(57)【要約】【課題】運転者の走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーを合算したエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合が多発しても、エンジンを効率よく動作させることのできるハイブリッド走行制御装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１の制御を行う走行制御装置１０において、アクセルペダル２４から入力された走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーとを合算したエンジン要求パワーを求める要求パワー演算手段と、要求パワー演算手段から得られたエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合には、バッテリの充電要求パワーを制限する充電制限手段と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構の動作共線特性によってエンジン出力と複数の回転電機出力との配分関係が定められ、少なくとも一つの回転電機により充電されるバッテリであって、バッテリからの電力による回転電機から駆動力を得ると共にエンジンから駆動力を得て、走行制御を行うハイブリッド走行制御装置において、
アクセルペダルから入力された走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーとを合算したエンジン要求パワーを求める要求パワー演算手段と、
要求パワー演算手段から得られたエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合には、バッテリの充電要求パワーを制限する充電制限手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、モータジェネレータとして作動する回転電機と、を備えるハイブリッド車両において走行状態に応じてハイブリッド車両の制御を行うハイブリッド走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、内燃機関であるエンジンからの動力とモータジェネレータの動力とにより走行すると共に、エンジンからの動力の一部を電力に変換してバッテリを充電する。このため、エンジンの効率がバッテリの充電により大きく変化して燃費が不安定となる場合がある。そこで、特許文献１のハイブリッド車両では、運転者のアクセル操作に応じて要求パワーを設定すると共にバッテリのＳＯＣに基づいてバッテリ充電電力を設定し、両者の和をエンジン目標パワーに設定する。このエンジン目標パワーが所定の下限値未満のときにはエンジン目標パワーを下限値に設定すると共に、バッテリ充電電力も変更してエンジンとモータジェネレータを運転する。この下限値はエンジンの出力に対する効率が最適効率となる値であるため、このように制御することによりエンジン効率の悪化する低出力域での運転を防止している。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジン動作線上で、エンジンの効率が相対的に低い領域がある場合、要求出力に対応した動作点と、要求出力が維持されるように切換え制御される二つの動作点のうち効率の高い方を動作点として設定することでエンジンを効率良く動作させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４４０４１号公報
【特許文献２】特開２００６−１７００５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献によるハイブリッド車両では、運転者の要求する走行要求パワーとバッテリの充放電要求パワーを合算した結果が、エンジンの燃費最良域近傍の要求パワー以下であれば、燃費が改善することになる。しかし、エンジンの燃費最良域近傍の要求パワーを超える場合には、エンジンの熱効率は最良域より劣る領域を使うことになり、エンジンの使用領域の観点からは改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明では、運転者の走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーを合算したエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合が多発しても、エンジンを効率よく動作させることのできるハイブリッド走行制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド走行制御装置は、遊星歯車機構の動作共線特性によってエンジン出力と複数の回転電機出力との配分関係が定められ、少なくとも一つの回転電機により充電されるバッテリであって、バッテリからの電力による回転電機から駆動力を得ると共にエンジンから駆動力を得て、走行制御を行うハイブリッド走行制御装置において、アクセルペダルから入力された走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーとを合算したエンジン要求パワーを求める要求パワー演算手段と、要求パワー演算手段から得られたエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