JP6759968B2

JP6759968B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP6759968B2
Application number: JP2016206812A
Authority: JP
Inventors: 山岸　直也; 直也山岸; 正和齋藤; 伊藤　智; 智伊藤; 明彦大瀬良
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2036-10-21
Also published as: JP2018065524A

Description

この発明は、内燃機関及びモータジェネレータから出力された動力により駆動するハイブリッド車両の制御装置に関する。

ハイブリッド車両の制御装置には、内燃機関と、モータジェネレータと、内燃機関にクラッチを介して接続される変速機と、を備え、内燃機関及びモータジェネレータの少なくとも一方から出力された動力により駆動するものがある。
このようなハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、特開２０１５−１８２６１９号公報に、内燃機関が故障などによりエンジンストール（エンスト）して再始動できないような時において、予め設定された緊急時操作信号が入力された場合に、電動発電機の動力のみで車両を走行させる技術が開示されている。

特開２０１５−１８２６１９号公報

ところが、特許文献１では、内燃機関が故障などによりエンジンストールしてしまい再始動できない場合において、緊急時操作信号が入力したときに、つまり、予め設定された「運転者が車両を運転しているときに通常行い得ないであろう特殊な操作」をしたときにモータジェネレータの動力で走行させる。
このため、特許文献１では、運転者が慌てていたり、操作方法を忘れていると、予め設定された「運転者が車両を運転しているときに通常行い得ないであろう特殊な操作」をすることができず、内燃機関がエンジンストールした状態でハイブリッド車両が動かせない、という問題が発生する可能性があった。

この発明は、内燃機関または変速機が故障した時に、運転者に故障と気づかせて、特殊な操作を必要とせず簡単に緊急走行が可能であり、運転者の意図通りにハイブリッド車両を動かすことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、内燃機関と、モータジェネレータと、前記内燃機関にクラッチを介して接続される変速機と、を備え、前記内燃機関及び前記モータジェネレータの少なくとも一方から出力された動力により駆動するハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関、前記変速機、または、前記クラッチの故障を検出する故障検出部と、前記内燃機関及び前記モータジェネレータの出力を制御する出力制御部と、を有し、前記出力制御部は、前記故障検出部が前記何れかの故障を検出した時には、アクセルペダル踏込量に拘わらず前記内燃機関の出力と前記モータジェネレータの出力の両方を強制的に停止する駆動源停止モードに移行し、前記駆動源停止モードに移行後に、アクセルペダル踏込量が規定値以下であることを検出しかつ前記ハイブリッド車両が停車伏態であることを判定した時には、アクセルペダル踏込量に応じた要求駆動力に応じて、前記モータジェネレータの動力のみで駆動する緊急走行モードに移行することを特徴とする。

この発明は、内燃機関または変速機の故障を検出した時に、内燃機関とモータジェネレータの両方の出力を強制的に停止することで、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態であっても、ハイブリッド車両を強制的に停車させることで運転者に故障と気づかせることができ、停車した状態からアクセルペダルを踏みなおすことで、特殊な操作を必要とせず簡単に緊急走行が可能であり、さらにアクセルペダルの操作に従ってモータジェネレータを駆動するので、運転者の意図通りにハイブリッド車両を動かすことができる。

図１はハイブリッド車両の駆動系のシステム構成図である。（実施例）図２はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例）図３はハイブリッド車両の制御装置のフローチャートである。（実施例）

この発明は、内燃機関または変速機の故障時に、運転者に故障と気づかせて、特殊な操作を必要とせず簡単に緊急走行が可能であり、運転者の意図通りにハイブリッド車両を動かすことができるようにする目的を、内燃機関または変速機の故障を検出した時にはハイブリッド車両を強制的に停車させ、ハイブリッド車両の停車中に、運転者に加速意思がなく、且つ車両が停車伏態であると判定された時にはアクセルペダル踏込量に応じた要求駆動力に応じてモータジェネレータの動力のみでハイブリッド車両を駆動することで実現するものである。

以下、図に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、ハイブリッド車両１には、主駆動源である内燃機関２と、副駆動源であるモータジェネレータ３とが搭載される。
内燃機関２のクランク軸４には、クラッチ５を介して変速機６の入力軸７が接続される。クラッチ５は、接続状態にすると内燃機関２の動力を変速機６に伝達し、切断状態にすると内燃機関２の動力が変速機６へ伝達されることを遮断する。変速機６は、変速比を自動的に変更可能な自動変速機である。例えば、変速機６は、複数のギア段を自動的に切り換え可能な自動変速機（ＡＭＴ：ＡｕｔｏｍａｔｅｄＭａｎｕａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）で構成することができる。内燃機関２の動力は、変速機６によって増幅され、変速機６の出力軸８から、駆動軸９、差動装置１０、車軸１１を介して車輪１２に伝達される。
モータジェネレータ３は、バッテリ１３から供給される電力により動力を発生する。モータジェネレータ３は、クラッチ５や変速機６を介さずに、出力軸１４を直接駆動軸９へ接続されている。モータジェネレータ３の動力は、出力軸１４から、駆動軸９、差動装置１０、車軸１１を介して車輪１２に伝達される。また、モータジェネレータ３は、駆動軸９からの動力により出力軸１４を介して駆動されて発電し、バッテリ１３を充電する。

内燃機関２、モータジェネレータ３、クラッチ５、変速機６は、ハイブリッド車両１の制御装置１５により制御される。制御装置１５は、内燃機関制御装置１６と、モータ制御装置１７と、変速機制御装置１８と、ハイブリッド制御装置１９とにより構成される。
図２に示すように、内燃機関制御装置１６は、アクセルペダルセンサ２０と車速センサ２１が接続され、内燃機関制御部２２を有し、内燃機関２の駆動を制御する。モータ制御装置１７は、モータ電圧出力部２３を有し、バッテリ１３が供給する電力によるモータジェネレータ３の駆動を制御し、また、モータジェネレータ３が発電した電力によるバッテリ１３の充電を制御する。
変速機制御装置１８は、シフトポジションセンサ２４が接続され、クラッチ制御部２５と変速機制御部２６を有し、クラッチ５の接続・切断と変速機６のギア段の切り換えを制御する。ハイブリッド制御装置１９は、出力制御部２７とモード演算部２８を有し、各制御装置１６〜１８の制御を統括する。

ハイブリッド制御装置１９は、内燃機関制御装置１６からアクセルペダルセンサ２０の検出信号（アクセルペダル踏込量）と車速センサ２１の検出信号（車速）を入力し、変速機制御装置１８からシフトポジションセンサ２４の検出信号（シフトレバー位置）を入力する。ハイブリッド制御装置１９は、入力した情報を基に、モード演算部２８によりモードを演算し、モードに応じて出力制御部２７により車両状態から運転者の要求を満たすような動力を決定し、決定された動力を基に内燃機関制御装置１６とモータ制御装置１７に適切な動力を分配するように指令し、内燃機関２及びモータジェネレータ３を制御する。
内燃機関制御装置１６は、分配された動力を出力するように、内燃機関制御部２２により燃料を制御して内燃機関２の駆動を制御する。モータ制御装置１７は、分配された動力を出力するように、モータ電圧出力部２３によりバッテリ１３の出力を制御してモータジェネレータ３の駆動を制御する。
これにより、制御装置１５は、内燃機関２及びモータジェネレータ３の少なくとも一方から出力された動力によりハイブリッド車両１を駆動する。

ハイブリッド車両１の制御装置１５は、内燃機関２または変速機６（またはクラッチ５）が故障し、内燃機関２の動力による走行ができなくなったときに、他車両の走行に影響を及ぼさない場所にハイブリッド車両１を速やかに移動させることができるように、モータジェネレータ３を制御する。
ハイブリッド車両１の制御装置１５は、内燃機関制御装置１６に内燃機関２の故障（エンジンストールして停止など）を検出する故障検出部２９を備え、変速機制御装置１８に変速機６の故障（ギア段を切り換えできないなど、クラッチ５の故障を含む）を検出する故障検出部３０を備え、ハイブリッド制御装置１９に内燃機関２及びモータジェネレータ３の出力を制御する前記出力制御部２７を備える。
出力制御部２７は、故障検出部２９により内燃機関２の故障を検出した時、または故障検出部３０により変速機６の故障を検出した時には、内燃機関２の出力とモータジェネレータ３の出力の両方を強制的に停止する駆動源停止モードを実行する。
そして、出力制御部２７は、駆動源停止モード実行中に、運転者に加速意思がないこと、且つハイブリッド車両１が停車伏態であることを判定した時には、アクセルペダルセンサ２０が検出するアクセルペダル踏込量に応じた要求駆動力に応じて、モータジェネレータ３の動力のみで駆動する緊急走行モードを実行する。
また、出力制御部２７は、アクセルペダル踏込量が規定値以下であることを検出した場合に運転者に加速意思がないと判定し、車速センサ２１の検出する車速が規定値以下であることを検出した場合にハイブリッド車両１が停車状態であると判定する。アクセルペダル踏込量の規定値は、内燃機関２の動力がアイドリング状態を超えないような値である。車速の規定値は、ハイブリッド車両１が略停止しているとみなせる値である。
さらに、出力制御部２７は、緊急走行モードを実行中の場合、緊急走行しているハイブリッド車両１の車速が、予め設定した緊急走行時車速上限値を超えないようにモータジェネレータ３の駆動を制御する。緊急走行時車速上限値は、ハイブリッド車両１を手近な場所に移動させることできる程度の低車速である。

ハイブリッド車両１の制御装置１５は、ハイブリッド制御装置１９に警報判定部３１を備え、ハイブリッド車両１のメータ３２に警報出力部３３を備える。
警報判定部３１は、故障検出部９５により内燃機関２の故障を検出したと判定し、または故障検出部３０により変速機６の故障を検出したと判定した場合、警報出力部３３に警報を出力するように指令する。警報出力部３３は、警報判定部３１から警報出力の指令を受けると、警報を出力（ブザー鳴動、表示灯点灯など）して運転者に故障の警告を発する。
ハイブリッド車両１は、故障後にそのままモータジェネレータ３で走行可能な仕様としてしまうと、運転者が故障に気づかずに走行を継続し、交差点などへ侵入した時点でバッテリ１３が切れた場合、交差点内で停車して他車両の交通に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、バッテリ１３に電流センサ３４を備え、ハイブリッド制御装置１９にバッテリ容量演算部３５を備える。
バッテリ容量演算部３５は、緊急走行モードを実行中に、電流センサ３４が検出するバッテリ１３の電流値よりバッテリ容量を演算し、出力制御部２７に出力する。出力制御部２７は、バッテリ容量演算部３５が求めたバッテリ容量が規定値以下である場合、緊急走行モードを停止して駆動源停止モードを実行する。バッテリ容量の規定値は、バッテリ１３が過放電とならない（バッテリ容量が許容される残量とならない）ような値である。

次に、ハイブリッド車両１の制御装置１５による制御について、図３のフローチャートに沿い説明する。
図３に示すように、制御装置１５は、制御のプログラムがスタートすると（Ａ０１）、故障検出部２９が内燃機関２の故障（エンジンストールして停止など）を検出したか、または故障検出部３０が変速機６（またはクラッチ５）の故障（ギア段を切り換えできないなど）を検出したかを判断する（Ａ０２）。
制御装置１５は、判断（Ａ０２）がＮＯの場合、通常走行するように内燃機関２及びモータジェネレータ３を制御し（Ａ０３）、プログラムをリターンする（ステップＡ１０）。
制御装置１５は、判断（Ａ０２）がＹＥＳの場合、警報判定部３１により警報出力部３３に警報出力の指令を出し、警報を出力して運転者に故障の警告を発し（Ａ０４）、出力制御部２７により駆動源停止モードに遷移する（Ａ０５）。駆動源停止モードにおいては、内燃機関２の出力とモータジェネレータ３の出力の両方を強制的に停止する。
制御装置１５は、駆動源停止モードの実行中に、出力制御部２７により、運転者に加速意思が無く、且つハイブリッド車両１が停車状態であるかを判断する（Ａ０６）。
判断（Ａ０６）においては、アクセルペダル踏込量が規定値以下であることを検出した場合に、運転者に加速意思がないと判定する。また、判断（Ａ０６）においては、車速センサ２１の検出する車速が規定値以下であることを検出した場合に、ハイブリッド車両１が停車状態であると判定する。

制御装置１５は、判断（Ａ０６）がＮＯの場合、この判断（Ａ０６）を繰り返す。
制御装置１５は、判断（Ａ０６）がＹＥＳの場合、出力制御部２７により緊急走行モードに遷移する（Ａ０７）。緊急走行モードにおいては、変速機６のシフトポジションがＰ、Ｎ以外で、アクセルペダルが踏まれていると、アクセルペダル踏込量に応じた要求駆動力に応じて、モータジェネレータ３の動力のみでハイブリッド車両１を駆動（内燃機関２は停止）して走行する。
出力制御部２７は、緊急走行モードを実行中の場合、車速センサ２１の検出する車速が予め設定した緊急走行時車速上限値を超えないようにモータジェネレータ３の駆動を制御する。出力制御部２７は、運転者がアクセルペダルを踏み込み、緊急走行時車速上限値を超えて加速しようとしても、車速上限値を超えずに保持するようにモータジェネレータ３を制御する。
制御装置１５は、緊急走行モードを実行中に、バッテリ容量演算部３５により求めたバッテリ１３のバッテリ容量が規定値以下であるかを、出力制御部２７により判断する（Ａ０８）。
制御装置１５は、判断（Ａ０８）がＮＯの場合、この判断（Ａ０８）を繰り返す。
制御装置１５は、判断（Ａ０８）がＹＥＳの場合、出力制御部２７により駆動源停止モードに遷移して（Ａ０９）、内燃機関２の出力とモータジェネレータ３の出力の両方を強制的に停止し、プログラムをリターンする（ステップＡ１０）。

このように、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、内燃機関２、変速機６、またはクラッチ５の故障を検出した時に、内燃機関２とモータジェネレータ３の両方の出力を強制的に停止することで、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態であってもハイブリッド車両１が加速せずに減速し、ハイブリッド車両１を強制的に停車させるので、運転者に故障と気づかせることができ、故障により停車したと運転者に認識させることができる。
また、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、アクセルペダルを踏んでいない状態で、完全に停車した後に、停車した状態からアクセルペダルを踏みなおすことで、特殊な操作を必要とせず簡単に緊急走行が可能である。
さらに、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、アクセルペダルの操作に従ってモータジェネレータ３を駆動するので、運転者の意図通りにハイブリッド車両１を動かすことができ、故障したハイブリッド車両１を他車両の走行に影響を及ぼさない場所に速やかに移動させることができる。
そして、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、一度停車して、アクセルペダルを戻すまで、緊急走行（モータジェネレータ３による走行）をさせないので、運転者に確実に故障と気づかせて、故障に気付いた今から緊急走行を行うという意思を持って走行させることができる。

また、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、内燃機関２または変速機６の故障を検出した直後や、走行中に内燃機関２または変速機６の故障が発生したときに、運転者が故障に気づかずにアクセルペダルを踏み続けた状態や、ハイブリッド車両１が停車する前で走行中の状態では、ハイブリッド車両１を緊急走行できないように緊急走行モードを設定している。
これにより、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、運転者が故障と認識していない状態ではハイブリッド車両１を緊急走行させることができず、運転者が故障と認識してからハイブリッド車両１を緊急走行させることができるので、運転者の意図に沿ってハイブリッド車両１を動かすことができる。

