JP6977320B2

JP6977320B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP6977320B2
Application number: JP2017115244A
Authority: JP
Inventors: 龍一夏目
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2037-06-12
Also published as: JP2019001211A

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両においてエンジンの動作点を補正する技術として特許文献１に記載の車両用駆動制御装置が知られている。特許文献１に記載の車両用駆動制御装置は、駆動力を維持しつつ蓄電装置の充電または放電を行う場合には、エンジンの動作点がそのエンジンの最高熱効率線に基づいて予め定められた目標エンジン動作範囲内に入るようにエンジンの動作点を定めている。

特許文献１に記載の車両用駆動制御装置によれば、車両の燃費悪化を抑えつつ蓄電装置の充放電を適切に行うことができる。

特開２０１３−７１４６７号公報

このように、特許文献１に記載のものは、ドライバ要求トルクから決定されるエンジンの動作点に対して、目標エンジン動作範囲内に入るように補正を行っている。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、ドライバ要求トルクに対してエンジントルクを大きくする方向への動作点の補正量が大きい場合、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりしてしまっていた。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりすることを防止できる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。

本発明は、車両に対してドライバが要求するトルクであるドライバ要求トルクに対するエンジントルクの補正量であるエンジン動作点補正トルクを算出する動作制御部を備え、前記動作制御部は、前記ドライバ要求トルクに基づいて、前記エンジン動作点補正トルクを制限することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりすることを防止できる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成図である。図２は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による、エンジンの動作点の補正動作の制御ロジック図である。図３は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による、エンジンの動作点の補正動作において、補正係数を決定する際に参照されるマップである。

本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジンを備える車両の制御装置であって、エンジンの動作点を補正する動作制御部を備え、動作制御部は、車両に対するドライバの駆動要求の度合いに基づいて、エンジンの動作点を補正する補正量を制限することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりすることを防止できる。

以下、本発明の一実施例に係る車両の制御装置について図面を用いて説明する。図１から図３は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を説明する図である。

図１に示すように、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を搭載した車両１は、エンジン２、トランスミッション４および駆動輪６を含んで構成されている。

エンジン２は、例えば４サイクルのガソリンエンジンから構成されており、車両を走行させる動力を発生する。エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

トランスミッション４は、平行軸歯車式の変速機構を有しており、変速機構におけるギヤ段を切り替えることで、エンジン２が発生した動力を変速する。トランスミッション４は、クラッチ７を備えており、クラッチ７は、エンジン２から駆動輪６に伝達される駆動力を断接する。トランスミッション４には、クラッチ７の開閉およびギヤ段の切り替えを操作する図示しないアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、ＥＣＵ２０からの駆動信号指令により駆動される。

また、トランスミッション４はリングギヤ５を備えており、このリングギヤ５は、図示しないピニオンギヤおよびサイドギヤ等とともにディファレンシャル装置を構成している。ディファレンシャル装置のサイドギヤには左右のドライブシャフト５ａを介して駆動輪６が連結されている。トランスミッション４で変速された動力は、リングギヤ５に入力された後、左右の駆動輪６に伝達される。

また、車両１は、モータ３、減速機８、バッテリ１１、インバータ１２およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０を含んで構成されている。

モータ３は、電動機および発電機として機能する回転電機であり、インバータ１２を介してバッテリ１１に接続されている。モータ３は、ＥＣＵ２０がインバータ１２を制御することで、力行トルクまたは発電トルク（回生トルク）を発生する。

モータ３は、減速機８を介してリングギヤ５に連結されており、バッテリ１１から供給される電力により力行することで車両１の走行をアシストする。また、モータ３は、リングギヤ５から伝達された動力により駆動されることで発電する。モータ３が発電した電力はバッテリ１１に充電される。

バッテリ１１には、このバッテリ１１の端子間電圧とバッテリ１１に入出力される電流とバッテリ１１の温度とを検出するバッテリマネジメントモジュール１３が設けられている。バッテリ１１の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）は、バッテリマネジメントモジュール１３の検出信号に基づいてＥＣＵ２０により検出される。

このように、本実施形態における車両１は、駆動力源としてエンジン２およびモータ３を備えており、モータ３のモータトルクとエンジン２のエンジントルクとの少なくとも一方により走行可能なハイブリッド車両として構成されている。なお、モータ３は、リングギヤ５に限らず、クラッチ７から駆動輪６までの動力伝達経路上に連結されていればよい。

車両１は、アクセル開度検出部１６およびエンジン回転速度検出部１７を備えている。アクセル開度検出部１６は、例えば、図示しないアクセルペダルに設けられており、アクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出する。エンジン回転速度検出部１７は、エンジン２に設けられており、エンジン２のクランクシャフトの回転数をエンジン回転速度として検出する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートと、ネットワークモジュールとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＥＣＵ２０のＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ２０として機能させるためのプログラムが記憶されている。ＥＣＵ２０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ２０として機能する。本実施例では、ＥＣＵ２０は、エンジン２の動作、モータ３の動作およびトランスミッション４の動作を制御する。

