(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力として、エンジン出力とモータ出力のいずれか一方あるいは双方が使用可能であって、モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置を備えたハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置において、運転者の意思により車両の目標車速が設定された場合に、車速変化に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持する際、算出されたモータ出力をモータのアシスト側の最大出力、あるいは回生側の最大出力と比較して、それぞれの最大出力を超えた分についてはエンジン出力を補正するように制御することを特徴とするハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置。
【請求項２】
上記運転者の意思により車両の目標車速が設定された場合に、路面状況検出手段により検出された路面状況に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置。
【請求項３】
上記路面状況検出手段としてカーナビゲーション装置を用いることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置。
【請求項４】
上記目標車速に追従制御するために、エンジン出力を一定にしてモータの出力により制御し、あるいはモータ出力とエンジン出力の双方により制御することを特徴とする請求項１から請求項３に記載のハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置に係り、特に、エンジンの負荷変動を抑えてオートクルーズを可能としたハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両においては、例えば、高速道路において定速走行を行なう場合における運転者の負担を軽減するために、オートクルーズ制御装置を備えたものが知られている。このオートクルーズ制御装置は、運転者がアクセル操作をしなくても目標車速を維持して走行を行なうことができる装置であり、通常はスロットルとブレーキを制御して目標車速を維持するようになっている。
ところで、近年環境問題が大きく取り上げられるなかで、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両が実用化されている。このハイブリッド車両は加速時においてはエンジンをモータで駆動補助し、減速時においてはモータを発電機として使用して回生エネルギーを回収するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ハイブリッド車両にオートクルーズ制御装置を適用した場合に、上記スロットルとブレーキを制御することによりエンジンに負荷変動が生ずると、ハイブリッド車両のメリットを阻害してしまうという問題がある。
すなわち、ハイブリッド車両は、それまで無駄にブレーキから排出された熱エネルギーを、モータを減速回生作動させることにより回収し、この回収されたエネルギーを加速時において有効利用することで、エンジンに負荷を与えることなくドライバビリティーを確保しているものであるため、上述のようにエンジンに負荷変動を与えるとそれだけで燃料消費量が増加しエミッション発生の問題が生ずるのである。
そこで、この発明は、エンジンにできるだけ負荷変動を与えることなく定速走行が可能なハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車両の駆動力として、エンジン（例えば、実施形態におけるエンジンＥ）出力とモータ（例えば、実施形態におけるモータＭ２）出力のいずれか一方あるいは双方が使用可能であって、モータ（例えば、実施形態におけるモータＭ２）の回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置（例えば、実施形態におけるバッテリＢ）を備えたハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置において、運転者の意思により車両の目標車速が設定された場合に、車速変化に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持する際、算出されたモータ出力をモータのアシスト側の最大出力、あるいは回生側の最大出力と比較して、それぞれの最大出力を超えた分についてはエンジン出力を補正するように制御することを特徴とする。
このように構成することで、一定以上の補正すべきモータ出力をエンジンで肩代わりすることにより、より小さいモータでもクルーズコントロールが可能となるとともに、該モータの出力補正が可能である限り、エンジンを負荷変動させることなく、車速変化に応じてモータによる駆動補助とモータによる減速回生により車両の目標車速を維持することが可能となる。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、上記運転者の意思により車両の目標車速が設定された場合に、路面状況検出手段（例えば、実施形態におけるステップＳ３）により検出された路面状況に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持することを特徴とする。
