JPWO2018185848A1 - 車両の制御方法及び車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、自動走行時において、マニュアル走行時と同様に制動装置が作動したことを条件にしてエンジンを停止可能にすると、マニュアル走行時よりもエンジンの停止・再始動を繰り返す頻度が増えてドライバに煩わしさを感じさせるという問題が生じる。
まず、自動走行設定時、実車速を設定車速に維持する、若しくは、車両の周囲環境に応じて実車速を設定車速以下の速度にするためのシステム減速要求に応じて制動装置を作動する。
次に、制動装置が作動したことで生じる制動力の大きさを示す制動量を検出若しくは推定する。
そして、制動量がエンジン停止許可閾値以上のとき、エンジンの停止を許可し、制動量がエンジン停止許可閾値未満のとき、エンジンの停止を許可しない。
まず、構成を説明する。
実施例1における車両の制御方法及び制御装置は、1モータ・2クラッチと呼ばれるパラレルハイブリッド駆動系を備えるFFハイブリッド車両に適用する。以下、実施例1の制御方法及び制御装置が適用されたFFハイブリッド車両の構成を、「駆動系の詳細構成」、「運転モードの詳細構成」、「制御系の詳細構成」、「エンジン停止許可判定処理構成」に分けて説明する。
FFハイブリッド車両の駆動系は、図1に示すように、エンジンEngと、第1クラッチCL1と、モータジェネレータMG(モータ)と、第2クラッチCL2と、無段変速機CVTと、ファイナルギヤFGと、左駆動輪LTと、右駆動輪RTと、を備えている。さらに、このFFハイブリッド車両には、ブレーキ液圧アクチュエータBAが設けられている。
すなわち、このモータジェネレータMGは、エンジンEngの停止中に車両に駆動力を付与すると共に、回生が可能である。そして、このモータジェネレータMGは、回生ブレーキ制御時に発生する回生力を車両に付与される制動力として用いることで、減速要求発生時にFFハイブリッド車両に制動力を付与する制動装置となる。
なお、この摩擦ブレーキMBは、ホイールシリンダ油圧が供給されたときに、ホイールシリンダWCとの間に生じる摩擦力を車両に付与される制動力として用いることで、減速要求発生時にFFハイブリッド車両に制動力を付与する制動装置となる。
実施例1のFFハイブリッド車両は、上述の駆動系により、運転モードとして、電気走行モード(以下、「EVモード」という。)と、ハイブリッド走行モード(以下、「HEVモード」という。)等を有する。
また、減速走行時には、図2に示す目標駆動力ゼロ軸よりも下側に設定された回生制御領域上に、負の値の目標駆動力である要求減速度に応じた動作点Pが設定され、この動作点PがEV領域内にあるときに「EVモード」が選択され、HEV領域内にあるときに「HEVモード」が選択される。
この「自動走行モード」には、具体的には、ICC(Intelligent Cruise Control)、ACC(Adaptive Cruise Control)、ASCD(Auto Speed Control Device)等と呼ばれるシステム概念を含む。これらの自動走行モードのうち、例えばASCDは、車速制御機能を持ち、ドライバが任意に設定した車速を「目標車速」に設定し、当該「目標車速」に実車速を追従させる。また、ICCやACCは、車速制御だけでなく、車間自動制御機能を有し、車両前部に設置したレーダーセンサやカメラ等からの情報に基づき、前方に先行車両がいない場合には、任意に設定した車速「目標車速」とし、前方に先行車両がいる場合には、予め設定した車間距離を一定に保つ車速を「目標車速」に設定して制御する。
そして、自動走行モードでは、ドライバの運転操作とは独立してエンジンEngやモータジェネレータMG、無段変速機CVT、ブレーキ液圧アクチュエータBAを制御することで、車両の駆動力や制動力を制御して加減速度の調整を行う。ここで、加速要求が生じたときは、モータジェネレータMGやエンジンEngの出力トルクで駆動力を発生する。一方、減速要求が生じたときは、まず、モータジェネレータMGの回生力で制動力を発生する。そして、回生力で実現可能な制動力が減速要求に対して不足する場合には、エンジンブレーキ力(エンジンフリクション)や液圧ブレーキ力によって必要な制動力を発生する。
FFハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、統合コントローラ14と、変速機コントローラ15と、クラッチコントローラ16と、エンジンコントローラ17と、モータコントローラ18と、バッテリコントローラ19と、ブレーキコントローラ20と、を備えている。そして、センサ類として、モータ回転数センサ6と、変速機入力回転数センサ7と、アクセル開度センサ10と、エンジン回転数センサ11と、油温センサ12と、変速機出力回転数センサ13と、を備えている。さらに、ブレーキセンサ21と、レバー位置センサ22と、車速センサ23と、自動走行設定スイッチセンサ24と、を備えている。
なお、自動走行モードでは、ドライバがアクセルペダルを操作して所定の車速以上の任意の車速になったときに自動走行設定スイッチをON操作すると、当該任意の車速が目標車速に設定される。その後、図示しないレーダーセンサ等からの情報に基づいて前方に先行車両を検出したときには、検出された先行車両との間の車間距離を一定に維持する車速が目標車速に設定される。
また、ドライバが自動走行スイッチをOFF操作しなくとも、ブレーキペダルを踏む等のドライバによる所定のペダル操作が生じたときには、自動走行設定スイッチセンサ24によって自動走行解除指令が統合コントローラ14へ送信され、自動走行モードの設定が解除されてマニュアル走行モードに切り替わる。
なお、「実車速を目標車速に追従させる」とは、実車速を目標車速に維持する、若しくは、車両の周囲環境に応じて実車速を目標車速以下の速度にすることである。
さらにクルーズコントロール部26からの指令が入力したブレーキコントローラ20では、ブレーキ液圧アクチュエータBAへ制動力指令を出力することにより、減速走行や追従走行等に応じたブレーキ液圧制御が行われ、摩擦ブレーキMBを作動する。
図6は、実施例1の統合コントローラ14にて実行されるエンジン停止許可判定処理の流れを示すフローチャートである。以下、図6に基づき、実施例1のエンジン停止許可判定処理構成を説明する。なお、このエンジン停止許可判定処理は、FFハイブリッド車両のイグニッションスイッチがON状態の間、予め設定された周期にて繰り返し処理が実行される。
なお、運転モードの判断は、第1クラッチCL1が締結状態であるか否かに基づいて判断し、この第1クラッチCL1が締結している場合には「HEVモード」であると判断する。
ここで、自動走行モードの設定判断は、自動走行設定スイッチセンサ24によって検出された自動走行スイッチの操作信号に基づいて行われる。
ここで、システム減速要求の有無は、目標車速と実車速に基づいて演算された目標駆動力が、負の値であるか否か、つまり要求減速度が生じているか否かに基づいて判断する。また、このシステム減速要求の発生によって、モータジェネレータMGの回生ブレーキ制御や、摩擦ブレーキMBのブレーキ液圧制御が実行され、FFハイブリッド車両に対して要求減速度に応じた制動力が付与されて減速する。
ここで、「要求減速度」は、モータジェネレータMGや摩擦ブレーキMB等の制動装置が作動したことで発生する回生力による制動力や、摩擦力による制動力を総合し、FFハイブリッド車両に付与される制動力を示す。ここでは、システム減速要求ありと判断されたタイミングで出力された要求減速度を検出する。
これにより、エンジンEngの停止が禁止(エンジンEngの停止を許可しない)される。この結果、例えば、要求減速度とモード遷移マップ(図2)から「EVモード」へのモード遷移条件が成立しても、「EVモード」への遷移は実行されず、「HEVモード」が維持される。
なお、システム減速要求が発生してから、初めてこのステップS6を通過する場合には、タイマーカウントを開始する。また、システム減速要求が発生してから2回目以降にこのステップS6を通過する場合には、タイマーカウントを継続してカウント時間を累積する。また、このカウント時間を算出することで、制動力の大きさを示す制動量を推定することができる。
ここで、「閾値時間」は、ステップS4にて検出した要求減速度に応じて設定され、例えば、図5に示すマップを用いて設定する。
これにより、エンジンEngの停止の禁止が要求されず、エンジンEngの停止が許可される。この結果、例えば、要求減速度とモード遷移マップ(図2)から「EVモード」へのモード遷移条件が成立すれば、「HEV→EVモード遷移」が実施されて「EVモード」に遷移することが可能となる。
ここで、ドライバ減速要求の有無は、ドライバによってアクセルペダル足離し操作や、ブレーキペダルBPの踏込操作が行われたか否かに基づいて判断する。
すなわち、ドライバ減速要求が発生した場合には、運転モードを「EVモード」に遷移する。
