KR20200084895A - 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200084895A
KR20200084895A KR1020207016773A KR20207016773A KR20200084895A KR 20200084895 A KR20200084895 A KR 20200084895A KR 1020207016773 A KR1020207016773 A KR 1020207016773A KR 20207016773 A KR20207016773 A KR 20207016773A KR 20200084895 A KR20200084895 A KR 20200084895A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
target
engine rotation
rotation speed
generator
Prior art date
Application number
KR1020207016773A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102270490B1 (ko
Inventor
도모히로 아리요시
사토미 에토
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20200084895A publication Critical patent/KR20200084895A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102270490B1 publication Critical patent/KR102270490B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109—Braking
    • B60W30/18127—Regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

차량을 주행 구동시키는 전동기(13)와, 전동기(13)에 전력을 공급하는 발전기(12)와, 발전기(12)를 구동하는 엔진(11)을 구비하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 전동기(13)를 회생 상태로 하는 경우에, 엔진(11)으로의 연료 공급을 커트한 상태에서, 엔진(11)을 발전기로 구동시킴으로써, 전동기(13)의 출력 전력을 소비하는 모터링 제어를, 요구 감속도에 따라서 실행하고, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되며, 또한, 발전기(12)에 의한 엔진(11)의 구동이 요구되고 있을 때에는, 엔진(11)의 회전 속도의 변화에 제한을 건다.

Description

하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
본 발명은 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
엔진과, 그 엔진의 회전 속도를 제어하기 위한 제1 모터와, 차량의 관성 에너지를 회생하여 발전하는 제2 모터와, 이들 제1 모터 및 제2 모터 사이에서 전력을 전달하는 축전 장치를 갖는 하이브리드차의 회생 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 관성 에너지로 상기 제2 모터를 구동하여 발전하는 회생 제동 시에 상기 축전 장치가 받아들이는 전력이 제한됨으로써 상기 제2 모터에서 발전한 전력의 일부를 상기 제1 모터에 공급하여 제1 모터에 의해 상기 엔진을 강제적으로 회전시키고 있는 회생 상태를 판단하는 판단 수단과, 상기 회생 상태의 판단이 성립되어 있는 경우에는, 상기 축전 장치가 받아들이는 전력 제한의 완화량을 상기 회생 상태의 판단이 성립하고 있지 않은 경우의 완화량보다 작게 하는 충전 제한 수단을 구비하고 있음을 특징으로 하는 하이브리드차의 회생 제어 장치가 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 특허 제2010-23731호 공보
상기 종래 기술에서는, 에너지 회생을 행하는 경우에는, 축전 장치가 받아들이는 전력 제한의 완화량을 작게 하여, 엔진의 회전 속도를 제어하고 있는 제1 모터에 대한 공급 전력의 변동을 억제하여, 엔진의 회전 속도를 유지하고 있다. 그러나, 제2 모터의 회생에 의한 소비 전력이, 축전 장치가 받아들이는 전력의 제한을 초과할 경우에는, 엔진의 회전 속도를 유지시킬 수 없다. 이러한 경우에, 액셀러레이터가 답입되고, 요구 감속도가 미소하게 감소할 때에는, 엔진의 회전 속도의 미소 변화가 반복해서 발생되기 때문에, 운전자에 주는 위화감을 준다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 운전자에게 주는 위화감을 완화시킬 수 있는 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되며, 또한, 발전기에 의한 엔진 구동이 요구되고 있을 때에는, 엔진 회전 속도의 변화에 제한을 거는 것에 의해 상기 과제를 해결한다.
또한, 일반적으로, 연료를 커트한 상태의 엔진을 발전기로 공회전시키는 것을 모터링이라고 칭하지만, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이, 배터리에 대한 입력 전력이 제한되고 있는 차량 상태에 있어서도, 전동기에 의한 회생량을 확보하기 위해, 배터리 전력을 사용하여 발전기로 엔진을 공회전시키는 것을 모터링이라고 칭하기로 한다.
본 발명에 의하면, 운전자에게 주는 위화감을 완화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법을 적용한 하이브리드 차량의 일 실시 형태를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 하이브리드 차량의 제어계의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 3은 도 2의 목표 구동력 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 4는 도 2의 목표 소비 전력 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 5는 도 2의 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 6은 도 2의 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 7은 도 6의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 8은 도 6의 목표 엔진 회전 속도 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 9는 도 6의 목표 엔진 회전 속도 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 10은 도 6의 발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 11은 도 2의 목표 구동 모터 토크 연산부의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 12a는 도 1 및 도 2의 차량 컨트롤러에서 실행되는 주된 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
도 12b는 도 1 및 도 2의 차량 컨트롤러에서 실행되는 주된 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 도 1에 도시하는 하이브리드 차량을 대표적인 씬(회생 시)에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 도시하는 타임차트이다.
도 14는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량을 대표적인 씬(회생 시)에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 도시하는 타임차트이다.
도 15는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량을 대표적인 씬(회생 시)에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 도시하는 타임차트이다.
도 16은 도 1에 도시하는 하이브리드 차량을 대표적인 씬(회생 시)에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 도시하는 타임차트이다.
도 17은 도 1에 도시하는 하이브리드 차량을 대표적인 씬(회생 시)에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 도시하는 타임차트이다.
<<하이브리드 차량의 기계적 구성>>
도 1은, 본 발명에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법을 적용한 하이브리드 차량의 일 실시 형태를 도시하는 블록도이다. 본 실시 형태의 하이브리드 차량(1)은, 엔진(11)과, 발전기(12)와, 전동기(13)와, 배터리(14)와, 구동륜(15, 15)과, 구동 차축(16, 16)과, 차동 장치(17)를 구비한다. 본 실시 형태의 하이브리드 차량(1)은, 엔진(11)의 구동력으로 구동륜(15, 15)을 구동하는 것이 아니라, 전동기(13)의 구동력에 의해서만 구동륜(15, 15)을 구동하는 것이다. 이 타입의 하이브리드 차량(1)은, 엔진(11), 전동기(13), 구동륜(15, 15)이, 직렬 접속(시리즈 접속)되는 점에서, 패럴렐 방식(병렬 방식)이나 스플릿 방식의 하이브리드 차량과는 달리, 시리즈 방식의 하이브리드 차량이라고도 칭해진다.
본 실시 형태의 엔진(11)은, 후술하는 엔진 컨트롤러(21)로부터 엔진 토크 명령값이 입력됨으로써, 시동 및 정지하고, 시동 시의 크랭킹은, 모터 제너레이터로서 구성된 발전기(12)로부터의 구동력에 의해 행해진다. 그리고, 엔진 토크 명령값에 따라서 연료 분사 제어, 흡기량 제어 및 점화 제어 그밖에, 엔진(11)의 구동 파라미터의 제어가 실행되어, 엔진 토크 명령값에 따른 회전 속도로 구동된다. 엔진(11)의 출력축(111)은, 증속기(112)를 거쳐, 발전기(12)의 회전축(121)에 기계적으로 연결되어 있다. 이에 의해, 엔진(11)을 구동하면, 증속기(112)의 증속비(일정한 증속비여도 되고 가변 증속비여도 됨)에 따라서 발전기(12)의 회전축(121)이 회전하고, 그 결과, 회전축(121)의 회전 속도에 따른 발전량의 전력이 발생한다.
또한, 엔진(11)은, 후술하는 전동기(13)의 회생 시에, 전력을 방전하는 경우의 부하로서도 기능한다. 예를 들어, 배터리(14)의 충전량(SOC=State of Charge)에 따라, 전동기(13)에 의한 모터 브레이크를 발생시키고 싶을 때에는, 전동기(13)에 의해 회생된 전력을, 모터 제너레이터로서 기능하는 발전기(12)에 공급하여, 연료 분사를 정지한 엔진(11)을 발전기(12)에 의해 공운전시킴으로써, 잉여 전력을 방전할 수 있다.
본 실시 형태의 발전기(12)는, 제1 인버터(141)의 전환 제어에 의해, 제너레이터로서의 기능 외에, 모터(전동기)로서도 기능한다. 상술한 엔진(11)의 시동 시의 크랭킹 조작이나, 전동기(13)의 전력 방전 처리를 행하는 경우에는, 모터로서 기능한다. 단, 본 발명에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치를 실현하기 위해서는, 적어도 모터로서의 기능을 구비하면 된다.
본 실시 형태의 발전기(12)는, 제1 인버터(141)를 통해, 배터리(14)와 송전 및 수전이 가능하도록 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 발전기(12)는, 제1 인버터(141) 및 제2 인버터(142)를 통해, 전동기(13)와 송전 및 수전이 가능하도록 전기적으로 접속되어 있다. 제1 인버터(141)는, 발전기(12)에 의해 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 배터리(14) 및/또는 제2 인버터(142)에 공급한다. 또한 제1 인버터(141)는, 배터리(14) 및/또는 제2 인버터(142)로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여, 발전기(12)에 공급한다. 제1 인버터(141) 및 발전기(12)는, 후술하는 발전기 컨트롤러(22)로부터의 회전 속도 명령값에 의해 제어된다.
본 실시 형태의 배터리(14)는, 리튬 이온 축전지 그 밖의 이차 전지를 포함하고, 제1 인버터(141)를 통해 발전기(12)에서 발전된 전력을 수전하고, 및 제2 인버터(142)를 통해 전동기(13)에서 회생된 전력을 수전하여, 축전한다. 또한, 도시는 생략하지만, 외부의 상용 전원으로부터 충전하도록 구성해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 배터리(14)는, 축전된 전력을, 제2 인버터(142)를 통해 전동기(13)로 공급하여, 당해 전동기(13)를 구동한다. 또한, 본 실시 형태의 배터리(14)는, 축전된 전력을, 제1 인버터(141)를 통해 모터로서 기능하는 발전기(12)를 구동하고, 엔진(11)의 크랭킹이나 엔진의 공운전 등을 실행한다. 배터리(14)는, 배터리 컨트롤러(23)에 의해 감시되며, 충전량 SOC에 따라서 충방전 제어가 실행된다. 본 실시 형태의 전동기(13)로의 전력 공급원은, 배터리(14)를 주전원으로 하고 발전기(12)를 부전원으로 해도 되고, 발전기(12)를 주전원으로 하고 배터리(14)를 부 전원으로 해도 된다. 또한, 본 발명에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치를 실현하기 위해서는, 반드시 도 1에 도시하는 배터리(14)는 필수인 것은 아니고, 엔진(11)의 크랭킹용 배터리를 구비하고, 발전기(12)의 정격 발전 전력이 하이브리드 차량(1)의 주행에 비하여 충분히 큰 것이면, 필요에 따라서 배터리(14)를 생략해도 된다. 또한, 주행 모드는, 시프트 레버 스위치가, 드라이브 포지션 또는 브레이크 포지션으로 설정되어 있는 경우에 설정 가능으로 되어 있다.
