JP5816154B2 - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents
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Description
例えばエンジンとモータとの間にクラッチが設けられ、当該クラッチの断接により駆動源の切り替えを行うことができるハイブリッド電気自動車がある。このようなハイブリッド電気自動車においては、エンジンを停止させクラッチを遮断しておくことで、モータのみでの走行を行うことができる。また、モータ又はエンジンの駆動トルクのみでは要求される駆動トルクを達成できないような場合には、クラッチを接続することで、エンジンとモータとを合わせた駆動トルクを使用することができる。
例えば、車両加速時に車両の運転状態に応じてモータアシスト量を決定し、その決定したアシスト量をそのときの蓄電装置(バッテリ)の充電量(SOC:State Of Chargeともいう)に応じて補正するハイブリッド電気自動車が開発されている(特許文献1参照)。
上記特許文献2では、エンジンとしてガソリンエンジンを想定しているが、ガソリンエンジンよりも基本的に効率がよいディーゼルエンジンの場合は効率のよい運転領域がガソリンエンジンとは異なっており、当該特許文献2の技術をディーゼルエンジンのハイブリッド電気自動車にそのまま適用するのは困難である。
さらに、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、走行モードを決めるマップにおいて、電動機を駆動源としつつ、クラッチを接続状態とし、エンジンによる駆動力は発生させずにエンジン回転のみを維持する所定の運転領域をエンジンの効率が低く且つ要求トルク及びエンジン回転数の使用頻度の高い範囲に定めることとする。
図1は本発明の一実施形態におけるハイブリッド電気自動車の制御装置の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。
図1に示す車両1は、駆動源としてエンジン2及びモータ4(電動機)を備えるハイブリッド電気自動車のトラックである。
車両1には、このようなモータトルク及びエンジントルクの配分の調整等をすべく、エンジン2、モータ4、クラッチ6、及び変速機8を統合的に制御するECU(電子コントロールユニット)22が搭載されている。
例えば、ECU22は、エンジン2から燃料の噴射量や噴射時期等の情報、クラッチ6からクラッチ6の接続状態等の情報、モータ4からモータ回転数情報及びモータトルク情報、変速機8から現在選択されている変速段情報、バッテリ18からSOC情報等の各種情報を取得する。
例えば、ECU22は、アクセルセンサ26により検出されるアクセル開度から運転者の要求トルクを算出する(要求トルク算出手段)。当該ECU22には、要求トルク及びエンジン回転数に応じて、モータ走行、エンジン走行、ハイブリッド走行の各走行モードを選択するための走行モード選択マップが変速機8の変速段毎に記憶されている。そしてECU22は当該マップ及びその他各種運転状態に基づいて走行モードを選択する(走行モード選択制御手段)。
また、当該マップには、エンジン2の出力可能な最大トルク(以下、エンジン最大トルクという)を示すラインが高要求トルクの範囲において上に凸の形状をなして示されている。そして、低エンジン回転数であって、エンジン最大トルクのラインよりも要求トルクが高い領域については、エンジントルクのみで不足するトルクをモータトルクにより補うハイブリット走行モードとするハイブリッド走行領域が設定されている。
さらに、図4に示すように、駆動源切替ラインは変速段が3速、4速、5速、6速へと高くなるほど、エンジン効率の低い低要求トルク側であって高エンジン回転数側まで延びた形状となる。また、図示しないが、当該駆動切替ラインはバッテリ18のSOC別にも設定されており、SOCが低い程モータ走行領域が縮小する傾向にある。
ここで図5を参照すると、走行モード選択制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って説明する。なお、当該走行モード選択制御ルーチンは、アクセルペダルが踏み込まれている走行状態のときに実行されるものとする。
まず、ECU22は図5のステップS1として、バッテリ18のSOCが第1所定値以上であるか、又は車両発進時であるか否かを判別する。当該第1所定値は、例えばバッテリ18を通常に使用可能なSOCの範囲の上限値(例えば60%)に設定されている。当該判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS2に進む。
ステップS3において、ECU22は、要求トルクがエンジン最大トルクより大であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち、要求トルクが図2の走行モード選択マップ上のハイブリッド走行領域である場合はステップS4に進む。