ＥＣＵ２０は、車両１に対してドライバが要求するトルクであるドライバ要求トルクを算出する。また、このドライバ要求トルクをエンジントルクとモータトルクとにより満たすように、エンジントルクおよびモータトルクを決定する。すなわち、ＥＣＵエンジントルクとモータトルクの和がドライバ要求トルクとなるように、エンジントルクおよびモータトルクを決定する。ＥＣＵ２０は、バッテリ１１の充電状態を考慮してモータトルクを決定する。

ＥＣＵ２０は、ＳＯＣ検出部２８を備えており、ＳＯＣ検出部２８は、バッテリマネジメントモジュール１３の検出信号に基づいてバッテリ１１の充電状態を検出する。

ＥＣＵ２０は、動作制御部２７を備えており、動作制御部２７は、エンジンの動作点を補正する。ここで、動作点とは、エンジン回転速度とエンジントルクの組み合わせからなる点である。動作点の補正とは、あるエンジン回転速度において、エンジントルクを増加側または減少側に変化せることである。動作制御部２７は、熱効率のよい動作点でエンジン２を作動させること、または、モータ３により電力を発電してバッテリ１１に充電することを目的として、ドライバ要求トルクより大きなエンジントルクを発生するようにエンジン２の動作点を補正する。すなわち、エンジントルクに補正量だけトルクを上乗せするように動作点を補正し、補正により得たエンジントルクの余剰分を用いてモータ３で発電を行う。このように、エンジン２の動作点がエンジントルクの増加側に補正される場合、バッテリ１１はエンジン２の駆動によって充電される。

ここで、仮に燃費のよい動作点でエンジン２を動作させることだけを優先して動作点を補正した場合、ドライバ要求トルクに対してエンジントルクを大きくする方向への動作点の補正量が過大になる場合がある。動作点の補正量が過大であると、エンジントルクが大きくなることでエンジン２の静粛性が低下してしまうおそれがある。また、動作点の補正量が過大であると、ドライバが想定するよりもエンジンノイズが大きくなり、ドライバに違和感を与えるおそれがある。また、動作点の補正量が過大であると、車両挙動が不安定になるおそれがある。具体的には、エンジントルクの変化が伴うチップインショック、チップアウトショックまたは変速ショック等が発生し、車両挙動が不安定になってしまう。このように、動作点の補正量が過大であると、エンジン２の静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりするおそれがある。動作点の補正量が過大であることに起因するこれらの不都合は、ドライバ要求トルクが相対的に大きい場合と比較して、ドライバ要求トルクが相対的に小さい場合に顕著に表れる。

そこで、本実施例では、動作制御部２７は、車両１に対するドライバの駆動要求の度合いに基づいて、エンジン２の動作点を補正する補正量を制限する。動作制御部２７は、車両１に対してドライバが要求するトルクであるドライバ要求トルクとアクセル開度とから決定した上限値を上限として、エンジン２の動作点を補正する補正量を制限する。動作制御部２７は、バッテリ１１の充電状態に基づいて、エンジン２の動作点を補正する補正量を制限する。

次に、図２に示す制御ロジック図を参照して、本実施例に係るＥＣＵ２０の動作制御部２７によって実行される、エンジン動作点の補正動作の流れについて説明する。

図２において、ＥＣＵ２０の動作制御部２７は、エンジン動作点補正量算出部２７Ａを備えており、このエンジン動作点補正量算出部２７Ａにおいて、図示しないマップを参照し、エンジン回転速度と充電状態（図中、ＳＯＣと記す）とからエンジン動作点補正量（図中、エンジン動作点補正トルクと記す）を算出する。エンジン動作点補正量は、ドライバ要求トルクに対するエンジントルクの補正量である。すなわち、エンジン動作点補正量は、ドライバ要求トルクに対応する動作点に対する補正量である。なお、エンジン動作点補正量算出部２７Ａが参照するマップは、トランスミッション４のギヤ段、シフトレバーのレバー位置に応じて異なり、かつ、車両１の走行状態がクルーズ状態であるか否かに応じて異なる。

また、動作制御部２７は、補正係数算出部２７Ｂを備えている。補正係数算出部２７Ｂは、図３に示すマップを参照し、アクセル開度と充電状態（図中、ＳＯＣと記す）とから補正係数を算出する。この補正係数は、動作点の補正量を決定するための正の値であり、補正係数が大きいほど補正量を制限する上限値が大きくなる。このため、補正係数が大きいほど動作点の補正量が大きくされる。図３に示すマップにおいて、縦軸が補正係数を表し、横軸がアクセル開度を表している。

