JP7010174B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、動力源としてエンジンおよび発電機能を有するモータを搭載したハイブリッド車両に関し、特にエンジンによって発電機（もしくは発電機能のあるモータ）を駆動させて電力を発生させるように構成されたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジン、発電機、駆動用モータ、ならびに、バッテリを備えたハイブリッド車両が記載されている。この特許文献１に記載された車両は、いわゆるシリーズハイブリッド車両であって、エンジンにより発電機を駆動させ、その発電機で生成した電力をバッテリに蓄電し、あるいは、駆動用モータに供給するように構成されている。また、この特許文献１に記載された車両では、例えばバッテリの温度の低下などを要因として、バッテリの充放電可能な電力が制限されている場合には、要求駆動力に応じて発電機で電力を発生させ、その発電した電力を過不足なく駆動電力として消費するように構成されている。なお、この制御を特許文献１ではダイレクト配電制御と称する。

また、そのダイレクト配電制御を実行中に、車輪がスリップした際に実行されるトラクション制御（トラクションコントロール）が実行された際には、エンジンの応答遅れ（あるいは一次遅れ）によって、発電された電力にバラツキが生じ、狙い通りのトラクションを得られないこと、ならびに、バッテリの過充電となることを抑制するように構成されている。より具体的には、エンジンの応答遅れを考慮して、時定数を制御するパラメータを設定し、そのパラメータを駆動輪の速度を制御するためのサーボ系の制御に適用する。つまり、車輪がスリップしたことを判断し、エンジンの応答遅れを考慮する場合には、時定数を長くすることにより駆動輪速度が目標の駆動輪速度に緩やかに収束するように構成されている。そして、上記エンジンの応答遅れを考慮したパラメータを用いて、駆動用モータへ指令するトルク値を補正するように構成されている。

特開２０１３ー１５１２４７号公報

上述したように特許文献１の装置は、ダイレクト配電制御中に車輪が制動力の増大によってスリップした際に、エンジンの応答遅れを考慮して、駆動用モータへ指令するトルク値を補正するように構成されている。しかしながら、上記の制御は、車輪が既にスリップしている場合の制御であるから、例えば制御の応答性が低下（制御遅れや制御内容とは異なる外乱要素によって低下）した場合には、駆動輪速は車輪のスリップからグリップによって急減しているのにも拘わらず、エンジンで駆動される発電機の発電電力は、その駆動輪の回転数に追従できないおそれがある。つまり、駆動用モータは車輪のグリップによって強制的に駆動パワーが低下するのに対して、発電機の発電電力は低下しないから、駆動パワーとして消費できない（すなわち放電できない）分の電力がバッテリに充電され、ひいてはバッテリの過充電となるおそれがある。さらに、特許文献１の構成では、制御するパラメータにおける時定数を長くして、エンジンの応答遅れを担保するように構成されているから、その時定数が長くなる分、車両全体における制御の応答性が低下するおそれがある。したがって、このような状況下において、バッテリの過充電を抑制し、バッテリの電力収支を所定の範囲に制御するには、未だ改善の余地があった。

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、駆動輪速が急減した場合であっても、バッテリの過充電を抑制す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ものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、駆動輪に連結されかつ電力が供給されて走行用の駆動トルクを出力する駆動用モータと、前記発電機で発電された電力を充電可能な蓄電装置とを備え、前記発電された電力を前記蓄電装置に充電もしくは前記駆動用モータに直接供給するように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記発電機を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記駆動輪がロックするおそれがあるか否かを判断し、前記駆動輪がロックするおそれがあると判断された場合に、前記発電機により発電される電力を前記蓄電装置に入力可能な予め定められた所定の電力以下に制御するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、車両の姿勢や挙動を制御する制御システムを備え、前記コントローラは、前記駆動輪がロックするおそれがあるか否かの判断を、前記制御システムに関するセンサの制御信号に異常がある場合に前記駆動輪がロックするおそれがあると判断するように構成されてよい。

また、この発明では、車両の姿勢や挙動を制御する制御システムを備え、前記コントローラは、前記駆動輪がロックするおそれがないと判断された場合に、前記制御システムがオフか否かを更に判断し、前記制御システムがオフの場合に、前記発電機で発電される電力を、前記蓄電装置に入力可能な予め定められた前記所定の電力と車速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記制御システムがオンの場合に、前記発電機で発電される電力を、前記蓄電装置に入力可能な予め定められた前記所定の電力と前記駆動輪の車輪速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されてよい。

また、この発明では、前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの動力により前記発電機を駆動させて発電を行い、前記発電により発生した電力に基づいて前記駆動用モータが走行用の前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するシリーズハイブリッド車両であってよい。

