(57)【要約】【課題】素早くエンジン回転数を上げて過給機のタービン流量を増加させることにより、吸気量を増加させ、目標とするエンジンのトルクを迅速に出すことができる動力制御装置を提供する。【解決手段】動力制御装置１００は、過給機３を有するエンジン２とエンジン出力軸１０に接続される回転電機１とを備え、ＥＣＵ１５はアクセル開度Ａ及び車速Ｓに基づいて車両の車両要求トルクＴｄ、エンジン要求パワーＰ、エンジン２の目標エンジン回転数Ｒｅ及び目標エンジントルクＴｅを算出し、目標エンジントルクＴｅに基づく回転電機トルク指令値α１と、回転電機トルク指令値α１から補正値βを引いた補正後回転電機トルク指令値α２とを定め、アクセル開度Ａが所定の値以上かつ、エンジン２の回転数Ｒが所定の値以下である場合は、回転電機１のトルクを補正後回転電機トルク指令値α２に一致させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるエンジンと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーによって駆動されて、前記エンジンに流入する吸入空気を圧縮する過給機と、
前記エンジンのエンジン出力軸に機械的に接続されるとともに前記エンジン出力軸と同期して回転可能な入力回転子及び、前記車両の駆動軸に機械的に接続される出力回転子を有する回転電機と、
前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記回転電機に電力を供給する電力供給部と、
前記アクセル開度検出部、前記車速検出部及び前記電力供給部に電気的に接続されるとともに、前記電力供給部から前記回転電機に供給される電力を調整して前記回転電機のトルクを制御することにより、前記エンジンから前記車両の前記駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる制御部とを備え、
前記制御部は、
前記アクセル開度に基づいて前記車両の車両要求トルクを算出するとともに、前記車両要求トルク及び前記車速に基づいてエンジン要求パワーを算出し、
さらに、前記エンジン要求パワーに基づいて前記エンジンの目標エンジン回転数及び目標エンジントルクを算出し、
前記エンジンの回転数が前記目標エンジン回転数と一致する時の前記回転電機のトルクを回転電機トルク指令値として定め、さらに、前記回転電機トルク指令値から所定の補正値を引いたトルクを補正後回転電機トルク指令値として定め、
前記アクセル開度が所定の値以上、かつ、前記エンジンの回転数が所定の値以下である場合は、前記回転電機のトルクを前記補正後回転電機トルク指令値に一致させることにより前記エンジンの回転数を上昇させる動力制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記アクセル開度と前記エンジンの回転数とから構成される補正値マップを有し、前記補正値は前記補正値マップに基づいて求められる請求項１に記載の動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力制御装置に関し、特に過給機を有するエンジンを備えたハイブリッド式の車両の動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるハイブリッド車両は、エンジンとエンジンの出力軸に接続する２つの回転電機、すなわちクラッチモータ及びアシストモータとを備える。エンジンから出力されたトルクはクラッチモータを介して車両の駆動軸に伝達され、伝達されるトルクの大きさはアシストモータのトルクの増減によって適宜調整される。ここで、特許文献１の図２５には、エンジンの吸気管と排気管とに取り付けられている過給機が開示されている。従って、エンジンの排気管を流通する排気ガスの圧力により、過給機のタービンが回転させられ、これによって吸気管を流通する空気が加圧されてエンジンに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のハイブリッド車両では、エンジン回転数が低い時にはエンジンの排気ガスの流量が増えず、排気ガスの圧力を受けて回転する過給機のタービンは吸気管を流通する空気を充分に加圧することができない。従って、目標とするエンジンのトルクを迅速に出すことが困難である。
【０００５】