このように構成することで、路面状況検出手段によって、例えば、下り坂を走行していると判定された場合は、モータを回生作動させて車両を目標車速に維持し、上り坂を走行していると判定された場合は、モータによりエンジンを駆動補助して目標車速を維持することが可能となる。
【０００６】
請求項３に記載した発明は、上記路面状況検出手段としてカーナビゲーション装置を用いることことを特徴とする。
このように構成することで、車載設備であるカーナビゲーション装置を有効利用することが可能となる。
【０００７】
請求項４に記載した発明は、上記目標車速に追従制御するために、エンジン出力を一定にしてモータの出力により制御し、あるいはモータ出力とエンジン出力の双方により制御することを特徴とする。
このように構成することで、エンジン出力を一定にしてモータの出力により制御した場合は確実にエンジンの負荷変動をなくすことが可能となり、モータ出力とエンジン出力により制御した場合はエンジンの負荷変動を極力抑えることができると共にエンジンに負荷の一部を分担させる分だけモータの小型化、小出力化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
先ず、図７に基づいてハイブリッド車両の構成について説明する。
同図においてハイブリッド車両１は図示しない制御装置を備えており、加速時においては、後述するモータＭ２を電動機として機能させることによりエンジンを駆動補助し、減速時においてはモータＭ２を発電機として機能させることにより、このモータＭ２により回生制動力を発生させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収してバッテリＢを充電できる構成となっている。
【０００９】
また、このハイブリッド車両１においては、エンジンＥの出力軸が、モータＭ１の回転軸に直接接続されているため、エンジンＥの始動時には、モータＭ１をスタータとして使用することができる。尚、モータＭ１とバッテリＢとの間にはパワードライブユニット２が設けられている。また、加速時にはモータＭ１を駆動補助用に使用することも可能である。
【００１０】
前記エンジンＥの出力軸、及びこれに連結されたモータＭ１の回転軸は、デュアルマスフライホイール３を回転させると共にオイルポンプ４を回転駆動する構成となっている。また、エンジンＥの出力軸及びモータＭ１の回転軸は、前後進切替プラネタリ５を介してＣＶＴ６の駆動側プーリ７に接続されている。
前後進切替プラネタリ５が、図示しないセレクトレバーに連結された油圧切替バルブにより、セレクトレバーを操作することで油圧作動の摩擦要素８，９を選択的に係合できるようになっている。
これにより、ＣＶＴ６の駆動側プーリ７に入力されるエンジンＥまたはモータＭ１の動力の回転方向を切り換えるようになっている。
【００１１】
駆動側プーリ７の回転は、金属ベルト１１を介して被駆動側プーリ１２に伝達される。ここに、駆動側プーリ７と被駆動側プーリ１２との回転数比は、各プーリに対する金属ベルト１１の巻き付き径により決定され、この巻き付き径は各プーリの側室１３，１４に付与された油圧による押しつけ力によって制御される。尚、この油圧はオイルポンプ４により発生し、これら側室１３，１４に供給さる。また、被駆動側プーリ１２の回転は、発進用クラッチ１５およびディファレンシャル１６を介して駆動輪Ｗに伝達される。
【００１２】
また、エンジンＥの吸気管１７は負圧タンク１８を介して、ブレーキペダル１９と連結されたブレーキブースタ２０に接続されている。
そして、上記パワードライブユニット２にはモータＭ２が接続され、このモータＭ２は前記ディファレンシャル１６を介して駆動輪Ｗに接続されている。したがって、このハイブリッド車両は発進用クラッチ１５によりエンジンからの動力伝達を遮断した状態でモータＭ２によるモータ走行が可能な構造となっている。また、発進用クラッチ１５によりエンジンからの伝達を遮断した状態でモータＭ２を回生作動させ、回生エネルギーをバッテリＢに充電を行なう。
【００１３】
図１に示すのはこの発明の第１実施形態を示すフローチャート図である。
この実施形態では路面状況に応じてモータＭ２によりエンジン１を駆動補助し、あるいはモータＭ２を回生作動させることにより目標車速を維持するようにしたものである。
先ず、ステップＳ１において目標車速を設定する。この設定は運転者の設定動作により所定の目標車速を設定するもので、例えば、モータの制御をつかさどるモータＥＣＵ等により行なわれる。
【００１４】
次に、ステップＳ２において目標車速平地相当エンジン出力を算出する。つまり、走行路が平地であった場合に車両が設定車速で走行するに必要なエンジン出力を算出する。そして、ステップＳ３において路面状況を検出する。この路面状況は傾斜センサ、加速度センサ等により行なうこともできるし、車載されたカーナビゲーション装置を有効利用して地形の変化の状況を把握することにより行なっても良い。このようにカーナビゲーション装置によりナビゲーション情報を利用すれば、新たに傾斜センサを設ける必要がなくコストダウンを図ることができるメリットがある。
【００１５】
次に、ステップＳ３における検出結果に基づいて、ステップＳ４において登坂であるか否かを判定する。ステップＳ４における判定の結果、登坂路であると判定された場合は、モータＭ２によりエンジン１を駆動補助する必要があるためステップＳ５において後述するアシスト量の算出を行いステップＳ６に進む。ステップＳ４における判定の結果、登坂路ではないと判定された場合はステップＳ６に進む。
【００１６】
ステップＳ６においては、降坂であるか否かを判定する。降坂であると判定された場合は、モータを回生作動させる必要があるため、ステップＳ７において後述する回生量の算出を行ないステップＳ８に進む。ステップＳ６における判定の結果、降坂路ではないと判定された場合はステップＳ８に進む。ステップＳ８においては、エンジン出力の固定制御を行ない、次のステップＳ９において、実際にモータＭ２の制御を行なう。そして、上記ステップを繰り返す。
【００１７】
次に、前記ステップＳ５におけるアシスト量算出を図２のフローチャートに基づいて説明する。
同図のステップＳ２０において前記ステップＳ２で求めたエンジン出力をエンジン出力Ｐｅとしてセットし、ステップＳ２１において傾斜検出を行なう。そしてステップＳ２３において目標出力ＰｔｒをセットしてステップＳ２４に進む。ここで、この目標出力Ｐｔｒは設定車速でその傾斜を走行する時の目標出力である。
そして、ステップＳ２４において前記目標出力Ｐｔｒから前記エンジン出力Ｐｅを引いた値をモータ（モータＭ２）出力Ｐｍｏｔとして算出して上記ステップを繰り返す。
【００１８】
同様に、前記ステップＳ７における回生量算出を図３のフローチャートに基づいて説明する。同図のステップＳ３０において前記ステップＳ２で求めたエンジン出力をエンジン出力Ｐｅとしてセットし、ステップＳ３１において傾斜検出を行なう。そしてステップＳ３３において目標出力ＰｔｒにセットしてステップＳ３４進む。
そして、ステップＳ３４におい前記エンジン出力Ｐｅから前記目標出力Ｐｔｒを引いた値をモータ（モータＭ２）回生量Ｐｇｅｎとして算出して上記ステップを繰り返す。
【００１９】
したがって、例えば、ナビゲーション情報等により取り込まれた路面状況に応じて傾斜を検出した場合は設定車速でその傾斜を走行する時の目標出力Ｐｔｒを求め、上述のエンジン出力Ｐｅと比較し、図２に示すようにエンジン出力Ｐｅ＜目標出力Ｐｔｒである場合はその差分（Ｐｔｒ−Ｐｅ）をモータ出力Ｐｍｏｔとしてエンジン１をモータＭ２でアシストし、一方、図３に示すようにエンジン出力Ｐｅ＞目標出力Ｐｔｒである場合はその差分（Ｐｅ−Ｐｔｒ）をモータ回生量ＰｇｅｎとしてモータＭ２を回生作動させることができる。
その結果、傾斜の影響により、設定車速に対する目標出力が変化してもエンジン出力を変動させることなく走行を続けることができるため、エンジン出力のみで目標車速を維持した場合に比較して、燃料消費量を減少させ、エンジン１の負荷変動に起因するエミッション発生の問題を解消することができる。
【００２０】
図４、図５はこの発明の第２実施形態を示すものであり、図４はそのフローチャート図である。
この実施形態では車速変化に応じてモータ出力を補正することにより目標車速を維持するようにしたものである。
図４のステップＳ５０において目標車速設定を行なう。次に、ステップＳ５１２おいて車速を検出する。こ車速検出は周知の車速センサ等により行なう。そして、ステップＳ５２において車速が設定値Ａ以上か否かを判定する。
【００２１】
ここで、設定値Ａは図５に示すように車速設定値（目標車速）に対して上側に超えた２つの設定値のうち設定値Ｂよりも大きい値であり、車速設定値（目標車速）に対してはそれよりも低い設定値Ｃと更に低い設定値Ｄを設定している。
【００２２】
ステップＳ５２における判定の結果、車速が設定値Ａ以上である場合は、ステップＳ５３に進み車速を下げるべく回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧに「１」を、アシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧに「０」をセットしてステップＳ５４に進む。ステップＳ５２における判定の結果、車速が設置値Ａよりも小さい場合もステップＳ５４に進む。
【００２３】
ステップＳ５４においては回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧが「１」か否かを判定する。回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧが「０」である場合はステップＳ６２に進む。
ステップＳ５４において回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧが「１」である場合は、ステップＳ５５において車速が設定値Ｂ以上か否かを判定する。ステップＳ５５における判定の結果、車速が設定値Ｂ以上である場合はステップＳ５８に進み、モータ出力に前回値から減算量αを引いた値を代入してステップＳ６２に進む。
【００２４】
一方、ステップＳ５５における判定の結果、車速が設定値Ｂよりも小さい場合はステップＳ５６に進み、ここで車速が設定車速（目標車速）以上か否かを判定する。ステップＳ５６における判定の結果、車速が設定車速以上である場合はステップＳ５９に進み、モータ出力に前回値を代入してステップＳ６２に進む。
また、ステップＳ５６における判定の結果、車速が設定車速よりも小さい場合はステップＳ５７に進み、ここで車速が設定値Ｃ以上か否かを判定する。ステップＳ５７における判定の結果、車速が設定値Ｃ以上である場合はステップＳ６０に進み、モータ出力に前回値に加算量αを加えた値を代入してステップＳ６２に進む。また、ステップＳ５７における判定の結果、車速が設定値Ｃよりも小さい場合はステップＳ６１に進み、回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧに「０」をセットし、モータ出力を「０」にしてステップＳ６２に進む。
【００２５】
ステップＳ６２において車速が設定値Ｄ以下か否かを判定する。
ステップＳ６２における判定の結果、車速が設定値Ｄ以下である場合は、ステップＳ６３進み車速を上げるべくアシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧに「１」を、回生フラグＲＥＧ＿ＦＬＧに「０」をセットしてステップＳ６４に進む。ステップＳ６２における判定の結果、車速が設置値Ｄよりも大きい場合もステップＳ６４に進む。
【００２６】
ステップＳ６４においてはアシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧが「１」か否かを判定する。アシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧが「０」である場合はステップＳ７２に進む。
ステップＳ６４においてアシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧが「１」である場合は、ステップＳ６５において車速が設定値Ｃ以下か否かを判定する。ステップＳ６５における判定の結果、車速が設定値Ｃ以下である場合はステップＳ６８に進み、モータ出力に前回値に加算量αを加えた値を代入してステップＳ７２に進む。
【００２７】
一方、ステップＳ６５における判定の結果、車速が設定値Ｃよりも大きい場合はステップＳ６６に進み、ここで車速が設定車速（目標車速）以下か否かを判定する。ステップＳ６６における判定の結果、車速が設定車速以下である場合はステップＳ６９に進み、モータ出力に前回値を代入してステップＳ７２に進む。
【００２８】
また、ステップＳ６６における判定の結果、車速が設定車速よりも大きい場合はステップＳ６７に進み、ここで車速が設定値Ｂ以下か否かを判定する。ステップＳ６７における判定の結果、車速が設定値Ｂ以下である場合はステップＳ７０に進み、モータ出力に前回値から減算量αを引いた値を代入してステップＳ７２に進む。また、ステップＳ６７における判定の結果、車速が設定値Ｂよりも大きい場合はステップＳ７１に進み、アシストフラグＡＳＴ＿ＦＬＧに「０」をセットし、モータ出力を「０」にしてステップＳ７２に進む。
そして、ステップＳ７２においては、エンジン出力の固定制御を行ない、次のステップＳ７３において、実際にモータＭ２の制御を行なう。そして、上記ステップを繰り返す。
【００２９】
すなわち、図５に示すように降坂路等で、車速が設定車速に対する設定値Ａまで上がると、モータＭ２で回生を行なって車速を下げ、設定値Ｃまで下がると回生発電を止める。また、登坂路等で、車速が設定値Ｄまで下がると、モータＭ２でエンジン１を駆動補助して車速を上げ、設定値Ｂになると駆動補助を止める。このように、モータ出力を制御することにより、エンジン出力（スロットル開度）を変化させずに車速を制御できるのである。
【００３０】
次に、図６はこの発明の第３実施形態の要部を示すフローチャート図である。前述した実施形態ではモータＭ２の出力のみを補正し、エンジン出力は固定制御するようにしているが、この実施形態ではスロットル開度補正を併用してエンジン出力も補正することにより、モータ出力補正量を小さく抑えることができ、これにより、より小さいモータＭ２でクルーズコントロールを可能としたものである。
そして、以下に述べるフローチャートは前述した第１実施形態におけるステップＳ８、第２実施形態におけるステップＳ７２のエンジン出力固定制御ステップに置き換えられることにより実行される。
【００３１】
ステップＳ９０において、それまでのステップで算出されたモータ出力が、モータＭ２のアシスト側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＡＳＴ以上か否かを判定する。判定の結果、モータ出力がモータＭ２のアシスト側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＡＳＴより小さい場合は、ステップＳ９１においてエンジン出力に前回固定値をセットし、ステップＳ９２においてスロットル開度を前回固定値にしてステップＳ９６に進む。
【００３２】
ステップＳ９０における判定の結果、モータ出力がモータＭ２のアシスト側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＡＳＴ以上である場合は、ステップＳ９３において、モータＭ２のアシスト側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＡＳＴと、これを超えた分（すなわちモータ出力を）を前回固定値に加算し、これを前回固定値としてエンジン出力に代入しステップＳ９４に進む。そしてステップＳ９４においてはスロットル開度変更量を算出し、前回固定値にこれを加算し、今回固定値としてからステップＳ９５においてモータ出力を「０」にしてステップＳ９６に進む。
【００３３】
ステップＳ９６において、モータ出力が、モータＭ２の回生側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＲＥＧＴ以下か否かを判定する。判定の結果、モータ出力がモータＭ２の回生側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＲＥＧより大きい場合は、ステップＳ９７においてエンジン出力に前回固定値をセットし、ステップＳ９８においてスロットル開度を前回固定値にしてステップＳ１０２に進み、ここでスロットル制御を行ないりターンする。ステップＳ９６における判定の結果、モータ出力がモータＭ２の回生側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＲＥＧ以下である場合は、ステップＳ９９において、モータＭ２の回生側ＭＡＸ出力Ｐ＿ＲＥＧと、これを超えた分（すなわちモータ出力）を前回固定値に加算し、これを今回固定値としてエンジン出力に代入しステップＳ１００に進む。そしてステップＳ１００においてはスロットル開度変更量を算出し、前回固定値にこれを加算し、今回固定値としてから、ステップＳ９５〜ステップＳ１０１においてモータ出力を「０」にしてステップＳ１０２に進む。
【００３４】
したがって、この実施形態によれば一定以上の補正すべきモータ出力をエンジンで肩代わりすることにより、より小さいモータＭ２でもクルーズコントロールが可能となるのである。これによりモータＭ２の出力補正が可能である限り、エンジン出力は一定に保たれ、モータ出力が限界に達した瞬間だけ、エンジン出力はステップ状に変化するが、その後再びエンジン出力は一定に保たれるようになる。よって、エンジン運転を可能な限り一定にすることができるため、燃費を向上することができ、エミッション発生の問題を解消できる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、モータＭ１のみによって駆動補助と回生の両方を行う形式のハイブリッド車両にも適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、一定以上の補正すべきモータ出力をエンジンで肩代わりすることにより、より小さいモータでもクルーズコントロールが可能となるとともに、該モータの出力補正が可能である限り、エンジンを負荷変動させることなく、車速変化に応じてモータによる駆動補助とモータによる減速回生により車両の目標車速を維持することが可能となるため、アクセルペダルとブレーキ操作により目標車速を維持した場合に比較して、燃費が向上し、エンジン負荷変動に起因するエミッション発生の問題を解消することができる効果がある。
【００３６】
請求項２に記載した発明によれば、前述した効果に加え、路面状況検出手段によって、例えば、下り坂を走行していると判定された場合は、モータを回生作動させて車両を目標車速に維持し、上り坂を走行していると判定された場合は、モータによりエンジンを駆動補助して目標車速を維持することが可能となるため、路面状況に対応して迅速に目標車速を維持することができる効果がある。
【００３７】
請求項３に記載した発明によれば、前述した効果に加え、車載設備であるカーナビゲーション装置を有効利用することが可能となるため、新たな装置を設けた場合に比較してコストダウンを図ることができる効果がある。
【００３８】
請求項４に記載した発明によれば、エンジン出力を一定にしてモータの出力により制御した場合は確実にエンジンの負荷変動をなくすことが可能となるため、燃費を向上することができる効果があり、モータ出力とエンジン出力により制御した場合はエンジンの負荷変動を極力抑えることができると共にモータの小型化、小出力化が可能となるため、車体重量の軽減による燃費向上を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態のフローチャート図である。
【図２】この発明の第１実施形態のサブルーチンであるフローチャート図である。
【図３】この発明の第１実施形態のサブルーチンであるフローチャート図である。
【図４】この発明の第２実施形態のフローチャート図である。
【図５】この発明の第２実施形態のグラフ図である。
【図６】この発明の第３実施形態の要部を示すフローチャート図である。
【図７】この発明のハイブリッド車両の全体構成図である。
【符号の説明】
Ｂ  バッテリ
Ｅ  エンジン
Ｍ１，Ｍ２  モータ
Ｓ３  路面状況検出手段
【図１】
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【図２】
0003563314.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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