(57)【要約】【課題】乗員の意に沿ったハイブリッド車両の加速を可能とする。【解決手段】エンジン２と回転電機３とを有するハイブリッド車両１の制御装置６は、前記ハイブリッド車両の駆動軸に与えるべきトルクである要求トルクを算出するか、又はアクセル開度を取得し、前記要求トルク又は前記アクセル開度が所定の閾値を超える場合に、前記エンジンによる前記ハイブリッド車両の駆動をアシストするために前記回転電機を駆動させる。前記所定の閾値は前記エンジンの回転数が小さいほど小さく設定されている。【選択図】図１
2020172144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと回転電機とを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の駆動軸に与えるべきトルクである要求トルクを算出するか、又はアクセル開度を取得し、
前記要求トルク又は前記アクセル開度が所定の閾値を超える場合に、前記エンジンによる前記ハイブリッド車両の駆動をアシストするために前記回転電機を駆動させ、
前記所定の閾値は前記エンジンの回転数が小さいほど小さく設定されている、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記回転電機に電力を供給するバッテリの蓄電量が小さいほど、前記回転電機によるトルクが小さくなるように前記回転電機を駆動させる、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの回転数の増加に伴い、前記回転電機によるトルクが小さくなるように前記回転電機を駆動させる、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、蓄電装置の残容量が少ない場合には、加速モードに入る頻度を抑えクルーズモードにおける蓄電頻度を高めることができるハイブリッド車両の制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電装置の残容量が少ない場合、モータによるエンジン回転アシストの頻度が低下することから、乗員が車両を加速させようとしても、モータによるエンジン回転アシストが行われるまで時間を要してしまい、乗員の意に沿った車両の加速が得られない場合がある。
【０００５】
本発明は、乗員の意に沿ったハイブリッド車両の加速を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る、エンジンと回転電機とを有するハイブリッド車両の制御装置は、前記ハイブリッド車両の駆動軸に与えるべきトルクである要求トルクを算出するか、又はアクセル開度を取得し、前記要求トルク又は前記アクセル開度が所定の閾値を超える場合に、前記エンジンによる前記ハイブリッド車両の駆動をアシストするために前記回転電機を駆動させる。前記所定の閾値は前記エンジンの回転数が小さいほど小さく設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、乗員の意に沿ったハイブリッド車両の加速を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ハイブリッド車両の構成図である。
【図２】制御装置により行われる処理のフローチャートである。
【図３】モータトルク、エンジントルク及び要求トルクの時間的変化を示すグラフである。
【図４】モータトルク、エンジントルク及び要求トルクの時間的変化を示す別のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。
【００１０】
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator, モータ機能付発電機）３と、変速機４と、車輪５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、バッテリ７とを備えている。エンジン２にはクランク角センサ（不図示）が設けられている。このクランク角センサは、クランク軸２１の回転位置に基づいてエンジン回転数を検出し、検出信号をＥＣＵ６へ送る。変速機４は、エンジン２から伝えられた回転を変速し、駆動軸４１を介して車輪５を駆動する。
