(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両の駆動力制御装置において、搭乗者に違和感を与えることを抑制して、車両が走行する環境の変化に応じて原動機を最適に制御することができるようにする。【解決手段】車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと大気圧Ｐを検出し（ステップＳ１００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動力Ｔを設定する（ステップＳ１０１）。そして、大気圧Ｐに基づいて補正係数αを設定し（ステップＳ１０２）、その補正係数αにより駆動力Ｔを補正して補正駆動力Ｔｒを設定する（ステップＳ１０３）。この補正駆動力Ｔｒにより、制御装置４０は原動機を最適に制御することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機として内燃機関と電動機を搭載するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
大気圧を検出する大気圧検出手段と、
運転者より要求される要求駆動力と車速とに基づいて出力する駆動力を設定する駆動力設定手段と、
前記大気圧検出手段により検出された大気圧に基づいて前記駆動力設定手段により設定された駆動力を補正する駆動力補正手段と、
前記駆動力補正手段により補正された駆動力に応じて内燃機関と電動機との出力配分を最適に制御する制御手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
前記駆動力補正手段は、基準とする大気圧に対して前記検出された大気圧が低い場合、基準とする大気圧に対応する前記設定された駆動力より低くなるように駆動力を補正する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
前記駆動力補正手段は、基準とする大気圧に対する前記検出された大気圧の比を、前記設定された駆動力に乗じる補正係数として用いる、
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機として内燃機関と電動機を搭載するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、原動機として内燃機関と電動機を搭載し、これらの原動機の出力により走行する車両である。ハイブリッド車両には、これらの原動機の出力を制御する駆動力制御装置が搭載されている。
【０００３】
下記特許文献１には、運転者から要求される駆動力の上限である上限駆動力と大気圧とに基づいて制限駆動力を設定し、この制限駆動力を用いて出力されるべき目標駆動力を設定し、この目標駆動力が出力されるように内燃機関と電動機とを制御する技術が開示されている。この技術によれば、大気圧が低く空気密度が小さい高地を車両が走行する場合、大気圧の値に拘わらずに目標駆動力を設定する制御に比べ出力される駆動力の変動を抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２３４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、車両が高地を走行する場合、大気圧が低地より低く空気密度が小さいことから、低地の環境に比べ内燃機関から出力可能なパワーの上限が小さくなることが知られている。したがって、上記のような制御技術においては、運転者が要求する要求駆動力の上限である上限駆動力より出力を抑えた目標駆動力が設定され、運転者の違和感を抑制している。
【０００６】
しかしながら、車両が高地を走行する場合、ハイブリッド車両においては、さらに別の問題が発生する。車両が高地を走行する場合、内燃機関から出力可能なパワーは上限だけではなく全域にわたり低下する。通常、ハイブリッド車両においては、駆動力制御装置がその内燃機関の出力低下分を電動機の出力増加分により補う制御を行う。そうすると、車両が高地を走行する場合においては、車両が低地を走行するときより電動機に常に大きい負荷がかかることになり、電動機に接続するバッテリに蓄えられている電力が早期に枯渇してしまうという問題があった。また、バッテリの電力がなくなると、電動機の出力も低下してしまい、結果として、要求駆動力に対する原動機の出力の低下が顕著になり、搭乗者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、搭乗者に違和感を与えることを抑制して、車両が走行する環境の変化に応じて原動機を最適に制御することができるハイブリッド車両の駆動力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】
【０００８】