合には、バッテリの充電要求パワーを制限する充電制限手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る走行制御装置を用いることにより、運転者の走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーを合算したエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える場合が多発しても、エンジンを効率よく動作させることが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る走行制御装置を備えたハイブリッド車両の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの動作特性の一例を示す特性図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの使用域頻度を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る走行制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、走行制御装置１０を備えたハイブリッド車両１の構成を示している。ハイブリッド車両１は動力伝達系と電力伝達系及び電気系とに分けられる。動力伝達系には、エンジン１３と、エンジン１３の出力軸に接続された動力分配機構１４と、動力分配機構１４に接続された発電可能なモータ・ジェネレータＭＧ１（１１）と、動力源として機能するモータ・ジェネレータＭＧ２（１２）と、動力分配機構１４に接続されている減速ギア１９と、減速ギア１９に接続されている車輪１８と、が設けられている。また、電力伝達系及び電気系は、バッテリ２１に接続されたインバータ（２２，２３）と、アクセルペダル２４からの操作指示によりインバータ（２２，２３）とエンジン１３を制御する走行制御装置１０と、エンジン１３やモータジェネレータ（１１，１２）などの回転数を検出する回転センサ（１５，１６，１７）が設けられている。
【００１２】
動力分配機構１４は、外側歯車のサンギア（Ｓ）と、サンギア（Ｓ）と同心上に配列された内歯歯車のリングギア（Ｒ）と、サンギア（Ｓ）に噛み合うと共にリングギア（Ｒ）に噛み合う複数のピニオンギアと、複数のピニオンギアを自転かつ公転自在に保持するキャリア（Ｃ）とを備えている。図１の動力分配機構１４では、キャリア（Ｃ）にはエンジン１３のクランクシャフトが接続され、サンギア（Ｓ）にはモータジェネレータＭＧ１が接続され、リングギア（Ｒ）には減速ギア１９をを介してモータジェネレータＭＧ２が接続されており、各軸の回転数は回転センサ（１５，１６，１７）で検出され、その情報が走行制御装置１０へ送られる。モータジェネレータＭＧ１（１１）及びモータジェネレータＭＧ２（１２）は、インバータ２３とインバータ２２により発電機として使用することができると共に、電動機としても使用することができる。
【００１３】
通常、ハイブリッド車両１は、運転者によるアクセルペダル２４の踏み込み量に対応するアクセル開度と車速Ｖとの基づいて駆動軸であるリングギア（Ｒ）に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギア（Ｒ）に出力されるように、エンジン１３、モータジェネレータＭＧ１（１１）及びモータジェネレータＭＧ２（１２）が走行制御装置１０によって制御される。
【００１４】
走行制御装置１０の運転モードとしてはエンジンの出力を車輪に伝達させるためのトルク変換運転モード、バッテリの充放電を伴って運転させる充放電運転モード、エンジンを停止してモータのみで走行させるモータ運転モード等がある。
【００１５】
図２はエンジンの動作特性の一例を示す特性図であり、縦軸にエンジントルクＴｅ、横軸にエンジン回転数Ｔｅ、及び奥行き方向の軸にエンジン熱効率ηを示している。図中、等出力線Ｐはエンジンの出力値を一定とした場合のエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示し、図中の燃費率が等しい領域を表した等燃費率線Ｓ（右上がりに燃費率が小さくなる。）に燃費優先動作線Ｒが位置する。なお、エンジン熱効率ηは、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｔｅにより所定の特性となる。
【００１６】
走行制御装置は、図２のエンジンの動作特性と、運転者の走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーを合算したエンジン要求パワーと、に基づいてエンジン熱効率ηの良い領域で制御するようにエンジントルクＴｅとエンジン回転Ｎｅを制御する。しかし、車両全体のシステム効率は、エンジン熱効率と車輪への伝達効率との積となることから、システム効率の良い制御域に対応するエンジン熱効率は幅を持つことになる。さらに、ハイブリッド車両では、バッテリのＳＯＣに基づきバッテリの充電を行う必要がある。
【００１７】
図３はエンジンの使用域頻度を示している。図中、縦軸にエンジン熱効率η、横軸にエンジンパワーを示し、エンジン熱効率はＫmaxで最大エンジン熱効率ηmaxとなる。従来の制御では、エンジンパワーが比較的小さい領域では比較的熱効率の良い領域の頻度が高くなっているが、Ｋmaxを超えたエンジンパワーが比較的大きい領域でも使用頻度が高い部分があり、エンジン熱効率の悪いところを使っていた。これは、高速巡航走行時において、エンジン出力では不足するパワーをモータジェネレータによって補うことによる、バッテリのＳＯＣ低下に伴うバッテリの充電要求パワーをそのまま受け入れていたためである。
