KR101192113B1 - 하이브리드 차량의 제어 장치 - Google Patents

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도시히코 후쿠다
요헤이 오카가와
히로시 이토
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

이 하이브리드 차량의 제어 장치는, 내연기관 및 발전 전동기와, 축전기와, 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 적어도 통상 주행 레인지와 상기 축전기에 대한 충전을 우선하는 충전 우선 레인지를 포함하는 복수의 주행 레인지에서 적절한 주행 레인지를 선택하여 전환하는 전환 수단과, 이 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 상기 미리 정해진 판정 임계값을 증대시키는 임계값 증대 수단을 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 제어 장치에 관한 것이다.
본 출원은 일본 특허 출원 2007-183462호를 기초 출원으로 하고, 그 내용을 본 명세서에 포함한다.
종래, 예를 들어, 구동원으로서의 내연기관 및 모터를 구비하며, 적어도 내연기관 또는 모터 중 어느 하나의 구동력을 구동륜에 전달하여 주행하는 하이브리드 차량에서, 등판로의 주행시에는 전동 모터의 회생(回生) 토크를 상대적으로 저감함으로써, 지나친 감속감이 생기는 것을 방지하여, 원하는 주행성을 확보하는 하이브리드 차량(예를 들어, 특허문헌 1 참조)이 알려져 있다.
이 하이브리드 차량에서는, 예를 들어 평탄로로부터 등판로로의 이행시 등에, 운전자에 의한 액셀레이터 조작량이 미리 정해진 임계값보다 커지면, 전동 모터를 역행(力行) 작동시켜, 전동 모터의 구동력에 의해 내연기관의 구동력을 보조(어시스트)하도록 설정되어 있다.
일본 특허 공개 2005-269793호 공보
그런데, 상기 종래 기술에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치에서는, 등판로의 주행시에, 단순히 전동 모터의 회생 토크를 상대적으로 저감하거나, 내연기관에 대한 전동 모터에 의한 어시스트량을 증대시키기 때문에, 예를 들어 등판로를 장시간 주행하는 경우나, 등판로의 등판 경사가 상대적으로 급경사인 경우 등에, 전동 모터를 구동시키기 위해 필요한 전기 에너지의 축전기에서의 축전량이 부족해질 우려가 있어, 원하는 등판 주행성을 확보할 수 없게 된다는 문제가 생긴다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 원하는 등판 주행성을 확보하는 것이 가능한 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하여 전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 채택했다. 즉,
(1) 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치는, 차량의 동력원인 내연기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지를 교환하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 적어도 통상 주행 레인지와 상기 축전기에 대한 충전을 우선하는 충전 우선 레인지를 포함하는 복수의 주행 레인지에서 적절한 주행 레인지를 선택하여 전환하는 전환 수단과, 이 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 상기 미리 정해진 판정 임계값을 증대시키는 임계값 증대 수단을 포함한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(3) 본 발명의 다른 하이브리드 차량의 제어 장치는, 차량의 동력원인 내연기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지를 교환하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과, 이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 미리 정해진 경사보다 커진 경우에, 상기 미리 정해진 판정 임계값을 증대시키는 임계값 증대 수단을 포함한다.
(4) 상기 (3)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우에는, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전 전동기에 의한 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되고, 상기 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우에는, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정되는 발전량 변경 수단을 더 포함해도 된다.
(5) 상기 (1)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 차량의 주행 상태가 정속 주행 상태이며 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(6) 상기 (3)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 차량의 주행 상태가 정속 주행 상태이며 상기 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우에는, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전 전동기에 의한 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되고, 차량의 주행 상태가 정속 주행 상태이며 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우에는, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정되는 발전량 변경 수단을 더 포함해도 된다.
(7) 상기 (1)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전 정지를 금지하고, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(8) 상기 (3)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 경사보다 커진 경우에, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전 정지를 금지하고, 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 경사 이하일 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(9) 본 발명의 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치는, 차량의 동력원인 내연기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지를 교환하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 적어도 통상 주행 레인지와 상기 축전기에 대한 충전을 우선하는 충전 우선 레인지를 포함하는 복수의 주행 레인지에서 적절한 주행 레인지를 선택하여 전환하는 전환 수단과, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 포함한다.
(10) 상기 (9)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 축전기의 잔여 용량을 취득하는 잔여 용량 취득 수단과, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 아이들 회전수를, 상기 잔여 용량 취득 수단에 의해 취득된 상기 잔여 용량에 따라 설정하는 아이들 회전수 설정 수단을 더 포함하고, 상기 아이들 회전수 설정 수단은, 상기 잔여 용량이 미리 정해진 잔여 용량 이하가 된 경우에, 상기 잔여 용량이 상기 미리 정해진 잔여 용량보다 클 때에 비하여, 상기 아이들 회전수를 증대시켜도 된다.
(11) 상기 (9)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 축전기의 잔여 용량을 취득하는 잔여 용량 취득 수단과, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 아이들 회전수를, 상기 잔여 용량 취득 수단에 의해 취득된 상기 잔여 용량에 따라 설정하는 아이들 회전수 설정 수단을 더 포함하고, 상기 아이들 회전수 설정 수단은, 상기 잔여 용량이 저하됨에 따라, 상기 아이들 회전수가 증대 경향으로 변화하도록 설정되어도 된다.
(12) 상기 (9)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 축전기의 잔여 용량을 취득하는 잔여 용량 취득 수단과, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에 상기 잔여 용량 취득 수단에 의해 취득된 상기 잔여 용량이 미리 정해진 임계 잔여 용량 이하인지의 여부에 대한 판정 결과에 따라, 상기 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전 동작의 실행 가부를 판정하는 판정 수단과, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 상기 전환 수단에 의해 상기 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 상기 미리 정해진 임계 잔여 용량을 증대시키는 임계 잔여 용량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(13) 상기 (9)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 전환 수단에 의해 상기 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전 정지를 금지하는 아이들 정지 금지 수단을 더 포함해도 된다.