この発明は、このような問題を解決するためになされ、素早くエンジン回転数を上げて過給機のタービン流量を増加させることにより、吸気量を増加させ、目標とするエンジンのトルクを迅速に出すことができるハイブリッド車両動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明に係る動力制御装置は、ハイブリッド式の車両に搭載されるエンジンと、エンジンの排気ガスのエネルギーによって駆動されて、エンジンに流入する吸入空気を圧縮する過給機と、エンジンのエンジン出力軸に機械的に接続されるとともにエンジン出力軸と同期して回転可能な入力回転子及び、車両の駆動軸に機械的に接続される出力回転子を有する回転電機と、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、車両の車速を検出する車速検出部と、回転電機に電力を供給する電力供給部と、アクセル開度検出部、車速検出部及び電力供給部に電気的に接続されるとともに、電力供給部から回転電機に供給される電力を調整して回転電機のトルクを制御することにより、エンジンから車両の駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる制御部とを備え、制御部は、アクセル開度に基づいて車両の車両要求トルクを算出するとともに、車両要求トルク及び車速に基づいてエンジン要求パワーを算出し、さらに、エンジン要求パワーに基づいてエンジンの目標エンジン回転数及び目標エンジントルクを算出し、エンジンの回転数が目標エンジン回転数と一致する時の回転電機のトルクを回転電機トルク指令値として定め、さらに、回転電機トルク指令値から所定の補正値を引いたトルクを補正後回転電機トルク指令値として定め、アクセル開度が所定の値以上、かつ、エンジンの回転数が所定の値以下である場合は、回転電機のトルクを補正後回転電機トルク指令値に一致させる。
【０００７】
また、この発明に係る動力制御装置の制御部は、アクセル開度とエンジンの回転数とから構成される補正値マップを有し、補正値は補正値マップに基づいて求められてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るハイブリッド車両の動力制御装置によれば、素早くエンジン回転数を上げて過給機のタービン流量を増加させることにより、過給機の回転数が上がり、吸気量が増加して、エンジンのトルクを大きくすることができ、目標とするエンジンのトルクを迅速に出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る動力制御装置の概略を示す図である。
【図２】図１に示す動力制御装置の制御部によってエンジンの回転数を上昇させるための制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る動力制御装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず、図１を参照すると、車両のエンジン２には、吸入空気が流通する吸気通路２ａと排気ガスが流通する排気通路２ｂとが接続されている。また、吸気通路２ａ及び排気通路２ｂには過給機３が設置されており、吸気通路２ａにはコンプレッサホイール３ａが、排気通路２ｂにはタービンホイール３ｂがそれぞれ配置されている。また、エンジン２にはエンジン出力軸１０が接続される。エンジン出力軸１０にはカップリングモータ式の回転電機１が接続される。回転電機１はエンジン出力軸１０に一体回転可能に取り付けられる入力回転子１１を有する。すなわち、入力回転子１１は、エンジン出力軸１０に機械的に接続されるとともにエンジン出力軸１０と同期して回転可能である。さらに、回転電機１は入力回転子１１の外側に設けられる出力回転子１２を有している。また、出力回転子１２は入力回転子１１に対向するように配置され、出力回転子１２と入力回転子１１とは互いに相対回転可能である。ここで、入力回転子１１は鉄心コイルを有し、出力回転子１２は永久磁石を有する。さらにまた、回転電機１には略円筒形状のスリップリング１３が取り付けられている。そして、スリップリング１３にはインバータ８が電気的に接続されている。さらに、インバータ８には蓄電池９が電気的に接続される。また、出力回転子１２には回転電機出力軸１４が一体回転可能に取り付けられている。
【００１１】
