(57)【要約】【課題】過充電及び過放電を抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、バッテリと制御手段とを備える。制御手段は、バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時の目標エンジン回転数を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する。【選択図】図２
2010184646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される車両の制御装置であって、
前記モータと電力の授受を行うバッテリと、
前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時の目標エンジン回転数を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される車両の制御装置であって、
前記モータと電力の授受を行うバッテリと、
前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時のエンジン目標要求出力を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭く、かつ、前記入力制限幅が負荷運転時に拡大または縮小した場合、当該拡大分または当該縮小分に相当するエンジン要求出力を所定時間幅にわたって徐々に変化させる請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に搭載される車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータとエンジンとを駆動源としたハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、燃費向上等の観点から、モータによるアシスト開始を、エンジンの負荷状態に応じて吸気管負圧関連情報とスロットル開度関連情報とに基づき判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８４５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの自立運転から充電負荷運転への移行時では、エンジン回転数はモータにより極短時間で目標値に制御される。一方、エンジンの吸入空気量は、一般に、当該移行に対する応答が遅くなる。従って、外気温の極低温時など、バッテリの充電許容電力（Ｗｉｎ）や放電許容電力（Ｗｏｕｔ）が小さい場合では、過充電や過放電が生じる可能性がある。特許文献１には、上記の問題は何ら検討されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、過充電及び過放電を抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される車両の制御装置であって、前記モータと電力の授受を行うバッテリと、前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時の目標エンジン回転数を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、バッテリと制御手段とを備える。制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時の目標エンジン回転数を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する。ここで、「所定値」は、例えば、実験等により過充電または過放電が発生する恐れがない入力制限幅または出力制限幅の下限値に設定される。また、「自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等」であるとは、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同一、または、過充電または過放電が生じる恐れがない範囲での差を指す。上述の具体的な範囲は、例えば、実験等により適切に定められる。このようにすることで、車両の制御装置は、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電または過放電を抑制することができる。
【０００８】
上記の車両の制御装置の他の観点では、エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される車両の制御装置であって、前記モータと電力の授受を行うバッテリと、前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時のエンジン目標要求出力を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する制御手段と、を備える。
【０００９】