【００１１】
ハイブリッド車両１は、アクセル開度センサ８１と車速センサ８２とをも備えている。アクセル開度センサ８１は、アクセルペダル（不図示）の操作量（以下、「アクセル開度」とも呼ぶ）を検出し、検出信号をＥＣＵ６へ送る。車速センサ８２は、車輪５の回転速度に基づく車速を検出し、検出信号をＥＣＵ６へ送る。
【００１２】
ＩＳＧ３は、回転電機であり、モータとしての機能と発電機としての機能とを併せ持つ。ＩＳＧ３の回転軸３１とエンジン２のクランク軸２１とは、ベルト３２により連結されている。これにより、エンジン２とＩＳＧ３との間で相互に動力伝達が行われる。ＩＳＧ３は、電動機として駆動することで、クランク軸２１を回転させてエンジンをアシストする。ＩＳＧが発生する動力は、クランク軸２１と変速機４と駆動軸４１とを介して車輪５に伝わる。また、車輪５の回転が、駆動軸４１と変速機４とクランク軸２１とを介して、ＩＳＧ３に伝わる場合、ＩＳＧ３は発電機として機能する。
【００１３】
このように、ハイブリッド車両１０においては、エンジン２の動力（エンジントルク）による走行だけではなく、ＩＳＧ３の動力（モータトルク）によってエンジン２をアシストする走行が実現される。なお、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の動力とＩＳＧ３の動力との少なくとも一方により走行可能でもある。
【００１４】
バッテリ７は、ＩＳＧ３と電気的に接続されており、電動機としてのＩＳＧ３に対して電力を供給するとともに、発電機としてのＩＳＧ３において発生した電力の供給を受け、充電を行う。バッテリ７のＳＯＣ（State Of Charge, 充電状態又は蓄電量）はＥＣＵ６によって計算される。なお、バッテリ７は、電動パワーステアリング制御装置などの、ハイブリッド車両１におけるＩＳＧ３以外の電気負荷にも電力を供給する。
【００１５】
ＥＣＵ６は、プロセッサとメモリと通信ポートとを備えたコンピュータにより構成されている。メモリには、各種定数及び各種マップ等とともに、上記コンピュータをＥＣＵとして機能させるためのプログラムが保存されている。
【００１６】
上述のとおり、ＩＳＧ３によってエンジン２がアシストされる。このアシストを制御するために、制御装置であるＥＣＵ６は、図１に示すように、要求トルク算出部６１とアシスト制御部６２とを備えている。各部が行う処理については後述する。
【００１７】
図２に、ＥＣＵ６によるアシスト制御のフローを示す。エンジン２は駆動しており、ＩＳＧ３は駆動していないことを前提とする。ステップＳ１〜Ｓ５を含む本フローは、定期的に実行される。
【００１８】
まず、ステップＳ１において、要求トルク算出部６１は、アクセル開度を表す検出信号をアクセル開度センサ８１から受信し、車速を表す検出信号を車速センサ８２から受信する。続いて、要求トルク算出部６１は、両検出信号により表されるアクセル開度及び車速に応じて、ハイブリッド車両１のドライブシャフト（駆動軸）４１に出力すべきトルクである要求トルクを算出する。
【００１９】
要求トルクの算出は、ＥＣＵ６がアクセス可能なメモリに保存されたマップを用いて行うことができる。このマップは、車速とアクセル開度と要求トルクとの関係を定めたものである。車速が小さいほど要求トルクが大きくなるように、そしてアクセル開度が大きいほど要求トルクが大きくなるように、車速とアクセル開度と要求トルクとの関係が定められている。
【００２０】
ステップＳ１ではさらに、アシスト制御部６２は、要求トルク算出部６１により算出された要求トルクが所定の閾値以上であるかどうかを判定する。算出された要求トルクが所定の閾値以上であると判定された場合はステップＳ２が行われ、さもなければ本処理は終了する。閾値の定め方については後述する。
【００２１】