본 실시 형태의 전동기(13)는, 그 회전축(131)이 감속기(132)를 통해 차동 장치(17)의 기어 입력축(171)에 연결되고, 이에 의해 전동기(13)의 회전축(131)의 회전 토크가, 감속기(132) 및 차동 장치(17)에 전달되고, 여기서 좌우로 분기되어, 좌우 각각의 구동 차축(16, 16)으로부터 좌우 각각의 구동륜(15, 15)에 전달된다. 이에 의해, 전동기(13)의 구동 토크에 따라서 구동륜(15, 15)이 회전하여, 하이브리드 차량(1)이 전진 또는 후퇴한다. 또한, 감속기(132)의 감속비는, 일정한 감속비여도 되고, 가변 감속비여도 되고, 예를 들어 감속기(132) 대신에 변속기를 마련해도 된다.
또한, 시프트 레버 스위치 센서/주행 모드 스위치 센서(27)(이하, S/M 센서(27)라고도 한다.) 중 시프트 레버 스위치 센서로 검출되는 시프트 레버 스위치는, 뉴트럴 포지션, 파킹 포지션, 드라이브 포지션, 리버스 포지션 및 브레이크 포지션 중 어느 하나가 선택 가능하게 된 레버식 스위치이며, 일반적으로는 운전자석 옆의 센터 콘솔 등에 설치된다. 그리고, 드라이브 포지션을 선택한 경우에는, 전동기(13)는 차량의 전진 방향에 상당하는 방향으로 회전하고, 리버스 포지션을 선택한 경우는, 차량의 후퇴 방향에 상당하는 방향으로 역회전한다. 또한, 브레이크 포지션이란, 주행 속도에 대한 전동기(13)의 목표 회생 구동력을 보다 크게 설정한 포지션이며, 액셀러레이터를 놓으면, 브레이크 조작이 없어도 하이브리드 차량(1)을 정지에 이르게 할 정도의 큰 모터 브레이크를 발생시킨다. 또한, S/M 센서(27) 중 주행 모드 스위치 센서로 검출되는 주행 모드 스위치란, 노멀 주행 모드, 에코 주행 모드, 스포츠 주행 모드와 같은, 차속 및 액셀러레이터 개방도에 대한 목표 구동력의 프로파일이 다른 복수의 주행 모드(도 3을 참조하여 후술함)를 전환하기 위한, 예를 들어 버튼식 또는 다이얼식 스위치이며, 일반적으로는 운전자석 옆의 센터 콘솔 등에 설치된다.
본 실시 형태의 전동기(13)는, 제2 인버터(142)의 전환 제어에 의해, 전동기로서의 기능 외에, 제너레이터(발전기)로서도 기능한다. 상술한 배터리(14)의 충전량 SOC가 낮은 경우의 충전이나, 감속 시에 회생 브레이크를 발생시키고 싶은 경우에는, 제너레이터로서 기능한다. 단, 본 발명에 관한 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치를 실현하기 위해서는, 적어도 전동기로서의 기능을 구비하면 된다.
본 실시 형태의 전동기(13)는, 제2 인버터(142)를 통해, 배터리(14)와 송전 및 수전이 가능하도록 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 전동기(13)는, 제1 인버터(141) 및 제2 인버터(142)를 통해, 발전기(12)와 송전 및 수전이 가능하도록 전기적으로 접속되어 있다. 제2 인버터(142)는, 배터리(14) 및/또는 제1 인버터(141)로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여, 전동기(13)에 공급한다. 또한 제2 인버터(142)는, 전동기(13)에 의해 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 배터리(14) 및/또는 제1 인버터(141)에 공급한다. 제2 인버터(142) 및 전동기(13)는, 후술하는 전동기 컨트롤러(24)로부터의 구동 토크 명령값에 의해 제어된다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 하이브리드 차량(1)에서는, 운전자가 파워 스위치를 ON시키고, 사이드 브레이크를 해제한 후 액셀러레이터를 답입하면, 액셀러레이터의 답입량에 따른 요구 구동 토크가 차량 컨트롤러(20)에서 연산되어, 전동기 컨트롤러(24)를 통해 제2 인버터(142) 및 전동기(13)에 구동 토크 명령값이 출력되고, 전동기(13)는 당해 구동 토크 명령값에 따른 토크가 발생하도록 구동된다. 이에 의해, 구동륜(15, 15)이 회전하여, 하이브리드 차량(1)이 주행한다. 이때, 액셀러레이터 센서(25), 차속 센서(26) 및 S/M 센서(27)로부터의 입력값과, 배터리 컨트롤러(23)에 의해 감시된 배터리(14)의 충전량 SOC에 기초하여, 엔진(11)을 구동할지 여부가 판단되고, 필요해지는 조건이 성립되면 엔진(11)도 구동하면서 주행한다.
또한, 하이브리드 차량(1)의 주행 중, 예를 들어 운전자가 액셀러레이터를 복귀시킨 경우에는, 액셀러레이터 개방도 등에 따른 요구 구동 토크(요구 회생 토크)가 차량 컨트롤러(20)에서 연산된다. 이때, 액셀러레이터 센서(25), 차속 센서(26) 및 S/M 센서(27)로부터의 입력값과, 배터리 컨트롤러(23)에 의해 감시된 배터리(14)의 충전량 SOC에 기초하여, 전동기(13)에서 발생되는 회생 전력에 대해, 배터리(14)로 입력 가능한 전력(이하, 배터리 입력 가능 전력)에 따라서, 엔진(11)을 발전기(12)로 구동할지 여부가 판단된다. 전동기(13)의 회생 전력이 배터리 입력 가능 전력 이하인 경우에는, 배터리 입력 전력의 억제를 위해, 발전기(12)를 구동시키지 않아도 된다. 한편, 전동기(13)의 목표 회생 전력이 배터리 입력 가능 전력보다 큰 경우에는, 발전기(12)로 엔진(11)을 구동시키고, 배터리(14)에 공급할 수 없는 전력을, 엔진(11)의 구동에 의해 소비시킨다. 이때, 엔진(11)에는 연료가 공급되고 있지 않다. 이와 같이, 차량 컨트롤러(20)는, 전동기(13)를 회생 상태로 하는 경우에, 엔진(11)으로의 연료 공급을 커트한 상태에서, 엔진(11)을 발전기(12)로 구동시킴으로써, 전동기(13)에 의한 회생량을 확보하는 제어를, 요구 회생 토크에 따라서 실행한다. 이하, 엔진(11)의 구동 제어를 포함하여 제어계의 구성을 설명한다. 또한, 이하의 제어계의 구성은 회생 제어를 실행하기 위한 구성이다.
<<하이브리드 차량의 제어계의 구성>>
도 2는, 도 1에 도시한 본 실시 형태의 하이브리드 차량(1)의 제어계의 주된 구성을 도시하는 제어 블록도이다. 본 실시 형태의 제어계는, 도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 컨트롤러(23), 액셀러레이터 센서(25), 차속 센서(26) 및 S/M 센서(27)를 입력 요소로 하고, 엔진 컨트롤러(21), 발전기 컨트롤러(22) 및 전동기 컨트롤러(24)를 출력 대상 요소로 하여, 입력 요소로부터의 각 신호를 차량 컨트롤러(20)에서 처리하여 출력 대상 요소에 제어 신호로서 출력한다.
입력 요소로서의 배터리 컨트롤러(23)는, 감시 대상인 배터리(14)의 현재의 충전량 SOC(예를 들어 0 내지 100％)와 정격 출력 전력으로부터, 현재의 배터리 입력 가능 전력(W)을 연산하고, 이것을 목표 소비 전력 연산부(202)로 출력한다. 또한 입력 요소로서의 액셀러레이터 센서(25)는, 운전자가 답입하거나 떼거나 하는 액셀러레이터 페달의 답입량을 검출하고, 이것을 액셀러레이터 개방도(예를 들어 0 내지 100％)로서 목표 구동력 연산부(201)로 출력한다. 또한 입력 요소로서의 차속 센서(26)는, 예를 들어 전동기(13)의 회전축(131)의 회전 속도와 감속기(132)의 감속비와 구동륜(15)의 반경으로부터 차속을 연산하고, 이것을 목표 구동력 연산부(201), 목표 소비 전력 연산부(202), 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)로 출력한다. 또한 입력 요소로서의 S/M 센서(27)는, 상술한 시프트 레버 스위치(뉴트럴 포지션, 파킹 포지션, 드라이브 포지션, 리버스 포지션 및 브레이크 포지션 중 어느 하나)에 의해 선택된 시프트 신호와, 주행 모드 스위치(노멀 주행 모드, 에코 주행 모드, 스포츠 주행 모드 중 어느 하나)에 의해 선택된 모드 신호를, 목표 구동력 연산부(201) 및 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)로 출력한다.
한편, 출력 대상 요소로서의 엔진 컨트롤러(21)는, 목표 소비 전력 연산부(202)로부터 출력되는 연료 커트 명령을 입력하고, 이 연료 커트 명령에 기초하여, 엔진(11)으로의 연료 공급을 제어한다. 또한 출력 대상 요소로서의 발전기 컨트롤러(22)는, 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)에서 연산된 발전기 회전 속도 명령값을 입력하고, 이 발전기 회전 속도 명령값에 기초하여, 발전기(12)에 공급하는 전력을 제어한다. 또한 출력 대상 요소로서의 전동기 컨트롤러(24)는, 목표 구동 모터 토크 연산부(205)에서 연산된 구동 모터 토크 명령값을 입력하고, 전동기(13)의 회생 전력을 제어한다. 이 구동 모터 토크 명령값이, 운전자의 액셀러레이터 조작에 따라서 하이브리드 차량(1)을 주행시키기 위한 주된 명령값이 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 액셀러레이터 조작은, 운전자에 의한 수동 운전 외에, 소위 자동 운전 기능을 구비한 하이브리드 차량에 있어서, 자동 운전 기능에 의해 연산된 액셀러레이터 명령값에 기초하는 액셀러레이터 조작도 포함된다.
다음에, 상술한 입력 요소로부터의 각 신호를 처리하여 출력 대상 요소에 제어 신호를 출력하는 차량 컨트롤러(20)의 구성을 설명한다. 본 실시 형태의 차량 컨트롤러(20)는, 목표 구동력 연산부(201), 목표 소비 전력 연산부(202), 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203), 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204), 목표 구동 모터 토크 연산부(205)를 구비한다.
차량 컨트롤러(20)는, 하드웨어 및 소프트웨어를 구비한 컴퓨터에 의해 구성되며, 프로그램을 저장한 ROM(Read Only Memory)과, 이 ROM에 저장된 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)와, 액세스 가능한 기억 장치로서 기능하는 RAM(Random Access Memory)으로 구성된다. 또한, 동작 회로로서는, CPU(Central Processing Unit) 대신에 또는 이것과 함께, MPU(Micro Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상술한 목표 구동력 연산부(201), 목표 소비 전력 연산부(202), 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203), 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204), 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, ROM에 확립된 소프트웨어에 의해, 후술하는 각 기능을 실현한다. 또한, 출력 대상 요소로서의 엔진 컨트롤러(21), 발전기 컨트롤러(22) 및 전동기 컨트롤러(24), 입력 요소로서의 배터리 컨트롤러(23)도 마찬가지로, 하드웨어 및 소프트웨어를 구비한 컴퓨터에 의해 구성되며, 프로그램을 저장한 ROM과, 이 ROM에 저장된 프로그램을 실행하는 CPU(또는 MPU, DSP, ASIC, FPGA)와, 액세스 가능한 기억 장치로서 기능하는 RAM으로 구성된다.