本発明は、原動機として内燃機関と電動機を搭載するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、大気圧を検出する大気圧検出手段と、運転者より要求される要求駆動力と車速とに基づいて出力する駆動力を設定する駆動力設定手段と、前記大気圧検出手段により検出された大気圧に基づいて前記駆動力設定手段により設定された駆動力を補正する駆動力補正手段と、前記駆動力補正手段により補正された駆動力に応じて内燃機関と電動機との出力配分を最適に制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記駆動力補正手段は、基準とする大気圧に対して前記検出された大気圧が低い場合、基準とする大気圧に対応する前記設定された駆動力より低くなるように駆動力を補正することができる。
【００１０】
さらに、前記駆動力補正手段は、基準とする大気圧に対する前記検出された大気圧の比を、前記設定された駆動力に乗じる補正係数として用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置によれば、搭乗者に違和感を与えることを抑制して、車両が走行する環境の変化に応じて原動機を最適に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置の実施形態について、図に従って説明する。
【００１３】
まず、本実施形態に係る駆動力制御装置を搭載するハイブリッド車両１０の構成について、図１を用いて説明する。ハイブリッド車両１０は、原動機として内燃機関（以下、エンジンと記す）１２と、第一の電動機（以下、第一ＭＧと記す）１４と、第二の電動機（以下、第二ＭＧと記す）１６とを有する。原動機１２，１４，１６には、これらの動力を分配、統合する動力分配統合機構１８が接続されている。動力分配統合機構１８には、減速機構２０を介して駆動輪２２が接続されている。各原動機１２，１４，１６の動力は、動力分配統合機構１８により統合された後、減速機構２０を介して駆動輪２２に伝達され、ハイブリッド車両１０が走行する。
【００１４】
ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と第一及び第二ＭＧ１４，１６の出力を制御することにより、様々な態様の走行を行うことができる。例えば、エンジン１２または第二ＭＧ１６のどちらか一方で走行する、エンジン１２と第二ＭＧ１６とを協調して走行する、またエンジン１２の出力の一部により第一ＭＧ１４で発電を行うなど様々な態様の走行を行うことができる。さらに、減速時において、駆動輪２２から入力されるハイブリッド車両１０の運動エネルギにより第二ＭＧ１６で回生発電を行うこともできる。
【００１５】
第一及び第二ＭＧ１４，１６は、発電機として機能するとともに、電動機として機能する同期モータである。第一及び第二ＭＧ１４，１６は、第一及び第二インバータ３０，３２を介してバッテリ３４に接続される。バッテリ３４は、充放電可能な二次電池、例えばニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池などで構成される。バッテリ３４に蓄えられる電力は、第一及び第二インバータ３０，３２により直流電流から三相交流電流に変換された後に、第一及び第二ＭＧ１４，１６に供給されて、これらのＭＧ１４，１６を駆動する。また、回生時に第一及び第二ＭＧ１４，１６で発電された電力は、第一及び第二インバータ３０，３２により三相交流電流から直流電流に変換された後に、バッテリ３４に送られて蓄えられる。このように、第一及び第二ＭＧ１４，１６は、電動機および発電機として機能することができる。
【００１６】
第一及び第二ＭＧ１４，１６の動作は、上述してハイブリッド車両１０の様々な態様の走行に基づいて次の４つの動作パターン（以下、モータの動作パターンと記す）に区別される。すなわち、第一ＭＧ１４がエンジン１２の出力で発電する発電パターン、第二ＭＧ１６が回生発電する回生パターン、第二ＭＧ１６のみの出力によりハイブリッド車両１０が走行するＥＶ走行パターン、および第二ＭＧ１６がエンジン１２の出力をアシストするアシスト走行パターンに区別される。
【００１７】
ハイブリッド車両１０は、車両の状態と運転者の要求とに基づき運転を行なうよう制御するハイブリッドＥＣＵ４０を有する。ハイブリッドＥＣＵ４０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵのほかに処理プログラムを記憶するＲＯＭ（図示せず）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（図示せず）とを備える。なお、ハイブリッドＥＣＵ４０は、本発明に係る駆動力制御装置に対応する装置であり、これを以降、単に制御装置４０と記す。
【００１８】
