JP7381989B2

JP7381989B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP7381989B2
Application number: JP2019131404A
Authority: JP
Inventors: 雅典川越
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: JP2021014242A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

近年、走行用モータ（電動モータ）で駆動輪を駆動させると共に、電動モータとエンジンとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両が実用化されている（特許文献１参照）。ハイブリッド車両は、電動モータだけで駆動力を得るＥＶモード、電動モータ、及び、エンジンにより駆動力を得るパラレルモードを有している。また、電動モータで駆動力を得ると共に、エンジンにより発電駆動力を得るシリーズモードを有している。

ＥＶモードからパラレルモードに切り替えられる場合、クラッチを接続することによりエンジンの駆動力を駆動輪に伝える構成になっている。このため、パラレルモードへの切り替え時には、電動モータによる駆動輪側の回転速度と、エンジン側からの回転速度とを近似させてクラッチを接続し、トルクの急変を抑制している。

パラレルモードへの切り替え時には、電動モータによる駆動輪側の回転速度と、エンジン側からの回転速度とを近似させてクラッチを接続して、ショックを抑制するようにしている。しかし、例えば、車両の加速時にクラッチを接続してエンジンの駆動力を駆動輪に伝える時に、電動モータの駆動力が低下してトルクが急激に減少する虞があった。

特開平８－９８３２２号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電動モータにより駆動力を得ている運転中（加速運転中）における、電動モータ、及び、エンジンにより駆動力を得る運転への切り替え時に、エンジンを接続することによる電動モータの駆動力の低下をなくした状態で、エンジンを接続する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。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪に駆動力を伝える電動モータと、発電機に駆動力を伝えると共に、断接により動力の伝達が制御され、接状態にされて動力が伝達される状態が、動力伝達手段であるクラッチを動作させることで前記駆動輪に駆動力を伝えるエンジンと、前記動力伝達手段の動作を制御することで、前記電動モータによる前記駆動輪の駆動、前記電動モータ及び前記エンジンによる前記駆動輪の駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電動モータにより前記駆動輪に駆動力を伝えている状態から、前記エンジンを始動して、前記電動モータ及び前記エンジンにより前記駆動輪に駆動力を伝える状態に切り替える際に、前記駆動輪側の速度と前記エンジン側の速度の差が所定値以下になった後、車両の加速に使われるトルクを一定に保つために、前記エンジン側のトルクを用いて前記エンジン側の速度を加速させ、前記エンジン側の加速度を前記駆動輪側の加速度に近づけた後に、前記クラッチを断状態から接状態に動作させることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、電動モータにより駆動力を得ている運転中（加速運転中）に、動力伝達手段を動作させてエンジンにより駆動輪に駆動力を伝える際に、駆動輪側の速度とエンジン側の速度の差が所定値以下になった後、エンジン側のトルクを用いてエンジン側を加速させるので、エンジン側の加速度を駆動輪側の加速度に近づけて駆動輪にエンジンの駆動力を伝えることができる。
そして、クラッチを用いて、エンジンの接続を制御することができ、クラッチを接続することで、エンジンの駆動力を駆動輪に伝えることができる。

このため、電動モータにより駆動力を得ている運転中（加速運転中）における、電動モータ、及び、エンジンにより駆動力を得る運転への切り替え時に、エンジンを接続することによる電動モータの駆動力の低下を抑制した状態（なくした状態）で、エンジンを接続することが可能になる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、電動モータにより駆動力を得ている運転中（加速運転中）における、電動モータ、及び、エンジンにより駆動力を得る運転への切り替え時に、エンジンを接続することによる電動モータの駆動力の低下をなくした状態で、エンジンを接続することが可能になる。

本発明の一実施例に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両の概略構成図である。制御装置のブロック構成図である。運転状態の切替え時のフローチャートである。運転状態の切替え動作のタイムチャートである。

図１には本発明の一実施例に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両の全体の概略構成、図２には制御装置の機能を説明するブロック構成を示してある。

図１に示すように、ハイブリッド車両（車両）１の駆動輪２には、電動モータ３、及び、エンジン４の駆動力が伝えられるようになっている。電動モータ３の駆動力は伝達機構５を介して駆動輪２に伝達される。乗員のペダル操作に応じた電力が図示しないバッテリから電動モータ３に供給され、駆動輪２に駆動力が伝えられる（ＥＶモード）。