(14) 본 발명의 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치는, 차량의 동력원인 내연기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지를 교환하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과, 이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사에 따라 상기 주행로가 등판로 또는 평탄로라고 판정하는 주행로 판정 수단과, 상기 차량이 상기 등판로에서 정차했을 때는, 이 차량이 상기 평탄로에서 정차했을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 포함한다.
(15) 본 발명의 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치는, 차량의 동력원인 내연기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지를 교환하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과, 이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사에 따라 상기 주행로가 등판로 또는 평탄로라고 판정하는 주행로 판정 수단과, 상기 차량이 상기 등판로에서 정차했을 때는, 이 차량이 상기 평탄로에서 정차했을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키고 아이들 회전수를 증대시키는 발전량 증대 수단을 포함한다.
(16) 상기 (1)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과, 이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사에 따라 상기 주행로가 등판로 또는 평탄로라고 판정하는 주행로 판정 수단과, 상기 차량이 상기 등판로에서 정차했을 때는, 이 차량이 상기 평탄로에서 정차했을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
(17) 상기 (1)에 기재된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과, 이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사에 따라 상기 주행로가 등판로 또는 평탄로라고 판정하는 주행로 판정 수단과, 상기 차량이 상기 등판로에서 정차했을 때는, 이 차량이 상기 평탄로에서 정차했을 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키고 아이들 회전수를 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함해도 된다.
본 발명의 상기 (1)에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 충전 우선 레인지가 선택되었을 때, 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 발전 전동기의 구동력에 의해 내연기관의 구동력을 보조하는지의 여부를 판정하기 위한 차량의 구동력 지령에 대한 미리 정해진 판정 임계값을 증대시킨다. 이에 의해, 충전 우선 레인지에서 발전 전동기의 구동을 억제하여, 발전 전동기의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있어, 축전기의 잔여 용량이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 예를 들어 등판로에서 장시간 주행하는 경우나, 등판로의 등판 경사가 상대적으로 급경사인 경우 등에도, 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (2)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키기 때문에, 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있어, 발전 전동기의 원하는 구동력을 용이하게 확보할 수 있다.
또, 상기 (3)에 따른 다른 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 등판 경사가 미리 정해진 경사보다 커지면, 발전 전동기의 구동력에 의해 내연기관의 구동력을 보조하는지의 여부를 판정하기 위한 차량의 구동력 지령에 대한 미리 정해진 판정 임계값을 증대시킨다. 이에 의해, 등판로에서 발전 전동기의 구동을 억제하여, 발전 전동기의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있어, 축전기의 잔여 용량이 지나치게 저하되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 예를 들어 등판로에서 장시간 주행하는 경우나, 등판로의 등판 경사가 상대적으로 급경사인 경우 등에도, 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (4)의 구성을 채택한 경우, 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사 이하일 때에는, 등판 경사가 증대됨에 따라, 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되고, 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사보다 클 때에는, 등판 경사가 증대됨에 따라, 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정된다. 이에 의해, 축전기의 잔여 용량을 증대시키면서 원하는 등판 주행성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (5)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택된 정속 주행 상태에서 발전량을 증대시킨다. 이에 의해, 내연기관에 의해 차량의 구동력을 확보하여, 발전 전동기의 구동을 억제함으로써, 원하는 차량 주행성을 확보하면서 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 (6)의 구성을 채택한 경우, 정속 주행 상태에서, 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우에는, 등판 경사가 증대됨에 따라, 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되고, 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우에는, 등판 경사가 증대됨에 따라, 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정된다. 이에 의해, 축전기의 잔여 용량을 증대시키면서 원하는 등판 주행성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (7)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택된 차량 정차시에, 아이들 운전 정지를 금지하고 발전량을 증대시킨다. 이에 의해, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 (8)의 구성을 채택한 경우, 차량 정차시의 등판 경사가 미리 정해진 경사보다 커지면, 아이들 운전 정지를 금지하고 발전량을 증대시킨다. 이에 의해, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 그리고, 등판로에서 내연기관의 구동력을 보조하기 위해 필요로 하는 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또, 상기 (9)에 따른 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 차량 정차시의 아이들 운전의 실행 중에서의 발전량을 증대시킨다. 이에 의해, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 (10)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택된 차량 정차시에, 축전기의 잔여 용량이 미리 정해진 잔여 용량 이하가 되면 아이들 회전수를 증대시킨다. 이에 의해, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 원하는 잔여 용량을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (11)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택된 차량 정차시에, 축전기의 잔여 용량이 저하됨에 따라 아이들 회전수를 증대 경향으로 변화시킨다. 이에 의해, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 원하는 잔여 용량을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (12)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택되었을 때는, 통상 주행 레인지가 선택되었을 때에 비하여, 차량 정차시의 내연기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 발전 전동기에 의한 발전 동작의 실행 가부를 판정하기 위한 잔여 용량에 대한 미리 정해진 임계 잔여 용량(즉, 발전 동작의 실행을 허가하는 상한 임계값)을 증대시킨다. 이에 의해, 축전기의 잔여 용량에 대하여 발전 동작의 실행을 허가하는 영역을 증대시킬 수 있어, 잔여 용량을 용이하게 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 (13)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지가 선택된 차량 정차시에, 아이들 운전 정지를 금지하기 때문에, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
본 발명의 상기 (14)에 따른 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 등판로에서의 차량 정차시에 발전량을 증대시키기 때문에, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 등판로에서 내연기관의 구동력을 보조하기 위해 필요로 하는 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
본 발명의 상기 (15)에 따른 또 다른 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 등판로에서의 차량 정차시에 발전량을 증대시키고 아이들 회전수를 증대시키기 때문에, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 등판로에서 내연기관의 구동력을 보조하기 위해 필요로 하는 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (16)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지에서의 차량 주행시에 발전 전동기의 구동을 억제하여, 발전 전동기의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있고 등판로에서의 차량 정차시에 발전량을 증대시키기 때문에, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 등판로에서 내연기관의 구동력을 보조하기 위해 필요로 되는 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 (17)의 구성을 채택한 경우, 충전 우선 레인지에서의 차량 주행시에 발전 전동기의 구동을 억제하여, 발전 전동기의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있고, 등판로에서의 차량 정차시에 발전량을 증대시키면서 아이들 회전수를 증대시키기 때문에, 내연기관의 구동력에 의한 발전에 의해 축전기의 잔여 용량을 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 등판로에서 내연기관의 구동력을 보조하기 위해 필요로 되는 발전 전동기의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 따른 하이브리드 차량의 구성도이다.