도 3은, 도 2의 목표 구동력 연산부(201)의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다. 목표 구동력 연산부(201)는, 액셀러레이터 센서(25)로부터의 액셀러레이터 개방도, 차속 센서(26)로부터의 차속 및 S/M 센서(27)로부터의 시프트 포지션 및 주행 모드의 각 신호를 입력하고, 목표 구동력 Fd와 구동 모터 토크 명령값을 출력한다. 차량 컨트롤러(20)의 메모리에는, 세 주행 모드, 즉 스포츠 주행 모드, 노멀 주행 모드 및 에코 주행 모드의 각 제어 맵이 시프트 포지션(드라이브 포지션 및 브레이크 포지션)별로 기억되어 있다. 맵은, 스포츠 주행 모드, 노멀 주행 모드 및 에코 주행 모드의 세 주행 모드의 세 제어 맵을 포함한다. 이것과 마찬가지로, 브레이크 포지션이 선택된 경우의 스포츠 주행 모드, 노멀 주행 모드 및 에코 주행 모드의 세 주행 모드의 제어 맵도 기억되어 있다. 이들 시프트 포지션에 따른 각 이들 세 주행 모드는, 차속(횡축) 및 액셀러레이터 개방도(복수의 선)에 대한 목표 구동력(종축)의 크기가 다르며, 스포츠 주행 모드에서는, 차속 및 액셀러레이터 개방도에 대한 목표 구동력이 상대적으로 크고, 에코 주행 모드에서는, 반대로 차속 및 액셀러레이터 개방도에 대한 목표 구동력이 상대적으로 작고, 노멀 주행 모드에서는 이들의 중간 값으로 설정되어 있다. 시프트 포지션별 주행 모드가 본 발명의 주행 사양에 상당한다.
목표 구동력 연산부(201)는, S/M 센서(27)로부터의 시프트 포지션 및 주행 모드의 각 신호를 입력하여 해당하는 시프트 포지션의 주행 모드의 제어 맵을 추출하고, 액셀러레이터 센서(25)로부터의 액셀러레이터 개방도 및 차속 센서(26)로부터의 차속으로부터, 해당하는 목표 구동력을 추출한다. 목표 구동력이라 하고, 구동륜(15)의 동반경과 감속기(132)의 감속비를 사용하여 목표 구동 모터 토크로 단위 변환한다. 여기서, 구해진 목표 구동 모터 토크가 미리 설정된 상한 토크값을 초과하는 경우에는 상한 토크값을 목표 구동 모터 토크로 설정하고, 또한 구해진 목표 구동 모터 토크가 미리 설정된 하한 토크값 미만인 경우에는 하한 토크값을 목표 구동 모터 토크 값으로 설정한다. 그리고, 이와 같이 하여 구해진 목표 구동 모터 토크를, 구동 모터 토크 명령값으로서 전동기(13)에 출력한다. 또한, 이와 같이 하여 구해진 목표 구동 모터 토크를, 구동륜(15)의 동반경과 감속기(132)의 감속비를 사용하여 목표 구동력 Fd로 다시 단위 변환하여, 목표 소비 전력 연산부(202) 및 목표 구동 모터 토크 연산부(205)에 출력한다.
도 4는, 도 2의 목표 소비 전력 연산부(202)의 주된 구성을 나타내는 제어 블록도이다. 목표 소비 전력 연산부(202)는, 목표 구동력 연산부(201)로부터의 목표 구동력 Fd를 입력하고, 목표 구동력과 소정값(0)을 비교하여, 목표 구동력 Fd가 마이너스 구동력인지 여부를 판정한다. 목표 구동력 Fd가 회생 구동력인 경우에는, 목표 구동력 Fd에 차속을 승산하여, 요구 회생 전력을 연산한다. 요구 회생 전력은 차량에 대해 요구되는 회생 전력이다. 목표 소비 전력 연산부(202)는, 요구 회생 전력으로부터 배터리 입력 가능 전력을 감산한다. 배터리 입력 가능 전력은 SOC에 따라 결정된다. 목표 소비 전력 연산부(202)는, 요구 회생 전력으로부터 배터리 입력 가능 전력을 감산된 값과, 소정값(0)을 비교하여, 높은 쪽의 값을 목표 소비 전력 Pc로서 출력한다. 즉, 요구 회생 전력으로부터 배터리 입력 가능 전력을 감산함으로써 얻어지는 전력이, 발전기(12)에 의한 엔진(11)의 구동에 의해 소비하는 목표 소비 전력에 상당한다. 또한, 목표 소비 전력 연산부(202)는, 감산된 값이 0보다 큰 경우에는, 전력 소비 요구(CR)를 출력한다. 시스템 요구 등에 의해, 연료 커트의 요구가 입력되는 경우, 또는 전력 소비 요구가 입력되는 경우에는, 목표 소비 전력 연산부(202)는, 연료 커트 명령을 출력한다.
도 5는, 도 2의 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)의 주된 구성을 나타내는 제어 블록이다. 차량 컨트롤러(20)의 메모리에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 목표 소비 전력에 대한 요구 도달 엔진 회전 속도의 제어 맵이 기억되어 있다. 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)는, 목표 소비 전력 Pc를 입력하고, 도 5에 도시하는 제어 맵을 참조하여, 요구 도달 엔진 회전 속도를 추출한다. 또한, 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)는, 요구 도달 엔진 회전 속도가 미리 설정된 하한 엔진 회전 속도보다 낮은 경우에는, 하한 엔진 회전 속도를 목표 도달 엔진 회전 속도로 설정하고, 요구 도달 엔진 회전 속도가 미리 설정된 상한 엔진 회전 속도보다 높은 경우에는, 상한 엔진 회전 속도를 목표 도달 엔진 회전 속도로 설정한다. 그리고, 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)는, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt를 출력한다.
도 6은, 도 2의 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)의 주된 구성을 나타내는 제어 블록이다. 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 연산부(2041)(이하, 간단히 요구 보충 감속도 연산부(2041)라고 칭함)와, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)와, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)와, 발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)를 구비한다. 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)는, 차속 센서(26)로부터의 차속, 액셀러레이터 센서(25)로부터의 액셀러레이터 개방도, S/M 센서(27)로부터의 시프트 포지션 및 주행 모드의 각 신호, 목표 소비 전력 연산부(202)로부터의 목표 소비 전력 및 전력 소비 요구, 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)로부터의 목표 도달 엔진 회전 속도를 입력하고, 후술하는 각 처리를 실행한 후, 발전기 컨트롤러(22)에 발전기 회전 속도 명령값을 출력한다. 도 6의 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042, 2043) 중, 상측의 제어 블록은, 엔진 회전 속도를 상승시키는 경우의 처리를 나타내고, 하측의 제어 블록은, 엔진 회전 속도를 감소시키는 경우의 처리를 나타낸다. 이하, 요구 보충 감속도 연산부(2041), 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042), 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043), 발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)에 있어서의 처리를 순으로 설명한다.
요구 보충 감속도 연산부(2041)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 목표 소비 전력 Pc를 차속으로 제산하여, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR을 연산하고, 연산된 값을 출력한다. 이에 의해, 목표 소비 전력은, 현재의 차속에 있어서의 요구 감속도로 환산된다. 여기서 목표 소비 전력 Pc란, 목표 구동력 Fd 즉 요구 감속도로부터 요구 회생 전력을 연산하고, 배터리 입력 가능 전력을 감산하여 얻어지는, 발전기(12)에 의한 엔진(11)의 구동으로부터 소비되는 전력이다. 따라서 요구 보충 감속도 연산부(2041)에서 연산되는 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR은, 운전자에 의한 요구 감속도 즉 목표 구동력 Fd 중 모터링 제어가 부담하는 감속도에 상당한다. 또한 배터리 입력 가능 전력은 급격하게 변화하지 않는다는 점에서, 요구 감속도 즉 목표 구동력 Fd와 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도는 마찬가지의 변화를 하는 것이다. 예를 들어 요구 감속도 즉 목표 구동력이 증가된 경우에는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도도 마찬가지의 값이 증가된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 요구 감속도의 변화(증감)는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도의 변화(증감), 및 목표 구동력의 변화(증감) 중, 적어도 어느 하나의 변화(증가)에 상당한다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 차속, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt 및 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR을 입력으로 하여, 후술하는 연산 처리에 의해 목표 엔진 회전 속도 NBu를 연산하고, 목표 엔진 회전 속도 NBu를 발전기 회전 속도 명령값으로 출력한다. 차량 컨트롤러(20)의 메모리에는, 전력 소비에 의한 요구 감속도와 기본 목표 엔진 회전 상승률의 관계를 나타내는 맵(이하, 제1맵이라고도 칭함), 목표 도달 엔진 회전 속도와, 실제의 엔진 회전 속도 상당인 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc의 전회 연산값의 차와, 도달 시의 엔진 회전 상승률의 관계를 나타내는 맵(이하, 제2맵이라고도 칭함) 및 차속과 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률의 관계를 나타내는 맵(이하, 제3맵이라고도 칭함)이 기억되어 있다. 각 맵은 도 8에 도시되어 있다. 제1맵은, 요구 보충 감속도의 증가에 대해 엔진 회전 속도의 상승률(변화율)이 비례 관계로 상승하고, 요구 보충 감속이 소정값 이상이 되면 엔진 회전 속도의 상승률이 작아지는 관계성을 가지고 있다. 즉, 요구 보충 감속이 클수록 엔진 회전 속도의 상승률이 커지고, 요구 보충 감속이 소정 이상인 경우에는, 엔진 회전 속도의 상승률은 작은 값이 된다. 제2맵은, 목표 도달 엔진 회전 속도와 최종 목표 엔진 회전 속도의 차에 대해, 엔진 회전 속도의 상승률이 비례 관계로 추이하는 관계성을 가지고 있다. 즉, 목표 도달 엔진 회전 속도와 최종 목표 회전 속도와의 차분이 작을수록, 엔진 회전 속도의 상승률 작아진다. 제3맵은, 차속에 대해, 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률이 비례 관계로 추이하는 관계성을 가지고 있다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR을 입력하고, 도시되는 제1맵을 참조하여, 기본 목표 엔진 회전 상승률 NRBu를 추출한다. 또한, 요구 보충 감속도 연산부(2042)는, 목표 도달 엔진 회전 속도와 최종 목표 엔진 회전 속도와의 차분을 연산하고, 연산된 차분을 입력으로 하여 제2맵을 참조하여, 지속감 연출용 엔진 회전 상승률 NRGu를 추출한다. 그리고, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 기본 목표 연산 회전 상승률 NRBu와 지속감 연출용 엔진 회전 속도 상승률 NRGu를 비교하여, 작은 쪽 상승률을 선택한다(셀렉트 로우를 취함). 선택된 상승률은, 전력 소비 요구시의 엔진 회전 상승률 NRDu가 된다.