ステップＳ２において、アシスト制御部６２は、エンジン２とＩＳＧ（回転電機）３とから駆動軸４１に対してトルクが与えられてエンジン２がアシストされるように、ＩＳＧ３を駆動させる。すなわち本ステップにてトルクアシストが開始される。
【００２２】
ステップＳ３において、アシスト制御部６２は、アシスト停止条件が成立しているかどうかを判定する。エンジントルクが要求トルクに達したことをアシスト停止条件とすることができる。または、ＩＳＧ３によるアシストの継続時間が所定時間に達したことをアシスト停止条件としてもよい。アシスト停止条件が成立していないと判定された場合はステップＳ４が行われ、さもなければステップＳ５が行われる。
【００２３】
ステップＳ４では、ステップＳ２にて開始されたアシストが継続する。その後、再びステップＳ３が行われる。
【００２４】
ステップＳ５にて、アシスト制御部６２は、アシストを停止すべくＩＳＧ３の駆動を停止させる。
【００２５】
図３（ａ）に、要求トルク（単位：Ｎ・ｍ）の時間的変化を符号ＴＯＲ１で示し、合計トルク（単位：Ｎ・ｍ）の時間的変化を符号ＴＯＲ２で示す。合計トルクは、エンジン２から駆動軸４１に与えられるエンジントルク（単位：Ｎ・ｍ）と、ＩＳＧ３から駆動軸４１に与えられるモータトルク（単位：Ｎ・ｍ）との和である。図３（ｂ）にモータトルクの時間的変化を示し、図３（ｃ）にエンジントルクの時間的変化を示す。
【００２６】
まず、要求トルクについて説明する。時点０から時点ｔ１１まで、要求トルクはＹ１で一定している。時点ｔ１１からｔ１２まで要求トルクは徐々に増加し、時点ｔ１２において要求トルクは閾値に達する。時点ｔ１２以降も要求トルクが増加し続け、時点ｔ１２１において要求トルクがＹ２に達する。時点ｔ１２１以降、要求トルクはＹ２で一定である。
【００２７】
続いて、合計トルクについて説明する。時点０から時点ｔ１１までは、エンジントルクがＥ１で一定しており、モータトルクは０で一定している。すなわち、時点０から時点ｔ１１までは、トルクアシストが行われず、エンジントルクＥ１が合計トルクＡ１に等しい。この合計トルクＡ１は、要求トルクＹ１に等しく、かつ所定の閾値を下回っている。
【００２８】
時点ｔ１１から時点ｔ１２までは、要求トルクの増加に伴い、エンジントルクも時間とともに増加し、時点ｔ１２においてエンジントルクはＥ２に達する。他方、モータトルクは０のまま一定である。すなわち、時点ｔ１１から時点ｔ１２までは、トルクアシストが行われず、エンジントルクが合計トルクに等しい。時点ｔ１２において、エンジントルクＥ２は、合計トルクＡ２に等しく、この合計トルクＡ２は閾値に達した要求トルクを下回っている。
【００２９】
時点ｔ１２から時点ｔ１３までは、エンジントルクの増加が継続し、時点ｔ１３においてエンジントルクはＥ３に達する。他方、ＩＳＧによるアシストも開始され、時点ｔ１２から時点ｔ１３までモータトルクが徐々に増加し、時点ｔ１３においてモータトルクはＭ３に達する。時点ｔ１２から時点ｔ１３までは、徐々に増加してゆくエンジントルクと、徐々に増加してゆくモータトルクとが相まって、合計トルクも増加してゆく。時点ｔ１３における合計トルクＡ３は、エンジントルクＥ３とモータトルクＭ３との合計であり、かつ要求トルクＹ２に等しい。
【００３０】
時点ｔ１３から時点ｔ１４までは、エンジントルクがＥ３からＥ４へとさらに増加する一方、モータトルクはＭ３から０へと減少してゆく。合計トルクはＡ３で一定であり、かつ要求トルクＹ２に等しい。
【００３１】
時点ｔ１４以降は、エンジントルクがＥ４で一定し、モータトルクは０で一定である。すなわち、時点ｔ１４以降は、アシストが行われず、エンジントルクが合計トルクに等しく、その合計トルクは値Ａ３（＝Ｅ４）で一定である。上述のとおり、合計トルクＡ３は要求トルクＹ２に等しい。
【００３２】
このように、時点ｔ１２において要求トルクが所定の閾値に達すると、それまで行われていなかったＩＳＧ３によるアシストが開始される。合計トルクが要求トルクに達するまで、モータトルクすなわちアシスト量は時間とともに増加してゆく。ひとたび、合計トルクが要求トルクに達すると、エンジントルクはさらに増加が続く一方、モータトルクは時間とともに減少する。エンジントルクが要求トルクに達した時点で、モータトルクは０となる。アシストは、要求トルクが閾値を超えた時点で開始される。そして、アシストは、エンジントルクが要求トルクに達した時点で停止する。
【００３３】
図４（ａ）に、要求トルク（単位：Ｎ・ｍ）の時間的変化を符号ＴＯＲ２１で示し、合計トルク（単位：Ｎ・ｍ）の時間的変化を符号ＴＯＲ２２で示す。図４（ｂ）にモータトルクの時間的変化を示し、図４（ｃ）にエンジントルクの時間的変化を示す。
【００３４】
まず、要求トルクについて説明する。時点０から時点ｔ２１まで、要求トルクはＹ２１で一定している。時点ｔ２１からｔ２２まで要求トルクは徐々に増加し、時点ｔ２２において要求トルクは閾値に達する。時点ｔ２２以降も要求トルクが増加し続け、時点ｔ２３において要求トルクがＹ２２に達する。時点ｔ２３以降、要求トルクはＹ２２で一定である。
【００３５】
続いて、合計トルクについて説明する。時点０から時点ｔ２１までは、エンジントルクがＥ２１で一定しており、モータトルクは０で一定している。すなわち、時点０から時点ｔ２２１までは、トルクアシストが行われず、エンジントルクＥ２１が合計トルクＡ２１に等しい。この合計トルクＡ２１は、要求トルクＹ２１に等しく、かつ所定の閾値を下回っている。
【００３６】
時点ｔ２１から時点ｔ２２までは、要求トルクの増加に伴い、エンジントルクも時間とともに増加し、時点ｔ２２においてエンジントルクはＥ２２に達する。他方、モータトルクは０のまま一定である。すなわち、時点ｔ２１から時点ｔ２２までは、トルクアシストが行われず、エンジントルクが合計トルクに等しい。時点ｔ２２において、エンジントルクＥ２２は、合計トルクＡ２２に等しく、この合計トルクＡ２２は閾値に達した要求トルクを下回っている。
【００３７】
時点ｔ２２から時点ｔ２３までは、エンジントルクの増加が継続し、時点ｔ２３においてエンジントルクはＥ２３に達する。他方、ＩＳＧによるアシストも開始され（ステップＳ２でＹＥＳ）、時点ｔ２２から時点ｔ２３までモータトルクが徐々に増加し、時点ｔ２３においてモータトルクはＭ２３に達する。時点ｔ２２から時点ｔ２３までは、徐々に増加してゆくエンジントルクと、徐々に増加してゆくモータトルクとが相まって、合計トルクも増加してゆく。時点ｔ２３における合計トルクＡ２３は、エンジントルクＥ２３とモータトルクＭ２３との合計であり、かつ要求トルクＹ２２を下回る。
【００３８】
時点ｔ２３から時点ｔ２４までは、エンジントルクがＥ２３からＥ２４へとさらに増加する一方、モータトルクはＭ２３から０へと減少してゆく。合計トルクはＡ２３で一定である。
【００３９】
時点ｔ２４から時点ｔ２５までは、エンジントルクの増加が継続し、時点ｔ２５においてエンジントルクはＥ２５に達する。他方、モータトルクは０で一定している。すなわち、エンジントルクと合計トルクとが等しい。時点ｔ２５において、エンジントルクＥ２５は、合計トルクＡ２４に等しい。そして、この合計トルクＡ２４は、要求トルクＹ２２に等しい。
【００４０】
このように、バッテリのＳＯＣが小さい場合、合計トルクが要求トルクに達する前に、アシストが停止してしまう。やがてエンジントルクが増加して要求トルクが達成されるが、要求トルクが閾値を超えてから、合計トルクが要求トルクに達するまで、エンジントルクのみに頼ることになるため、図３に比べて、時間がかかる。すなわち、ｔ１３−ｔ１２＜ｔ２５−ｔ２２が成り立つ。
【００４１】
ステップＳ１にて用いられる閾値について説明する。閾値の算出は、ＥＣＵ６がアクセス可能なメモリに保存されたマップを用いて行うことができる。このマップは、エンジン回転数と車速とＳＯＣと閾値との関係を定めたものである。エンジン回転数が大きいほど、そして車速が大きいほど閾値も大きくなるように閾値が定められている。
【００４２】
なお、ＩＳＧ４０との間で電力を授受するバッテリは、一つに限られず、複数設けてもよい。
【００４３】