制御装置４０には、エンジンＥＣＵ４２、モータＥＣＵ４４、バッテリＥＣＵ４６が接続されている。エンジンＥＣＵ４２には、エンジン１２の運転状態を検出するセンサ、例えば回転速度センサ（図示せず）が接続されており、このセンサから信号がエンジンＥＣＵ４２を介して制御装置４０に入力される。モータＥＣＵ４４には、第一及び第二ＭＧ１４，１６の運転状態を検出するセンサ、例えば回転速度センサ（図示せず）が接続されており、このセンサから信号がモータＥＣＵ４４を介して制御装置４０に入力される。バッテリＥＣＵ４６には、バッテリ３４の状態を検出する各種センサが接続されている。各種センサは、バッテリ３４の温度を検出する温度センサ（図示せず）、バッテリの電流を検出する電流センサ（図示せず）、およびバッテリ３４の端子間の電圧を検出する電圧センサ（図示せず）を含む。これらの各種センサから信号がバッテリＥＣＵ４６を介して制御装置４０に入力される。
【００１９】
また、制御装置４０には、車速センサ５０が接続されている。車速センサ５０は、ハイブリッド車両１０の走行速度を検出する検出器であり、この検出器から信号が制御装置４０に入力される。
【００２０】
制御装置４０は、各ＥＣＵ４２，４４，４６と車速センサ５０から送られてきた信号に基づき車両の状態を判断する。そして、制御装置４０は、この車両の状態と後述する運転者の要求とを総合して、原動機の駆動力を決定し、エンジン１２と第一及び第二ＭＧ１４，１６の出力配分を最適に制御する。なお、本実施形態においては、エンジン１２と協調して動作するのは第二ＭＧ１６であるので、以降、エンジン１２と出力配分する電動機のことを第二ＭＧ１６と記す。
【００２１】
また、制御装置４０は、イグニッションスイッチ５２、アクセルペダル５４、ブレーキペダル５６、およびシフトレバー５８が接続されている。これらは、運転者が操作する入力手段であり、制御装置４０は、この入力手段の操作によって送られる信号に基づき運転者の要求を判断する。例えば、運転者がアクセルペダル５４を操作することにより、アクセル開度の状態が信号として制御装置４０に入力され、この信号により運転者が要求する要求駆動力を把握することができる。
【００２２】
一般的に、車両が高地を走行する場合、大気圧が低地（基準とする大気圧）より低く空気密度が小さいことから、低地の環境に比べエンジンから出力可能なパワーが低下する。このような状況下においては、通常、制御装置は、ＭＧがエンジンの出力をアシストするアシスト走行パターンになるようＭＧを制御する。すなわち、運転者から要求される要求駆動力に対してエンジンの出力低下分をＭＧの出力増加分により補うよう原動機の出力配分を制御する。そうすると、車両が高地を走行する場合においては、ＭＧに常に大きい負荷がかかることとなり、ＭＧに接続するバッテリに蓄えられている電力が早期に枯渇し、ＭＧの出力が急に低下してしまうという問題があった。また、ＭＧの出力が急に低下することにより、運転者から要求される要求駆動力に対する原動機の出力が急に低下してしまうことになり、搭乗者に違和感を与えてしまうという問題があった。なお、原動機としてエンジンのみを搭載する車両が高地を走行する場合においては、低地の環境に比べ最初から原動機の出力が低下した状態であるため、原動機の出力の急な変動はなく、搭乗者に違和感を与えることはない。
【００２３】
そこで、本発明に係る制御装置４０は、大気圧に基づいて駆動力を補正しエンジン１２と第二ＭＧ１６との出力配分を最適に制御することを特徴とする。具体的には、運転者より要求される要求駆動力と車速とに基づいて出力する駆動力を設定し、この駆動力を大気圧に基づいて補正し、この補正した駆動力に基づいてエンジン１２と第二ＭＧ１６との出力配分を最適に制御する。これにより、車両が高地を走行している場合、第二ＭＧ１６の出力が急に低下してしまうことを抑制することができ、原動機の出力の急な低下を抑制することができる。結果として、搭乗者に与える違和感を抑制することができる。
【００２４】
本実施形態に係る制御装置４０においては、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと駆動力Ｔとの対応関係を示すマップがＲＯＭに記憶されている。以下、図２を用いて説明する。図２は、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと駆動力Ｔの関係を示す図である。
【００２５】
車速Ｖは、上述した車速センサ５０から制御装置４０に入力される。アクセル開度Ａｃｃは、上述したアクセルペダル５４から制御装置４０に入力される。なお、このアクセル開度Ａｃｃは、運転者より要求される要求駆動力を示す。図２に示されるように、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃ（要求駆動力）に基づいて駆動輪２２へ出力される駆動力Ｔが決定される。
【００２６】
また、本実施形態に係る制御装置４０においては、大気圧Ｐと駆動力Ｔを補正する補正係数αとの対応関係を示すマップがＲＯＭに記憶されている。以下、図３を用いて説明する。図３は、大気圧Ｐと補正係数αの関係を示す図である。