一方、ステップS3の判別結果が偽(No)である場合、即ち要求トルクがエンジン最大トルク以下である場合は、ステップS5に進む。
ステップS7において、ECU22は、要求トルク及びエンジン回転数が図2で示した走行モード選択マップにおいて駆動源切替ラインで囲まれた範囲内(モータ走行領域内)であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合は次のステップS8に進む。
ステップS10において、ECU22は、クラッチ6を接続状態としたモータ走行を選択し、当該ルーチンをリターンする。上述したようにこのときECU22は、エンジン2に対し駆動力を発生させずエンジン回転のみを維持するよう制御する。
以上のように、ECU22は、ステップS10にて、モータ4を駆動源とした走行を行う際に、クラッチ6を接続状態とし、エンジン2による駆動力を発生させずにエンジン回転のみを維持する。これにより、ステップS4やステップS11におけるエンジン2を駆動源とする走行に移行する際に、クラッチ6を接続するためにエンジンの回転数を合わせる必要がなく円滑に走行モードを移行させることができ、且つ、回転数合わせのための余計な燃料を消費することがなくなる。そしてクラッチ6は接続したままなので、トルクショック等もなく運転者に違和感を与えることもない。
具体的には、エンジン効率が悪く頻繁に使用する運転領域についてはエンジン2を駆動源とせず、モータ4による運転を積極的に行うこととする。そして、このときのクラッチ6を接続させたままエンジン回転を維持しておくことによる効果は、走行モードが頻繁に切り替わる運転条件で特に効果を奏することから、使用頻度の高い領域を当該モータ走行領域とすることでより効率的となる。
以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
また、上記実施形態の図2〜図4で示したマップは、駆動源切替ライン等の傾向の一例を示したものであり、各車両の使用に合わせて変化するものである。例えば、駆動源切替ラインは、モータ最大トルクの形状と同じような形状にする必要はなく、少なくともエンジン効率と使用頻度に基づいて設定されていればよい。また、図4で示したように変速段に応じて駆動源切替ラインを変化させず固定してもよい。
2 エンジン
4 モータ(電動機)
6 クラッチ
8 変速機
18 バッテリ
22 ECU(エンジン制御手段、要求トルク算出手段、走行モード選択制御手段)
24 エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段)
26 アクセルセンサ
Claims (2)
- 駆動源としてエンジン及び電動機を備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記エンジン及び前記電動機との間に設けられ、当該エンジンから当該電動機を介して駆動輪へと伝達される当該エンジンの駆動力の接続及び遮断を行うクラッチと、
アクセル開度に基づく要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記電動機を駆動源として走行する際に、前記クラッチを接続状態とし、前記エンジンによる駆動力を発生させずにエンジン回転のみを維持するよう当該エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記要求トルク及び前記エンジン回転数に応じて、少なくとも、駆動源として前記エンジンのみを用いるエンジン走行モードと駆動源として前記電動機のみを用いるモータ走行モードとが定められたマップに基づき、エンジン及び電動機のいずれか一方又は両方を駆動源として選択する走行モード選択制御手段と、を備え、
前記走行モード選択制御手段における前記マップは、前記エンジン走行モードと比べて前記エンジンの効率が低く、且つ前記要求トルク及び前記エンジン回転数における使用頻度の高い領域と一部重なる所定の運転領域をクラッチ接モータ走行モードの領域とし、当該クラッチ接モータ走行モードでは、前記電動機を駆動源としつつ、前記エンジン制御手段により前記クラッチを接続状態とし、前記エンジンによる駆動力は発生させずにエンジン回転のみを維持するよう当該エンジンを制御することを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。 - さらに前記電動機に電力を供給するバッテリの充電量を検出する充電量検出手段を備え、
前記走行モード選択制御手段は、前記充電量検出手段により検出される前記バッテリの充電量が所定の充電量より大である場合には、前記マップに関わらず、前記電動機を駆動源としつつ、前記エンジン制御手段により前記クラッチを遮断状態とするクラッチ断モータ走行モードを選択することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
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