예를 들어 운전자의 조작에 의해, 액셀러레이터 개방도가 높은 값으로부터 낮은 값이 되고, 모터링 제어가 실행되는 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도의 증가에 의해 엔진 회전 속도를 증가시킬 때에는, 차량 컨트롤러(20)는, 현재의 엔진 회전 속도가 목표 도달 엔진 회전 속도에 도달하도록, 엔진 회전 상승률을 사용하여, 엔진 회전 속도를 상승시킨다. 이때, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 클수록, 엔진 구동에 의한 전력의 소비 전력은 커지기 때문에, 운전자에 주는 위화감을 주지 않는 감속감을 얻기 위해서는, 엔진의 회전 속도를 빠르게 상승시킬 것이 요구된다. 또한, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도의 감속감의 지속을 실현하기 위해서는, 엔진 회전 속도의 상승률을 시간의 경과와 함께 점차 작게 할 것이 요구된다.
엔진 회전 속도가 증가하기 시작하는 개시점에서는, 엔진 목표 회전 속도와 현재의 엔진 회전 속도의 차는 크기 때문에, 제2맵에서 연산되는 엔진 회전 상승률은 크다. 그 때문에, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 기본 목표 엔진 회전 상승률 NRBu를, 전력 소비 요구시의 엔진 회전 상승률 NRDu로서 선택한다. 제1맵에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 클수록, 엔진 회전 상승률은 크게 되어 있다. 엔진 회전 속도의 증가 개시점으로부터 보았을 때, 엔진 회전 속도는 높은 상승률로 변화되고, 그 상승률은, 전력 소비에 의한 요구 감속도가 클수록 커진다. 이에 의해, 운전자에게 끼치는 제동력이 약하다는 위화감을 완화시킬 수 있다. 또한, 엔진 증가의 개시점으로부터의 시간 경과와 함께, 현재의 엔진 회전 속도는 엔진 목표 회전 속도에 접근하기 때문에, 엔진 목표 회전 속도와 현재의 엔진 회전 속도의 차는 작아지고, 제2맵에서 연산되는 엔진 회전 상승률 NRGu는 작아진다. 그리고, 엔진 회전 상승률 NRGu가, 제1맵에서 연산되는 엔진 회전 속도 NRBu보다 작아지면, 요구 보충 감속도 연산부(2041)는, 지속감 연출용 엔진 회전 상승률 NRGu를, 전력 소비 요구시의 엔진 회전 상승률 NRDu로서 선택한다. 즉, 엔진 회전 속도 증가의 개시점으로부터의 시간 경과와 함께, 현재의 엔진 회전 속도는 엔진 목표 회전 속도에 접근할수록, 회전 속도의 상승률이 작아지기 때문에, 지속감 있는 감속감을 실현할 수 있다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 차속을 입력으로 하여 제3맵을 참조하여, 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률 NRNu를 추출한다. 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률 NRNu는, 시스템 요구 등, 운전자 요구 이외의 요구에 의해, 엔진 회전 속도를 상승시킨 경우의 엔진 회전 상승률이다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 전력 소비 요구시의 엔진 회전 상승률과 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률을 비교하여, 높은 쪽의 회전 상승률을, 목표 엔진 회전 상승률로 설정한다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 최종 목표 엔진 회전 속도(전회값)에, 목표 엔진 회전 상승률을 가산하여, 목표 엔진 회전 속도를 산출한다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 목표 소비 전력 Pc, 차속, 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도(전회값), 액셀러레이터 개방도 및 시프트ㆍ모드 신호를 입력으로 하여, 후술하는 연산 처리에 의해 목표 엔진 회전 속도를 연산하여, 목표 엔진 회전 속도를 발전기 회전 속도 명령값으로 출력한다.
차량 컨트롤러(20)의 메모리에는, 목표 소비 전력과 기본 목표 엔진 회전 감소율의 관계를 나타내는 맵(이하, 제4맵이라고 칭함)과, 액셀러레이터 개방도 변화량과 게인의 관계를 나타내는 맵(이하, 제5맵이라고 칭함)과, 차속과 비운전자 조작시 엔진 회전 상승률의 관계를 나타내는 맵(이하, 제6맵이라고 칭함)이 기억되어 있다. 각 맵은, 도 9에 도시되어 있다.
제4맵은, 목표 소비 전력의 증가에 비해 기본 목표 엔진 회전 감소율이 비례 관계로 감소하면서, 목표 소비 전력이 소정 임계값 이상이 되면 기본 목표 엔진 회전 감소율이 제로가 되는 관계성을 가지고 있다. 즉, 목표 소비 전력이 소정값 이상인 경우에는, 엔진 회전 속도의 감소율이 일정 속도가 된다. 또한, 제4 맵에 있어서, 목표 소비 전력이 소정 임계값 이상이 되는 경우에, 기본 목표 엔진 회전 감소율은 반드시 제로(또는 일정 속도)가 될 필요는 없고, 목표 소비 전력이 소정 임계값보다 높을 때의 회전 감소율과 비교하여 작아지면 된다. 제5맵은, 액셀러레이터 개방도 변화량의 증가에 비해, 게인이 비례 관계로 감소되는 관계성을 가지고 있다. 게인은, 액셀러레이터 조작시의 엔진 회전 감소를 억제하기 위한 게인이다. 제6맵은, 차속에 대해, 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률이 비례 관계로 추이하는 관계성을 가지고 있다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 목표 소비 전력 Pc를 입력으로 하고, 도시된 제4맵을 참조하여, 기본 목표 엔진 회전 감소율 NRBd를 추출한다.
모터링 제어의 상태에서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 큰 경우에는, 엔진 회전 속도는 크고, 엔진의 회전음이 운전자에게 들린다. 그리고, 모터링 제어를 계속한 상태에서, 액셀러레이터 조작이 된 경우에는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 낮아진다. 이때, 액셀러레이터 조작이 행해진 타이밍에, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도의 변화에 대응하도록, 엔진 회전 속도를 변화시키면, 운전자에 대해 위화감을 준다. 이와 같은 위화감을 완화시키기 위해서는, 모터링 제어를 실행하고 있는 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 낮아지는 경우에는 엔진 회전 속도의 변화에 제한을 거는 것이 요구된다. 또한, 모터링 제어의 상태에서, 운전자가 가속 요구에 의해 액셀러레이터를 답입한 경우에는, 엔진 회전 속도를 빠르게 저하시키지 않으면, 후의 가속 시에 엔진 회전 속도가 상승하지 못하여, 운전자에 대해 위화감을 준다. 이와 같은 위화감을 완화시키기 위해서는, 모터링 제어를 실행하고 있는 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 낮을수록 엔진 회전 속도의 감소율이 커지도록 할 것이 요구된다.
모터링 제어가 행해지고, 또한, 엔진 회전 속도가 높은 상태에서, 운전자의 액셀러레이터 조작이 된다. 이때, 액셀러레이터 개방도는 낮고, 모터링 제어는 계속된다. 액셀러레이터를 답입하는 조작에 의해, 목표 소비 전력 Pc는 작아지지만, 액셀러레이터 개방도가 낮기 때문에, 목표 소비 전력의 감소 폭은 작다. 제4맵에 있어서, 목표 소비 전력 Pc가 소정값(도 9에 도시하는 제1맵에 있어서, 그래프의 굴곡점에 상당하는 소비 전력)보다 높은 경우에는, 엔진 회전 감소율은 작은 값(도 9의 예에서는 제로)으로 설정되어 있다. 그 때문에, 액셀러레이터 조작을 개시한 시점에서는, 목표 소비 전력 Pc는 소정값 이상이고, 엔진 회전 속도의 감소율은 작은 값이 되어, 엔진 회전 속도의 변화가 제한된다. 이에 의해, 엔진 회전 속도의 저하를 억제하여, 운전자의 위화감을 완화시킬 수 있다.
또한, 제4맵에 있어서, 목표 소비 전력 Pc가 소정값보다 낮아지면, 엔진 회전 감소율은 커지고, 목표 소비 전력 Pc가 작아질수록 엔진 회전 감소율은 커진다. 이에 의해, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제된 후, 엔진 회전 속도는 빠르게 낮아지기 때문에, 가속 시에는 엔진 회전 속도를 상승시킬 수 있어, 운전자의 위화감을 완화시킬 수 있다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 현재의 액셀러레이터 개방도와 소정 횟수 전에 처리를 하였을 때의 액셀러레이터 개방도를 차분을 취하여, 액셀러레이터 개방도 변화량을 연산한다. 소정 횟수 전의 처리하였을 때의 액셀러레이터 개방도는, 전회 처리시의 액셀러레이터 개방도, 또는 금회보다 앞선 복수회분의 액셀러레이터 개방도의 평균으로 해도 된다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 제5맵을 참조하여, 액셀러레이터 개방도 변화량에 대응하는 게인 AG를 추출한다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 제4맵을 사용하여 연산한 기본 목표 엔진 회전 감소율 NRBd에 게인 AG를 승산하여, 운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율 NRDd를 연산한다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 액셀러레이터 개방도 변화량과 임계값을 비교한다. 임계값은, 주행 모드별로 설정되어 있고, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는 주행 모드에 따른 임계값을 추출한다. 액셀러레이터 개방도 변화량이 임계값보다 높은 경우에는, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그를 세트 상태로 한다. 세트 상태는, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작이 있음을 나타낸다. 한편, 액셀러레이터 개방도 변화량이 임계값보다 낮은 경우에는, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그를 클리어 상태로 한다. 클리어 상태는, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작이 없다고 판정한 것을 나타낸다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그가 세트 상태인 경우에는, 운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율 NRDd를, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd로 설정한다. 한편, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043), 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그가 클리어 상태인 경우에는, 비운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율 NRNd를, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd로 설정한다.