도 2는, 동실시형태에 따른 미리 정해진 통상 상태와 충전 우선 상태에서의 어시스트 실행 판정 임계값의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 동실시형태에 따른 가속 상태에서의 어시스트량과, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 동실시형태에 따른 미리 정해진 통상 상태와 충전 우선 상태에서의 동력 성능 계수의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 동실시형태에 따른 크루즈 상태에서의 복수의 미리 정해진 등판 경사(DE) 및 액셀레이터 개방도(AP)마다 설정된 어시스트량과 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 동실시형태에 따른 크루즈 상태에서의 발전량과 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 동실시형태에 따른 크루즈 상태에서의 미리 정해진 통상 상태와 충전 우선 상태에서의 발전량과 엔진 회전수(NE)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 동실시형태에 따른 아이들 운전 상태에서의 미리 정해진 통상 상태와 충전 우선 상태에서의 아이들 회전수와 잔여 용량(SOC)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 동실시형태에 따른 아이들 운전 상태에서의 미리 정해진 통상 상태와 충전 우선 상태에서의 발전량과 잔여 용량(SOC)의 대응 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 동실시형태에 따른 가속 상태 및 경가속 상태에서의 모터의 어시스트 동작을 제어하는 처리를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 일실시형태에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치에 관해 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에 따른 하이브리드 차량(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 내연기관(ENG; 11)과, 모터(MOT; 12)와, 트랜스미션(T/M; 13)을 직렬로 직접 결합한 병렬형의 하이브리드 차량이다. 내연기관(11) 및 모터(12)의 양쪽의 구동력은, 트랜스미션(13) 및 디퍼렌셜(도시 생략)을 통해 좌우의 구동륜(W, W)에 배분되어 전달된다. 하이브리드 차량(1)의 감속시에 구동륜(W)측으로부터 모터(12)측에 구동력이 전달되면, 모터(12)는 발전기로서 기능하여 소위 회생 제동력을 발생시켜, 차체의 운동 에너지를 전기 에너지로서 회수한다. 하이브리드 차량(1)의 운전 상태에 따라, 모터(12)는 내연기관(11)의 출력에 의해 발전기로서 구동되어, 발전 에너지를 발생시킨다.
모터(12)는, 예를 들어 3상(U상, V상, W상)의 DC 브러시리스 모터 등으로 되고, 이 모터(12)의 구동 및 발전을 제어하는 파워 드라이브 유닛(PDU; 14)에 접속되어 있다.
파워 드라이브 유닛(14)은, 예를 들어 트랜지스터의 스위칭 소자를 복수 이용하여 브릿지 접속하여 이루어진 브릿지 회로를 포함하는 펄스폭 변조(PWM)에 의한 PWM 인버터를 포함하여 구성되어 있다.
파워 드라이브 유닛(14)에는, 모터(12)와 전력[예를 들어, 모터(12)의 구동 또는 어시스트 동작시에 모터(12)에 공급되는 공급 전력이나, 회생 작동 또는 승압 구동에 의한 모터(12)의 발전시에 모터(12)로부터 출력되는 출력 전력]을 교환하는 고압 배터리(15)가 접속되어 있다.
그리고, 파워 드라이브 유닛(14)은, 제어 장치(16)로부터의 제어 지령을 받아 모터(12)의 구동 및 발전을 제어한다. 예를 들어 모터(12)의 구동시에는, 제어 장치(16)로부터 출력되는 토크 지령에 기초하여, 고압 배터리(15)로부터 출력되는 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하여 모터(12)에 공급한다. 한편, 모터(12)의 발전시에는, 모터(12)로부터 출력되는 3상 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 고압 배터리(15)를 충전한다.
이 파워 드라이브 유닛(14)의 전력 변환 동작은, 제어 장치(16)로부터 PWM 인버터의 브릿지 회로를 구성하는 각 트랜지스터의 게이트에 입력되는 펄스, 즉 펄스폭 변조(PWM)에 의해 각 트랜지스터를 온/오프 구동시키기 위한 펄스에 따라 제어된다. 이 펄스의 듀티, 즉 온/오프 비율의 맵(데이터)은, 미리 제어 장치(16)에 기억되어 있다.
각종 보조 기계류로 이루어진 전기 부하(17)를 구동시키기 위한 12 V 배터리(18)는, DC-DC 컨버터(19)를 통해, 파워 드라이브 유닛(14) 및 고압 배터리(15)에 대하여 병렬로 접속되어 있다.
제어 장치(16)에 의해 전력 변환 동작이 제어되는 DC-DC 컨버터(19)는, 예를 들어 쌍방향의 DC-DC 컨버터로서, 고압 배터리(15)의 단자간 전압, 또는 모터(12)를 회생 작동 또는 승압 구동시켰을 때의 파워 드라이브 유닛(14)의 단자간 전압을, 미리 정해진 전압값까지 강압하여 12 V 배터리(18)를 충전하고, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC : State Of Charge)이 저하되어 있는 경우에는, 12 V 배터리(18)의 단자간 전압을 승압하여 고압 배터리(15)를 충전하는 것이 가능하다.
제어 장치(16)는, 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태에 따른 차량의 상태나, 파워 드라이브 유닛(14) 및 DC-DC 컨버터(19)의 각 전력 변환 동작이나, 전기 부하(17)의 작동 상태 등을 제어한다.