図３のマップにおいて、ＳＯＣ（Ａ）、ＳＯＣ（Ｂ）、ＳＯＣ（Ｃ）は充電状態を表しており、ＳＯＣ（Ａ）＜ＳＯＣ（Ｂ）＜ＳＯＣ（Ｃ）の関係になっている。このマップにおいて、アクセル開度が等しいとき、充電状態が大きいほど補正係数が小さくなるように設定されている。また、充電状態がＳＯＣ（Ｂ）およびＳＯＣ（Ｃ）のときは、アクセル開度が大きくなるにしたがって、各ＳＯＣにおける上限値を上限として補正係数が大きくなるように設定されている。よって、アクセル開度が大きくなるにしたがって、補正量を制限する上限値が大きくなる。すなわち、アクセル開度が大きくなるにしたがって、動作点の補正量が各上限値を上限として大きくされる。

また、充電状態が最も小さいＳＯＣ（Ａ）のときはアクセル開度に関わらず補正係数が上限値で一定となるように設定されている。すなわち、バッテリ１１の充電状態が低い場合は、バッテリ１１への充電を最優先し、ドライバ要求トルクの大小に関わらない一定の大きな上限値に、動作点の補正量が保たれる。図３に示すマップは予め実験的に求められており、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。

動作制御部２７は、ドライバ要求エンジントルク補正部２７Ｃを備えている。補正係数算出部２７Ｂで算出された補正係数により、ドライバ要求エンジントルクを補正する。具体的には、ドライバ要求トルク補正部２７Ｃは、ドライバ要求エンジントルクと補正係数とを乗算した値を出力する。なお、ドライバ要求エンジントルクは、車両１が加速する状況では正の値となり、エンジンブレーキが作用して車両１が減速している状態では負の値となる。

動作制御部２７は、リミッタ処理部２７Ｄを備えている。リミッタ処理部２７Ｄは、ドライバ要求エンジントルク補正部２７Ｃから入力された値と０とを比較し、何れか大きい方を出力する。したがって、リミッタ処理部２７Ｄから出力される値は０または正の値となる。

動作制御部２７は、リミッタ処理部２７Ｅを備えている。リミッタ処理部２７Ｅは、エンジン動作点補正量算出部２７Ａから入力された値と、リミッタ処理部２７Ｄから入力された値とを比較し、何れか小さい方を出力する。このため、エンジン動作点補正量算出部２７Ａから入力された値が、リミッタ処理部２７Ｄから入力された値より大きい場合、リミッタ処理部２７Ｅは、リミッタ処理部２７Ｄから入力された値を出力する。

以上のように、本実施例において、ＥＣＵ２０の動作制御部２７は、車両１に対するドライバの駆動要求の度合いに基づいて、エンジン２の動作点を補正する補正量を制限する。

これにより、エンジン２の動作点の補正量がドライバの駆動要求の度合いに基づく補正量に制限されるため、エンジン２の動作点が増加方向に過剰に補正されることが防止される。このため、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりすることを防止できる。

また、本実施例において、動作制御部２７は、車両１に対してドライバが要求するトルクであるドライバ要求トルクとアクセル開度とから決定した上限値を上限として、補正量を制限する。

これにより、補正量が上限値に制限されるため、エンジン２の動作点が増加方向に過剰に補正されることが防止される。このため、エンジンの静粛性が低下したり、ドライバに違和感を与えたり、車両挙動を不安定にしたりすることを防止できる。

また、本実施例において、車両１は、エンジン２の駆動によって充電されるバッテリ１１を備える。そして、動作制御部２７は、バッテリ１１の充電状態に基づいて、補正量を制限する。

これにより、バッテリ１１が過充電とならないように、エンジン２の動作点を補正する補正量を制限できるので、バッテリ１１を保護することができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１車両
２エンジン
２０ＥＣＵ（車両の制御装置）
２７動作制御部

Claims

車両に対してドライバが要求するトルクであるドライバ要求トルクに対するエンジントルクの補正量であるエンジン動作点補正トルクを算出する動作制御部を備え、
前記動作制御部は、前記ドライバ要求トルクに基づいて、前記エンジン動作点補正トルクを制限することを特徴とする車両の制御装置。
前記動作制御部は、前記ドライバ要求トルクとアクセル開度とから決定した上限値を上限として、前記エンジン動作点補正トルクを制限することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記上限値は、前記アクセル開度が大きくなるにしたがって大きくなることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
前記車両が、エンジンの駆動によって充電されるバッテリを備え、
前記動作制御部は、前記バッテリの充電状態に基づいて、前記エンジン動作点補正トルクを制限することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の車両の制御装置。