さらに、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、緊急走行モードを実行中の場合、ハイブリッド車両１の車速が、予め設定した緊急走行時車速上限値を超えないようにモータジェネレータ３の駆動を制御する。
これにより、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、運転者が緊急走行時車速上限値を超えて加速しようとしても、故障したハイブリッド車両１を緊急走行時車速上限値以下の低車速で安定して走行させることができ、他車両の走行に影響を及ぼさない場所にハイブリッド車両１を速やかに移動させることができる。
また、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、内燃機関２や変速機６の故障状態により、緊急走行しているハイブリッド車両１に突然大きな制動力が掛かったとしても、予め設定した緊急走行時車速上限値を超えない低車速でハイブリッド車両１を走行させているので、運転者に余裕をもって適切に対応操作させることができる。

ハイブリッド車両１の制御装置１５は、警報判定部３１により故障検出部２９または故障検出部３０が故障を検出したと判定した場合、警報出力部３３により警報を出力（ブザー鳴動、表示灯点灯など）して運転者に故障の警告を発するので、運転者に故障と確実に気づかせることができる。
また、ハイブリッド車両１の制御装置１５は、緊急走行モードを実行中に、バッテリ容量演算部３５により演算したバッテリ１３のバッテリ容量が規定値以下である場合、出力制御部２７により緊急走行モードを停止して駆動源停止モードを実行するので、バッテリ容量が許容される残量以下に減少することを回避でき、バッテリ１３の故障を防止することができる。
ハイブリッド車両１の制御装置１５は、緊急走行に時間制限を設けるのではなく、バッテリ１３が故障しない範囲内で限界（規定値）まで電力を使用することができるため、緊急走行での走行距離を延ばすことができる。

この発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関及びモータジェネレータの少なくとも一方から出力された動力により駆動するハイブリッド車両に適用可能である。

１ハイブリッド車両
２内燃機関
３モータジェネレータ
５クラッチ
６変速機
１２車輪
１３バッテリ
１５制御装置
１６内燃機関制御装置
１７モータ制御装置
１８変速機制御装置
１９ハイブリッド制御装置
２０アクセルペダルセンサ
２１車速センサ
２２内燃機関制御部
２３モータ電圧出力部
２４シフトポジションセンサ
２５クラッチ制御部
２６変速機制御部
２７出力制御部
２８モード演算部
２９故障検出部
３０故障検出部
３１警報判定部
３２警報出力部
３４電流センサ
３５バッテリ容量演算部

Claims

内燃機関と、モータジェネレータと、前記内燃機関にクラッチを介して接続される変速機と、を備え、前記内燃機関及び前記モータジェネレータの少なくとも一方から出力された動力により駆動するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関、前記変速機、または、前記クラッチの故障を検出する故障検出部と、前記内燃機関及び前記モータジェネレータの出力を制御する出力制御部と、を有し、
前記出力制御部は、前記故障検出部が前記何れかの故障を検出した時には、アクセルペダル踏込量に拘わらず前記内燃機関の出力と前記モータジェネレータの出力の両方を強制的に停止する駆動源停止モードに移行し、前記駆動源停止モードに移行後に、アクセルペダル踏込量が規定値以下であることを検出しかつ前記ハイブリッド車両が停車伏態であることを判定した時には、アクセルペダル踏込量に応じた要求駆動力に応じて、前記モータジェネレータの動力のみで駆動する緊急走行モードに移行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記出力制御部は、車速が規定値以下であることを検出した場合に前記ハイブリッド車両が停車状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記出力制御部は、前記緊急走行モードを実行中の場合、予め設定した緊急走行時車速上限値を超えないように前記モータジェネレータを制御することを特徴とする請求項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。