이 때문에, 제어 장치(16)에는, 예를 들어 파워 플랜트[즉, 내연기관(11) 및 모터(12)]의 상태를 검출하는 각종 센서, 예를 들어, 내연기관(11)의 엔진 회전수(NE)를 검출하는 회전수 센서(21)와, 모터(12)의 로터의 자극 위치(위상각)를 검출하는 회전각 센서(도시 생략)와, 차량의 속도(차속)를 검지하기 위해 종동륜의 회전 속도(차륜속; NW)를 검출하는 차륜속 센서(22)와, 운전자에 의한 액셀레이터 조작량에 관한 액셀레이터 개방도(AP)를 검출하는 액셀레이터 개방도 센서(23)와, 주행로의 경사[예를 들어, 등판 경사(DE)]를 검지하는 경사 센서(24)와, 고압 배터리(15)의 충전 전류 및 방전 전류[배터리 전류(IB)]를 검출하는 전류 센서(25)와, 고압 배터리(15)의 단자간 전압[배터리 전압(VB)]을 검출하는 전압 센서(26)와, 고압 배터리(15)의 온도[배터리 온도(TB)]를 검출하는 온도 센서(27)로부터 출력되는 신호와, 운전자의 입력 조작에 따른 트랜스미션(13)의 상태(SH)를 나타내는 시프트 스위치(28)로부터 출력되는 신호가 입력된다.
경사 센서(24)는, 예를 들어 차량의 정차시에 차량의 전후 방향에서의 가속도를 검출하는 가속도 센서의 검출 결과나, 예를 들어 차량의 구동력의 검출값과 미리 설정된 평탄로에서의 차량의 주행 저항의 비교 결과 등에 기초하여, 주행로의 경사를 검출한다.
제어 장치(16)는, 예를 들어 전류 적산법 등에 의해 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)을 검지한다. 이 전류 적산법에서, 제어 장치(16)는, 전류 센서(25)에 의해 검출되는 고압 배터리(15)의 충전 전류 및 방전 전류를 미리 정해진 기간마다 적산하여 적산 충전량 및 적산 방전량을 산출하고, 이들 적산 충전량 및 적산 방전량을 초기 상태 또는 충방전 개시 직전의 잔여 용량에 가산 또는 감산함으로써 잔여 용량(SOC)을 산출한다. 이 때, 제어 장치(16)는, 예를 들어 배터리 온도(TB)에 의해 변화하는 내부 저항 등에 대한 미리 정해진 보정 처리나 고압 배터리(15)의 축전 전압(VB)에 따른 미리 정해진 보정 처리를 행한다.
본 실시형태의 하이브리드 차량(1)은 상기 구성을 포함하고 있다. 다음으로, 이 하이브리드 차량(1)의 제어 장치(16)의 동작에 관해 설명한다.
제어 장치(16)는, 예를 들어 시프트 스위치(28)로부터 출력되는 신호에 의해 운전자의 입력 조작에 따른 트랜스미션(13)의 상태(SH)가, 통상의 주행 모드에 대응하는 D 레인지로부터, 상대적으로 큰 엔진 브레이크를 얻을 수 있는 L 레인지로 변경된 것을 검지한 경우나, 예를 들어 경사 센서(24)로부터 출력되는 신호에 의해, 주행로가 미리 정해진 등판 경사를 갖는 것을 검지한 경우 등에, 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태를, 미리 정해진 통상 상태로부터 상대적으로 고압 배터리(15)에 대한 충전을 우선하는 충전 우선 상태로 전환한다.
예를 들어 하기 표 1에 나타내는 충전 우선 상태와 같이, 제어 장치(16)는, 차량의 주행 상태 및 정지 상태로 이루어진 미리 정해진 차량 상태와, 고압 배터리(15)의 미리 정해진 잔여 용량(SOC)에 따라, 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태를 제어할 때의 미리 정해진 제어 상태를 설정하고 있고, 또한, 각 제어 상태에 대하여, 주행로의 등판 경사(DE)에 따른 미리 정해진 제어 내용을 설정하고 있다.
[표 1]
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예를 들어, 상기 표 1에서, 미리 정해진 차량 상태는, 상대적으로 큰 가속도에 의한 가속 상태와, 상대적으로 작은 가속도에 의한 경가속 상태와, 거의 정속 주행에 의한 크루즈 상태와, 정차 상태와, 감속 상태로 구성되어 있다.
미리 정해진 잔여 용량(SOC)은, 상대적으로 높은 잔여 용량(SOC)의 고(高) 상태와, 상대적으로 낮은 잔여 용량(SOC)의 저(低) 상태와, 고 상태와 저 상태 사이의 잔여 용량(SOC)의 중(中) 상태로 구성되어 있다.
미리 정해진 제어 상태는, 모터(12)의 구동력에 의해 내연기관(11)의 구동력을 보조하는 어시스트 상태와, 가속 상태 또는 경가속 상태에서 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)를 발전기로서 작동시키는 가속 충전 상태와, 크루즈 상태에서 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)를 발전기로서 작동시키는 크루즈 충전 상태와, 차량 정차시의 아이들 운전 상태에서 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)를 발전기로서 작동시키는 아이들 충전 상태와, 감속 상태에서 모터(12)를 회생 작동시키는 회생 상태로 구성되어 있다.
우선, 제어 장치(16)는, 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태로서 충전 우선 상태를 선택하면, 차량에 대한 구동력 지령[예를 들어, 액셀레이터 개방도(AP)]에 대한 미리 정해진 판정 임계값, 즉 모터(12)의 구동력에 의해 내연기관(11)의 구동력을 보조하는 어시스트 동작의 실행 필요 여부를 판정하기 위한 어시스트 실행 판정 임계값을, 미리 정해진 통상 상태에 비하여 보다 높은 값으로 변경한다.