まず、「エンジン停止・再始動ハンチングと走行モードの違いによる課題」を説明し、続いて、実施例1の車両の制御方法における作用を、「エンジン停止・再始動ハンチング抑制作用」、「その他の特徴的作用」に分けて説明する。
エンジンEngを間欠運転して走行可能なハイブリッド車両では、ドライバが自らアクセルペダルやブレーキペダルを操作して、車速をコントロールしながら走行するマニュアル走行モードが設定されているとき、このドライバの制動操作(アクセル足離し操作やブレーキ踏込操作)が生じたら、この制動操作によって生じるドライバ減速要求の要求減速度に応じてモータジェネレータMGの回生力や摩擦ブレーキMBの摩擦力を制御して制動力を発生する。また、このとき、エンジンフリクションによってモータジェネレータMGの回生エネルギーを消失させず、効率よく発電するためにエンジンEngを駆動系から切り離し、さらに制動中の燃料を節約するためにエンジンEngを停止させる。
実施例1のFFハイブリッド車両の統合コントローラ14では、自動走行モードが設定されているとき、システム減速要求が生じたときの要求減速度の大きさ(制動量)に基づいて、エンジンEngの停止禁止の可否を判定する。
つまり、要求減速度を検出し、エンジン停止禁止フラグを「1」に設定する。これにより、エンジンEngの停止を許可しない状態となる。続いて、システム減速要求が発生してからの時間をカウントすると共に、要求減速度に応じた閾値時間を設定する。そして、カウント時間が閾値時間以上であるか否かを判断する。
そして、この実施例1では、上述のように、要求減速度から制動力を推定し、この制動力(要求減速度)に応じて閾値時間を設定する。そして、システム減速要求が発生してからの時間(カウント時間)が閾値時間以上のとき、制動量がエンジン停止許可閾値以上であるとする。一方、システム減速要求が発生してからの時間(カウント時間)が閾値時間未満のとき、制動量がエンジン停止許可閾値未満であるとする。
そのため、FFハイブリッド車両に制動力を付与すると同時に回生エネルギーの回収を行うことができるため、エネルギー効率のよい走行を行うことができる。
これにより、車両に通常設けられている摩擦ブレーキMBを用い、自動走行モード時とマニュアル走行モード時とにおいて、制動装置を共通化して用いることができ、システムの簡素化を図ることができる。また、制動装置として摩擦ブレーキMBとモータジェネレータMGを併用するときには、モータジェネレータMGによる回生力と、摩擦ブレーキMBによる摩擦力を協調させて、減速要求に応じて制動力を生じさせることができる。この結果、適切な制動とエネルギー効率の良い走行を両立させることができる。
実施例1の車両の制御方法及び制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
自動走行設定時(自動走行モード設定時)、実車速を目標車速に維持する、若しくは、前記車両の周囲環境に応じて前記実車速を前記目標車速以下の速度にするためのシステム減速要求に応じて前記制動装置(モータジェネレータMG,摩擦ブレーキMB)を作動し、
前記制動装置(モータジェネレータMG,摩擦ブレーキMB)が作動したことで生じる制動力の大きさを示す制動量(要求減速度)を推定し、前記制動量(要求減速度)がエンジン停止許可閾値以上のとき、前記エンジンEngの停止を許可し、前記制動量(要求減速度)が前記エンジン停止許可閾値未満のとき、前記エンジンEngの停止を許可しない構成とした。
これにより、自動走行モードでの制動装置の作動時に、エンジンEngの停止・再始動の頻度の増加を抑制することができる。
これにより、(1)の効果に加え、制動力を付与すると同時に回生エネルギーの回収を行うことができ、エネルギー効率の良い走行が可能となる。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、システム簡素化を図ると共に、制動装置として摩擦ブレーキMBとモータジェネレータMGを併用するときには、適切な制動とエネルギー効率の良い走行を両立させることができる。
これにより、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、演算処理を簡易にし、エンジンの停止・再始動ハンチングの発生をより適切に防止することができる。
自動走行設定時(自動走行モード設定時)、実車速を目標車速に維持する、若しくは、前記車両の周囲環境に応じて前記実車速を前記目標車速以下の速度にするためのシステム減速要求に応じて前記制動装置(モータジェネレータMG,摩擦ブレーキMB)を作動する車速制御部(クルーズコントロール部26)と、