또한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그가 클리어 상태인 경우에는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는 이하의 연산 처리를 실행한다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 비운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율로부터, 전회 처리시의 목표 엔진 회전 속도 감소값을 감산하여, 감산된 값(이하, 「전회값에 대한 엔진 회전 감소율의 변화량」이라고도 칭함)과 임계값을 비교한다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 감산된 값이 임계값보다 큰 경우에는 논리값 「1」로 하여 연산하고, 감산된 값이 임계값 이하인 경우에는 논리값 「0」으로 하여 연산한다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그에 대해, NOT 연산 처리를 행하고, 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그를 반전시킨다. 즉, 도 9에 도시하는 바와 같이, 운전자 조작 없음의 경우에 플래그(비운전자 조작시의 엔진 회전 감소율로의 이행 판정)은 「1」이 되고, 운전자 조작 있음의 경우에 플래그(비운전자 조작시의 엔진 회전 감소율에 대한 이행 판정)는 「0」이 된다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 회전 감소율의 변화량의 크기를 나타내는 논리값과, 플래그의 AND 연산 처리를 행한다. 회전 감소율의 변화량을 나타내는 논리값 및 플래그(비운전자 조작시의 엔진 회전 감소율에 대한 이행 판정)가 양쪽 모두 「1」인 경우에, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 소정의 레이트가 출력되도록, 스위치(SW)를 전환한다. 레이트는, 운전자가 액셀러레이터 조작을 하고 있지 않은 경우의 엔진 회전 속도의 감소율을 억제하여, 엔진 회전 속도를 원활하게 변화시키기 위한 값이다. 레이트는, 미리 설정되어 있고, 예를 들어 1보다 작은 일정값으로 설정되어 있다. 그리고, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 전회 처리시의 목표 엔진 회전 속도 감소율에 레이트를 가산하여, 엔진 회전 급변 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd(이하, 억제용 목표 엔진 회전 감소율이라고도 칭함)를 연산한다. 또한, 회전 감소율의 변화량을 나타내는 논리값 및 플래그(비운전자 조작시의 엔진 회전 감소율에 대한 이행 판정) 중 어느 하나가 「0」인 경우에는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 전회값에 대한 엔진 회전 감소율의 변화량이 출력되도록, 스위치(SW)를 전환한다. 그리고, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 전회 처리시의 목표 엔진 회전 속도 감소값에, 전회값에 대한 엔진 회전 감소율의 변화량을 가산하여, 엔진 회전 급변 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd를 연산한다.
목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd와, 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd를 비교하여, 작은 쪽의 회전 감소율을 선택한다(셀렉트 로우를 취함). 또한, 소정의 레이트가 출력되도록 스위치(SW)가 전환되어 있는 상태에서, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)에 의한 연산 처리가 반복 실행되면, 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd는, 레이트 가산에 수반하여, 점차 증가된다. 그리고, 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd가 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd보다 커지면, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd와 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd의 셀렉트 로우에 의해, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율 NRd가 선택된다. 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 최종 목표 엔진 회전 속도(전회값)로부터, 선택된 목표 감소율을 감산하여, 목표 엔진 회전 속도 NBd를 연산한다.
여기서, 도 9에 도시하는 제어 블록 중 점선 A로 둘러싸인 부분의 작용에 대해 설명한다. 상기한 바와 같이, 모터링 제어에서, 또한, 엔진 회전 속도가 높은 상태로부터, 운전자가 가속 요구에 의해 액셀러레이터를 답입한 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 낮아지고, 또한, 엔진(11)에 대해 구동 요구가 있을 때에는, 엔진 회전 감소율이 일정해짐으로써, 엔진 회전 속도의 변화에 제한이 걸린다. 그리고, 엔진(11)의 구동에 의한 목표 소비 전력이 낮아지면, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제되어, 엔진 회전 속도가 빠르게 내려간다. 이때, 예를 들어 운전자가 액셀러레이터의 답입량을 일정하게 한 경우에는, 액셀러레이터 개방도의 상승이 억제되고, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도는 일정해진다. 그리고, 액셀러레이터 개방도의 변화량이 임계값보다 낮은 경우에는, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그는, 운전자 조작 없음의 상태로 된다. 또한, 엔진(11)의 구동에 의한 목표 소비 전력은 제로가 되어 있지 않고, 엔진 회전 속도는 계속 감소하기 때문에, 비운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율과 전회 처리시의 목표 엔진 회전 속도 감소율의 차분은 임계값보다 커지고, 논리값은 「1」이 된다. 회전 감소율의 변화량의 크기를 나타내는 논리값과 플래그(비운전자 조작시의 엔진 회전 감소율에 대한 이행 판정)의 AND 조건이 만족되어, 엔진 회전 속도의 감소율에 대해 레이트 가산이 행해진다. 이에 의해, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제된 후, 엔진 회전 속도가 빠르게 낮아지고 있는 도중에, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 일정해졌을 경우에는, 엔진 회전 속도의 감소율이 감소된다. 바꾸어 말하면, 요구 감속도의 변화가 중단되고, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 일정해졌을 경우에는, 엔진 회전 속도의 감소 방향의 기울기가 완만해진다.
발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 목표 도달 엔진 회전 속도, 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 상승시) NBu, 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 감소시) NBd 및 전력 소비 요구 CR을 입력으로 하여, 후술하는 연산 처리에 의해 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc 및 발전기 모터 회전 속도 명령값을 연산하여, 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc를 목표 구동 모터 토크 연산부(205)에 출력하고, 발전기 모터 회전 속도 명령값을 발전기 컨트롤러(22)에 출력한다.
발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt와 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 감소시) NBd를 비교하여, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt가 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 감소시) NBd보다 낮은 경우에는, 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 감소시) NBd를 전력 소비 요구시 목표 엔진 회전 속도로 설정한다. 또한, 발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt와 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 상승시) NBu를 비교하여, 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt가 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 상승시) NBu보다 높은 경우에는, 목표 엔진 회전 속도(엔진 회전 상승시) NBu를 전력 소비 요구시 목표 엔진 회전 속도 Nt로 설정한다. 전력 소비 요구가 있는 경우에는, 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 전력 소비 요구시 목표 엔진 회전 속도를, 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc로 설정한다. 전력 소비 요구가 없는 경우에는, 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 비전력 소비 요구시 목표 엔진 회전 속도를, 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc로 설정한다.
회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc를 증속비로 제산하여, 발전기 모터 회전 명령값을 연산한다.
도 11은, 도 2의 목표 구동 모터 토크 연산부(205)의 주된 구성을 나타내는 제어 블록이다. 차량 컨트롤러(20)의 메모리에는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 변화율 부여 후 목표의 목표 엔진 회전 속도에 대한 추정 소비 전력의 제어 맵이 기억되어 있다. 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도는, 회전 속도 명령값 연산부(2044)에 의해 연산되는 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc에 대응한다. 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 변화율 부여 후 목표의 목표 엔진 회전 속도 Nc를 입력하고, 도 11에 도시하는 제어 맵을 참조하여, 추정 소비 전력을 연산한다. 추정 소비 전력은, 발전기에 의한 엔진(11)의 구동에 의해 소비되는 소비 전력의 추정값이다.
목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 추정 소비 전력을 구동력으로 환산하기 위해, 추정 소비 전력을 차속으로 제산함으로써 기본 제한 후 목표 회생력을 연산한다. 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 기본 제한 후 회생력에 추가 회생력을 가산하여, 제한 후 회생력을 연산한다. 추가 회생력은, 보조 기기류 등을 동작시키기 위해 필요한 전력 및 전동기로부터 배터리까지의 프릭션 상당의 힘에 상당한다. 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 제한 후 목표 회생력을 회생 방향의 값으로 하기 위해, 「-1」을 승산하고, 승산된 값과 목표 구동력의 셀렉트 하이를 취한다. 또한, 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 구동륜(15)의 동반경과 감속기(132)의 감속비를 사용하여 목표 구동 모터 토크로 단위 변환한다. 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 목표 구동 모터 토크와 하한 구동 모터 토크를 비교하여, 목표 구동 모터 토크가 하한 구동 모터 토크보다 작은 경우에는, 하한 구동 모터 토크를 구동 모터 토크 명령값 Tm으로 설정한다. 또한, 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 목표 구동 모터 토크와 상한 구동 모터 토크를 비교하여, 목표 구동 모터 토크가 상한 구동 모터 토크보다 큰 경우에는, 상한 구동 모터 토크를 구동 모터 토크 명령값 Tm으로 설정한다. 하한 구동 모터 토크 및 상한 구동 모터 토크는, 차량의 부품을 보호하기 위한 요구 등으로 결정된다.
다음에, 차량 컨트롤러(20)에서 실행되는 제어 처리의 플로우를 설명한다. 도 12a는 및 도 12b는, 차량 컨트롤러(20)에서 실행되는 처리 내용을 도시하는 흐름도이다. 도 10의 흐름도에 의한 처리는, 예를 들어 10msec의 시간 간격으로 반복된다.
스텝 S1에서는, 목표 구동력 연산부(201)는, 액셀러레이터 센서(25)로부터의 액셀러레이터 개방도, 차속 센서(26)로부터의 차속 및 S/M 센서(27)로부터의 주행 모드의 각 신호 및 배터리 컨트롤러(23)로부터의 배터리 입력 가능 전력을 입력하고, 스텝 S2에서, 도 3에 도시하는 처리를 실행하여 목표 구동력 Fd를 구한다.
스텝 S3에서는, 목표 소비 전력 연산부(202)는, 도 4에 도시하는 처리를 실행하여 목표 소비 전력 Pc를 연산한다. 스텝 S4에서는, 목표 도달 엔진 회전 속도 연산부(203)는, 도 5에 도시하는 처리를 실행하여 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt를 연산한다. 스텝 S5에서는, 목표 소비 전력 연산부(202)는, 도 4에 도시하는 처리를 실행하여 전력 소비 요구를 연산한다.
스텝 S6에서는, 전력 소비 요구가 있는지 여부를 판정하고, 전력 소비 요구가 있다고 판단한 경우에는 스텝 S7로 진행하고, 전력 소비 요구가 없다고 판단한 경우에는 스텝 S22로 진행한다. 스텝 S7에서는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 연산부(2041)는, 도 7에 도시하는 처리를 실행하여 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도를 연산한다. 스텝 S8에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 스텝 S3의 연산 처리에서 연산된 목표 도달 엔진 회전 속도 Nt와, 목표 도달 회전 속도의 전회값 Nc와의 차를 연산하고, 차가 소정값보다 큰 경우에는 스텝 S9로 진행하고, 차가 소정값 이하인 경우에는 스텝 S10으로 진행한다.
스텝 S10에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR을 입력하고, 도 8에 도시하는 제1맵을 참조하여, 기본 목표 엔진 회전 상승률 NRBu를 연산한다. 스텝 S11에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 목표 도달 엔진 회전 속도와, 실제 엔진 회전 속도와의 차분(Nt-Nc)에 기초하여, 도 8에 도시하는 제2맵을 참조하여, 지속감 연출용 엔진 회전 속도 상승률 NRGu를 연산한다. 스텝 S11에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 도 8에 도시하는 처리를 실행하여, 전력 소비 요구시의 엔진 회전 상승률 NRDu를 연산한다. 스텝 S12에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 차속을 입력하고, 도 8에 도시하는 제3맵을 참조하여, 비운전자 조작시의 엔진 회전 상승률 NRNu를 연산한다. 스텝 S13에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2042)는, 도 8에 도시하는 처리를 실행하여, 목표 엔진 회전 속도 NBu를 연산한다.