上記の車両の制御装置は、ハイブリッド車両に搭載され、バッテリと制御手段とを備える。制御手段は、例えばＥＣＵであり、バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭い場合、自立運転から充電負荷運転への移行時の要求エンジン出力を、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等になるように補正する。ここで、「所定値」は、例えば、実験等により過充電または過放電が発生する恐れがない入力制限幅または出力制限幅の下限値に設定される。また、「自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同等」であるとは、自立運転時の吸入空気量と負荷運転時の吸入空気量とが同一、または、過充電または過放電が生じる恐れがない範囲での差を指す。上述の具体的な範囲は、例えば、実験等により適切に定められる。これによっても、車両の制御装置は、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電または過放電を抑制することができる。
【００１０】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記バッテリの入力制限幅または出力制限幅が所定値よりも狭く、かつ、前記入力制限幅が負荷運転時に拡大または縮小した場合、当該拡大分または当該縮小分に相当するエンジン要求出力を所定時間幅にわたって徐々に変化させる。このようにすることで、バッテリの残容量変化等に起因して入力制限幅または出力制限幅が変化した場合に、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電または過放電を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ハイブリッド車両の構成の一例を示す図である。
【図２】第１実施形態における処理手順を示すフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
［車両の構成］
まず、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したハイブリッド車両について説明する。
【００１４】
図１は、車両１００の概略構成を示す図である。車両１００は、主に、エンジン１と、車軸２と、車輪３と、モータ（モータジェネレータ）ＭＧ１、ＭＧ２と、プラネタリギヤ４と、インバータ５と、バッテリ６と、ＥＣＵ５０と、を備える。車両１００は、ディーゼルハイブリッド車両に好適に適用される。
【００１５】
車軸２は、エンジン１及びモータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。
【００１６】
モータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いはモータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されている。また、モータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成され、車軸２に動力を伝達することができるように構成されている。モータＭＧ２の回転数は、ＥＣＵ５０によって制御される。
【００１７】
これらのモータＭＧ１及びモータＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
【００１８】
プラネタリギヤ（遊星歯車機構）４は、エンジン１の出力をモータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成され、動力分割機構として機能する。
【００１９】
インバータ５は、バッテリ６と、モータＭＧ１及びモータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５は、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いはモータＭＧ１によって発電された交流電力をそれぞれモータＭＧ２に供給すると共に、モータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給することが可能に構成されている。
【００２０】
バッテリ６は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備え、ハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。また、後述するように、ＥＣＵ５０は、エンジン１の回転数（以後、「エンジン回転」と呼ぶ。）等を調整することにより、エンジン１の吸入空気量を制御する。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段の一例である。
【００２２】
なお、上述の車両の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。例えば、車両１００は、上述の構成に加えて、外部電源からの電力をバッテリ６に充電可能な外部充電装置を備えてもよい。さらに、車両１００は、上述の構成に代えて、モータＭＧ１とモータＭＧ２とが一体のモータにより構成されてもよい。
【００２３】
以下では、第１実施形態及び第２実施形態においてＥＣＵ５０が実行する処理について説明する。
【００２４】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態におけるＥＣＵ５０の制御について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の充電許容電力（以後、「入力制限Ｗｉｎ」と呼ぶ。）の幅または放電許容電力（以後、「出力制限Ｗｏｕｔ」と呼ぶ。）の幅が狭い場合、エンジン１の自立運転から充電負荷運転への移行時に、エンジン回転数を制御することで吸入空気量を調整する。このようにすることで、ＥＣＵ５０は、自立運転から充電負荷運転への移行時での吸入空気量の応答遅れに起因したバッテリ６の過充電や過放電を防ぐ。以下では、入力制限Ｗｉｎの幅が狭い場合と、出力制限Ｗｏｕｔの幅が狭い場合とについてそれぞれ具体的に説明する。