前記制動装置(モータジェネレータMG,摩擦ブレーキMB)が作動したことで生じる制動力の大きさを示す制動量(要求減速度)を検出若しくは推定し、前記制動量(要求減速度)がエンジン停止許可閾値以上のとき、前記エンジンEngの停止を許可し、前記制動量(要求減速度)が前記エンジン停止許可閾値未満のとき、前記エンジンEngの停止を許可しないエンジン停止制御部30と、を備える構成とした。
これにより、自動走行モードでの制動装置の作動時に、エンジンEngの停止・再始動の頻度の増加を抑制することができる。
実施例2は、自動走行モード時に生じる制動量を、制動力が付与されている制動時間の間この制動力を積算することで推定する例である。
ここで、「減速エネルギー」とは、システム減速要求が生じたことでFFハイブリッド車両に付与される制動力と、この制動力が付与されている時間である制動時間とを掛け合わせることで求められる値であり、ここでは、ステップS4にて検出した要求減速度を積算することで求める。
ここで、「エンジン停止許可閾値」は、減速エネルギー(=制動力×制動時間)が、ドライバ減速要求では発生しない程度の微少値であるか否かを判断場合の基準値であり、実験等に基づいて任意の一定値に設定する。
実施例2の車両の制御方法にあっては、下記に挙げる効果が得られる。
これにより、制動量の演算を容易にし、エンジンの停止・再始動ハンチングの発生をより適切に防止することができる。
Claims (6)
- 自動走行非設定時、ドライバの制動操作によるドライバ減速要求に応じて車両に制動力を付与する制動装置と、前記制動装置が作動したときに停止可能なエンジンと、を備えた車両の制御方法において、
自動走行設定時、実車速を目標車速に維持する、若しくは、前記車両の周囲環境に応じて前記実車速を前記目標車速以下の速度にするためのシステム減速要求に応じて前記制動装置を作動し、
前記制動装置が作動したことで生じる制動力の大きさを示す制動量を検出若しくは推定し、前記制動量がエンジン停止許可閾値以上のとき、前記エンジンの停止を許可し、前記制動量が前記エンジン停止許可閾値未満のとき、前記エンジンの停止を許可しない
ことを特徴とする車両の制御方法。 - 請求項1に記載された車両の制御方法において、
前記制動装置は、前記エンジンの停止中に前記車両に駆動力を付与すると共に回生可能なモータジェネレータであり、前記モータジェネレータの回生力を前記制動力として用いる
ことを特徴とする車両の制御方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された車両の制御方法において、
前記制動装置は、前記車両に設けられた摩擦ブレーキであり、前記摩擦ブレーキの摩擦力を前記制動力として用いる
ことを特徴とする車両の制御方法。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された車両の制御方法において、
前記制動力に応じて閾値時間を設定し、
前記システム減速要求が発生してからの時間が前記閾値時間以上のとき、前記制動量が前記エンジン停止許可閾値以上であるとして前記エンジンの停止を許可し、前記システム減速要求が発生してからの時間が前記閾値時間未満のとき、前記制動量が前記エンジン停止許可閾値未満であるとして前記エンジンの停止を許可しない
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された車両の制御方法において、
前記制動装置による制動力を積算することで、前記制動量を検出若しくは推定する
ことを特徴とする車両の制御方法。 - 自動走行非設定時、ドライバの制動操作によるドライバ減速要求に応じて車両に制動力を付与する制動装置と、前記制動装置が作動したときに停止可能なエンジンと、を備えた車両の制御装置において、
自動走行設定時、実車速を目標車速に維持する、若しくは、前記車両の周囲環境に応じて前記実車速を前記目標車速以下の速度にするためのシステム減速要求に応じて前記制動装置を作動する車速制御部と、
前記制動装置が作動したことで生じる制動力の大きさを示す制動量を検出若しくは推定し、前記制動量がエンジン停止許可閾値以上のとき、前記エンジンの停止を許可し、前記制動量が前記エンジン停止許可閾値未満のとき、前記エンジンの停止を許可しないエンジン停止制御部と、を備える
ことを特徴とする車両の制御装置。
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