(57)【要約】【課題】所望の駆動力を確保しつつ燃費を向上させる【解決手段】目標アシスト要求電力がモータアシスト可能電力よりも大きい場合（ステップＳ０１のＹＥＳ側）であっても、車両用空調装置の作動状態や車室内温度の状態に応じて、高電圧バッテリから車両用空調装置への供給電力を低減させる（ステップＳ０５）ことによって、高電圧バッテリからモータへの供給電力を増大させ、モータアシスト可能電力を増大させる。補機類等の低電圧系回路での消費電力が所定の規定消費電力よりも小さい場合（ステップＳ０９のＹＥＳ側）には、ＤＣ／ＤＣコンバータの降圧動作に対するＤ／Ｖ指示電圧を低減させる（ステップＳ１０）ことによって、高電圧バッテリからモータへの供給電力を増大させ、モータアシスト可能電力を増大させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置とを備え、
少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関から出力可能なエンジントルクと同等のモータトルクを前記モータから出力させることによって前記内燃機関への燃料供給量を低減するモータ駆動時に、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給を前記蓄電装置から前記モータ以外の他の電装機器への電力供給よりも優先させる電力供給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。
【請求項２】
前記内燃機関は、全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な可変気筒内燃機関であって、
前記モータ駆動時は前記休筒運転時であ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制御装置。
【請求項３】
前記電力供給制御手段は、前記モータ以外の他の電装機器での消費電力を、ゼロを含む所定値まで低減させることによって、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給を前記蓄電装置から前記モータ以外の他の電装機器への電力供給よりも優先させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記モータ以外の他の電装機器は、少なくとも、前記蓄電装置から供給される電力を降圧する電力変換装置または空調装置に具備される電動圧縮装置であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関及びモータを併用して走行駆動するハイブリッド車両に搭載され、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動源としての内燃機関およびモータを備え、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両において、内燃機関の停止状態において空調装置のコンプレッサを駆動可能な電動モータを具備するハイブリッドコンプレッサを備えたハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５９３３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係るハイブリッド車両の制御装置において、モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置から出力可能な電力は、駆動源としてのモータとハイブリッドコンプレッサの電動モータとに加えて、蓄電装置の出力電力を降圧して、例えば１２Ｖ駆動の補機類等からなる低電圧回路系へ電力を供給する低電圧蓄電装置を充電する電力変換装置等へ配分されて供給されるようになっている。このため、例えば内燃機関の出力をモータの出力により補助するアシスト動作時において、モータ以外の電装機器での消費電力が増大すると、モータから所望の出力を得ることが出来なくなり、車両の走行性能が劣化してしまう虞がある。
また、例えば内燃機関から出力可能な出力をモータの出力に担わせて燃費の向上を図るモータ駆動時において、モータ以外の電装機器での消費電力が増大すると、モータから所望の出力を得ることが出来なくなり、内燃機関に対する負荷を低減させて燃費を向上させることが困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望の駆動力を確保しつつ燃費を向上させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ３）とを備え、少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関から出力可能なエンジントルクと同等のモータトルクを前記モータから出力させることによって前記内燃機関への燃料供給量を低減するモータ駆動時に、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給を前記蓄電装置から前記モータ以外の他の電装機器への電力供給よりも優先させる電力供給制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０５、ステップＳ１０）を備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関から出力可能なエンジントルクと同等のモータトルクをモータから出力させることによって内燃機関への燃料供給量を低減し、燃費を向上させるモータ駆動時には、蓄電装置からモータへの電力供給を優先的に行うことによって、モータから出力可能なモータトルクを増大させることができ、より一層、燃費を向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関は、全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な可変気筒内燃機関であって、前記モータ駆動時は前記休筒運転時であることを特徴としている。