스텝 S14에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 전력 소비 요구시의 운전자ㆍ액셀러레이터 조작 판정 플래그의 상태에 기초하여, 엔진 회전 감소시에 운전자에 의한 액셀러레이터 조작이 있는지 여부를 판정한다. 액셀러레이터 조작이 있다고 판정하는 경우에는, 스텝 S15로 진행하고, 액셀러레이터 조작이 없다고 판정하는 경우에는, 스텝 S18로 진행한다.
스텝 S15에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 목표 소비 전력 Pc를 입력으로 하여, 도 9에 도시하는 제4맵을 참조하여, 기본 목표 엔진 회전 감소율 NRBd를 연산한다. 스텝 S16에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 8에 도시하는 제5맵을 참조하여, 액셀러레이터 개방도 변화량에 대응하는 게인을 연산한다.
스텝 S17에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 9에 도시하는 처리를 실행하여, 운전자 조작 판정 시의 목표 엔진 회전 감소율을 연산한다. 스텝 S18에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 차속을 입력으로 하여, 도 9에 도시하는 제6맵을 참조하여, 비운전자 조작시의 목표 엔진 회전 감소율을 연산한다.
스텝 S19에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 9에 도시하는 처리를 실행하여, 전력 소비 요구시의 목표 엔진 회전 감소율을 연산한다. 스텝 S20에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 9에 도시하는 처리를 실행하여, 엔진 회전 급변 억제용 목표 엔진 회전 감소율 NRkd를 연산한다. 스텝 S21에서는, 목표 엔진 회전 속도 연산부(2043)는, 도 9에 도시하는 처리를 실행하여, 목표 엔진 회전 속도 NBd를 연산한다.
스텝 S22에서는, 발전기 모터 회전 속도 명령값 연산부(2044)는, 도 10에 도시하는 처리를 실행하여, 최종 목표 엔진 회전 속도 Nc를 연산한다. 스텝 S23에서는, 목표 구동 모터 토크 연산부(205)는, 도 11에 도시하는 처리를 실행하여, 목표 구동 모터 토크 명령값 Tm을 연산한다.
다음에, 하이브리드 차량(1)을 대표적인 씬에 적용한 경우의 각 파라미터의 동향을 설명한다. 도 13 및 도 14는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도의 증가에 의해 엔진(11)의 회전 속도를 증가시킬 때의 타임차트이다. 도 15 내지 도 17은, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 감소되며, 또한, 엔진(11)을 발전기(12)로 구동시킬 때의 타임차트이다.
도 13은, 동 도면(b)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 운전자가 하이브리드 차량을 운전하고 있는 상태이며, 시간 t0 내지 t1 동안에는 액셀러레이터를 일정량으로 답입하고, 시간 t1 이후, 액셀러레이터를 뗀 씬을 나타낸다.
이 운전자의 액셀러레이터 조작에 의해, 동 도면(а)의 차속-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 시간 t0 내지 t1의 동안에는 정속 주행이 이루어지고, 시각 t1 이후 차속이 점차 감소된다. 동 도면(а)의 차속-시간의 그래프는, 차속이 높은 경우, 차속이 낮은 경우를 각각 선의 굵기를 바꾸어 나타내고, 동 도면(d) 내지 (f)의 각 그래프에 있어서의 파라미터의 변화선의 굵기는, 차속(고ㆍ저)에 각각 대응하도록 나타낸 것이다. 동 도면(c)의 전력-시간의 그래프는, 도 2의 목표 소비 전력 연산부(202)에서 연산되는 요구 회생 전력과, 배터리 컨트롤러(23)에서 연산되는 배터리 입력 가능 전력과, 도 2의 목표 소비 전력 연산부(202)에서 연산되는 목표 소비 전력 Pc를 나타낸다. 동 도면(d)의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도-시간의 그래프는, 도 6의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 연산부(2041)에서 연산되는, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도 DR을 나타내고 있다. 동 도면(e)의 엔진 회전 속도-시간의 그래프는, 도 2의 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)에서 연산되는 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도(최종 목표 엔진 회전 속도 Nc)를 나타낸 것이다. 동 도면(f)의 구동력-시간의 그래프는, 전동기(13)의 구동력이다.
동 도면(c)에 도시하는 바와 같이, 차속이 높은 경우의 요구 회생 전력은, 운전자 요구 구동력(목표 구동력에 상당)이 동일한 경우, 차속이 낮은 경우의 요구 회생 전력보다 높다. 목표 소비 전력은, 요구 회생 전력과 배터리 입력 가능 전력의 차에 상당하고, 배터리로의 입력 가능 전력이 동일한 경우, 차속이 높은 경우의 목표 회생 전력은, 차속이 낮은 경우의 목표 회생 전력보다 높다.
동 도면(d)에 도시하는 바와 같이, 차속이 높은 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도와, 차속이 낮은 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도는 동일하다. 즉, 차속이 다르고, 또한, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 동일한 경우에는, 차속이 낮을수록, 목표 소비 전력 Pc가 작아진다. 동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 속도는, 시간 t1로부터 급상승되고, 초기의 엔진 회전 속도의 변화율은 낮은 차속과 높은 차속에서 동일하다. 차속이 낮은 경우에는, 엔진 회전 속도는 시간 t2 이후, 시간 t1 내지 t2까지의 변화율보다 작은 변화율로 상승한다. 한편, 차속이 높은 경우에는, 엔진 회전 속도는 시간 t1 내지 t3까지, 높은 변화율로 상승하고, 시간 t3 이후, 시간 t1 내지 t3까지의 변화율보다 작은 변화율로 상승한다. 동 도면(f)에 도시하는 바와 같이, 회생 방향의 구동력은 시간 t1로부터 증가하기 시작한다. 회생 방향의 구동력은, 낮은 차속과 높은 차속에서 동일하다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 차속에 관계없이 동일한 경우에는, 제동력이 작은 것이 위화감이 없고, 차속이 낮을수록, 엔진 회전 속도가 작아져, 정숙성을 높일 수 있다.
또한, 엔진 회전 속도가 급상승되는 급상승 기간(시간 t1 내지 t2 또는 시간 t1 내지 t3에 상당)은, 엔진 회전 속도의 변화율이 높기 때문에, 운전자로부터의 회생에 의한 감속 요구에 대해, 운전자에 대해 과도적인 감속감을 부여할 수 있다. 또한, 급상승 기간을 경과한 후의 엔진 회전 속도는, 급상승 기간의 변화율보다 낮은 변화율로 추이한다. 이에 의해, 지속적인 감속감을 운전자에게 부여할 수 있다.
도 14는, 동 도면(b)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 운전자가 하이브리드 차량을 운전하고 있는 상태이며, 시간 t0 내지 t1의 동안은 액셀러레이터를 일정량으로 답입하고, 시간 t1 이후, 액셀러레이터를 뗀 씬을 나타낸다.
이 운전자의 액셀러레이터 조작에 의해, 동 도면(а)의 차속-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 시간 t0 내지 t1 동안은 정속 주행이 이루어지고, 시각 t1 이후 차속이 점차 감소된다. 동 도면(а)의 차속-시간의 그래프는, 차속이 높은 경우, 차속이 낮은 경우를 각각 선의 굵기를 바꾸어 나타내고, 동 도면(d) 내지 (f)의 각 그래프에 있어서의 파라미터의 변화 선의 굵기는, 차속(고ㆍ저)에 각각 대응하도록 나타낸 것이다. 동 도면(а) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터는, 도 13의 (а) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터와 같다.
동 도면(c)에 도시하는 바와 같이, 차속이 높은 경우와 낮은 경우에 요구 회생 전력은 동일하며, 목표 소비 전력도 동일하다. 동 도면(d)에 도시하는 바와 같이, 차속이 높은 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도는, 차속이 낮은 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도보다 낮다.
동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 차속이 높은 경우와 낮은 경우에 목표 도달 엔진 회전 속도는, 동일하다. 엔진 회전 속도는, 시간 t1로부터 급상승된다. 차속이 낮은 경우의 엔진 회전 속도는, 시간 t2 이후, 시간 t1 내지 t2까지의 변화율보다 작은 변화율로 상승한다. 한편, 차속이 높은 경우에는, 엔진 회전 속도는 시간 t1 내지 t3까지, 높은 변화율로 상승하고, 시간 t3 이후, 시간 t1 내지 t3까지의 변화율보다 작은 변화율로 상승한다. 동 도면(f)에 도시하는 바와 같이, 회생 방향의 구동력은, 시간 t1로부터 감소를 개시한다. 차속이 낮은 경우와 차속이 높은 경우를 비교하면, 차속이 낮은 쪽이, 회생 방향의 구동력이 크다. 즉, 차속이 다르고, 요구 회생 전력이 동일한 경우에는, 차속이 낮을수록, 구동력은 커진다.
도 15는, 동 도면(b)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 운전자가 하이브리드 차량을 운전하고 있는 상태이며, 시간 t0 내지 t1 동안은 액셀러레이터를 일정량으로 답입하고, 시간 t1 이후, 액셀러레이터를 뗀 씬을 나타낸다.
동 도면(а)의 SOC-시간의 그래프는, SOC가 높은 경우, SOC가 낮은 경우를 각각 선의 굵기를 바꾸어 나타내고, 동 도면(а), (c) 내지 (e)의 각 그래프에 있어서의 파라미터의 변화 선의 굵기는, SOC(대ㆍ소)에 각각 대응하도록 나타낸 것이다. 동 도면(c) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터는, 도 13의 (c) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터와 같다.
동 도면(c)에 도시하는 바와 같이, SOC가 큰 경우의 배터리 입력 가능 전력은, SOC가 작은 경우의 배터리 입력 가능 전력보다 낮아지고, SOC가 큰 경우의 목표 소비 전력은, SOC가 작은 경우의 목표 소비 전력보다 많아진다. 동 도면(d)에 도시하는 바와 같이, SOC가 큰 경우에는, 배터리(14)로 충전할 수 있는 전력이 작기 때문에, 엔진(11)의 구동에 의한 소비 전력이 커지므로, 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도가 커진다. 즉, SOC가 큰 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도는, SOC가 작은 경우의 전력 소비에 의한 요구 보충 감속도보다 커진다.
동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 속도는, 시간 t1로부터 급상승되어, 큰 변화율로 상승하고, 시간 t2 이후, 작은 변화율로 상승한다. 시간 t1 내지 t2 동안에, SOC가 클수록, 엔진 회전 속도의 변화율은 커진다.
또한, 엔진 회전 속도의 급상승 시점부터, 엔진 회전 속도가 목표 도달 엔진 회전 속도에 도달하기까지의 기간에 있어서, 시간 t1 내지 t2 동안의 엔진 회전 속도의 변화율(기본 목표 엔진 회전 상승률에 상당)은, 시간 t2 내지 t3 동안의 엔진 회전 속도의 변화율(지속감 연출용 엔진 회전 상승률에 상당)보다 크다.
도 16은, 동 도면(а)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 운전자가 하이브리드 차량을 운전하고 있는 상태이며, 시간 t0 내지 t1 동안은 액셀러레이터를 답입하지 않고, 시간 t1 이후, 액셀러레이터를 점차 답입하여, 시간 t5 이후, 액셀러레이터를 추가로 답입한 씬을 나타낸다.
