JP6922430B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
車両の重量が軽く、エンジンの出力が小さい小型二輪車等においては、このアシストのタイミングが特に重要となる。
前記クラッチによって前記エンジンの出力軸が前記手動変速機に結合され、前記エンジンによって前記手動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記クラッチ検出センサから前記結合開始時の信号を受けた時点又は前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になった時点からの経過時間(t)を計測し、前記経過時間が規定のアシスト開始時間(T1)になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記制御装置は、前記発進時において、前記アシスト制御部が前記クラッチ検出センサから前記結合開始時の信号を受けた時点もしくは前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になった時点の、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度、又は前記エンジンの吸気圧の大きさに応じて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)に基づいて、前記アシスト開始時間を設定する設定部を有する、ハイブリッド車両の制御装置にある。
前記クラッチによって前記エンジンの出力軸が前記手動変速機に結合され、前記エンジンによって前記手動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記操作量の規定値は、前記発進時において、前記回転速度検出センサによって検出される前記エンジンの実回転速度(V)が、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)の許容変動範囲内になるよう設定されており、
前記制御装置は、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の低下判定量よりも多く低下したときには、前記操作量の規定値を小さくなるよう変更するとともに、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の上昇判定量よりも多く上昇したときには、前記操作量の規定値を大きくなるよう変更するアシスト変更部(74)をさらに有する、ハイブリッド車両の制御装置にある。
前記自動変速機の遠心クラッチ機構によって前記エンジンの出力軸(201)が前記自動変速機に結合され、前記エンジンによって前記自動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記エンジンの回転速度が、前記ハイブリッド車両の車速が発生するクラッチ結合回転速度(V0)以下である規定のアシスト開始回転速度(V1)になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記アシスト開始回転速度は、前記発進時において、前記回転速度検出センサによって検出される前記エンジンの実回転速度(V)が、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)の許容変動範囲内になるよう設定されている、ハイブリッド車両の制御装置にある。
前記第1の態様のハイブリッド車両の制御装置は、手動変速機及びクラッチを備えるハイブリッド車両に用いられ、ハイブリッド車両の発進時に、アシストモータによって車輪の駆動をアシストするタイミングに工夫をしている。
具体的には、制御装置のアシスト制御部は、ハイブリッド車両の発進時において、クラッチ検出センサから結合開始時の信号を受けた時点又はクラッチ検出センサによる操作量が規定値になった時点からの経過時間が規定のアシスト開始時間になったときに、アシストモータによる車輪の駆動のアシストを開始する。
前記第2の態様のハイブリッド車両の制御装置は、手動変速機及びクラッチを備えるハイブリッド車両に用いられ、クラッチ検出センサがクラッチの操作量を定量的に検出する場合について、ハイブリッド車両の発進時に、アシストモータによって車輪の駆動をアシストするタイミングに工夫をしている。
具体的には、制御装置のアシスト制御部は、ハイブリッド車両の発進時において、クラッチ検出センサによるクラッチの操作量が規定値になったときに、アシストモータによる車輪の駆動のアシストを開始する。
前記第3の態様のハイブリッド車両の制御装置は、遠心クラッチ方式の変速機を備えるハイブリッド車両に用いられ、ハイブリッド車両の発進時に、アシストモータによって車輪の駆動をアシストするタイミングに工夫をしている。
具体的には、制御装置のアシスト制御部は、発進時において、エンジンの回転速度が、ハイブリッド車両の車速が発生するクラッチ結合回転速度以下である規定のアシスト開始回転速度になったときに、アシストモータによる車輪の駆動のアシストを開始する。