【０００９】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の休筒運転時に蓄電装置からモータへの電力供給を優先的に行い、モータから出力可能なモータトルクを増大させることによって、内燃機関およびモータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクの目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記電力供給制御手段は、前記モータ以外の他の電装機器での消費電力を、ゼロを含む所定値まで低減させることによって、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給を前記蓄電装置から前記モータ以外の他の電装機器への電力供給よりも優先させることを特徴としている。
【００１１】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置から出力可能な電力のうちモータへ供給可能な電力を増大させることができ、燃費を向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記モータ以外の他の電装機器は、少なくとも、前記蓄電装置から供給される電力を降圧する電力変換装置（例えば、実施の形態でのＤＣ／ＤＣコンバータ９）または空調装置（例えば、実施の形態での車両用空調装置１４）に具備される電動圧縮装置（例えば、実施の形態での電動コンプレッサ１６）であることを特徴としている。
【００１３】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置や空調装置に具備される電動圧縮装置への電力供給よりもモータへの電力供給を優先させることによって、所望の駆動力を確保しつつ燃費を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を示し、モータ１は、車両に搭載され、車両を走行駆動する内燃機関２の出力を補助、または、車両を走行駆動するように、モータ１の回転子の回転軸が内燃機関２のクランクシャフトに連結された三相電動機であって、このハイブリッド車両では、モータ１単独により車両を走行駆動するモータ駆動走行や、内燃機関２による車両の走行駆動時にモータ１で駆動力を補助するアシスト走行が可能である。
【００１５】
また、モータ１には、例えばインバータ回路を備えて構成されたモータ制御部としてのパワードライブユニット（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｒｉｖｅ  Ｕｎｉｔ：以下、ＰＤＵと略す）３が接続されている。ＰＤＵ３は、電源電圧を安定させる平滑コンデンサ３ａを備えており、この平滑コンデンサ３ａがメインコンタクタ部４を介して車両に搭載された高電圧バッテリ（蓄電装置）５に接続されている。この高電圧バッテリ５は、例えば１４４［Ｖ］系のニッケル−水素バッテリとされている。
【００１６】
また、ＰＤＵ３は、メインコンタクタ部４を導通させた状態において、高電圧バッテリ５から直流電力を得るとともに、該直流電力を三相の交流電力に変換してモータ１を駆動し、一方、モータ１の回生電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ５を充電する。また、高電圧バッテリ５には、電流センサ６及び電圧センサ７が接続され、例えば、電流センサ６で検出される高電圧バッテリ５の入出力電流Ａｂａｔｔ、及び電圧センサ７で検出される高電圧バッテリ５の入出力電圧Ｖｂａｔｔから、高電圧バッテリ５のＩ−Ｖ（電流−電圧）特性等に基づいて高電圧バッテリ５の残容量ＳＯＣを推定することができるようになっている。
【００１７】
一方、メインコンタクタ部４は、メインコンタクタ４ａと、該メインコンタクタ４ａに並列に設けられたプリチャージコンタクタ４ｂ及びプリチャージ抵抗器４ｃとを備えて構成されている。これにより、メインコンタクタ部４を介してＰＤＵ３と高電圧バッテリ５とを接続する際には、まず、プリチャージコンタクタ４ｂを作動させて接続状態にして、プリチャージ抵抗器４ｃを介してＰＤＵ３の平滑コンデンサ３ａにプリチャージを行った後、メインコンタクタ４ａを作動させて接続状態にすることで、平滑コンデンサ３ａに対する突入電流によるメインコンタクタ部４の破損の発生を防止することができる。また、平滑コンデンサ３ａには、電圧センサ８が接続されており、電圧センサ８で検出される電圧値に応じてメインコンタクタ４ａの作動タイミングを調整するようになっている。
【００１８】
また、高電圧バッテリ５には、メインコンタクタ部４を介してＤＣ／ＤＣコンバータ（ダウンバータＤ／Ｖ）９が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ９は、高電圧バッテリ５から供給される高電圧直流電力を低電圧直流電力に降圧して低電圧バッテリ１０を充電する。また、この低電圧バッテリ１０からは、本実施の形態の制御装置における制御部である後述する電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ  ：以下、ＥＣＵと略す）１１や低電圧駆動の補機類１２等の低電圧系回路（例えば１２［Ｖ］系回路）へ低電圧（例えば１４．５［Ｖ］等）の直流電力が供給される。