예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 어시스트 실행 판정 임계값이, 미리 정해진 통상 상태에서의 임계값(AP1)으로부터 충전 우선 상태에서의 임계값(AP2(>AP1))으로 전환되면, 액셀레이터 개방도(AP) 및 차량의 토크에 대하여, 어시스트 동작의 실행이 금지되는 영역이 증대되어, 예를 들어 상기 표 1에 나타내는 가속 상태 및 경가속 상태에서의 잔여 용량(SOC)의 고 상태 및 중 상태와 같이, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 작거나 중간 정도이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 작거나 중간 정도인 경등판 또는 중간등판의 상태에서는, 어시스트량이 제로로 설정되어, 어시스트 동작의 실행이 금지된다.
또한, 제어 장치(16)는, 충전 우선 상태를 선택했을 때에는, 미리 정해진 통상 상태에 비하여, 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전 동작의 발전량을 증대시킨다.
또, 제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서 어시스트 동작의 실행을 허가한 경우라 하더라도, 예를 들어 도 3 및 상기 표 1의 가속 상태 및 경가속 상태에서의 잔여 용량(SOC)의 고 상태 및 중 상태에 나타낸 바와 같이, 어시스트량을, 미리 정해진 통상 상태(예를 들어, 도 3에 나타내는 D 레인지)에 비하여 보다 낮은 값(예를 들어, 도 3에 나타내는 L 레인지)으로 저감하여, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 큰 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 큰 미리 정해진 중등판의 상태[예를 들어, 액셀레이터 개방도(AP)가 최대인 상태]에 도달했을 때, 어시스트량이 미리 정해진 통상 상태에서의 어시스트량과 동등한 값이 되도록 설정한다.
예를 들어 도 3에 나타내는 어시스트량과, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 대응 관계에서, 미리 정해진 통상 상태에서는, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 변화에 관계없이, 상대적으로 큰 어시스트량이 설정되고, 충전 우선 상태에서는, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)가 증대됨에 따라, 어시스트량이 미리 정해진 통상 상태에서의 어시스트량을 향하여 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서 어시스트 동작의 실행을 허가한 경우에는, 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 내연기관(11)에서의 연료 소비를 저감하기 위한 모터(12)에 의한 어시스트 동작의 실행을 억제하여, 원하는 동력 성능(예를 들어, 등판 성능 등)을 확보하기 위한 모터(12)에 의한 어시스트 동작의 실행을 촉진하도록 하여, 모터(12)의 어시스트 동작의 내용을 나타내는 동력 성능 계수를, 연비 어시스트측의 제로로부터 동력 성능 어시스트측의 1로 변경한다.
예를 들어 도 4에 나타내는 동력 성능 계수와, 차량의 속도(차속)의 대응 관계에서, 미리 정해진 통상 상태(예를 들어, 도 4에 나타내는 D 레인지)에서는, 차속이 증대됨에 따라, 동력 성능 계수가 연비 어시스트측의 제로로부터 동력 성능 어시스트측의 1을 향하여 증대 경향으로 변화하고, 충전 우선 상태(예를 들어, 도 4에 나타내는 L 레인지)에서는, 차속의 변화에 관계없이, 동력 성능 계수가 동력 성능 어시스트측의 1로 설정되어 있다.
이에 의해, 등판로에서 내연기관(11)의 구동력을 우선적으로 이용하여 원하는 구동력을 확보하면서, 모터(12)에 의한 지나친 어시스트 동작의 실행을 방지하여, 모터(12)의 구동력을 유효하게 이용할 수 있다.
제어 장치(16)는, 예를 들어 상기 표 1에 나타내는 가속 상태 및 경가속 상태에서의 잔여 용량(SOC)의 저 상태와 같이, 충전 우선 상태에서 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 작거나 중간 정도이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 작거나 중간 정도인 경등판 또는 중간등판의 상태에서는, 어시스트 상태 대신, 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)를 발전기로서 작동시키는 가속 충전 상태를 설정하여, 모터(12)에 의한 발전량을, 미리 정해진 통상 상태에 비하여 보다 높은 값으로 변경한다. 이 경우에는, 모터(12)에 의한 발전량이 증대됨으로써, 내연기관(11)의 부하는 증대된다.
제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서 가속 충전 상태를 설정한 경우라 하더라도, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 큰 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 큰 중등판의 상태에서는, 모터(12)에 의한 발전량을, 경등판 또는 중간등판의 상태에 비하여 저감 또는 제로로 설정한다.
즉, 제어 장치(16)는, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우(예를 들어, 경등판 또는 중간등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 모터(12)에 의한 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정하고, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우(예를 들어, 중등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정한다.
이에 의해, 가속 상태 및 경가속 상태라 하더라도, 주행로의 등판 경사(DE)나 액셀레이터 개방도(AP)에 따른 적절한 구동력을 확보하면서, 모터(12)에 의한 발전에 의해 잔여 용량(SOC)을 증대시켜, 모터(12)에 의한 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또 제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서 가속 상태 및 경가속 상태에서의 어시스트 동작의 실행을 허가한 경우에는, 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수의 미리 정해진 등판 경사(DE) 및 액셀레이터 개방도(AP)마다 미리 설정한 엔진 회전수(NE)에 따라 변화하는 어시스트량의 맵을 참조하여 어시스트량을 설정한다.
예컨대 도 5에 나타내는 엔진 회전수(NE)와 어시스트량의 대응 관계에서, 엔진 회전수(NE)가 증대됨에 따라, 어시스트량이 감소 경향으로 변화하도록 설정되어 있다. 또한, 적절한 엔진 회전수(NE)에 대하여, 등판 경사(DE) 및 액셀레이터 개방도(AP)가 증대됨에 따라, 어시스트량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
제어 장치(16)는, 거의 정속 주행에 의한 크루즈 상태에서는 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)를 발전기로서 작동시키는 크루즈 충전 상태를 설정하고 있다. 이 크루즈 충전 상태에 대하여, 또한 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태로서 충전 우선 상태를 선택하면, 예를 들어 도 6 및 상기 표 1의 크루즈 상태에서의 잔여 용량(SOC)의 소 상태 및 중 상태로 나타낸 바와 같이, 발전량을, 미리 정해진 통상 상태(예를 들어, 도 6에 나타내는 D 레인지)에 비하여 보다 높은 값(예를 들어, 도 6에 나타내는 L 레인지)으로 증대하여, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 작은 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 작은 경등판의 상태로부터, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 큰 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 큰 미리 정해진 중등판의 상태[예를 들어, 액셀레이터 개방도(AP)가 최대인 상태]에 도달했을 때, 발전량이 미리 정해진 통상 상태에서의 발전량(예를 들어, 제로)과 동등한 값이 되도록 설정한다.