出力回転子１２の回転電機出力軸１４には出力ギヤ１４ａが設けられている。そして、回転電機出力軸１４の出力ギヤ１４ａには、変速機４の入力側のギヤ機構が噛みあっている。さらに、変速機４の出力側のギヤ機構は、車両の一対の駆動軸６が接続される差動装置５のギヤ機構と噛みあう。従って、変速機４には、差動装置５を介して一対の駆動軸６がそれぞれ接続されている。また、出力回転子１２も、回転電機出力軸１４、変速機４及び差動装置５を介して駆動軸６に機械的に接続されていることになる。なお、変速機４の出力側には、車両の車速を検出する車速センサ１６が取り付けられる。また、一対の駆動軸６には車輪７が各々接続されている。また、インバータ８及び車速センサ１６にはＥＣＵ１５が電気的に接続される。さらに、ＥＣＵ１５には、アクセルペダルポジションを検知してアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１７が電気的に接続される。さらにまた、ＥＣＵ１５は、変速機４のシフトポジションを検出する図示しない検出部に電気的に接続される。
ここで、アクセル開度センサ１７はアクセル開度検出部を構成する。また、車速センサ１６は、車速検出部を構成する。さらに、インバータ８は回転電機１の入力回転子１１に電力を供給する電力供給部を構成する。またさらに、ＥＣＵ１５は制御部を構成する。
また、エンジン２、過給機３、回転電機１、アクセル開度センサ１７、車速センサ１６、インバータ８及びＥＣＵ１５は、動力制御装置１００を構成する。
【００１２】
次に、動力制御装置１００の動作について説明する。
まず、エンジン２によってエンジン出力軸１０が回転駆動され、これによってエンジン出力軸１０に接続する入力回転子１１も共に回転する。そして、入力回転子１１と出力回転子１２との間に回転差が生じると、鉄心コイルを有する入力回転子１１と、永久磁石を有する出力回転子１２との間には回転磁界が発生し、出力回転子１２及び回転電機出力軸１４は入力回転子１１とともに回転駆動される。すなわち、エンジン２のトルクは回転電機１の入力回転子１１及び出力回転子１２を介して回転電機出力軸１４に直達される。そして、回転電機出力軸１４のトルクは変速機４を介して差動装置５及び駆動軸６に伝達され、車輪７が回転駆動される。なお、ＥＣＵ１５の指令により変速機４のシフトポジションが適宜切り替えられることで、駆動軸６及び車輪７の回転数及びトルクが調整される。
【００１３】
また、回転電機１の入力回転子１１の回転数が出力回転子１２の回転数よりも大きい時は、出力回転子１２に対向して回転する入力回転子１１に誘導電流が発生する。そして、入力回転子１１で発生した電力は、スリップリング１３及びインバータ８を介して蓄電池９に蓄えられる。一方、インバータ８及びスリップリング１３を介して蓄電池９から入力回転子１１に電力が供給される時は、回転電機１の出力回転子１２と入力回転子１１との間にはトルクが発生する。この回転電機１のトルクはエンジン２の回転駆動に対して、負荷トルクとして働く。ＥＣＵ１５はインバータ８に指令を出し、蓄電池９から入力回転子１１に供給される電力の大きさを調整することにより、回転電機１のトルク及び入力回転子１１の回転数を変化させることができる。従って、ＥＣＵ１５はエンジン２の負荷としての回転電機１のトルクを適宜増減させることにより、エンジン２の回転数及びエンジン２から車両の駆動軸６に伝達されるトルクの大きさを制御することができる。
【００１４】
次に、図２を参照して、ＥＣＵ１５による制御の流れについて説明する。
まず、ステップＳ１において、アクセル開度センサ１７によって検出されたアクセル開度Ａ［％］と、車速センサ１６によって検出された車速Ｓ［ｋｍ／ｈ］とに基づいて、ドライバが必要とする車両要求トルクＴｄ［Ｎｍ］が決定される。
そして、ステップＳ２において、車両要求トルクＴｄ及び車速Ｓに基づいて、エンジン２が出力すべきエンジン要求パワーＰが算出される。
そして次に、ステップＳ３において、ＥＣＵ１５はエンジン要求パワーＰに基づき所定のマップから目標エンジントルクＴｅ［Ｎｍ］及び目標エンジン回転数Ｒｅ［ｒｐｍ］を決定する。ここで、目標エンジントルクＴｅ及び目標エンジン回転数Ｒｅは、それぞれ、エンジン２が最も効率よくエンジン要求パワーＰを出力することができるエンジン２のトルク及び回転数に設定される。
【００１５】
次に、ステップＳ４において、ＥＣＵ１５はエンジン出力軸１０の回転数Ｒ［ｒｐｍ］すなわち、回転電機１の入力回転子１１の回転数を目標エンジン回転数Ｒｅに一致させる時の回転電機１のトルクを、回転電機トルク指令値α１［Ｎｍ］として定める。