【００２５】
まず、入力制限Ｗｉｎの幅が狭い場合、即ち、充電許容電力が小さい場合について説明する。ＥＣＵ５０は、エンジン１の自立運転、即ち、エンジン１が作動し、かつ、充電負荷運転が行われていないエンジン１の運転状態（以後、単に「自立運転」と呼ぶ。）から、エンジン１への充電負荷運転（以後、単に「負荷運転」と呼ぶ。）への移行を検出する。このとき、ＥＣＵ５０は、エアフローメータなどの各種センサから自立運転時の吸入空気量（以後、「吸入空気量Ｅ１」と呼ぶ。）を取得しておく。
【００２６】
そして、自立運転から充電負荷運転へ移行時では、ＥＣＵ５０は、吸入空気量Ｅ１と負荷運転時の吸入空気量（以後、「吸入空気量Ｅ２」と呼ぶ。）とが同等、または、吸入空気量Ｅ１よりも吸入空気量Ｅ２が大きくなるように、制御目標のエンジン回転数（目標エンジン回転数）を設定する。これにより、ＥＣＵ５０は、自立運転から充電負荷運転への移行時での吸入空気量の応答遅れに起因したバッテリ６の過充電を防ぐ。
【００２７】
上述の制御について補足説明する。従来では、自立運転から負荷運転への移行時には、ＥＣＵ５０は、エンジン１に対し目標要求出力を要求すると共に、エンジン１が目標エンジン回転数になるようにモータＭＧ１を制御する。これにより、エンジン回転数はモータＭＧ１により極短時間で目標値に制御される。一方、吸入空気量は、上述の制御に所定の遅れをもって修正される。即ち、吸入空気量は、自立運転から負荷運転への移行に対する応答遅れが生じる。この結果、エンジン１の実際の吸入空気量が制御目標の吸入空気量よりも大きいことに起因して入力制限Ｗｉｎよりも大きい発電量が発生し、その結果バッテリ６に過充電が生じる。以上を考慮し、第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、吸入空気量Ｅ１と吸入空気量Ｅ２とを同等または吸入空気量Ｅ１より吸入空気量Ｅ２を大きくする。これにより、ＥＣＵ５０は、不測に生じる充電量を抑制し、過充電を防ぐことができる。
【００２８】
次に、出力制限Ｗｏｕｔの幅が狭い場合、即ち、放電許容電力が大きい場合について説明する。まず、ＥＣＵ５０は、入力制限Ｗｉｎが狭い場合と同様に、自立運転から負荷運転への移行を検出すると共に、吸入空気量Ｅ１を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、当該移行時には、吸入空気量Ｅ２を吸入空気量Ｅ１と同等または吸入空気量Ｅ２を吸入空気量Ｅ１よりも小さくなるようにエンジン回転数を設定する。これにより、ＥＣＵ５０は、制御目標の吸入空気量よりも実際の吸入空気量Ｅ２が小さいことに起因してモータＭＧ２のアシスト増加等により過放電が生じるのを防ぐことができる。
【００２９】
（処理フロー）
次に、第１実施形態における処理の手順について説明する。図２は、第１実施形態でＥＣＵ５０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。なお、図２のフローチャートは、代表例として、入力制限Ｗｉｎの幅が狭い場合における処理手順を表す。ＥＣＵ５０は、図２に示すフローチャートの処理を、例えば車両の走行時に所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００３０】
まず、ＥＣＵ５０は、エンジン目標要求出力「Ｐ１」と目標エンジン回転数「Ｎ１」とをそれぞれ算出する（ステップＳ１０１）。また、このとき、ＥＣＵ５０は、吸入空気量Ｅ１を検出する。
【００３１】
次に、ＥＣＵ５０は自立運転から負荷運転へ移行するか否か判断する（ステップＳ１０２）。そして、自立運転から負荷運転へ移行したと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０３へ処理を進める。一方、自立運転から負荷運転へ移行していないと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、フローチャートの処理を終了する。
【００３２】
次に、ＥＣＵ５０は、入力制限Ｗｉｎが所定値未満か否かについて判定する（ステップＳ１０３）。上述の所定値は、例えば過充電が生じる恐れがない下限値に実験等に基づき設定される。そして、入力制限Ｗｉｎが所定値未満である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４へ処理を進める。一方、入力制限Ｗｉｎが所定値以上の場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、過充電の恐れがないと判断し、フローチャートの処理を終了する。
【００３３】
そして、ＥＣＵ５０は、エンジン目標要求出力Ｐ１を満たし、吸入空気量Ｅ１と吸入空気量Ｅ２とが同等になる目標エンジン回転数「Ｎ２」を算出する（ステップＳ１０４）。即ち、ＥＣＵ５０は、自立運転から負荷運転への移行時での吸入空気量の応答遅れの影響が出ないような目標エンジン回転数Ｎ２を算出する。
【００３４】
次に、ＥＣＵ５０は、目標エンジン回転数Ｎ１が目標エンジン回転数Ｎ２よりも小さいか否かについて判定する（ステップＳ１０５）。そして、目標エンジン回転数Ｎ１が目標エンジン回転数Ｎ２よりも小さい場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、目標エンジン回転数Ｎ２によりエンジン１を制御する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