또 예를 들어 도 6에 나타내는 발전량과, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)의 대응 관계에서는, 등판 경사(DE) 또는 액셀레이터 개방도(AP)가 증대됨에 따라, 발전량이 제로를 향하여 감소 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
이에 의해, 상대적으로 잔여 용량(SOC)이 높지 않은 소 상태 및 중 상태에서는, 내연기관(11)에 의해 크루즈 상태에서의 원하는 구동력을 확보하면서, 모터(12)에 의한 발전에 의해 잔여 용량(SOC)을 증대시켜, 모터(12)에 의한 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또 제어 장치(16)는, 크루즈 상태에서 크루즈 충전 상태를 설정한 경우라 하더라도, 예를 들어 상기 표 1에 나타내는 크루즈 상태와 같이, 잔여 용량(SOC)의 고 상태에서는, 발전량을 미리 정해진 통상 상태와 동일하게 하여, 잔여 용량(SOC)의 소 상태 및 중 상태에 비하여 저감 또는 제로로 설정한다.
즉, 제어 장치(16)는, 거의 정속 주행에 의한 크루즈 상태에서, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우(예를 들어, 경등판 또는 중간등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 모터(12)의 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정한다. 또 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우(예를 들어, 중등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정한다.
제어 장치(16)는, 크루즈 상태에서의 크루즈 충전 상태를 설정한 경우에는, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 엔진 회전수(NE)에 따라 변화하는 발전량의 맵을 참조하여 발전량을 설정한다.
예컨대 도 7에 나타내는 엔진 회전수(NE)와 발전량의 대응 관계에서, 엔진 회전수(NE)가 증대됨에 따라, 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
제어 장치(16)는, 차량 정차시에 내연기관(11) 및 모터(12)의 운전 상태로서 충전 우선 상태를 선택하면, 잔여 용량(SOC)에 대한 미리 정해진 판정 임계값, 즉 차량 정차시의 내연기관(11)의 아이들 운전 상태에서의 모터(12)의 발전 동작의 실행 필요 여부를 판정하기 위한 아이들 충전 실행 판정 임계값을, 미리 정해진 통상 상태에 비하여 보다 높은 값으로 변경한다.
이에 의해, 충전 우선 상태에서는, 잔여 용량(SOC)에 대하여, 아이들 운전 상태에서의 모터(12)의 발전 동작이 실행되는 영역이 증대되어, 잔여 용량(SOC)이 증대된다.
또한, 제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서는, 내연기관(11)의 아이들 운전의 정지를 금지하고, 미리 정해진 통상 상태에 비하여, 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전 동작의 발전량을 증대시킨다.
또한, 제어 장치(16)는, 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량 이하가 되면, 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량보다 큰 경우에 비하여, 아이들 운전 상태에서의 엔진 회전수(NE; 아이들 회전수)를 증대시키거나, 잔여 용량(SOC)이 저하됨에 따라, 아이들 회전수가 증대 경향으로 변화하도록 설정한다.
제어 장치(16)는, 충전 우선 상태에서 아이들 충전의 실행을 허가한 경우, 예를 들어 도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 아이들 운전 상태의 내연기관(11)의 엔진 회전수(NE; 아이들 회전수) 및 모터(12)의 발전량을, 미리 정해진 통상 상태(예를 들어, 도 8, 도 9에 나타내는 D 레인지)에 비하여 보다 높은 값(예를 들어, 도 8, 도 9에 나타내는 L 레인지)으로 증대시킨다. 그리고, 제어 장치(16)는 내연기관(11)의 아이들 운전의 정지를 금지한다.
도 8에 나타내는 아이들 회전수와 잔여 용량(SOC)의 대응 관계에서, 미리 정해진 통상 상태에서는, 잔여 용량(SOC)의 중 상태 및 고 상태에서, 아이들 회전수를 불변으로 하고, 잔여 용량(SOC)의 저 상태에서, 잔여 용량(SOC)의 저하에 따라, 아이들 회전수가 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있는 것에 비해, 충전 우선 상태에서는, 잔여 용량(SOC)의 고 상태에서, 아이들 회전수를 불변으로 하고, 잔여 용량(SOC)의 저 상태 및 중 상태에서, 잔여 용량(SOC)의 저하에 따라, 아이들 회전수가 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
도 9에 나타내는 아이들 운전 상태에서의 발전량과 잔여 용량(SOC)의 대응 관계에서, 미리 정해진 통상 상태에서는, 잔여 용량(SOC)의 중 상태 및 고 상태에서, 발전량을 불변으로 하고, 잔여 용량(SOC)의 저 상태에서, 잔여 용량(SOC)의 저하에 따라, 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있는 것에 비해, 충전 우선 상태에서는, 잔여 용량(SOC)의 고 상태에서, 발전량을 불변으로 하고, 잔여 용량(SOC)의 저 상태 및 중 상태에서, 잔여 용량(SOC)의 저하에 따라, 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정되어 있다.
제어 장치(16)는, 차량 정차시의 충전 우선 상태에서 아이들 충전의 실행을 허가한 경우에, 등판 경사의 증대에 따라, 모터(12)의 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정한다.
제어 장치(16)는, 예를 들어 상기 표 1의 정차 상태에서의 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 작은 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 작은 경등판의 상태로 나타낸 바와 같이, 충전 우선 상태라 하더라도, 잔여 용량(SOC)의 중 상태 및 고 상태에서는, 미리 정해진 통상 상태와 마찬가지로 아이들 운전의 정지를 실행하는 것에 비해, 충전 우선 상태에서의 잔여 용량(SOC)의 저 상태에서는, 미리 정해진 통상 상태와는 달리, 아이들 운전의 정지를 금지하고, 아이들 운전 상태에서의 발전량을 증대시킨다.