エンジン４には発電機６が接続され、発電機６は図示しないバッテリに接続されている。そして、エンジン４は、動力伝達手段としてのクラッチ１１を介して伝達機構５に接続されている。ＥＶモードの状態で、クラッチ１１を動作させる（断状態から接状態に動作させる）ことにより、エンジン４から駆動輪２に駆動力が伝達される（パラレルモード）。

車両１には各種装置を総括的に制御する制御装置１２が設けられ、クラッチ１１を挟んだ、電動モータ３による回転速度の状況Ｖｍ（下流側のクラッチの速度：下流速度Ｖｍ）、エンジン４による回転速度の状況Ｖｅ（上流側のクラッチの速度：上流速度Ｖｅ）、車速センサー１３の情報が入力される。

そして、制御装置１２には運転モード（ＥＶモード、パラレルモード）の指令が入力され、エンジン４、クラッチ１１に動作の指令が出力される。それぞれの運転モードは、車両１の走行状態に応じて適宜選択されて切替えられる。

図２に示すように、制御装置１２には、電動モータ３の運転を制御するモータ運転機能２１と、エンジン４の運転を制御するエンジン運転機能２２を有している。また、下流速度Ｖｍ、上流速度Ｖｅを比較する比較機能２３、エンジン４を加速させる加速機能２４、クラッチ１１を動作させるクラッチ操作機能２５を有している。

ＥＶモードからパラレルモードに切り替えられる場合（モータ運転機能２１、エンジン運転機能２２）、クラッチ１１を接続する（接状態に動作させる）ことにより、エンジン４の駆動力を駆動輪２に伝えるようになっている。パラレルモードへの切り替え時には、電動モータ３による駆動輪２側の回転速度（下流速度Ｖｍ）と、エンジン４側からの回転速度（上流速度Ｖｅ）とを近似させてクラッチ１１を接続し、トルクの急変を抑制している。

この場合、クラッチ１１の接続時に、電動モータ３の駆動力が低下して、トルクが急激に減少する虞があった。このため、クラッチ１１を動作させる際に（接状態に動作させる際に）、エンジン４を始動して下流速度Ｖｍと上流速度Ｖｅが近似した後に（比較機能２３）、エンジン４側のトルクを用いてエンジン側を加速させて（加速機能２４）、クラッチ１１を接状態に動作させるようにしている（クラッチ操作機能２５）。

このため、エンジン４側の速度を加速させるので、エンジン４側の加速度を駆動輪２側の加速度に近づけて駆動輪２にエンジン４の駆動力を伝えることができる。従って、電動モータにより駆動力を得ている運転中（加速運転中）における、ＥＶモードからパラレルモードへの切り替え時に、エンジン４を接続することによる電動モータ３の駆動力の低下をなくした状態で、エンジン４を接続することが可能になる。つまり、急激なトルクの低下を無くすことが可能になる。

図３、図４に基づいてパラレルモードへの切り替えの状況を具体的に説明する。図３には切替え時のフローチャート、図４には切替え動作のタイムチャートを示してある。

図３に示すように、ステップＳ１でエンジン４が始動され、ステップＳ２で上流速度Ｖｅ、及び、下流速度Ｖｍが読み込まれる。ステップＳ３で上流速度Ｖｅと下流速度Ｖｍの差（上流速度Ｖｅ-下流速度Ｖｍ）が所定値Ｖｂ以下になったか否かが判断される。

即ち、図４（ｄ）に示すように、ＥＶモードの運転時に加速され、時刻ｔ１でエンジン４が始動される。時刻ｔ２でエンジン４が減速される。図４（ｂ）に実線で示すように、下流速度Ｖｍは一定の加速度で上昇し、図４（ｂ）に点線で示すように、上流速度Ｖｅは上昇して下流速度Ｖｍよりも高くなった後に低下する。そして、時刻ｔ３で下流速度Ｖｍと上流速度Ｖｅの差が所定値Ｖｂとなる。