이 운전자의 액셀러레이터 조작에 의해, 동 도면(а)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프 및 동 도면(c)의 액셀러레이터 개방도 변화량-시간에 도시하는 바와 같이, 시간 t0 내지 t1 동안은 액셀러레이터 개방도가 제로로 되고, 시간 t1 내지 t5 동안은 액셀러레이터 개방도의 변화량이 커지고, 액셀러레이터 개방도는 소정의 기울기로 상승하며, 시간 t5 이후는, 액셀러레이터 개방도의 변화량이 더욱 커지고, 액셀러레이터 개방도는, 더 큰 기울기로 상승한다.
동 도면(b)의 목표 소비 전력-시간의 그래프는, 도 2의 목표 소비 전력 연산부(202)에서 연산되는 목표 소비 전력 Pc를 나타낸 것이다. 동 도면(f)의 엔진 회전 속도-시간의 그래프는, 도 2의 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도 연산부(204)에서 연산되는 변화율 부여 후 목표 엔진 회전 속도(최종 목표 엔진 회전 속도 Nc)를 나타낸 것이다.
동 도면(c)에 도시하는 바와 같이, 시간 t1로 액셀러레이터 개방도의 변화량이 운전자ㆍ액셀러레이터 조작 판정 임계값보다 커지면, 도 9에 도시하는 처리에 있어서, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그가 세트 상태로 된다. 시간 t1에서, 차속이 높은 경우의 목표 소비 전력은, 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 높다. 목표 소비 전력 임계값 Pth는, 도 9의 제어 블록의 제4맵에 있어서, 그래프의 굴곡점 목표 소비 전력에 상당한다. 목표 소비 전력이 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 높은 경우에는, 도 9에 도시하는 처리에 있어서, 엔진 회전 감소율은 일정값(제로)이 된다. 그 때문에, 동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 차속이 낮은 경우에는, 시간 t1 내지 t2 동안에, 엔진 회전 감소율은 제로로 된다. 또한, 차속이 높은 경우에는, 시간 t1 내지 t3 동안에, 엔진 회전 감소율은 제로로 된다.
시간 t2에서, 차속이 낮은 경우의 목표 소비 전력이 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 낮아지기 때문에, 도 9에 도시하는 처리에 있어서, 엔진 회전 감소율은 일정값(제로)보다 커진다. 동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 감소율은 상승하기 시작한다. 차속이 높은 경우에는, 차속이 낮은 경우와 비교하여 목표 소비 전력 Pc가 크기 때문에, 목표 소비 전력이 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 낮아지는 타이밍은, 차속이 낮은 경우의 타이밍보다 늦어진다. 시간 t3에서, 목표 소비 전력이 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 낮아지고, 엔진 회전 감소율은 상승하기 시작한다. 시간 t2 내지 t4 동안에, 차속이 높은 쪽과 차속이 낮은 쪽을 비교한 경우에, 엔진 회전 감소율의 최댓값(도달 감소율)은, 차속이 높은 쪽이 크다.
동 도면(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t4에서 목표 소비 전력은 제로로 된다. 동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 속도도 시간 t4에서 제로로 된다. 차속이 높은 경우에는, 시간 t3 내지 t4 동안에 엔진 회전 속도를 높은 상태로부터 제로로 감소시키고 있다. 차속이 낮은 경우에는, 시간 t2 내지 t4 동안에 엔진 회전 속도를 높은 상태로부터 제로로 감소시키고 있다. 즉, 차속이 낮은 쪽이, 엔진 회전수가 높은 상태에서 낮은 상태가 될 때까지의 시간이 길게 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 엔진 회전 속도의 변화를 해제할 타이밍을 목표 소비 전력으로 설정하였지만, 목표 소비 전력 대신에 액셀러레이터 개방도여도 된다. 도 4에 도시하는 처리에 있어서, 목표 소비 전력 Pc는 차속으로 결정되고, 배터리 입력 가능 전력을 일정하게 한 경우에는, 차속이 높을수록, 목표 소비 전력 Pc는 커진다. 그 때문에, 동 도면(а)에 도시하는 바와 같이, 목표 소비 전력 임계값 Pth는, 차속에 따른 액셀러레이터 개방도로 치환할 수 있다. 차속이 높은 경우에는, 목표 소비 전력 임계값 Pth는 액셀러레이터 개방도 임계값 AthH로 치환되고, 차속이 낮은 경우에는, 목표 소비 전력 임계값 Pth는 액셀러레이터 개방도 임계값 AthL로 치환된다.
그리고, 도 16에 도시하는 주행 씬에 있어서, 차속이 낮은 경우에는, 액셀러레이터 개방도가 임계값 AthL 이상이 된 경우에, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제되고, 엔진 회전 속도의 감소율이 상승한다. 또한, 차속이 높은 경우에는, 액셀러레이터 개방도가 임계값 AthH 이상이 된 경우에, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제되고, 엔진 회전 속도의 감소율이 상승한다. 또한, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제하기 위한, 액셀러레이터 개방도의 임계값(AthL, AthH)은, 엔진 회전 속도의 감소율이 클수록, 높은 값이 되고 또는 차량의 차속이 높을수록, 높은 값이 된다. 이에 의해, 엔진 회전 속도가 낮은 경우에는, 엔진음이 작기 때문에, 정적성(靜寂性)을 유지하면서, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제할 수 있다.
도 17은, 동 도면(а)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프로 나타내는 바와 같이, 운전자가 하이브리드 차량을 운전하고 있는 상태이며, 시간 t0 내지 t1 동안은 액셀러레이터를 답입하고 있지 않고, 시간 t1 이후, 액셀러레이터를 점차 답입하고, 시간 t3 이후, 액셀러레이터 개방도가 일정해지도록 액셀러레이터를 조작하였을 때의 씬을 나타낸다. 동 도면(а) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터는, 도 16의 (а) 내지 (f)의 그래프로 나타내는 파라미터와 같다.
이 액셀러레이터 조작에 의해, 동 도면(а)의 액셀러레이터 개방도-시간의 그래프 및 동 도면(c)의 액셀러레이터 개방도 변화량-시간에 도시하는 바와 같이, 시간 t0 내지 t1 동안은 액셀러레이터 개방도가 제로로 되고, 시간 t1 내지 t3 동안은, 액셀러레이터 개방도의 변화량이 커지고, 액셀러레이터 개방도는 소정의 기울기로 상승하고, 시간 t3 이후는, 액셀러레이터 개방도는 일정해진다.
동 도면(b)에 도시하는 바와 같이, 시간 t2에서, 목표 소비 전력이 목표 소비 전력 임계값 Pth보다 낮아지기 때문에, 엔진 회전 속도의 변화의 제한이 해제되고, 동 도면(f)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 속도의 감소가 개시된다. 시간 t2 내지 t3 동안에는, 액셀러레이터 개방도의 상승에 수반하여, 차량에 대한 요구 감속도가 감소된다. 그리고, 시간 t2 내지 t3 동안에는, 요구 감속도가 작을수록, 엔진 회전 속도의 감소율이 크게 되어 있다. 또한, 시간 t2 내지 t3 동안에는, 모터링 제어에 의한 소비 전력(목표 소비 전력 Pc에 상당)이 작을수록, 엔진 회전 속도의 감소율이 크게 되어 있다.
동 도면(c)에 도시하는 바와 같이, 액셀러레이터 개방도의 변화량이 운전자ㆍ액셀러레이터 조작 판정 임계값보다 낮아지기 때문에, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 판정 결과를 나타내는 플래그가 클리어 상태로 된다. 동 도면(b)에 도시하는 바와 같이, 목표 소비 전력이 시간 t3 이후 일정해진다. 동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 감소율은, 시간 t3에서 감소를 개시하고, 시간 t3 내지 t4 동안에 원활하게 감소하고, 시간 t4 내지 시간 t5 동안, 일정값으로 추이한다.
동 도면(e)에 도시하는 바와 같이, 엔진 회전 감소율은, 시간 t3에서 감소를 개시하고, 시간 t3 내지 t4 동안 원활하게 감소한다. 엔진 회전 감소율은, 시간 t4에서 일정한 비운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율이 되고, 시간 t4 내지 시간 t5 동안, 일정한 비운전자 조작시 목표 엔진 회전 감소율로 추이한다. 동 도면(f)에 도시하는 바와 같이, 시간 t5에서 엔진 회전 속도는 목표 도달 엔진 회전 속도에 일치한다.
