(57)【要約】【課題】エンジン動作点を等パワー曲線上から発電効率の高い動作領域内に戻した際に運転者に違和感を与えることを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、アクセルペダルの踏み増しに伴いバッテリの目標充電量がバッテリの充電パワーの上限値を超えた場合、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、全騒音中におけるハイブリッド車両のパワートレインに由来する騒音の比率が全騒音中における暗騒音の比率より低い場合、又は、減速要求があった場合、エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い動作領域内のエンジン動作点に戻す制御手段を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの踏み増しに伴いバッテリの目標充電量がバッテリの充電パワーの上限値を超えた場合、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
全騒音中におけるハイブリッド車両のパワートレインに由来する騒音の比率が全騒音中における暗騒音の比率より低い場合、又は、減速要求があった場合、前記エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い動作領域内のエンジン動作点に戻す制御手段を備えることを特徴とする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には、エンジンの回転数の変化による加速感の提供と発電効率の向上との両立を図るハイブリッド車両の制御装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載の制御装置は、バッテリの蓄電量（ＳＯＣ）が所定値以上である場合、アクセルペダルの操作量に基づいてエンジンの回転数及び出力トルクを制御して所定値以上の発電効率となる第１の動作領域内でエンジン動作点を制御する。一方、バッテリの蓄電量が所定値未満である場合には、特許文献１に記載の制御装置は、第１の動作領域よりも発電モータの発電電力が大きくなる第２の動作領域内でエンジン動作点を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７５５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の制御装置では、バッテリの充電パワーＷｉｎに制約がある場合には、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御することによって加速感を確保することができる。しかしながら、この場合、加速後に発電効率の高い第１の動作領域内にエンジン動作点を戻した際、エンジン音が低下して運転者に違和感を与える可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン動作点を等パワー曲線上から発電効率の高い動作領域内に戻した際に運転者に違和感を与えることを抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、アクセルペダルの踏み増しに伴いバッテリの目標充電量がバッテリの充電パワーの上限値を超えた場合、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、全騒音中におけるハイブリッド車両のパワートレインに由来する騒音の比率が全騒音中における暗騒音の比率より低い場合、又は、減速要求があった場合、前記エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い動作領域内のエンジン動作点に戻す制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、全騒音中におけるハイブリッド車両のパワートレインに由来する騒音の比率が全騒音中における暗騒音の比率より低い場合、又は、減速要求があった場合、エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い動作領域内のエンジン動作点に戻すので、エンジン動作点を等パワー曲線上から発電効率の高い動作領域内に戻した際に運転者に違和感を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の制御装置が適用されるハイブリッド車両の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態であるエンジン動作点制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、エンジン動作点制御処理におけるエンジンの回転数と出力トルクとの関係を示す図である。
【図４】図４は、アクセルペダルの踏み増し量とエンジン回転数上昇期待値との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態であるエンジン動作点復帰処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、ＥＶ走行時及びＥＮＧ走行時における車速とパワートレイン騒音の音圧との関係の一例を示す図である。
【図７】図７は、車速と発電ユニット発生騒音の音響パワー比率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の制御装置の構成及びその動作について説明する。
【００１０】
〔ハイブリッド車両の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の制御装置が適用されるハイブリッド車両の構成について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の制御装置が適用されるハイブリッド車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の制御装置が適用されるハイブリッド車両１は、エンジン２の出力軸に発電用のモータ（発電モータ）ＭＧ１を接続すると共に駆動輪３ａ，３ｂに連結された駆動軸４に走行用のモータ（駆動モータ）ＭＧ２を接続したいわゆるシリーズハイブリッド自動車によって構成されている。詳しくは、ハイブリッド車両１は、エンジン２、発電モータＭＧ１、駆動モータＭＧ２、インバータ５ａ，５ｂ、バッテリ６、及びハイブリッド車両用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵ（Hybrid Vehicle Electronic Control Unit）と表記）７を主な構成要素として備えている。
【００１２】
エンジン２は、ガソリンや軽油等を燃料として動力を出力する内燃機関によって構成されている。エンジン２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと表記）２１によって運転制御される。エンジンＥＣＵ２１は、マイクロプロセッサによって構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポート、及び通信ポート等を備えている。エンジンＥＣＵ２１は、ＨＶＥＣＵ７と通信ポートを介して接続されている。
【００１３】
発電モータＭＧ１は、同期発電電動機によって構成されており、回転子がエンジン２の出力軸に接続されている。駆動モータＭＧ２は、同期発電電動機によって構成されており、回転子が駆動軸４に接続されている。インバータ５ａ，５ｂは、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２に接続されていると共に電力ラインを介してバッテリ６に接続されている。発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵと表記）３１によってインバータ５ａ，５ｂが備える複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより回転駆動される。モータＥＣＵ３１は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。モータＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ７と通信ポートを介して接続されている。
【００１４】
バッテリ６は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池によって構成されており、電力ラインを介してインバータ５ａ，５ｂと接続されている。バッテリ６は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵと表記）６１によって管理されている。バッテリＥＣＵ６１は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。バッテリＥＣＵ６１は、ＨＶＥＣＵ７と通信ポートを介して接続されている。
【００１５】
ＨＶＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。ＨＶＥＣＵ７には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＨＶＥＣＵ７に入力される信号としては、イグニッションスイッチ７１からのイグニッション信号、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ７２からのエンジン回転数信号、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ７３からのアクセル開度信号、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ７４からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ７５からの車速信号等を例示できる。ＨＶＥＣＵ７は、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３１、及びバッテリＥＣＵ６１と通信ポートを介して接続されている。
【００１６】
このような構成を有するハイブリッド車両１では、ＨＶＥＣＵ７が、アクセルペダルの踏み増し操作に対して最適効率ライン上で発電量の増加も伴いながらエンジン回転数を増加させる。しかしながら、バッテリ６の低温時や高ＳＯＣ時等においてバッテリの充電パワーＷｉｎが制限されている場合には、発電量の増加も伴いながらエンジン回転数を増加させようとしても、バッテリの充電パワーＷｉｎの制限によって意図するエンジン回転数の増加を実現できず、運転者に違和感を与える場合がある。そこで、本実施形態では、ＨＶＥＣＵ７が、以下に示すエンジン動作点制御処理を実行することにより、バッテリの充電パワーＷｉｎの制限を回避してエンジン回転数を増加させる。以下、図２〜図４を参照して、エンジン動作点制御処理を実行する際のＨＶＥＣＵ７の動作について説明する。
【００１７】
〔エンジン動作点制御処理〕
図２は、本発明の一実施形態であるエンジン動作点制御処理の流れを示すフローチャートである。図３は、エンジン動作点制御処理におけるエンジンの回転数と出力トルクとの関係を示す図である。図４は、アクセルペダルの踏み増し量とエンジン回転数上昇期待値との関係の一例を示す図である。
【００１８】
図２に示すフローチャートは、ハイブリッド車両１のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたタイミングで開始となり、エンジン動作点制御処理はステップＳ１の処理に進む。エンジン動作点制御処理は、イグニッションスイッチがオン状態である間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００１９】
ステップＳ１の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、発電ユニットの構成要素（エンジン２，発電モータＭＧ１，駆動モータＭＧ２，インバータ５ａ，５ｂ等）全体での最適効率ラインＬ４（図３参照）上にある定点動作点Ｐ１（図３参照）にエンジン（ＥＮＧ）動作点を制御する。ここで、定点動作点（シリーズ制御特有の定点動作点）Ｐ１におけるバッテリ６の目標充電量をＰｃｈｇ（ｉ）、エンジン２の回転数をＮｅ（ｉ）、及びエンジン２の出力トルクをＴｅ（ｉ）と表す。なお、ｉは制御タイミングを示す。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、エンジン動作点制御処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ２の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、アクセルペダルポジションセンサ７３からのアクセル開度信号に基づいて、運転者がアクセルペダルを踏み増し中であるか否かを判別する。判別の結果、運転者がアクセルペダルを踏み増し中である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン動作点制御処理をステップＳ３の処理に進める。一方、運転者がアクセルペダルを踏み増し中でない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、一連のエンジン動作点制御処理を終了する。
【００２１】
ステップＳ３の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、図４に示すようなアクセルペダルの踏み増し量とエンジン２の回転数の上昇期待値（ＥＮＧ回転数上昇期待値）ΔＮｅとの関係を示すテーブルから、ステップＳ２の処理において検出されたアクセルペダルの踏み増し量に対応するＥＮＧ回転数上昇期待値ΔＮｅのデータを読み出す。そして、ＨＶＥＣＵ７は、読み出されたＥＮＧ回転数上昇期待値ΔＮｅをエンジン２の回転数の目標上昇量（目標Ｎｅ上昇量）ΔＮｅに設定する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、エンジン動作点制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ４の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、目標Ｎｅ上昇量ΔＮｅとバッテリ６の充電量の増加量（充電ＵＰ量）ΔＰｃｈｇとの関係を示すテーブルから、ステップＳ３の処理において設定された目標Ｎｅ上昇量ΔＮｅに対応する充電ＵＰ量ΔＰｃｈｇのデータを読み出す。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、エンジン動作点制御処理はステップＳ５の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ５の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、現在のバッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ）にステップＳ４の処理において読み出された充電ＵＰ量ΔＰｃｈｇを加算した値をバッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）として算出する。そして、ＨＶＥＣＵ７は、バッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）がバッテリの充電パワーＷｉｎの上限値（Ｗｉｎ制約）を超えるか否かを判別する。判別の結果、バッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）がＷｉｎ制約を超える場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ，例えば図３に示す点Ｐ３）、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン動作点制御処理をステップＳ６の処理に進める。一方、バッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）がＷｉｎ制約を超えない場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、一連のエンジン動作点制御処理を終了する。
【００２４】
ステップＳ６の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、図３に示す等パワー曲線Ｌ１〜Ｌ３上に沿ってエンジン動作点を制御することによってエンジン回転数Ｎｅを増加させる。具体的には、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン要求出力Ｐｅ（ｉ＋１）を現在の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ）に設定し、エンジン回転数Ｎｅ（ｉ＋１）を現在のエンジン回転数Ｎｅ（ｉ）に目標Ｎｅ上昇量ΔＮｅを加算した値に設定する。また、ＨＶＥＣＵ７は、現在のエンジン要求出力Ｐｅ（ｉ）又は目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ）、若しくは、Ｗｉｎ制約をエンジン回転数Ｎｅ（ｉ＋１）で除算した値をエンジンの出力トルクＴｅ（ｉ＋１）を設定する。なお、ＨＶＥＣＵ７は、例えば等パワー曲線Ｌ１に沿った制御のように、バッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）がＷｉｎ制約を超えると予測されたタイミングで等パワー曲線に沿ったエンジン動作点の制御を開始してもよいし、例えば等パワー曲線Ｌ２に沿った制御のように、バッテリ６の目標充電量Ｐｃｈｇ（ｉ＋１）がＷｉｎ制約に到達したタイミングで等パワー曲線に沿ったエンジン動作点の制御を開始してもよい。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連のエンジン動作点制御処理は終了する。
【００２５】
ところで、上述のようにアクセルペダルの踏み増しに伴いバッテリ６の目標充電量がバッテリ６の充電パワーＷｉｎの上限値を超えた場合、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御した場合において、加速後に発電効率の高い動作領域内にエンジン動作点を戻した際、エンジン音が低下して運転者に違和感を与える可能性がある。そこで、本実施形態では、ＨＶＥＣＵ７が、以下に示すエンジン動作点復帰処理を実行することによって、加速後に発電効率の高い動作領域内にエンジン動作点を戻した際、運転者に違和感を与えることを抑制する。以下、図５〜図７を参照して、エンジン動作点復帰処理を実行する際のＨＶＥＣＵ７の動作について説明する。
【００２６】
図５は、本発明の一実施形態であるエンジン動作点復帰処理の流れを示すフローチャートである。図６は、ＥＶ走行時及びＥＮＧ走行時における車速とパワートレイン騒音の音圧との関係の一例を示す図である。図７は、車速と発電ユニット発生騒音の音響パワー比率との関係を示す図である。
【００２７】
図５に示すフローチャートは、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御する処理が開始されたタイミングで開始となり、エンジン動作点復帰処理はステップＳ１１の処理に進む。エンジン動作点復帰処理は、等パワー曲線に沿ってエンジン動作点を制御する処理が行われている間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００２８】
ステップＳ１１の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、発電ユニットに由来する騒音（パワートレイン騒音）の音響パワー比率（パワトレ音響比率）が所定の音響パワー比率判定閾値（例えば５０％）未満であるか否かを判別する。具体的には、図６に示すように、ＥＶ走行時及びＥＮＧ走行時とでは、パワートレイン騒音の音圧が発電ユニット（発電機）に由来する騒音の分だけ乖離している。従って、図６に示すＥＶ走行時及びＥＮＧ走行時における車速とパワートレイン騒音の音圧との関係を予め実験により求めておき、実験により得られた関係に基づいて各騒音の音響パワーの比率を解析することによって、図７に示すような車速と発電ユニット発生騒音（パワートレイン騒音）の音響パワーの比率との関係を求めることができる。
【００２９】
図７に示す例では、車速が遅い場合は発電ユニット発生騒音の音響パワー比率がＥＶ走行での発生騒音（暗騒音（タイヤ、風切り音、オーディオ等）の音響パワーの比率より大きく、車速の増加に伴い発電ユニット発生騒音の音響パワー比率はＥＶ走行での発生騒音の音響パワーの比率より小さくなる。そこで、ＨＶＥＣＵ７は、現在の車速を検出し、検出された車速に対応する発電ユニット発生騒音（パワートレイン騒音）の音響パワー比率がＥＶ走行での発生騒音の音響パワーの比率に対応する所定の音響パワー比率判定閾値（例えば５０％）未満であるか否かを判別する。
【００３０】
判別の結果、パワトレ音響比率が所定の音響パワー比率判定閾値未満である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ７は、パワートレイン騒音が暗騒音に隠れてエンジン音の変化が分かりづらくなると判断し、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１５の処理に進める。一方、パワトレ音響比率が所定の音響パワー比率判定閾値以上である場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１２の処理に進める。
【００３１】
ステップＳ１２の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、アクセル開度の戻し量が所定値以上であるか否かを判別する。判別の結果、アクセル開度の戻し量が所定値以上である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ７は、減速要求によって違和感が緩和されると判断し、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１５の処理に進める。一方、アクセル開度の戻し量が所定値未満である場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１３の処理に進める。
【００３２】
ステップＳ１３の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、アクセル開度の戻し速度が所定値以上であるか否かを判別する。判別の結果、アクセル開度の戻し速度が所定値以上である場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ７は、減速要求によって違和感が緩和されると判断し、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１５の処理に進める。一方、アクセル開度の戻し速度が所定値未満である場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１４の処理に進める。
【００３３】
ステップＳ１４の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、ブレーキペダルが操作されているか否かを判別する。判別の結果、ブレーキペダルが操作されている場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ７は、減速要求によって違和感が緩和されると判断し、エンジン動作点復帰処理をステップＳ１５の処理に進める。一方、ブレーキペダルが操作されていない場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ７は、一連のエンジン動作点復帰処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ１５の処理では、ＨＶＥＣＵ７が、エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い領域内のエンジン動作点に戻す。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、一連のエンジン動作点復帰処理は終了する。
【００３５】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるエンジン動作点復帰処理では、ＨＶＥＣＵ７が、全騒音中におけるハイブリッド車両１のパワートレインに由来する騒音の比率が全騒音中における暗騒音の比率より低い場合、又は、減速要求があった場合、エンジン動作点を等パワー曲線上のエンジン動作点から発電効率の高い動作領域内のエンジン動作点に戻すので、エンジン動作点を等パワー曲線上から発電効率の高い動作領域内に戻した際に運転者に違和感を与えることを抑制できる。
【００３６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
６  バッテリ
７  ハイブリッド車両用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【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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