【００２７】
制御装置４０には、大気圧センサ６０が接続されている。大気圧センサ６０は、ハイブリッド車両１０の外部の大気圧Ｐを検出する検出器であり、この検出器から信号が制御装置４０に入力される。大気圧センサ６０は、例えばブルドン管気圧計または電気式気圧計である。なお、大気圧センサ６０は各種気圧計に限定されない。大気圧Ｐとエンジン１２内部におけるポンピングロスとは比例関係にある。そこで、エンジン１２内部におけるポンピングロスを算出し、このポンピングロスの値より大気圧Ｐを推定することもできる。すなわち、ポンピングロスが基準値に対して０．５の場合、大気圧Ｐも基準値に対して０．５の値になると推定することができる。
【００２８】
図３に示されるように、大気圧Ｐに基づいて補正係数αが決定される。大気圧Ｐが１ａｔｍ（１０１，３２５Ｐａ）のときを基準とする大気圧Ｐ１とすると、そのときの補正係数α１は１．０である。そして、補正係数αは大気圧Ｐに対して正比例の関係にある。すなわち、基準とする大気圧Ｐ１と任意の大気圧Ｐとの比が補正係数αになる。例えば、大気圧Ｐが０．７ａｔｍのとき、補正係数αは０．７である。補正係数αに上述した駆動力Ｔを乗じることにより補正された補正駆動力Ｔｒが算出される。
【００２９】
制御装置４０は、この補正駆動力Ｔｒに応じてエンジン１２と第二ＭＧ１６との出力配分を最適に制御する。原動機が駆動輪２２に出力する補正駆動力Ｔｒは、原動機としてエンジン１２のみを搭載する車両が高地を走行する場合と同じ駆動力である。このように駆動輪２２に出力される駆動力を設定することにより、エンジン１２の出力は大気圧の影響により当然に低下するとともに、それに合わせて第二ＭＧ１６の出力も低下する。よって、第二ＭＧ１６に負荷がかからなくなるので、バッテリに蓄えられる電力も枯渇することなく、車両１０が走行することができる。
【００３０】
本発明に係る実施形態であって、車両１０が高地を走行するとき、駆動輪２２に出力される駆動力を決定しエンジン１２と第二ＭＧ１６を制御する制御装置４０の制御動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
まず、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと大気圧Ｐとを検出する（ステップＳ１００）。そして、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃに基づいて図２のマップより駆動力Ｔを設定する（ステップＳ１０１）。なお、この駆動力Ｔは、基準となる大気圧Ｐ１の状況下において車両１０が走行するときに、駆動輪２２に出力される駆動力である。
【００３２】
次に、大気圧Ｐに基づいて図３のマップより補正係数αを設定する（ステップＳ１０２）。そして、先に設定した駆動力Ｔに補正係数αを乗じて補正駆動力Ｔｒを設定する（ステップＳ１０３）。この補正駆動力Ｔｒが、車両１０が高地を走行するときに、駆動輪２２に出力される駆動力である。そして、制御装置４０は、補正駆動力Ｔｒに応じてエンジン１２と第二ＭＧ１６の出力配分を最適に制御する（ステップＳ１０４）。なお、出力配分は、大気圧に応じたエンジン１２の出力と、補正駆動力Ｔｒからエンジン１２の出力を除いた出力が第二ＭＧ１６の出力となる。
【００３３】
本実施形態によれば、車両１０が高地を走行している場合、第二ＭＧ１６の出力が急に低下してしまうことを抑制することができ、駆動輪２２に出力される駆動力の急な低下を抑制することができる。結果として、搭乗者に与える違和感を抑制することができる。
【００３４】
本実施形態においては、補正係数αに基づいて補正駆動力Ｔｒが設定されることについて説明したが、この構成に限定されない。図２に示す車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと駆動力Ｔの関係のマップを、車両１０の走行が想定される大気圧Ｐ毎に実験的に求めて制御装置４０のメモリに記憶させることができる。これにより、検出した大気圧Ｐに応じたマップから出力される駆動力Ｔｒを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと駆動力Ｔの関係を示す図である。
【図３】大気圧Ｐと補正係数αの関係を示す図である。
【図４】駆動力制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ハイブリッド車両、１２  エンジン、１４  第一ＭＧ、１６  第二ＭＧ、４０  ハイブリッドＥＣＵ（制御装置）、５０  車速センサ、５４  アクセルペダル、６０  大気圧センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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