【００１８】
そこで、本実施形態に係る走行制御装置では、Ｋmaxにシステム効率を考慮したＫmax＋αの区間の使用頻度を向上させるために、Ｋmax＋αより大きい使用域で許可していたバッテリの充電要求パワーの受け入れ頻度を低減することでエンジンの燃費最良域の使用頻度を増大させることとした。この処理により、図３のエンジンパワーのＫmax＋αより大きい領域にてエンジン使用頻度（従来制御での悪化分）が減少し、ＫmaxからＫmax＋αまでのエンジン使用頻度（エンジン使用領域改善分）が増加することにより、システム効率の向上が可能となる。
【００１９】
走行制御装置は次に示すステップにより処理を行うことになる。最初に、（１）エンジン要求パワーＰeがエンジンの最良燃費域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）を超えた場合で運転者からの走行要求パワーＰaがエンジンの最良燃費域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）未満であれば、バッテリの充電要求パワーを制限することになる。ただし、（２）運転者からの走行要求パワーＰaがエンジンの最良燃費域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）以上であれば、走行要求パワーＰa分をエンジン要求パワーとする。また、（３）エンジン要求パワーＰeがエンジンの最良燃費域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）以下であれば、従来通り運転者からの走行要求パワーとバッテリの充放電要求パワーの合算パワーをエンジンへ指令することになる。
【００２０】
図４は走行制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。図１の走行制御装置１０による処理が開始されると、ステップＳ１０において、ハイブリッド車両１の図示しないメインコントローラより、車速、エンジン回転数、アクセル開度等の車両情報が走行制御装置１０にパラメータとして入力される。次に、ステップＳ１２において、走行制御装置１０が取得した車両情報に基づき、走行要求パワーＰaの計算を行う。走行制御装置１０は、ステップＳ１４において、バッテリの充電要求パワーＰchgの計算を行う。同様に、走行制御装置１０は、ステップＳ１６において、走行要求パワーＰaと充放電要求パワーＰchgとの和であるエンジン要求パワーＰeの計算を行う。
【００２１】
次に、走行制御装置１０はステップＳ１８において、エンジン要求パワーＰeがエンジンの燃費最良域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）以下であれば、充電要求パワーＰchgを制限することなくリターンへ進み、Ｋmax＋αを超えていれば充電要求パワーＰchgを制限するためにステップＳ２０へ進む。
【００２２】
走行制御装置１０は、ステップＳ２０において、運転者からの走行要求パワーＰaが燃費最良域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）未満であればステップＳ２２に進み、エンジン要求パワーＰeを燃費最良域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）に制限することになる。
【００２３】
また、走行制御装置１０は、ステップＳ２０において、運転者からの走行要求パワーＰaが燃費最良域近傍に相当するパワー（Ｋmax＋α）以上であれば、ステップＳ２４に進み、運転者からの走行要求パワーＰa分だけをエンジン要求パワーＰeとして出力する。これは、運転者の意志が優先されるためである。
【００２４】
以上、上述したように、本実施形態に係る走行制御装置を用いることにより、運転者の走行要求パワーとバッテリの充電要求パワーを合算したエンジン要求パワーがエンジンの燃費最良域を超える頻度よりも、エンジンを効率良く動作させる頻度を多くすることにより、システム全体の効率を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係るハイブリッド走行制御装置は、エンジンとモータジェネレータとして作動する回転電機とを備えるハイブリッド車両において、走行状態に応じてハイブリッド車両の制御を行うことにより、ハイブリッド車両の燃費改善に利用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  ハイブリッド車両、１０  走行制御装置、１１，１２  モータジェネレータ、１３  エンジン、１４  動力分配機構、１５，１６，１７  回転センサ、１８  車輪、１９  減速ギア、２１  バッテリ、２２，２３  インバータ、２４  アクセルペダル。
【図１】
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【図２】
2010184572.tif 000004
【図３】
2010184572.tif 000005
【図４】
2010184572.tif 000006