【００１９】
更に、高電圧バッテリ５には、エアコンコンタクタ部１３を介して、車両に搭載された車両用空調装置１４を動作させるハイブリッドエアコンユニット（以下、ＨＢＡＣＵと略す）１５が接続されている。ここで、エアコンコンタクタ部１３は、メインコンタクタ部４と同様に、メインコンタクタ１３ａ、プリチャージコンタクタ１３ｂ、プリチャージ抵抗器１３ｃとを備えて構成されている。また、ＨＢＡＣＵ１５は、例えばインバータ回路を有するドライバ１５ａと、該ドライバ１５ａを制御するコントローラ１５ｂと、エアコンコンタクタ部１３に接続される平滑コンデンサ１５ｃとを備えて構成されている。
【００２０】
これにより、メインコンタクタ部４の場合と同様に、エアコンコンタクタ部１３を介してＨＢＡＣＵ１５と高電圧バッテリ５とを接続する際には、まず、プリチャージコンタクタ１３ｂを作動させて接続状態にして、プリチャージ抵抗器１３ｃを介してＨＢＡＣＵ１５の平滑コンデンサ１５ｃにプリチャージを行った後、メインコンタクタ１３ａを作動させて接続状態にすることで、平滑コンデンサ１５ｃに対する突入電流によるエアコンコンタクタ部１３の破損を防止することができる。
【００２１】
また、ＨＢＡＣＵ１５のドライバ１５ａは、車両用空調装置１４に備えられると共に、例えば図示しない三相電動機（電動モータ）を動力源として動作可能な圧縮装置である電動コンプレッサ１６に接続されており、ＨＢＡＣＵ１５は、エアコンコンタクタ部１３を導通させた状態において、高電圧バッテリ５から供給される直流電力をドライバ１５ａによって三相の交流電力に変換し、電動コンプレッサ１６を駆動する。
【００２２】
また、平滑コンデンサ１５ｃには、電圧センサ１７が接続されており、電圧センサ１７で検出される電圧値に応じてメインコンタクタ１３ａの作動タイミングを調整することができるようになっている。また、高電圧バッテリ５とエアコンコンタクタ部１３との間にはヒューズ１８が接続され、高電圧バッテリ５とエアコンコンタクタ部１３との間の電流路を過電流時等に遮断できるようになっている。
【００２３】
更に、本実施の形態の制御装置は、内燃機関２を動力源として動作する圧縮装置であるエンジン駆動コンプレッサ１９を備えており、例えば、内燃機関２のクランクシャフトに連結されたプーリ２０ａ及びエンジン駆動コンプレッサ１９の回転軸に連結されたプーリ２０ｂに掛け渡された駆動ベルト２１を介して内燃機関２からエンジン駆動コンプレッサ１９へ動力が伝達されるようになっている。従って、車両用空調装置１４は、圧縮装置として、電動コンプレッサ１６及びエンジン駆動コンプレッサ１９の両方、またはいずれか一方が駆動されることにより車両内の温度を調節するようになっている。
【００２４】
また、ＥＣＵ１１には、電流センサ６、電圧センサ７、電圧センサ８、及び電圧センサ１７の各出力信号が入力される。さらに、ＥＣＵ１１には、車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号ＩＧ＿ＳＷ、車両用空調装置１４の操作スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号ＡＣ＿ＳＷ、及びモータ１の回転数に応じた電気信号が入力される。一方、ＥＣＵ１１は、メインコンタクタ部４、ＰＤＵ３、ＤＣ／ＤＣコンバータ９、及びＨＢＡＣＵ１５に含まれるコントローラ１５ｂへ、それぞれ制御信号を出力すると共に、ＨＢＡＣＵ１５のコントローラ１５ｂを介してエアコンコンタクタ部１３へ制御信号を出力する。
なお、モータ１の回転軸と内燃機関２のクランクシャフトとが直結される場合、モータの回転数は、内燃機関２のエンジン回転数ＮＥに一致するので、モータ回転数に代えて内燃機関２の回転数を代用することができるようになっている
【００２５】
なお、内燃機関２は、いわゆるＳＯＨＣのＶ型６気筒エンジンであって、一方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構ＶＴを備えた構造で、他方のバンクの３つの気筒は気筒休止運転（休筒運転）を行わない通常の動弁機構（図示せず）を備えた構造となっている。すなわち、内燃機関２は、車両の運転状態に応じて、片側のバンクの３つの気筒が休止した状態の３気筒運転（休筒運転）と、両方のバンクの６気筒全部が駆動する６気筒運転（全筒運転）とが切り換えられるようになっている。
【００２６】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置は上記構成を備えており、次に、このハイブリッド車両の制御装置の動作、特に、高電圧バッテリ５から電力供給を受ける高圧電装系、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ９および車両用空調装置１４の電動コンプレッサ１６に対する電力制限を、車両の運転状態に応じて行う制御についてフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
先ず、図２に示すステップＳ０１においては、モータ１により内燃機関２の出力を補助するアシスト動作時において、モータ１から出力可能なモータトルクに対する目標トルクに対応する電力である目標アシスト要求電力が、モータアシスト可能電力よりも大きいか否かを判定する。なお、モータアシスト可能電力は、例えば図３に示すように、高電圧バッテリ５から放電可能な電力であるバッテリ放電可能電力のうち、モータ１のアシスト動作によって消費可能な電力であって、例えばバッテリ放電可能電力から、ＤＣ／ＤＣコンバータ９での消費電力（ＤＶ消費電力）と電動コンプレッサ１６での消費電力（Ｅ＿ＣＯＭＰ消費電力）とを減算して得た値とされている。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