제어 장치(16)는, 정차 상태에서의 충전 우선 상태라 하더라도, 예를 들어 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 잔여 용량(SOC)의 중 상태 및 고 상태에서는, 미리 정해진 통상 상태와 동일하게, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 작은 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 작은 경등판의 상태에서 아이들 운전의 정지를 실행하고, 상대적으로 액셀레이터 개방도(AP)가 중간 정도 또는 큰 상태이며 주행로의 등판 경사(DE)가 상대적으로 중간 정도 또는 큰 상태인 중간등판 또는 중등판의 상태에서 아이들 운전의 정지를 금지하고, 아이들 운전 상태에서의 발전량을 증대시킨다.
즉, 제어 장치(16)는, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 경사보다 커지면, 아이들 운전의 정지를 금지하고, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 경사 이하인 경우에 비하여, 아이들 운전시의 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전량을 증대시킨다.
이하에, 가속 상태 및 경가속 상태에서의 모터(12)의 어시스트 동작을 제어하는 처리에 관해 설명한다.
우선, 예를 들어 도 10에 나타내는 단계 S01에서는, 회전수 센서(21)에 의해 검출된 엔진 회전수(NE)를 취득한다.
다음에, 단계 S02에서는, 액셀레이터 개방도 센서(23)에 의해 검출된 액셀레이터 개방도(AP)를 취득한다.
다음에, 단계 S03에서는, 경사 센서(24)에 의해 검출된 주행로의 등판 경사(DE)를 취득한다.
다음에, 단계 S04에서는, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)을 취득한다.
다음에, 단계 S05에서는, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 제1 임계값보다 큰지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 후술하는 단계 S10으로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 단계 S06으로 진행한다.
그리고, 단계 S06에서는, 운전자의 입력 조작에 따른 시프트 스위치(28)의 출력 신호에 기초하여, 트랜스미션(13)의 상태(SH)가 L 레인지(충전 우선 레인지)인지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 후술하는 단계 S08로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 단계 S07로 진행한다.
그리고, 단계 S07에서는, 미리 정해진 통상 상태에 대하여 엔진 회전수(NE) 및 어시스트 개방도(AP)에 따른 어시스트량을 설정하는 어시스트 맵(MAP)에 대한 맵 검색에 의해 어시스트량을 취득하고, 일련의 처리를 종료한다.
또, 단계 S08에서는, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량보다 큰지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 상술한 단계 S07로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 단계 S09로 진행한다.
그리고, 단계 S09에서는, 예를 들어 도 5에 나타내는 큰 경사(또는 급경사)에 대응하는 제1 어시스트 맵(MAP)에 대한 엔진 회전수(NE) 및 액셀레이터 개방도(AP)에 따른 맵 검색에 의해 어시스트량을 취득하고, 일련의 처리를 종료한다.
단계 S10에서는, 등판 경사가 제1 임계값보다 작은 미리 정해진 제2 임계값보다 큰지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 후술하는 단계 S14로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 단계 S11로 진행한다.
단계 S11에서는, 운전자의 입력 조작에 따른 시프트 스위치(28)의 출력 신호에 기초하여 트랜스미션(13)의 상태(SH)가 L 레인지(충전 우선 레인지)인지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 상술한 단계 S07로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 단계 S12로 진행한다.
단계 S12에서는, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량보다 큰지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 상술한 단계 S07로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 단계 S13으로 진행한다.
단계 S13에서는, 예를 들어 도 5에 나타내는 중간 경사에 대응하는 제2 어시스트 맵(MAP)에 대한 엔진 회전수(NE) 및 액셀레이터 개방도(AP)에 따른 맵 검색에 의해 어시스트량을 취득하고, 일련의 처리를 종료한다.
단계 S14에서는, 운전자의 입력 조작에 따른 시프트 스위치(28)의 출력 신호에 기초하여 트랜스미션(13)의 상태(SH)가 L 레인지(충전 우선 레인지)인지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 상술한 단계 S07로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 단계 S15로 진행한다.
단계 S15에서는, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량보다 큰지의 여부를 판정한다.
그 판정 결과가 「YES」인 경우에는, 상술한 단계 S07로 진행한다.
한편, 그 판정 결과가 「NO」인 경우에는, 단계 S16으로 진행한다.
단계 S16에서는, 예를 들어 도 5에 나타내는 작은 경사에 대응하는 제3 어시스트 맵(MAP)에 대한 엔진 회전수(NE) 및 액셀레이터 개방도(AP)에 따른 맵 검색에 의해 어시스트량을 취득하고, 일련의 처리를 종료한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 하이브리드 차량(1)의 제어 장치(16)에 의하면, 충전 우선 상태가 선택되었을 때는, 미리 정해진 통상 상태가 선택되었을 때에 비하여, 모터(12)의 구동력에 의해 내연기관(11)의 구동력을 보조하는지의 여부를 판정하기 위한 어시스트 실행 판정 임계값을 증대시킨다. 이에 의해, 모터(12)의 구동을 억제하여, 모터(12)의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있어, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 예를 들어 등판로에서 장시간 주행하는 경우나, 등판로의 등판 경사가 상대적으로 급경사인 경우 등에도, 내연기관(11)의 구동력을 보조하기 위한 모터(12)의 원하는 구동력을 확보할 수 있다.
또한, 충전 우선 상태가 선택되었을 때는, 미리 정해진 통상 상태가 선택되었을 때에 비하여, 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전 동작의 발전량을 증대시키기 때문에, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)을 증대시킬 수 있어, 내연기관(11)의 구동력을 보조하기 위한 모터(12)의 원하는 구동력을 용이하게 확보할 수 있다.