さらに次に、ステップＳ５では、アクセル開度センサ１７によって検出されるアクセル開度Ａが所定のアクセル開度Ａａ［％］以上であり、かつ、エンジン２の回転数Ｒが所定の回転数Ｒａ［ｒｐｍ］以下であるか否かが判断される。なお、アクセル開度Ａが所定のアクセル開度Ａａ以上かつエンジン２の回転数Ｒが所定の回転数Ｒａ以下である状態を低回転数条件とする。この低回転数条件においては、過給機３は効率よくエンジン２の吸入空気を加圧することができず、エンジン２は目標エンジントルクＴｅを迅速に出力することができない状況にある。
【００１６】
そして、アクセル開度Ａが所定の値Ａａ以上、かつ、エンジン２の回転数Ｒが所定の値Ｒａ以下である場合、すなわちアクセル開度Ａ及びエンジン２の回転数Ｒが低回転数条件である時は、制御はステップＳ６に移る。
そして、ステップＳ６において、ＥＣＵ１５は回転電機トルク指令値α１から所定の補正値β［Ｎｍ］を引いた値を補正後回転電機トルク指令値α２［Ｎｍ］として定める。ここで、補正値βはアクセル開度Ａとエンジン２の回転数Ｒとから構成される二次元の補正値マップに基づいて決定される。
【００１７】
そして、制御はステップＳ７に移り、ＥＣＵ１５はインバータ８に指令を出して回転電機１のトルクが補正後回転電機トルク指令値α２に一致するように、蓄電池９から入力回転子１１に供給される電力を調整する。
【００１８】
一方、アクセル開度Ａが所定の値Ａａ以上、かつ、エンジン２の回転数Ｒが所定の値Ｒａ以下ではない場合、すなわちアクセル開度Ａ及びエンジン２の回転数Ｒが低回転数条件以外の状態にある時は、制御はステップＳ８に移る。
そして、ＥＣＵ１５はステップＳ８において、回転電機１のトルクが回転電機トルク指令値α１に一致するようにインバータ８を制御する。
【００１９】
以上より、この実施の形態１に係る動力制御装置１００では、車両要求トルクＴｄの大きさの指標となるアクセル開度Ａに対してエンジン２の回転数Ｒが小さい場合、補正後回転電機トルク指令値α２に基づいて回転電機１のトルクを調整する。これにより、エンジン２の負荷としての回転電機１のトルクは、元の回転電機トルク指令値α１に基づいて制御を行う場合と比較して、補正値βの分だけ小さくなる。そのため、エンジン２の回転数が素早く上昇することができ、過給機３のタービン流量が増える。そして、過給機３の回転数が上がり、過給機３は排気ガスのエネルギーによってエンジン２の吸入空気を充分に加圧することができるようになり、吸気量が増加して、エンジン２のトルクも迅速に上昇して目標エンジントルクＴｅに達することができる。
【００２０】
また、ＥＣＵ１５は、アクセル開度Ａとエンジン２の回転数Ｒとから構成される補正値マップを有し、補正値βは補正値マップに基づいて求められる。これにより、適切な補正値βにより補正後回転電機トルク指令値α２が求められる。
【００２１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る動力制御装置２００の構成を図３に示す。なお、図１の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
動力制御装置２００では、実施の形態１の動力制御装置１００の回転電機１に替えて、エンジン出力軸１０にダブルロータ式の回転電機２１が接続されている。回転電機２１はエンジン出力軸１０に一体回転可能に取り付けられる入力回転子３１と、入力回転子３１の外側に設けられる出力回転子３２と、出力回転子３２の外側に設けられる固定子３５とを有する。さらに、出力回転子３２は入力回転子３１に対向するように配置され、出力回転子３２と入力回転子３１とは互いに相対回転可能である。また、固定子３５は出力回転子３２に対向して配置されるとともに、回転電機２１の図示しないハウジングに固定されている。ここで、入力回転子３１及び固定子３５はそれぞれ鉄心コイルを有し、出力回転子３２は永久磁石を有する。さらに、回転電機２１には、入力回転子３１に電気的に接続される略円筒形状のスリップリング３３が取り付けられている。そして、スリップリング３３にはさらに第一インバータ２８ａが電気的に接続されている。また、固定子３５には第二インバータ２８ｂが電気的に接続される。そしてさらに、第一インバータ２８ａ及び第二インバータ２８ｂには蓄電池９が電気的に接続されている。また、出力回転子３２には回転電機出力軸３４が一体回転可能に取り付けられている。
ここで、第一インバータ２８ａ及び第二インバータ２８ｂは、回転電機２１に電力を供給する電力供給部を構成する。
また、以上より動力制御装置２００は、エンジン２、過給機３、回転電機２１、アクセル開度センサ１７、車速センサ１６、第一インバータ２８ａ、第二インバータ２８ｂ及びＥＣＵ１５によって構成されている。
【００２２】
回転電機出力軸３４には出力ギヤ３４ａが取り付けられている。そして、回転電機出力軸３４の出力ギヤ３４ａには、減速機２４の入力側のギヤ機構２４ａが噛みあっている。さらに、減速機２４の出力側のギヤ機構２４ｂは、車両の一対の駆動軸６が接続される差動装置５のギヤ機構と噛みあう。よって、出力回転子３２も、回転電機出力軸３４、減速機２４及び差動装置５を介して駆動軸６に機械的に接続されていることになる。また、減速機２４の出力側には車速センサ１６が接続する。
また、第一インバータ２８ａ、第二インバータ２８ｂ及び車速センサ１６にはＥＣＵ１５が電気的に接続される。
【００２３】
次に、動力制御装置２００の動作について説明する。
実施の形態１の動力制御装置１００と同様に、エンジン２が回転駆動すると、エンジン２のトルクは回転電機２１の入力回転子３１及び出力回転子３２を介して回転電機出力軸３４に伝達される。そして、回転電機出力軸３４のトルクは減速機２４を介して差動装置５及び駆動軸６に伝達され、車輪７が回転駆動される。ここで、回転電機２１の入力回転子３１の回転数が出力回転子３２の回転数よりも大きい時は、実施の形態１の動力制御装置１００と同様に、出力回転子３２に対向する入力回転子３１に誘導電流が発生する。そして、入力回転子３１で発生した電力は、スリップリング３３及び第一インバータ２８ａを介して蓄電池９に蓄えられる。一方、蓄電池９から入力回転子３１に電力が供給される時は、永久磁石を有する出力回転子３２と鉄心コイルを有する入力回転子３１との間にトルクが発生する。また、ＥＣＵ１５が、蓄電池９から固定子３５に電力が供給されるように第二インバータ２８ｂを制御することで、永久磁石を有する出力回転子３２と鉄心コイルを有する固定子３５との間にもトルクが発生する。そして、出力回転子３２と入力回転子３１との間のトルク及び出力回転子３２と固定子３５との間のトルクを合わせた回転電機２１のトルクは、エンジン２の回転駆動に対して、負荷トルクとして働く。
【００２４】
また、ＥＣＵ１５による動力制御装置２００の制御の流れは、図２に示すステップＳ１〜Ｓ８と同様のものである。ここで、ステップＳ７及びＳ８において、ＥＣＵ１５は第一インバータ２８ａ及び第二インバータ２８ｂに指令を発し、蓄電池９から入力回転子３１及び固定子３５に供給される電力をそれぞれ制御する。これにより、ＥＣＵ１５は、回転電機２１のトルクを回転電機トルク指令値α１又は補正後回転電機トルク指令値α２に一致させることができる。
【００２５】
以上より、この実施の形態２に係る動力制御装置２００では、ダブルロータ式の回転電機２１を有する場合であっても、回転電機２１のトルクを調整し、エンジン２の回転数を素早く上昇させることができる。そのため、実施の形態１に係る動力制御装置１００と同様に、エンジン２の吸入空気を充分に加圧することができ、吸気量が増加して、エンジン２のトルクも迅速に上昇して目標エンジントルクＴｅに達することができるようになる。
【００２６】
なお、実施の形態１又は２において、車両要求トルクＴｄはアクセル開度Ａだけに基づいて算出されてもよい。さらに実施の形態１では、車両要求トルクＴｄはアクセル開度Ａ及び車速Ｓに加えて、変速機４のシフトポジションにも基づいて算出されてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１，２１  回転電機、２  エンジン、３  過給機、６  駆動軸、８  インバータ（電力供給部）、１０  エンジン出力軸、１１，３１  入力回転子、１２，３２  出力回転子、１５  ＥＣＵ（制御部）、１６  車速センサ（車速検出部）、１７  アクセル開度センサ（アクセル開度検出部）、２８ａ  第一インバータ（電力供給部）、２８ｂ（電力供給部）、１００，２００  動力制御装置、α１  回転電機トルク指令値、α２  補正後回転電機トルク指令値、β  補正値、Ｔｄ  ドライバ要求トルク、Ｔｅ  エンジン目標トルク、Ｒｅ  エンジン目標回転数。
【図１】
2017001492.tif 000003
【図２】
2017001492.tif 000004
【図３】
2017001492.tif 000005