ステップＳ０２においては、電動コンプレッサ１６への供給電力の上限値であるＥ＿ＣＯＭＰ供給上限電力に所定の規定電力、例えば電動コンプレッサ１６の保護等に応じて設定される供給電力の所定上限値を設定して、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ９の降圧動作に対する電圧の指令値であるＤ／Ｖ指示電圧に通常指示電圧を設定して、一連の処理を終了する。
【００２８】
また、ステップＳ０４においては、車両用空調装置１４から出力される空気の温度である吐気温が、所定の上限吐気温よりも低いか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
ステップＳ０５においては、Ｅ＿ＣＯＭＰ供給上限電力に、所定の規定電力よりも小さい所定の制限電力を設定して、後述するステップＳ０８に進む。
また、ステップＳ０６においては、車室内温度が所定の上限室内温度よりも低いか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
ステップＳ０７においては、Ｅ＿ＣＯＭＰ供給上限電力に所定の規定電力を設定して、ステップＳ０８に進む。
【００２９】
ステップＳ０８においては、低電圧バッテリ１０の端子間電圧が所定の下限電圧よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
ステップＳ０９においては、補機類１２等の低電圧系回路での消費電力が所定の規定消費電力よりも小さいか否かを判定する。
ステップＳ０９での判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に進む。
一方、ステップＳ０９での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進み、Ｄ／Ｖ指示電圧に、通常指示電圧よりも小さい所定の制限指示電圧を設定して、一連の処理を終了する。
【００３０】
上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、目標アシスト要求電力がモータアシスト可能電力よりも大きい場合であっても、車両用空調装置１４の作動状態や車室内温度の状態に応じて、高電圧バッテリ５から車両用空調装置１４への供給電力を低減させることによって、高電圧バッテリ５からモータ１への供給電力を増大させることができ、モータアシスト可能電力を増大させることができる。さらに、補機類１２等の低電圧系回路での消費電力が所定の規定消費電力よりも小さい場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ９の降圧動作に対するＤ／Ｖ指示電圧を低減させることによって、高電圧バッテリ５からモータ１への供給電力を増大させることができ、モータアシスト可能電力を増大させることができる。
これにより、内燃機関２から出力可能なエンジントルクに相当するモータトルクをモータ１から出力させることによって内燃機関２への燃料供給量を低減するモータ駆動時において、内燃機関２の負荷を低減させて燃費を向上させることができ、例えば内燃機関２の休筒運転時においては、内燃機関２およびモータ１からなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクの目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関から出力可能なエンジントルクと同等のモータトルクをモータから出力させることによって内燃機関への燃料供給量を低減し、燃費を向上させるモータ駆動時には、蓄電装置からモータへの電力供給を優先的に行うことによって、モータから出力可能なモータトルクを増大させることができ、より一層、燃費を向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の休筒運転時に蓄電装置からモータへの電力供給を優先的に行い、モータから出力可能なモータトルクを増大させることによって、内燃機関およびモータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクの目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。
さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置から出力可能な電力のうちモータへ供給可能な電力を増大させることができ、燃費を向上させることができる。
さらに、請求項４に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置や空調装置に具備される電動圧縮装置への電力供給よりもモータへの電力供給を優先させることによって、所望の駆動力を確保しつつ燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。
【図２】バッテリ放電可能電力およびモータアシスト可能電力と、ＤＶ消費電力とＥ＿ＣＯＭＰ消費電力とのバッテリ温度に応じた変化の一例を示すグラフ図である。
【図３】図１に示すハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  制御部
３  バッテリ（蓄電装置）
９  ＤＣ／ＤＣコンバータ（電力変換装置）
１４  車両用空調装置（空調装置）
１６  電動コンプレッサ（電動圧縮装置）
ステップＳ０５、ステップＳ１０  電力供給制御手段
【図１】
2005039886.tif 000003
【図２】
2005039886.tif 000004
【図３】
2005039886.tif 000005