<実施形態1>
本形態の制御装置7A,7Bは、ハイブリッド車両1に用いられ、ハイブリッド車両1は、図1及び図2に示すように、車輪6を駆動するエンジン2と、車輪6の駆動をアシストするアシストモータ5と、エンジン2の回転速度を変速して車輪6へ伝達する手動変速機4と、エンジン2の出力軸201と手動変速機4の入力軸401との結合及び分離を行うクラッチ41と、クラッチ41の結合開始時Xを検出するクラッチ検出センサ31とを備える。
(ハイブリッド車両1)
図2に示すように、本形態のハイブリッド車両1は、自動二輪車を構成する。エンジン2及びアシストモータ5は、自動二輪車の後輪を駆動するよう構成されている。エンジン2は、燃料と空気との混合気を燃焼させて回転力を発生させるものであり、4サイクルエンジン、2サイクルエンジン、ロータリエンジン等とすることができる。アシストモータ5は、インバータ70によって駆動される3相の交流モータである。アシストモータ5は、車輪6の駆動をアシストする機能の他に、エンジン2を始動するスタータモータの機能と、ハイブリッド車両1に搭載された蓄電池51を蓄電する機能とを有する。
エンジン2の吸気管22には、燃料を噴射するインジェクタ24、アクセル26の操作を受けて吸気管22を流れる空気の量を調整するためのスロットルバルブ27、スロットルバルブ27の開度Kを検出する開度検出センサ33、吸気管22内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ34等が配置されている。開度検出センサ33は、スロットルバルブ27の回動操作位置を検出するポジションセンサによって構成されている。
ハイブリッド車両1及びエンジン2におけるその他の一般的な構成は説明を省略する。
次に、制御装置7A,7Bの具体的構成について説明する。
図1及び図2に示すように、制御装置7A,7Bは、コンピュータを利用したECU(エンジンコントロールユニット)によって構成されている。本形態の制御装置7A,7Bは、エンジン制御装置7Aと、アシストモータ制御装置7Bとに分かれて構成されている。エンジン制御装置7Aには、エンジン2の回転速度が目標回転速度Vrになるよう制御するエンジン制御部71が、プログラムによって構築されている。アシストモータ制御装置7Bには、アシスト制御部72の他に、後述するトルク制御部73、アシスト変更部74、関係学習部75、設定学習部76等が、プログラムによって構築されている。また、アシストモータ制御装置7Bには、アシストモータ5を駆動するためのインバータ70が配置されている。なお、エンジン制御装置7Aとアシストモータ制御装置7Bとは、一体的に形成されていてもよい。
図6に示すように、エンジン2の目標回転速度Vrは、開度検出センサ33によるスロットルバルブ27の開度Kに応じて変更される。スロットルバルブ27の開度Kがゼロであるときには、目標回転速度Vrはアイドリング状態の回転速度となる。そして、スロットルバルブ27の開度Kが大きくなるほど、目標回転速度Vrが大きくなるよう変更される。同図においては、手動変速機4の変速ギヤが、1速にあるときと2速にあるときとを示す。手動変速機4の変速ギヤが2速にあるときには、1速にあるときに比べて、スロットルバルブ27の開度Kに対する目標回転速度Vrが高くなるよう変更される。なお、手動変速機4の変速ギヤには3速以上もある。
トルク制御部73によるアシストトルクは、種々の要因に応じて補正することができる。アシストトルクは、例えば、エンジン2における、冷却水、オイル、種々の壁面等の温度に応じて補正することができる。これらの温度は、例えば、温度センサ36によって検出することができる。これらの温度が低くなるほど、エンジン2の実回転速度Vが上昇しにくくなる。そのため、これらの温度が低いほど、トルク制御部73によるアシストトルクを高くすることができる。
次に、ハイブリッド車両1の制御装置7A,7Bを用いた制御方法について説明する。
図3には、ハイブリッド車両1の発進時における、クラッチ41の結合・分離状態(操作量)(%)、クラッチ検出センサ31のON・OFFの検出状態、スロットルバルブ27の開度K(%)、ハイブリッド車両1の車速、エンジン2の目標回転速度Vr(min-1)及び実回転速度V(min-1)、並びにアシストモータ5のアシストトルク(N・m)の時間的変化を示す。クラッチレバー28が操作されず、クラッチ41が、エンジン2の出力軸201と手動変速機4の入力軸401とを結合する結合状態にあるときには、スロットルバルブ27の開度K、車速及びアシストトルクはゼロであり、エンジン2の回転速度がアイドリング状態の回転速度にある。
同各図には、発進アシスト処理として、アシスト制御部72によって発進時に車輪6の駆動をアシストする制御を行う場合を示す。図8に示すように、発進アシスト処理のメインルーチンにおいては、アシストモータ5によるアシスト制御を行ってもよいかを判定するアシスト禁止判定ルーチン(ステップS001)、アシスト制御を開始するタイミングが決定されるアシスト開始決定ルーチン(ステップS002)、アシスト制御を実行するアシスト制御ルーチン(ステップS003)、及びアシスト開始時間T1を学習する学習ルーチン(ステップS004)が行われる。
具体的には、制御装置7A,7Bの電源がONになった後、制御装置7A,7Bは、アシストモータ5によってエンジン2が始動される前に、回転速度検出センサ32としてのクランク角センサから、エンジン2の出力軸201としてのクランク軸が回転していることを示すクランク信号が送信されたか否かを検出する(ステップS101)。このクランク信号が送信された場合には、制御装置7A,7Bは、運転者が押し掛けを行っていると判定し、アシスト制御部72による制御を禁止する(ステップS102)。この場合には、アシストモータ5による車輪6の駆動のアシストが行われないことにより、ハイブリッド車両1が運転者の意図に反して不意に発進してしまうことを防止することができる。また、この場合には、アシスト制御部72及びトルク制御部73による制御は行われないため、発進アシスト処理は終了となる。
ステップS103の判定がNoになった場合には、アシスト制御部72による制御を行ってもよいことが検知され、発進アシスト処理のメインルーチンに戻る。
本形態のハイブリッド車両1の制御装置7A,7Bは、手動変速機4及びクラッチ41を備えるハイブリッド車両1に用いられ、ハイブリッド車両1の発進時に、アシストモータ5によって車輪6の駆動をアシストするタイミングに工夫をしている。
具体的には、制御装置7A,7Bのアシスト制御部72は、ハイブリッド車両1の発進時において、クラッチ検出センサ31から結合開始時Xの信号を受けた時点からの経過時間tが規定のアシスト開始時間T1になったときに、アシストモータ5による車輪6の駆動のアシストを開始する。そして、アシスト変更部74、関係学習部75及び設定学習部76を実行することによって、アシスト開始時間T1を、発進時におけるエンジン2の実回転速度Vがエンジン2の目標回転速度Vrの許容変動範囲内に収まる適切な値に設定することができる。
本形態は、手動変速機4及びクラッチ41を用いる場合であって、クラッチ41の操作量を定量的に検出するクラッチ検出センサ31を用いた、自動二輪車を構成するハイブリッド車両1について示す。
本形態のアシスト制御部72は、ハイブリッド車両1の発進時において、クラッチ検出センサ31による操作量が規定値になったときに、アシストモータ5による車輪6の駆動のアシストを開始するよう構成されている。本形態のハイブリッド車両1及び制御装置7A,7Bの構成は、実施形態1の図1〜図4と同様である。
本形態の発進アシスト処理のメインルーチンにおいても、アシスト禁止判定ルーチン(ステップS001)、アシスト開始決定ルーチン(ステップS002)、アシスト制御ルーチン(ステップS003)及び学習ルーチン(ステップS004)が行われる。
本形態は、手動変速機4及びクラッチ41の代わりに、遠心クラッチ方式の自動変速機4Aを用いた、自動二輪車を構成するハイブリッド車両1について示す。
図16に示すように、自動変速機4Aは、遠心力を利用してエンジン2の出力軸201から車輪6への減速比を変更することができるものである。この自動変速機4Aは、エンジン2の出力軸201に設けられたドライブプーリ411と、車輪6の入力軸402に設けられたドリブンプーリ412と、ドライブプーリ411とドリブンプーリ412との間に掛け渡されたドライブベルト413とを有する。ドライブプーリ411とドリブンプーリ412との少なくとも一方は、ドライブベルト413が掛け渡されたプーリ溝の外径を、回転する際に生じる遠心力の大きさに応じて可変させるよう構成されている。本形態の自動変速機4Aは、ドライブプーリ411及びドリブンプーリ412の各プーリ溝の外径が、遠心力の大きさに応じて可変する。
本形態の発進アシスト処理のメインルーチンにおいても、アシスト禁止判定ルーチン(ステップS001)、アシスト開始決定ルーチン(ステップS002)、アシスト制御ルーチン(ステップS003)及び学習ルーチン(ステップS004)が行われる。
アシストモータ5のアシストトルクが出力されることにより、アシストトルクの一部が、車輪6を駆動するために使用されず、無駄な消費電力になる。ただし、無駄となる消費電力は僅かである。従って、アシスト開始回転速度V1を適切に設定することにより、発進性能の向上と、無駄な消費電力の抑制とのバランスを図ることができる。
2 エンジン
31 クラッチ検出センサ
4 手動変速機
41 クラッチ
5 アシストモータ
6 車輪
7A,7B 制御装置
72 アシスト制御部
Claims (13)
- 車輪(6)を駆動するエンジン(2)と、前記車輪の駆動をアシストするアシストモータ(5)と、前記エンジンの回転速度を変速して前記車輪へ伝達する手動変速機(4)と、前記エンジンの出力軸(201)と前記手動変速機との結合及び分離を行うクラッチ(41)と、前記クラッチの結合開始時(X)又は前記クラッチの操作量を検出するクラッチ検出センサ(31)と、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出センサ(32)と、前記エンジンのスロットルバルブ(27)の開度(K)を直接又は前記エンジンの吸気圧(P)から間接的に検出する開度検出センサ(33)と、を備えるハイブリッド車両(1)に用いられ、
前記クラッチによって前記エンジンの出力軸が前記手動変速機に結合され、前記エンジンによって前記手動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記クラッチ検出センサから前記結合開始時の信号を受けた時点又は前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になった時点からの経過時間(t)を計測し、前記経過時間が規定のアシスト開始時間(T1)になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記制御装置は、前記発進時において、前記アシスト制御部が前記クラッチ検出センサから前記結合開始時の信号を受けた時点もしくは前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になった時点の、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度、又は前記エンジンの吸気圧の大きさに応じて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)に基づいて、前記アシスト開始時間を設定する設定部を有する、ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記アシスト開始時間は、前記発進時において、前記回転速度検出センサによって検出される前記エンジンの実回転速度(V)が、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)の許容変動範囲内になるよう設定されている、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記制御装置は、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の低下判定量よりも多く低下したときには、前記アシスト開始時間を短くなるよう変更するとともに、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の上昇判定量よりも多く上昇したときには、前記アシスト開始時間を長くなるよう変更するアシスト変更部(74)をさらに有する、請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記制御装置は、
前記アシスト制御部の制御に用いられた前記アシスト開始時間と、前記発進時における、前記目標回転速度と前記実回転速度との最大誤差との関係を、前記発進時ごとに求めるとともに、複数回の前記発進時について集計した誤差関係(M)を求める関係学習部(75)と、
前記誤差関係における前記最大誤差が最も小さくなるときの前記アシスト開始時間を、学習後のアシスト開始時間(T1)として、前記アシスト制御部の制御に用いられる前記アシスト開始時間として設定する設定学習部(76)と、をさらに有する、請求項3に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 車輪(6)を駆動するエンジン(2)と、前記車輪の駆動をアシストするアシストモータ(5)と、前記エンジンの回転速度を変速して前記車輪へ伝達する手動変速機(4)と、前記エンジンの出力軸(201)と前記手動変速機との結合及び分離を行うクラッチ(41)と、前記クラッチの操作量を検出するクラッチ検出センサ(31)と、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出センサ(32)と、前記エンジンのスロットルバルブ(27)の開度(K)を直接又は前記エンジンの吸気圧(P)から間接的に検出する開度検出センサ(33)と、を備えるハイブリッド車両(1)に用いられ、
前記クラッチによって前記エンジンの出力軸が前記手動変速機に結合され、前記エンジンによって前記手動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記クラッチ検出センサによる前記操作量が規定値になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記操作量の規定値は、前記発進時において、前記回転速度検出センサによって検出される前記エンジンの実回転速度(V)が、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)の許容変動範囲内になるよう設定されており、
前記制御装置は、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の低下判定量よりも多く低下したときには、前記操作量の規定値を小さくなるよう変更するとともに、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の上昇判定量よりも多く上昇したときには、前記操作量の規定値を大きくなるよう変更するアシスト変更部(74)をさらに有する、ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記アシスト制御部の制御に用いられた前記操作量の規定値と、前記発進時における、前記目標回転速度と前記実回転速度との最大誤差との関係を、前記発進時ごとに求めるとともに、複数回の前記発進時について集計した誤差関係(M)を求める関係学習部(75)と、
前記誤差関係における前記最大誤差が最も小さくなるときの前記操作量の規定値を、学習後の操作量の規定値として、前記アシスト制御部の制御に用いられる前記操作量の規定値として設定する設定学習部(76)と、をさらに有する、請求項5に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御装置は、前記実回転速度が前記目標回転速度に近づくよう、前記アシストモータが出力するアシストトルクを調整するトルク制御部(73)をさらに有する、請求項2、5又は6のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記ハイブリッド車両は、自動二輪車を構成しており、
前記アシストモータは、前記車輪の駆動をアシストする機能の他に、前記エンジンを始動するスタータモータの機能と、前記ハイブリッド車両に搭載された蓄電池(51)を蓄電する機能とを有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 車輪(6)を駆動するエンジン(2)と、前記車輪の駆動をアシストするアシストモータ(5)と、前記エンジンの回転速度を変速して前記車輪へ伝達する遠心クラッチ方式の自動変速機(4A)と、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出センサ(32)と、前記エンジンのスロットルバルブ(27)の開度(K)を直接又は前記エンジンの吸気圧(P)から間接的に検出する開度検出センサ(33)と、を備える自動二輪車を構成するハイブリッド車両(1)に用いられ、
前記自動変速機の遠心クラッチ機構によって前記エンジンの出力軸(201)が前記自動変速機に結合され、前記エンジンによって前記自動変速機を介して前記車輪が駆動されて前記ハイブリッド車両が発進する発進時に、前記アシストモータを動作させて前記車輪の駆動をアシストするアシスト制御部(72)を有する制御装置(7A,7B)であって、
前記アシスト制御部は、前記発進時において、前記エンジンの回転速度が、前記ハイブリッド車両の車速が発生するクラッチ結合回転速度(V0)以下である規定のアシスト開始回転速度(V1)になったときに、前記アシストモータによる前記車輪の駆動のアシストを開始するよう構成されており、
前記アシスト開始回転速度は、前記発進時において、前記回転速度検出センサによって検出される前記エンジンの実回転速度(V)が、前記開度検出センサによって検出される前記スロットルバルブの開度に基づいて決定される前記エンジンの目標回転速度(Vr)の許容変動範囲内になるよう設定されている、ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御装置は、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の低下判定量よりも多く低下したときには、前記アシスト開始回転速度を低くなるよう変更するとともに、前記発進時に、前記目標回転速度に対して前記実回転速度が規定の上昇判定量よりも多く上昇したときには、前記アシスト開始回転速度を高くなるよう変更するアシスト変更部(74)をさらに有する、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記制御装置は、
前記アシスト制御部の制御に用いられた前記アシスト開始回転速度と、前記発進時における、前記目標回転速度と前記実回転速度との最大誤差との関係を、前記発進時ごとに求めるとともに、複数回の前記発進時について集計した誤差関係(M)を求める関係学習部(75)と、
前記誤差関係における前記最大誤差が最も小さくなるときの前記アシスト開始回転速度を、学習後のアシスト開始回転速度(V1)として、前記アシスト制御部の制御に用いられる前記アシスト開始回転速度として設定する設定学習部(76)と、をさらに有する、請求項10に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御装置は、前記実回転速度が前記目標回転速度に近づくよう、前記アシストモータが出力するアシストトルクを調整するトルク制御部(73)をさらに有する、請求項9〜11のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記アシストモータは、前記車輪の駆動をアシストする機能の他に、前記エンジンを始動するスタータモータの機能と、前記ハイブリッド車両に搭載された蓄電池(51)を蓄電する機能とを有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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