図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ３までのエンジン４の回転速度は、上流側のクラッチの速度（上流速度Ｖｅ）と同様に、上昇した後に低下し、時刻ｔ１から時刻ｔ３までのトルクの状況は、図４（ｃ）に示すように、一定となっている。

図３に示すように、ステップＳ３で上流速度Ｖｅと下流速度Ｖｍの差（上流速度Ｖｅ-下流速度Ｖｍ）が所定値Ｖｂ以下になったと判断された場合（時刻ｔ３）、ステップＳ４でエンジン４が加速される。ステップＳ３で上流速度Ｖｅ-下流速度Ｖｍが所定値Ｖｂ以下にはなっていないと判断された場合、ステップＳ２の処理を繰り返す。

図３に示すように、ステップＳ５で上流速度Ｖｅの上流側加速度と下流速度Ｖｍの下流側加速度が略等しくなったか否かが判断され、ステップＳ５で上流側加速度と下流側加速度が略等しくなったと判断された場合、ステップＳ６でクラッチ１１が接状態に動作され終了となる。ステップＳ５で上流側加速度と下流側加速度が略等しくなってないと判断された場合、ステップＳ４に移行してエンジン４の加速を継続する。

即ち、図４（ｄ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４の時間でエンジン４が加速され、時刻ｔ４で上流速度Ｖｅと下流速度Ｖｍが同じ状況で変化する状態になる。図４（ｂ）に実線で示す下流速度Ｖｍと、点線で示す上流速度Ｖｅが同じ状況で上昇する状態になる。

図４（ａ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４までのエンジン４の回転速度は上昇を開始し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までのトルクの状況は、図４（ｃ）に示すように、一定となっている。

図４（ｄ）に示すように、時刻ｔ４から時刻ｔ５の時間でクラッチ１１が接動作され、時刻ｔ６以降の時間がパラレルモードの加速運転とされる。図４（ａ）に示すように、時刻ｔ４以降の時間は、エンジン４の回転速度が一定の状態を保ち、図４（ｂ）に実線で示す下流速度Ｖｍと、点線で示す上流速度Ｖｅが同じ状況で上昇する。

そして、時刻ｔ４の直後のクラッチ１１の接動作時に若干トルクが変動するが、時刻ｔ５までのクラッチ１１の接動作時にはトルクが一定になり、急激な低下は発生しない。

図に示したように、電動モータ３により駆動力を得ている運転中（加速運転中）における、ＥＶモードからパラレルモードへの切り替え時に、エンジン４を接続することによる電動モータ３の駆動力の低下が抑制された状態で（低下をなくした状態で）、エンジン４が接続され（クラッチ１１が接動作され）、急激なトルクの低下を無くすことが可能になる。

このため、上述したハイブリッド車両の制御装置は、電動モータ３により駆動力を得る運転中（加速運転中）に、エンジン４を接続することによる電動モータ３の駆動力の低下をなくすことができる。

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置の産業分野で利用することができる。

１ハイブリッド車両（車両）
２駆動輪
３電動モータ
４エンジン
５伝達機構
６発電機
１１クラッチ
１２制御装置
１３車速センサー
２１モータ運転機能
２２エンジン運転機能
２３比較機能
２４加速機能
２５クラッチ操作機能

Claims

駆動輪に駆動力を伝える電動モータと、
発電機に駆動力を伝えると共に、断接により動力の伝達が制御され、接状態にされて動力が伝達される状態が、動力伝達手段であるクラッチを動作させることで前記駆動輪に駆動力を伝えるエンジンと、
前記動力伝達手段の動作を制御することで、前記電動モータによる前記駆動輪の駆動、前記電動モータ及び前記エンジンによる前記駆動輪の駆動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電動モータにより前記駆動輪に駆動力を伝えている状態から、前記エンジンを始動して、前記電動モータ及び前記エンジンにより前記駆動輪に駆動力を伝える状態に切り替える際に、前記駆動輪側の速度と前記エンジン側の速度の差が所定値以下になった後、車両の加速に使われるトルクを一定に保つために、前記エンジン側のトルクを用いて前記エンジン側の速度を加速させ、前記エンジン側の加速度を前記駆動輪側の加速度に近づけた後に、前記クラッチを断状態から接状態に動作させる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。