一方、目標エンジン回転数Ｎ１が目標エンジン回転数Ｎ２以上の場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は目標エンジン回転数Ｎ１によりエンジン１を制御する（ステップＳ１０７）。
【００３６】
以上のようにすることで、入力制限Ｗｉｎが狭い場合、自立運転から負荷運転への移行時に、吸入空気量Ｅ２を吸入空気量Ｅ１と同等または吸入空気量Ｅ１よりも吸入空気量Ｅ２を大きくすることができる。従って、ＥＣＵ５０は、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電を抑制することができる。
【００３７】
（変形例）
上述の説明では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数を調整することにより、負荷運転時の吸入空気量Ｅ２を制御していた。しかし、本発明が適用可能な制御方法はこれに限定されない。例えば、これに代えて、ＥＣＵ５０は、エンジン目標要求出力を調整することにより、負荷運転時の吸入空気量Ｅ２を制御してもよい。
【００３８】
具体的には、入力制限Ｗｉｎの幅が狭い場合、ＥＣＵ５０は、吸入吸気量Ｅ２を吸入吸気量Ｅ１と同等または吸入空気量Ｅ１よりも吸入空気量Ｅ２が大きくなるエンジン目標要求出力を自立運転から負荷運転への移行時に設定する。
【００３９】
一方、出力制限Ｗｏｕｔの幅が狭い場合、ＥＣＵ５０は、吸入空気量Ｅ１と吸入空気量Ｅ２とが同等または吸入空気量Ｅ１よりも吸入空気量Ｅ２が小さくなるエンジン目標要求出力を自立運転から負荷運転への移行時に設定する。
【００４０】
このように、エンジン目標要求出力を調整することによっても、ＥＣＵ５０は、負荷運転時の吸入空気量Ｅ２を適切に制御し、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電及び過放電を抑制することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
第２実施形態では、ＥＣＵ５０は、第１実施形態の制御に代えて、または加えて、負荷運転時に入力制限Ｗｉｎが変化した場合に、当該変化分をすぐにエンジン目標要求出力に反映せずに徐々に変化させてエンジン目標要求出力を算出する。このようにすることで、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電及び過放電を抑制する。
【００４２】
以下、負荷運転時に入力制限Ｗｉｎの幅が拡大した場合、即ち、充電許容電力が増加した場合と、負荷運転時に入力制限Ｗｉｎの幅が縮小した場合、即ち、充電許容電力が減少した場合とについてそれぞれ説明する。
【００４３】
負荷運転時に入力制限Ｗｉｎがバッテリ６の残容量等の変化に起因して拡大した場合、ＥＣＵ５０は、入力制限Ｗｉｎがバッテリ６の残容量等の変化に起因して拡大した当該拡大分（以後、単に「拡大分」と呼ぶ。）を除いた入力制限Ｗｉｎに基づきエンジン目標要求出力を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン目標要求出力を所定時間幅にわたって拡大分に相当するエンジン目標要求出力を徐々に変更する。このとき、所定時間幅は、例えば、拡大分に相当するエンジン目標要求出力を過充電が発生することなく変更可能な時間幅に実験等に基づき設定される。このようにすることで、ＥＣＵ５０は、吸入空気量の応答遅れに起因した過充電を抑制することができる。
【００４４】
同様に、負荷運転時に入力制限Ｗｉｎがバッテリ６の残容量等の変化に起因して縮小した場合、ＥＣＵ５０は、入力制限Ｗｉｎがバッテリ６の残容量等の変化に起因して縮小した当該縮小分（以後、単に「縮小分」と呼ぶ。）を除いた入力制限Ｗｉｎに基づきエンジン目標要求出力を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン目標要求出力を所定時間幅にわたって縮小分に相当するエンジン目標要求出力を徐々に変更する。このとき、所定時間幅は、例えば、縮小分に相当するエンジン目標要求出力を過充電が発生することなく変更可能な時間幅に実験等に基づき設定される。このようにすることで、ＥＣＵ５０は、吸入空気量の応答遅れに起因した過放電を抑制することができる。
【００４５】
以下、この処理について補足説明する。従来の制御では、ＥＣＵ５０は、負荷運転時にバッテリ６の残容量の変化等に起因して入力制限Ｗｉｎの幅が拡大または縮小した場合、当該拡大分または当該縮小分をそのままエンジン目標要求出力に反映していた。しかし、このように拡大分または縮小分がエンジン目標要求出力に即反映された場合、吸入空気量の応答遅れに起因して、過充電又は過放電が発生してしまう恐れがある。以上を考慮し、第２実施形態では、ＥＣＵ５０は、拡大分または縮小分に相当するエンジン目標要求出力を徐々に変化させる。これにより、ＥＣＵ５０は、過充電または過放電が発生するような吸入空気量の急な変化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  エンジン
２  車軸
３  車輪
４  プラネタリギヤ
５  インバータ
６  バッテリ
５０  ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２  モータ
【図１】
2010184646.tif 000003
【図２】
2010184646.tif 000004