또한, 충전 우선 상태에서의 정속 주행 상태 또는 차량 정차시에, 모터(12)의 발전량을 증대시키기 때문에, 미리 정해진 통상 상태에 비하여, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)을 증대시킬 수 있다. 또한, 차량 정차시에는, 아이들 운전 정지를 금지하고, 잔여 용량(SOC)이 미리 정해진 잔여 용량 이하가 되면 아이들 회전수를 증대시키기 때문에, 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전에 의해 원하는 잔여 용량을 용이하게 확보할 수 있다.
또, 충전 우선 상태에서는, 미리 정해진 통상 상태에 비하여, 차량 정차시의 내연기관(11)의 아이들 운전의 실행 중에서의 모터(12)의 발전 동작의 실행 가부를 판정하기 위한 잔여 용량(SOC)에 대한 아이들 충전 실행 판정 임계값(즉, 발전 동작의 실행을 허가하는 상한 임계값)을 증대시킨다. 이에 의해, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)에 대하여 발전 동작의 실행을 허가하는 영역을 증대시킬 수 있어, 잔여 용량(SOC)을 용이하게 증대시킬 수 있다.
상술한 실시형태에서는, 제어 장치(16)가, 충전 우선 상태에서, 차량에 대한 구동력 지령[예를 들어, 액셀레이터 개방도(AP)]에 대한 어시스트 실행 판정 임계값을, 미리 정해진 통상 상태에 비하여 보다 높은 값으로 변경하는 것으로 하였지만, 이로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 경사 센서(24)에 의해 검출된 등판 경사(DE)가 미리 정해진 경사보다 큰 경우에, 어시스트 실행 판정 임계값을, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 경사보다 작은 경우(예를 들어, 평탄로의 상태 등)에 비하여 보다 높은 값으로 변경해도 된다.
또한, 제어 장치(16)는, 예를 들어 등판 경사(DE)가 미리 정해진 경사보다 큰 경우에 구동력 지령[예를 들어, 액셀레이터 개방도(AP)]이 어시스트 실행 판정 임계값 미만이며 내연기관(11)의 구동력에 의해 모터(12)의 발전 동작을 실행하는 상태에서는, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우(예를 들어, 경등판 또는 중간등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 모터(12)에 의한 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정하고, 등판 경사(DE)가 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우(예를 들어, 중등판의 상태)에는, 등판 경사(DE)가 증대됨에 따라, 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정한다.
또, 차량 정차시에 대하여, 제어 장치(16)는, 차량이 등판로에서 정차했을 때는, 차량이 평탄로에서 정차한 경우에 비하여, 아이들 운전 상태의 내연기관(11)의 구동력에 의한 모터(12)의 발전 동작의 발전량을 증대시켜, 내연기관(11)의 엔진 회전수(NE; 아이들 회전수)를 증대시킨다.
이 변형예에 의하면, 등판로에서 모터(12)의 구동을 억제하여, 모터(12)의 구동에 필요한 전력 소비를 억제할 수 있어, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)이 지나치게 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 등판로에서 장시간 주행하는 경우나, 등판로의 등판 경사가 상대적으로 급경사인 경우 등에도, 내연기관(11)의 구동력을 보조하기 위한 모터(12)의 원하는 구동력을 확보할 수 있다. 또한, 등판 경사(DE)에 따라 발전량을 변경하기 때문에, 고압 배터리(15)의 잔여 용량(SOC)을 증대시키면서, 원하는 등판 주행성을 확보할 수 있다.
상술한 실시형태에서는, 하이브리드 차량(1)을, 내연기관(ENG; 11)과 모터(12)와 트랜스미션(13)을 직렬로 직접 결합한 병렬형의 하이브리드 차량으로 했지만, 이로 한정되는 것은 아니고, 다른 하이브리드 차량이어도 된다.
본 발명에 의하면, 원하는 등판 주행성을 확보할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공할 수 있다.
11 : 내연기관
12 : 모터(발전 전동기)
15 : 고압 배터리(축전기)
16 : 제어 장치(구동력 보조 수단, 전환 수단, 임계값 증대 수단, 발전량 증대 수단, 발전량 변경 수단, 잔여 용량 취득 수단, 아이들 회전수 설정 수단, 판정 수단, 임계 잔여 용량 증대 수단, 아이들 정지 금지 수단, 주행로 판정 수단)
24 : 경사 센서(경사 취득 수단)

Claims (17)

  1. 차량의 동력원인 내연 기관 및 발전 전동기와, 이 발전 전동기와 전기 에너지의 교환을 행하는 축전기와, 상기 차량에 대한 구동력 지령이 미리 정해진 판정 임계값보다 커진 경우에 상기 발전 전동기의 구동력에 의해 상기 내연 기관의 구동력을 보조하는 구동력 보조 수단을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치로서,
    상기 차량의 주행로의 등판 경사를 취득하는 경사 취득 수단과,
    이 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 미리 정해진 경사보다 커진 경우에, 상기 미리 정해진 판정 임계값을 증대시키는 임계값 증대 수단과,
    상기 경사 취득 수단에 위해 취득된 상기 등판 경사의 크기에 기초하여 상기 발전 전동기의 발전량을 변경하는 발전량 변경 수단
    을 포함하고,
    상기 차량의 주행 상태가 정속 주행 상태이며, 상기 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 미리 정해진 임계 경사 이하인 경우에, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전 전동기에 의한 상기 발전량이 증대 경향으로 변화하도록 설정하고,
    상기 차량의 주행 상태가 상기 정속 주행 상태이며, 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 임계 경사보다 큰 경우에, 상기 등판 경사가 증대됨에 따라, 상기 발전량이 감소 경향으로 변화하도록 설정하는 발전량 변경 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경사 취득 수단에 의해 취득된 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 경사보다 커진 경우에, 차량 정차시의 상기 내연 기관의 아이들 운전 정지를 금지하고, 상기 등판 경사가 상기 미리 정해진 경사 이하일 때에 비하여, 차량 정차시의 상기 내연 기관의 아이들 운전의 실행 중에서의 상기 발전 전동기에 의한 발전량을 증대시키는 발전량 증대 수단을 더 포함하는 것인 하이브리드 차량의 제어 장치.
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