2を駆動して発電することができる。
図3はバッテリ9の充電制御の制御ブロック図である。バッテリ9の充電制御は、統合コントローラ21によって行われる。統合コントローラ21は、目標発電トルクを演算する目標発電量演算部26、バッテリ電圧に電圧フィードバック制限トルクを演算するバッテリ電圧フィードバック制御部27、電圧フィードバック制限トルクの変化速度を調整する変化速度調整部28、モータジェネレータトルク制限量を演算するモータジェネレータトルク制限量演算部29と、バッテリ充電時の目標モータジェネレータトルクおよび目標エンジントルクを演算する目標発電トルク制限部30とを有する。
目標発電量演算部26は、バッテリ充電状態SOC、モータジェネレータ回転数Nmおよびバッテリ温度を入力する。目標発電量演算部26は、バッテリ充電状態SOCとモータジェネレータ回転数Nmから目標発電量を演算する。
バッテリ電圧フィードバック制御部27は、バッテリ電圧が所定値以上であるときには、バッテリ電圧が所定値未満となるように、モータジェネレータ2の発電トルクのフィードバック制御を行う。バッテリ電圧フィードバック制御部27は、モータジェネレータ2の目標発電トルクとして電圧フィードバック制限トルクを演算する。バッテリ電圧フィードバック制御部27は、バッテリ電圧が所定値以上であり、バッテリ電圧が上昇しているときには、電圧フィードバック制限トルクが徐々に小さくなるように演算する。バッテリ電圧フィードバック制御部27は、バッテリ電圧が所定値以上であり、バッテリ電圧が下降しているときには、電圧フィードバック制限トルク徐々に大きくなるように演算する。バッテリ電圧フィードバック制御部27は、バッテリ電圧が所定値未満であるときには、電圧フィードバック制限トルクは演算しない。
変化速度調整部28では、電圧フィードバック制限トルクを徐々に小さくなるように制御するとき(発電トルクを制限するとき)の電圧フィードバック制限トルクの変化の速さに対して、電圧フィードバック制限トルク発電トルクを徐々に大きくなるように制御するとき(発電トルクの制限を解除するとき)の電圧フィードバック制限トルクの変化の速さが小さくなるようにする。
モータジェネレータトルク制限量演算部29は、電圧フィードバック制限トルク、バッテリ充電状態SOC、バッテリ制限量等を入力し、モータジェネレータトルク制限値を演算する。モータジェネレータトルク制限量演算部29は、バッテリ充電状態SOC、バッテリ制限量等からモータジェネレータ2の出力トルクを制限するバッテリ状態フィードバック制限トルクを演算する。モータジェネレータトルク制限量演算部29は、電圧フィードバック制限トルクと、バッテリ状態フィードバック制限トルクのうち小さい方をモータジェネレータトルク制限値として出力する。
目標発電トルク制限部30では、モータジェネレータトルク制限値と目標発電トルクのうち小さい方を目標モータジェネレータトルクとしてモータジェネレータ2(モータジェネレータコントローラ23)に出力する。またモータジェネレータ2により目標モータジェネレータトルクを出力するように目標エンジントルクを演算し、エンジン1(エンジンコントローラ22)に出力する。
図4はバッテリ9の充電制御の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、発電可能量に制限がかかりやすい状態を検出したか否かを判定する。発電可能量に制限がかかり易い状態を検出したときには、ステップS2へ移行する。発電可能量に制限がかかり易い状態を検出しなかったときには、ステップS5へ移行する。発電可能量に制限がかかり易い状態とは、バッテリ温度が所定値未満の状態のことを示す。
発電可能量に制限がかかりやすい状態を検出したときには、ステップS1→ステップS2と進む。ステップS2では、目標発電量を通常目標発電量より低い補正目標発電量に切り替える。
(バッテリ温度に基づく目標発電量補正による作用)
図5はバッテリ温度による目標発電量の補正を行わなかったときの「(a)バッテリ電圧」、「(b)目標モータジェネレータトルク」および「(c)モータジェネレータ回転数」のタイムチャートである。
また実施例1では、電圧フィードバック制限トルクを徐々に小さくなるように制御するとき(発電トルクを制限するとき)の電圧フィードバック制限トルクの変化の速さに対して、電圧フィードバック制限トルク発電トルクを徐々に大きくなるように制御するとき(発電トルクの制限を解除するとき)の電圧フィードバック制限トルクの変化の速さが小さくなるようにした。
(1) エンジン1と、モータジェネレータ2と、エンジン1とモータジェネレータ2の一方または両方によって駆動される車輪7(駆動輪)と、モータジェネレータ2に電力を供給するとともに、エンジン1によりモータジェネレータ2を駆動することにより充電されるバッテリ9と、バッテリ9の充電状態に応じて、モータジェネレータ2による目標発電量を演算する目標発電量演算部26と、バッテリ電圧が所定電圧以上になると、モータジェネレータ2の発電トルクを制限するバッテリ電圧フィードバック制御部27(発電トルク制限手段)と、を備え、目標発電量演算部26は、充電時のバッテリ電圧が上昇し易いと判断したときには、目標発電量に制限をかけるようにした。
よって、バ充電時のバッテリ電圧が上昇し易い状況であっても、発電トルクの制限と制限解除とを繰り返しが抑制され、エンジン回転数やモータジェネレータ回転数の変動を小さくすることができる。
よって、容易にバッテリ電圧が上昇しやすい状況を検出することができる。
よって、バッテリ電圧の上昇を緩やかにすることができ、発電トルクの制限が介入し難くすることができる。
よって、発電トルクの制限が解除された後に、再び発電トルクの制限が介入するまでの時間を長くすることができ、制限の介入と解除の頻発を抑制することができる。
よって、バッテリ9の電圧の上昇のし易いときにも、発電トルクの制限が解除された後に、再び発電トルクの制限が介入することを抑制することができる。
よって、補機の電力負荷が大きいときには、不必要に発電量を制限することなく、バッテリ9の電力不足を抑制することができる。
以上、本発明を実施するための形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
2 モータジェネレータ
7 車輪(駆動輪)
9 バッテリ
26 目標発電量演算部
27 バッテリ電圧フィードバック制御部(発電トルク制限手段)
Claims (3)
- エンジンと、
モータジェネレータと、
前記エンジンと前記モータジェネレータの一方または両方によって駆動される駆動輪と、
前記モータジェネレータに電力を供給するとともに、前記エンジンにより前記モータジェネレータを駆動することにより充電されるバッテリと、
前記バッテリの充電状態に応じて、前記モータジェネレータによる目標発電量を演算し、バッテリ温度が所定値未満であるときには、前記目標発電量よりも小さくなるように補正した補正目標発電量を演算する目標発電量演算手段と、
バッテリ電圧が所定電圧以上になると、前記モータジェネレータの発電トルクを制限し、バッテリ電圧が所定電圧未満になると、前記モータジェネレータの発電トルクの制限を解除する発電トルク制限手段と、
を備え、
前記発電トルク制限手段は、前記発電トルクを制限するときの前記発電トルクの変化の速さに対して、前記発電トルクの制限を解除するときの前記発電トルクの変化の速さが遅くなるように設定する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記発電トルク制限手段は、前記バッテリの温度が高いほど、前記発電トルクの制限を解除するときの前記発電トルクの変化の速さを速く設定する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 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において、
前記バッテリの電力と前記モータジェネレータが発電した電力の一方または両方を用いて駆動する補機を備え、
前記発電トルク制限手段は、前記補機の消費電力が大きいほど、前記発電トルクの制限を解除するときの前記発電トルクの変化の速さを速く設定する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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