상기한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되고, 또한, 발전기에 의한 엔진 구동이 요구되고 있을 때에는, 엔진 회전 속도의 변화에 제한을 건다. 엔진 회전 속도가 높은 경우에는, 엔진음이 들리기 쉽기 때문에, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 걸어서, 요구 감속도의 변화에 따라 엔진 회전 속도가 크게 변화하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과로서, 운전자에 주는 위화감을 완화시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되어, 발전기에 의한 엔진 구동이 요구되며, 또한, 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 이상일 때에는, 엔진 회전 속도를 일정 속도로 설정한다. 이에 의해, 운전자에 주는 위화감을 완화시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되어, 발전기에 의한 엔진 구동이 요구되며, 또한, 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 미만일 때에는, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제한다. 이에 의해, 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값보다 큰 경우에는 운전자에 주는 위화감을 완화시킬 수 있고, 또한 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 미만인 경우에는, 다음의 가속에 대비하여, 엔진 회전 속도를 저하시킬 수 있다. 그 결과로서, 다음의 가속 시에 엔진 회전 속도를 상승할 수 있기 때문에, 운전자에 엔진 회전 속도의 증가에 의해 가속감을 부여할 수 있다. 또한 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 미만인 경우에는, 엔진 회전 속도가 낮고, 엔진음이 들리기 어렵기 때문에, 엔진 회전 속도가 변화하였다고 해도 운전자에 주는 위화감이 적다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되어, 발전기에 의한 엔진 구동을 요구할 때에는, 액셀러레이터 개방도가 제한값보다 커지면, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제하고, 엔진 회전 속도가 클수록, 제한값을 높인다. 이에 의해, 엔진 회전 속도가 높은 경우에는, 엔진음이 들리기 쉽기 때문에, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제할 타이밍을 늦추어, 운전자에 주는 위화감을 완화시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되어, 발전기에 의한 엔진 구동을 요구할 때에는, 액셀러레이터 개방도가 제한값보다 커지면, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제하고, 차량의 차속이 높을수록, 제한값을 높인다. 차속이 높은 주행 영역에서는, 일정 감속도로 주행하고 있는 씬이 많다. 이와 같은 주행 씬에 있어서, 본 실시 형태에서는, 엔진 회전 속도의 변화의 제한을 해제하기 위한 제한값이, 차속에 따라서 높게 설정되기 때문에, 미소한 액셀러레이터 조작에 의한 엔진 회전 속도의 변동을 억제할 수 있다. 한편, 차속이 낮은 주행 영역에서는, 운전자의 조작에 대한 응답성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 엔진(11)의 회전에 의한 소비 전력이 작을수록 엔진 회전 속도의 감소율이 커지도록, 엔진의 회전 속도를 설정한다. 이에 의해, 다음 가속 시에, 가속 요구에 대한 운전자의 가속감을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 엔진(11)의 회전에 의한 소비 전력이 작을수록 엔진 회전 속도의 감소율이 커지도록, 엔진 회전 속도를 설정한다. 이에 의해, 운전자의 감속 의도에 대해 충분한 감속감을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소된 후에 요구 감속도가 일정해졌을 경우에는, 엔진 회전 속도의 감소율이 시간 경과에 따라 감소되도록 엔진 회전 속도를 설정한다. 이에 의해, 운전자의 감속 의도에 대해 충분한 감속감을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 하이브리드 차량(1)은, 주행 속도에 대해 설정되는 목표 구동력의 프로파일이 다른 복수의 주행 모드의 설정이 가능하게 되어 있다. 그리고, 복수의 주행 모드는, 액셀러레이터의 소정 조작량에 대해, 회생 방향의 제1 구동력을 발생시키는 제1 모드와, 액셀러레이터의 소정 조작량에 대해, 회생 방향의 제2 구동력을 발생시키는 제2 모드를 포함하고 있다. 제1 구동력은 제2 구동력보다 커지도록 설정되어 있다. 예를 들어, 유저가, 주행 모드를 전환하는 스위치를 조작하여, 제1 모드와 제2 모드를 전환한다. 차량 주행 중에, 운전자가 액셀러레이터를 늦추어, 소위 회생 모드가 된 경우에, 제1 모드를 선택하였을 때의 감속도는, 제2 모드를 선택하였을 때의 감속도보다 커진다. 본 실시 형태에서는, 모터링 제어를 실행하고 있는 상태에서 가속 요구가 있는 경우에, 엔진 회전 속도가 높을 때에는, 다음의 가속에 대비하여 엔진 회전 속도를 높은 감속도로 감소시켰다. 그리고, 제1 주행 모드를 선택한 경우에는, 엔진 회전 속도의 감속도가 보다 높아지기 때문에, 다음 가속 시에는, 운전자에 대해 가속감을 부여할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 모드가 설정되며, 또한, 모터링 제어가 실행되는 경우에 있어서, 요구 감속도가 감소되어, 발전기(12)에 의한 엔진(11)의 구동이 요구되며, 또한, 엔진(11)의 회전에 의한 소비 전력이 소정값 미만일 때에는, 엔진의 회전 속도를 저하시키도록, 엔진의 회전 속도를 설정한다. 이에 의해, 다음 가속시에는, 운전자에 대해 가속감을 부여할 수 있다. 또한, 제1 모드와 제2 모드의 선택은, 시프트 포지션의 전환으로 행해도 된다. 예를 들어, 노멀 주행 모드가 설정되어 있는 상태에서, 시프트 포지션이 브레이크 포지션으로 설정되어 있는 경우에는, 제1 모드가 선택되고, 노멀 주행 모드가 설정되어 있는 상태에서, 시프트 포지션이 드라이브 포지션으로 설정되어 있는 경우에는, 제2 모드가 선택된다.
1: 하이브리드 차량
11: 엔진
111: 출력축
112: 증속기
12: 발전기
121: 회전축
13: 전동기
131: 회전축
132: 감속기
14: 배터리
141: 제1 인버터
142: 제2 인버터
15: 구동륜
16: 구동 차축
17: 차동 장치
171: 기어 입력축
20: 차량 컨트롤러
21: 엔진 컨트롤러
22: 발전기 컨트롤러
23: 배터리 컨트롤러
24: 전동기 컨트롤러
25: 액셀러레이터 센서
26: 차속 센서
27: 시프트 레버 스위치 센서/주행 모드 스위치 센서

Claims (10)

  1. 차량을 주행 구동시키는 전동기와, 상기 전동기에 전력을 공급하는 발전기와, 상기 발전기를 구동하는 엔진과, 상기 전동기에 전력을 공급하는 배터리를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서,
    상기 전동기를 회생 상태로 하는 경우에, 상기 엔진으로의 연료 공급을 커트한 상태에서, 상기 엔진을 상기 발전기로 구동시킴으로써, 상기 전동기의 출력 전력을 소비하는 모터링 제어를, 요구 감속도에 따라서 실행하고,
    상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되며, 또한, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동이 요구되고 있을 때에는, 상기 엔진의 회전 속도 변화에 제한을 거는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되어, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동이 요구되며, 또한, 상기 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 이상일 때에는, 상기 엔진의 회전 속도를 일정 속도로 설정하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되어, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동이 요구되며, 또한, 상기 모터링 제어에 의한 소비 전력이 소정값 미만일 때에는, 상기 엔진의 회전 속도 변화 제한을 해제하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되어, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동을 요구할 때에는, 액셀러레이터 개방도가 제한값보다 커지면, 상기 엔진의 회전 속도 변화 제한을 해제하고,
    상기 엔진의 회전 속도가 클수록, 상기 제한값을 높게 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되어, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동을 요구할 때에는, 액셀러레이터 개방도가 제한값보다 커지면, 상기 엔진의 회전 속도 변화 제한을 해제하고,
    차량의 차속이 높을수록, 상기 제한값을 높게 하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 엔진의 회전에 의한 소비 전력이 작을수록 상기 엔진의 회전 속도 감소율이 커지도록, 상기 엔진의 회전 속도를 설정하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소된 후에 상기 요구 감속도가 일정해졌을 경우에는, 상기 엔진의 회전 속도 감소율이 시간 경과에 따라 감소되도록 상기 엔진의 회전 속도를 설정하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량은, 주행 속도에 대해 설정되는 목표 구동력의 프로파일이 다른 복수의 주행 모드의 설정이 가능해지고,
    상기 복수의 주행 모드는, 액셀러레이터의 소정 조작량에 대해, 회생 방향의 제1 구동력을 발생시키는 제1 모드와, 상기 액셀러레이터의 상기 소정 조작량에 대해, 회생 방향의 제2 구동력을 발생시키는 제2 모드를 포함하고,
    상기 제1 구동력은 상기 제2 구동력보다 큰, 하이브리드 차량의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 모드가 설정되며, 또한, 상기 모터링 제어가 실행되는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되고, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동이 요구되며, 또한, 상기 엔진의 회전에 의한 소비 전력이 소정값 미만일 때에는, 상기 엔진의 회전 속도를 저하시키도록, 상기 엔진의 회전 속도를 설정하는, 하이브리드 제어 방법.
  10. 차량을 주행 구동시키는 전동기와, 상기 전동기에 전력을 공급하는 발전기와, 상기 발전기를 구동하는 엔진과, 상기 전동기에 전력을 공급하는 배터리를 구비하는 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 전동기에 대한 요구 감속도를 검출기와,
    상기 전동기를 회생 상태로 하는 경우에, 상기 엔진으로의 연료 공급을 커트한 상태에서, 상기 엔진을 상기 발전기로 구동시킴으로써, 상기 전동기의 출력 전력을 소비하는 모터링 제어를, 상기 요구 감속도에 따라서 실행하는 제어기를 구비하고,
    상기 제어기는, 상기 모터링 제어를 실행하는 경우에 있어서, 상기 요구 감속도가 감소되며, 또한, 상기 발전기에 의한 상기 엔진의 구동을 요구할 때에는, 상기 엔진의 회전 속도 변화에 제한을 거는, 하이브리드 차량의 제어 장치.
KR1020207016773A 2017-12-15 2017-12-15 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치 KR102270490B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/045218 WO2019116584A1 (ja) 2017-12-15 2017-12-15 ハイブリッド車両の制御方法及び制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200084895A true KR20200084895A (ko) 2020-07-13
KR102270490B1 KR102270490B1 (ko) 2021-06-30

Family

ID=66820113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207016773A KR102270490B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11377086B2 (ko)
EP (1) EP3725620B1 (ko)
JP (1) JP7004007B2 (ko)
KR (1) KR102270490B1 (ko)
CN (1) CN111479737B (ko)
MX (1) MX2020006236A (ko)
RU (1) RU2750350C1 (ko)
WO (1) WO2019116584A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11427180B2 (en) * 2017-12-15 2022-08-30 Nissan Motor Co., Ltd. Control method and control device for hybrid vehicle
KR102282022B1 (ko) * 2017-12-15 2021-07-29 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
WO2019133734A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Harness, Dickey & Pierce, P.L.C. Vehicle control system with pedal-based speed control
JP7120473B2 (ja) * 2020-07-31 2022-08-17 日産自動車株式会社 シリーズハイブリッド車両の制御方法及びシリーズハイブリッド車両
EP4201750A4 (en) * 2020-08-19 2023-11-15 Nissan Motor Co., Ltd. CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE AND CONTROL DEVICE FOR HYBRID VEHICLE
WO2023181285A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両
WO2023181286A1 (ja) * 2022-03-24 2023-09-28 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001238303A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド電気自動車の回生制御装置
JP2005253126A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制動力制御装置および該制御装置を搭載した車両
JP2010023731A (ja) 2008-07-22 2010-02-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の回生制御装置
JP2012228902A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2017047821A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
KR20200087841A (ko) * 2017-12-15 2020-07-21 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4420867B2 (ja) * 2005-07-22 2010-02-24 ダイハツ工業株式会社 ハイブリッド車の制御方法
JP6500368B2 (ja) * 2014-08-27 2019-04-17 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両の回生制御装置
JP2016049837A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 三菱自動車工業株式会社 回生制御装置
JP6304193B2 (ja) * 2015-10-22 2018-04-04 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001238303A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド電気自動車の回生制御装置
JP2005253126A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制動力制御装置および該制御装置を搭載した車両
JP2010023731A (ja) 2008-07-22 2010-02-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の回生制御装置
JP2012228902A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP2017047821A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
KR20200087841A (ko) * 2017-12-15 2020-07-21 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019116584A1 (ja) 2021-01-07
CN111479737B (zh) 2022-11-29
EP3725620A4 (en) 2021-01-06
JP7004007B2 (ja) 2022-01-21
EP3725620A1 (en) 2020-10-21
KR102270490B1 (ko) 2021-06-30
CN111479737A (zh) 2020-07-31
EP3725620B1 (en) 2021-11-10
MX2020006236A (es) 2020-09-03
WO2019116584A1 (ja) 2019-06-20
US11377086B2 (en) 2022-07-05
BR112020011847A2 (pt) 2020-11-24
US20210162983A1 (en) 2021-06-03
RU2750350C1 (ru) 2021-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102270490B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
KR102352469B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
KR102282022B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
KR102353031B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 제어 장치
WO2019116583A1 (ja) ハイブリッド車両の制御方法及び制御装置
JP2013135483A (ja) 車両の制動力制御装置
BR112020011915B1 (pt) Método de controle para veículo híbrido e aparelho de controle para veículo híbrido

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant