(57)【要約】【課題】加速走行時に良好な加速フィーリングを得ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】加速走行時にモータの出力によって加速度を増大させる加速アシスト制御を実行するハイブリッド車両の制御装置において、アクセル踏み込み操作時の加速感が良好になる目標エンジン回転数および最大加速度を推定し（ステップＳ２）、実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した場合に出力可能な推定エンジンパワーを推定し（ステップＳ３）、前記推定エンジンパワー、および、前記モータに電力を供給するバッテリの出力上限値に基づいて目標加速度を設定し（ステップＳ４）、前記目標加速度が前記最大加速度よりも小さい場合は、前記実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した後の前記実エンジン回転数の上昇勾配に基づいて前記目標加速度を設定する（ステップＳ６）。【選択図】図２
2016199194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源としてエンジンおよびモータを備え、加速走行時に前記モータの出力によって加速度を増大させる加速アシスト制御を実行するハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動力源を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
運転者によるアクセル踏み込み操作時に前記運転者に与える加速感が良好になる前記エンジンの目標エンジン回転数および最大加速度を推定し、
前記エンジンの実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した場合に前記エンジンが出力可能な推定エンジンパワーを推定し、
前記推定エンジンパワー、および、前記モータに電力を供給するバッテリの出力上限値に基づいて目標加速度を設定し、
前記目標加速度が前記最大加速度よりも小さい場合は、前記実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した後の前記実エンジン回転数の上昇勾配に基づいて前記目標加速度を設定する
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】
この発明は、エンジンおよびモータを駆動力源とするハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンおよびモータを駆動力源とするハイブリッド車両の駆動制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された駆動制御装置は、エンジンの出力によって走行する際に、車速に対するエンジン回転数の比率が一定となるようエンジンの運転を制御するように構成されている。また、モータに電力を供給するバッテリの出力可能電力量が基準値よりも少ない場合には、エンジン回転数の制限を高回転側に変更するように構成されている。
【０００３】
なお、特許文献２に記載されたハイブリッド車両の駆動力制御装置は、加速要求があった場合にバッテリからモータへ電力を供給し、そのモータで駆動力を発生させるように構成されている。また、バッテリからモータへ電力を供給することによってバッテリの充電量が所定値以下に低下することを判定した場合には、加速要求に基づくモータによる駆動力の発生を制限するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献３には、車両運転中の停車時にエンジンを一時的に停止すると共に、アクセルペダルの踏み込みに伴ってエンジンを再始動し、車両を発進させるように構成されたハイブリッド車両の発進時制御方法が記載されている。この特許文献３に記載された発進制御方法では、ブレーキが解除されてアクセルペダルが踏み込まれた場合に、モータによりエンジン出力のトルクアシストが所定時間実施される。また、バッテリの充電量が下限値を下回る場合には、モータによるトルクアシストの実施が禁止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０３５７８号公報
【特許文献２】特開２０１４−７６６８３号公報
【特許文献３】特開２００５−３２５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載された駆動制御装置では、ハイブリッド車両の加速走行中にバッテリの出力可能電力量が基準値を下回ると、エンジンの制限回転数が高回転側に変更される。そのため、加速走行中に運転者が意図しないタイミングで、エンジン回転数が急増するいわゆるエンジンの吹き上がりが生じてしまう場合があり、そのような吹き上がりによって運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、例えば上記のような加速走行中の運転者が意図しないエンジンの吹き上がりを防止して、良好な加速フィーリングを得ることができる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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源としてエンジンおよびモータを備え、加速走行時に前記モータの出力によって加速度を増大させる加速アシスト制御を実行するハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動力源を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、運転者によるアクセル踏み込み操作時に前記運転者に与える加速感が良好になる前記エンジンの目標エンジン回転数および最大加速度を推定し、前記エンジンの実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した場合に前記エンジンが出力可能な推定エンジンパワーを推定し、前記推定エンジンパワー、および、前記モータに電力を供給するバッテリの出力上限値に基づいて目標加速度を設定し、前記目標加速度が前記最大加速度よりも小さい場合は、前記実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に到達した後の前記実エンジン回転数の上昇勾配に基づいて前記目標加速度を設定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ハイブリッド車両が加速走行する場合、バッテリに対する負荷が厳しくなるアクセル踏み込み時に、その負荷を軽減するように目標加速度が設定されて、ハイブリッド車両の駆動力が制御される。そのため、加速走行の途中でバッテリの出力が低下してしまうことを防止することができる。その結果、従来制御のようなバッテリ出力の低下に起因するエンジン回転数の吹き上がりを防止することができる。また、バッテリ出力の低下に起因してモータの出力が低下してしまうことによる加速度の落ち込みを防止することもできる。したがって、運転者に与える加速フィーリングを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す図である。
【図２】この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートで示す制御を実行した場合のエンジン回転数、加速度、および、バッテリ出力等の挙動の一例を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図２のフローチャートで示す制御を実行した場合のエンジン回転数、加速度、および、バッテリ出力等の挙動の他の例を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明を、図を参照して具体的に説明する。先ず、図１に、この発明で制御対象とすることのできるハイブリッド車両の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１およびモータ（ＭＧ）２を駆動力源とするハイブリッド車両である。車両Ｖｅは、エンジン１およびモータ２が出力する動力を駆動輪３に伝達して駆動力を発生するように構成されている。例えば、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構（図示せず）によってモータ２側と駆動軸３側とに分割して伝達するように構成することもできる。また、モータ２として、それぞれ発電機能を有する第１モータ（図示せず）および第２モータ（図示せず）の２基のモータ・ジェネレータを備え、第１モータで発生した電力を第２モータに供給し、その第２モータが出力する動力を駆動軸３に付加するように構成することもできる。
【００１２】
この車両Ｖｅは、上記のように駆動力源としてエンジン１およびモータ２を備えていることにより、加速走行時に、モータ２の出力によって駆動力を発生させ、車両Ｖｅの加速度を増大させる加速アシスト制御を実行することが可能なように構成されている。エンジン１と比較して、モータ２は出力応答性に優れている。そのため、加速度を早期に増大させることが要求される加速走行時に、上記のようなモータ２による加速アシスト制御を実行することにより、運転者に与える車両の応答性や加速フィーリングを向上させることができる。
【００１３】
エンジン１およびモータ２を制御するためのコントローラ（ＥＣＵ）４が備えられている。コントローラ４は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。このコントローラ４に、エンジン１およびモータ２が、それぞれ、制御のための通信が可能なように接続されている。また、コントローラ４には、モータ２との間で電力の授受を行うバッテリ５も、制御のための通信が可能なように接続されている。なお、図１では１つのコントローラ４が設けらた例を示しているが、コントローラ４は、例えば制御する装置や機器毎に、複数設けられていてもよい。
【００１４】
上記のコントローラ４には、車両Ｖｅの各部に設けられた各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号などが入力されるように構成されている。例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサ６、エンジン３の回転数を検出するエンジン回転数センサ７、車速を検出する車速センサ８、および、バッテリ５のＳＯＣ（State Of Charge）を検出するＳＯＣセンサ（図示せず）などからのデータがコントローラ４に入力されるように構成されている。そして、コントローラ４は、上記のような入力データおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に制御指令信号を出力するように構成されている。
【００１５】
前述したように、特許文献１に記載されているようなハイブリッド車両では、加速走行中にバッテリの出力が低下すると、電力収支のバランスを取るために、エンジン回転数が上昇させられる。そのため、加速走行中に運転者が意図しないタイミングでエンジン回転数が急増し、いわゆるエンジンの吹き上がりが生じてしまう場合がある。そのような運転者が意図しない吹き上がりを防止するためには、エンジン回転数を抑制する必要がある。エンジン回転数を抑制することによりエンジン１の出力が低下するが、その低下分は、モータ２の出力を増大することによって補うことができる。
【００１６】
しかしながら、モータ２の出力を増大したことによってバッテリ５のＳＯＣが低下すると、バッテリ劣化防止のための制御が介入され、バッテリ５の出力が制限される場合がある。そうすると、車両Ｖｅの要求パワーを満たせなくなってしまい、加速走行の途中で加速度の落ち込みが生じてしまう可能性がある。そこで、この発明におけるコントローラ４は、前述したような運転者が意図しないエンジン１の吹き上がりを防止すると共に、上記のようなバッテリ５の出力制限に起因する加速度の落ち込みを防止するために、以下に示す制御を実行するように構成されている。
【００１７】
図２は、コントローラ４により実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、加速が開始されたか否かが判断される。具体的には、運転者によるアクセルの踏み込み操作によって、アクセル開度が所定値以上になったか否かが判断される。
【００１８】
アクセル開度が所定値以上となるようなアクセルの踏み込みがなく、未だ加速が開始されていないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
【００１９】
それに対して、アクセル開度が所定値以上となるアクセルの踏み込みがあり、加速が開始されたことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進む。
【００２０】
ステップＳ２では、加速感向上制御のための予備制御が開始される。加速感向上制御は、加速走行時に、前述したようなモータ２による加速アシスト制御と共に、運転者に与える加速フィーリングを良好にする加速度を目標加速度に設定し、その目標加速度を達成するように車両Ｖｅの駆動力を制御するものである。具体的には、先ず、その時点の車速Vおよびアクセル開度PAPに基づいて、上昇開始時目標エンジン回転数Nepおよび最大加速度Gxpが算出される。
【００２１】
ステップＳ３では、上昇開始時目標エンジン回転数Nepで出力可能と推定される推定エンジンパワーPeが算出される。
【００２２】
ステップＳ４では、初期加速度Gxp1が算出されると共に、その初期加速度Gxp1が最大加速度Gxpよりも小さいか否かが判断される。初期加速度Gxp1は、バッテリ出力上限値をPbmax、バッテリ出力係数をkとすると、それらバッテリ出力上限値Pbmaxおよびバッテリ出力係数k、ならびに、上記の推定エンジンパワーPeから、
Gxp1＝Pe＋k・Pbmax
として算出することができる。なお、バッテリ出力係数kは、バッテリ５のＳＯＣに応じて任意に決まる値（ただし、０＜k≦１）である。
【００２３】
初期加速度Gxp1が最大加速度Gxpよりも小さいことにより、このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進む。
【００２４】
ステップＳ５では、実際のエンジン回転数が上昇開始時目標エンジン回転数Nepに到達した後のエンジン回転数上昇勾配dNeに応じて増加する推定エンジンパワーPeが算出される。推定エンジンパワーPeは、このルーチンの１周期ごとに更新される。
【００２５】
ステップＳ６では、推定エンジンパワーPeの増加分を上乗せして随時加速度Gxが算出される。そして、この加速走行における目標加速度として、随時加速度Gxが設定される。随時加速度Gxは、このルーチンの１周期ごとに更新される。また、実際の加速度が到達加速度Gxp2に到達するまで、この随時加速度Gxが適用される。到達加速度Gxp2は、所定の条件の下で、加速フィーリングが良好になる加速度として、後述するようなWeberの法則の考え方に基づいて求められる加速度である。
【００２６】
ステップＳ７では、実際の加速度が到達加速度Gxp2に到達した以降は、Weberの法則の考え方に基づいて求めた加速フィーリングが良好になる加速度が、この加速走行における目標加速度として適用される。
【００２７】
Weberの法則では、「刺激の弁別閾（ΔＸ）は、原刺激（Ｘ）の強度に比例して変化する（ΔＸ／Ｘ＝const）」とされている。このコントローラ４で実行される加速感向上制御では、このWeberの法則の考え方に基づいて、加速フィーリングが良好になる加速度が推定される。例えば、運転者のアクセル操作による通常の加速度の変化量を、上記のウェーバーの法則における「Ｘ」と考えれば、「const」の部分を実験やシミュレーション等によって特定することにより、「ΔＸ」すなわち運転者が感じることのできる最小の加速度の変化量を推定することができる。そのようにして推定した加速度の変化量を基に、運転者が加速フィーリングが良好と感じる加速度を推定することができる。
【００２８】
一方、初期加速度Gxp1が最大加速度Gxp以上であることにより、前述のステップＳ４で否定的に判断された場合には、ステップＳ８へ進む。
【００２９】
ステップＳ８では、運転者によるアクセルの踏み込み操作時から、上記のようなWeberの法則の考え方に基づいて求めた加速フィーリングが良好になる加速度が、この加速走行における目標加速度として適用される。
【００３０】
ステップＳ９では、加速感向上制御が実施される。すなわち、ステップＳ６およびステップＳ７、もしくは、ステップＳ８で設定された目標加速度を実現するように車両Ｖｅの駆動力が制御される。
【００３１】
ステップＳ１０では、アクセル開度PAPが所定値以下になった場合に、加速感向上制御が終了される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００３２】
上記の図２のフローチャートで示した制御を実行した場合の車速、エンジン回転数、加速度、および、バッテリ出力の変化を、図３のタイムチャートに示してある。時刻Ｔ1で、運転者によるアクセル踏み込み操作が行われると、上昇開始時目標エンジン回転数Nepで出力可能な推定エンジンパワーPeと、バッテリ５のＳＯＣから定まるバッテリ出力k・Pbmaxとの和から、初期加速度Gxp1が算出される。
【００３３】
アクセルの踏み込み操作による加速走行の開始時には、モータ２による加速アシスト制御が実行され、バッテリ５に掛かる負荷が大きくなる。そのため、従来の制御では、図３のタイムチャートにおいて一点鎖線で示すように、アクセルの踏み込み操作直後にバッテリ出力が急増する。それに対して、このコントローラ４による制御では、上記のようにして初期加速度Gxp1が算出されることにより、適切なバッテリ出力が設定される。すなわち、このコントローラ４による制御では、図３のタイムチャートにおいて実線で示すように、バッテリ出力が上限値にまで達することがないように、モータ２およびバッテリ５が制御される。
【００３４】
モータ２と比較するとエンジン１は出力応答性が低いため、不可避的な応答遅れにより、時刻Ｔ2からエンジン回転数が上昇する。その後、時刻Ｔ3でエンジン回転数が上昇開始時目標エンジン回転数Nepに到達すると、時刻Ｔ3から時刻Ｔ4までの間、エンジン回転数上昇勾配dNeに応じて増加する推定エンジンパワーPeが考慮されて随時加速度Gxが算出される。そして、その随時加速度Gxに基づいて加速感向上制御が実行される。
【００３５】
加速感向上制御によって増大させられる車両Ｖｅの実加速度が、時刻Ｔ4で到達加速度Gxp2に達すると、その時刻Ｔ4以降は、前述したようなWeberの法則に沿って求めた加速度に基づいて加速感向上制御が実行される。
【００３６】
従来制御では、例えば時刻Ｔ4付近でバッテリ出力が低下すると、そのバッテリのＳＯＣを増大させるためにエンジン回転数が増大させられ、いわゆるエンジン回転数の吹き上がりが発生する場合がある。それに対して、このコントローラ４による制御では、上記のようにバッテリ５に対する負荷が厳しくなるアクセル踏み込み時に、その負荷を軽減するように、バッテリ出力が設定され、モータ２およびバッテリ５が制御される。そのため、加速走行の途中でのバッテリ出力の低下を防止することができる。その結果、上記のような加速走行中の運転者が意図しないエンジン回転数の吹き上がりを防止することができる。
【００３７】
また、従来制御では、上記のようにバッテリ出力が低下した場合は、そのバッテリ出力の低下に伴って加速度の落ち込みが発生する。それに対して、このコントローラ４による制御では、上記のように加速走行の途中でのバッテリ出力の低下を防止することができる。そのため、上記のような加速走行途中での加速度の落ち込みを防止することができる。
【００３８】
上記の図３のタイムチャートでは、加速走行の際に、エンジン回転数の上昇が終了した以降に、車両Ｖｅの実加速度が到達加速度Gxp2に達する場合の例を示している。それに対して、図４のタイムチャートは、加速走行の際に、エンジン回転数が上昇している途中に、車両Ｖｅの実加速度が到達加速度Gxp2に達する場合の例を示している。
【００３９】
この図４のタイムチャートで示す例では、時刻Ｔ4以降も、継続してエンジン回転数が上昇させられている。ただし、従来制御のように、例えば時刻Ｔ4付近でバッテリ出力が低下した場合であっても、エンジン回転数は連続的に漸増するように上昇させられている。そのため、上記のようなエンジン回転数の吹き上がりを抑制することができる。
【００４０】
また、この場合も同様に、バッテリ５に対する負荷が厳しくなるアクセル踏み込み時に、その負荷を軽減するように、バッテリ出力が設定され、モータ２およびバッテリ５が制御される。そのため、上記のような加速走行途中での加速度の落ち込みを防止することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン（ＥＮＧ；駆動力源）、  ２…モータ（ＭＧ；駆動力源）、  ３…駆動輪、  ４…コントローラ（ＥＣＵ）、  ５…バッテリ（ＢＡＴ）、  ６…アクセルセンサ、  ７…エンジン回転数センサ、  ８…車速センサ、  Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。
【図１】
2016199194.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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