また、乗員に加速の意思があるかどうかの判断にあたり、要求トルクではなくアクセル開度を用いてもよい。この場合、図１の要求トルク算出部６１は、アクセル開度を取得する取得部に置き換えられる。そして、アクセル開度が閾値を超えた場合に、アシスト制御部によりアシストが行われる。アクセル開度の閾値は、要求トルクの閾値と同様の方法により定めることができる。
【００４４】
なお、エンジン２のみにより要求トルクが得られている状況下で、アクセルペダルの踏み増しが行われて要求トルクが増加した場合、ＩＳＧ３によるアシストを開始することができる。その結果、ＩＳＧ３の出力がエンジン出力に上乗せされる。要求トルクは、アクセルペダルの踏み込み量に基づくトルクベース制御にて求めることができる。
【００４５】
ＩＳＧによるアシストは、エンジンによるトルクとＩＳＧによるトルクとの合計トルクが、アクセルペダルの開度に基づいて求められる要求駆動トルクに達するものとなるように、行われる。
【００４６】
ＩＳＧによるアシストは、エンジントルクの一定程度の上昇が得られるまで継続することができる。ひとたび合計トルクが要求トルクに達した後は、エンジントルクの増加に伴って、モータトルクを徐々に低下させる（図３の時点ｔ１３から時点ｔ１４）。エンジントルクが要求駆動トルクに到達した場合、モータトルクを０とする（図３の時点ｔ１４）。
【００４７】
ＩＳＧによるアシストは、その開始後、所定の時間にわたり継続することができる。
【００４８】
ＩＳＧによるアシストは、アクセルペダルの踏み増しが行われたときのエンジン回転数に基づいて開始することができる。このエンジン回転数が小さいほど、アシストを開始するための上記閾値が小さい値に設定される。
【００４９】
本発明の実施形態について改めて説明する。
［その１］
エンジンと回転電機とを有するハイブリッド車両の制御装置は、前記ハイブリッド車両の駆動軸に与えるべきトルクである要求トルクを算出するか、又はアクセル開度を取得し、前記要求トルク又は前記アクセル開度が所定の閾値を超える場合に、前記エンジンによる前記ハイブリッド車両の駆動をアシストするために前記回転電機を駆動させる。前記所定の閾値は前記エンジンの回転数が小さいほど小さく設定されている。
【００５０】
エンジン回転数が低いほど、前記回転電機によるエンジン回転のアシストが早期に行われることから、乗員の意に沿って車両を加速させることができる。前記回転電機によるアシストの開始時期がバッテリのＳＯＣによって左右されることはなく、乗員の意に反して前記回転電機によるアシストが行われないことが防止される。前記回転電機は、エンジンに比べて、回転数が比較的小さい場合のトルク量が大きく、また、エンジンに比べてトルク量の増加速度が速いというモータ特性を生かすことができる。
【００５１】
［その２］
前記回転電機に電力を供給するバッテリの蓄電量が小さいほど、前記回転電機によるトルクが小さくなるように前記回転電機を駆動させる。バッテリのＳＯＣが低下した場合でも前記回転電機によるアシストを積極的に行うことで、乗員の意に沿って車両を加速させることができる。
【００５２】
［その３］
前記エンジンの回転数の増加に伴い、前記回転電機によるトルクが小さくなるように前記回転電機を駆動させる。低車速であるほど、前記回転電機によるアシスト効果を得やすくなる。車速が小さい場合に重点的にアシストを行うことができる。バッテリのＳＯＣ減少を抑えつつ、乗員の意に沿って車両を加速させることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、ＩＳＧ３に代えて、エンジン２の回転をアシストするモータであっても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１    ハイブリッド車両
２    エンジン
３    ＩＳＧ
４    変速機
５    車輪
６    ＥＣＵ
６１  要求トルク算出部
６２  アシスト制御部
７    バッテリ
【図１】
2020172144.tif 000003
【図２】
2020172144.tif 000004
【図３】
2020172144.tif 000005
【図４】
2020172144.tif 000006