そして、この発明では、前記ハイブリッド車両は、前記エンジンの動力により前記発電機を駆動させて発電を行い、前記発電により発生した電力に基づいて前記駆動用モータが走行用の前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するシリーズＨＶ走行モードと、前記エンジンのトルクおよび前記駆動用モータの前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するパラレルＨＶ走行モードとを選択可能なハイブリッド車両であって、前記コントローラは、前記シリーズＨＶ走行モードで走行中に前記駆動輪がロックするおそれがあると判断された場合に、前記エンジンの暖機が完了しているか否かを更に判断し、前記エンジンの暖機が完了していると判断された場合に、走行モードを前記シリーズＨＶ走行モードから前記パラレルＨＶ走行モードに切り替えるように構成されてよい。

この発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、駆動輪がロックするおそれがある場合には、発電機で発電される電力（すなわち発電パワー）を蓄電装置に入力可能な予め定められた所定の電力値以下に制御するように構成されている。そのため、例えば駆動用モータが連結された駆動輪がロックするなどして、発電した電力が駆動パワーとして消費されず、その電力が蓄電装置に充電された場合であっても、その電力は、予め定めた値以下に制限される。したがって、蓄電装置の過充電やそれに伴う蓄電装置の劣化を防止もしくは抑制できる。

また、この発明によれば、駆動輪がロックするに到らない場合であって、かつ車両の姿勢や挙動を安定させる制御システム（例えばＡＢＳ、ＴＲＣなど）がオフの場合には、発電機で発電される電力を、前記蓄電装置に入力可能な所定の電力と車速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている。そのため、例えば前記制御システムがオフであって、駆動輪がスリップするおそれがある場合であっても、発電機で発電される電力は前記車速で走行する駆動パワーとして電力を消費し、ならびに、蓄電装置には所定の電力が充電される。すなわち、その消費における放電と蓄電装置における充電とが蓄電装置の性能の劣化を抑制する所定の範囲（電力収支が成り立つ範囲）になるように制御される。そのため、蓄電装置の過充電を抑制もしくは防止できるとともに蓄電装置の劣化を抑制できる。

また、この発明によれば、前記車両の姿勢や挙動を安定させる制御システムがオンの場合には、駆動輪がスリップするおそれがないため、発電機で発電される電力を蓄電装置に入力可能な前記所定の電力と駆動輪の車輪速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている。すなわち、発電された電力は、駆動輪の車輪速に基づいて駆動パワーとして消費し、ならびに、蓄電装置には所定の電力が充電される。つまり、放電と充電とが蓄電装置の性能の劣化を抑制する所定の範囲になるように制御される。そのため、蓄電装置の過充電を抑制もしくは防止できるとともに蓄電装置の劣化を抑制できる。

そして、この発明によれば、エンジントルクおよびモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させて走行するパラレルＨＶ走行モードを選択可能なように構成されている。また、駆動輪がロックするおそれがある場合には、エンジンの暖機が完了しているか否かを判断するように構成されている。そして、そのエンジンの暖機が完了している場合には、走行モードをシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えるように構成されている。つまり、駆動輪がロックするおそれがある場合であって、エンジンの暖機が完了している場合には、発電機で発電される電力を「０」にして、走行するように構成されている。そのため、蓄電装置には電力が充電されないから、その結果、蓄電装置の過充電を防止することができる。

この発明で対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示す図である。 この車両の実施形態における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 車輪がスリップ状態からグリップ状態に移行した場合の発電パワーの変化について説明する図である。 この発明で対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の他の例を示す図である。 この発明の実施形態における制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 この発明を応用することができる参考例であり、その制御例を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で制御の対象にする車両は、エンジンによって駆動されて電力を発生する発電機（もしくは発電機能のあるモータ）と、その発電機から電力が供給されて走行のためのトルクを出力する駆動用モータ（もしくは発電機能のあるモータ）とを備え、駆動用モータが出力するトルクを駆動輪に伝達して走行することが可能なハイブリッド車両である。図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅはいわゆるシリーズハイブリッド車両であって、動力源として、エンジン（ＥＮＧ）１、第１モータ（ＭＧ１）２、および、第２モータ（ＭＧ２）３を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、バッテリ（ＢＡＴＴ）４、駆動輪５、アクセルペダル６、検出部７、および、コントローラ（ＥＣＵ）８を備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの従来知られている内燃機関であり、始動するためにモータリング（クランキング）を必要とする内燃機関である。また、このエンジン１は、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。例えばガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。また、ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

第１モータ２は、エンジン１の出力側に配置されている。第１モータ２は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能を有するとともに、エンジン１のモータリングのために電動機として機能させることも可能である。すなわち、第１モータ２は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２には、第１インバータ（ＩＮＶ１）９を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、第１モータ２を発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリ４に蓄えることができる。

第２モータ３は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する動力源としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電力を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ３には、第２インバータ（ＩＮＶ２）１０を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、バッテリ４に蓄えられている電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を動力源として駆動してモータトルクを出力することができる。さらに、第１モータ２および第２モータ３は、第１インバータ９および第２インバータ１０を介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ２で発生した電気を、直接、第２モータ３に供給し、第２モータ３でモータトルクを出力することも可能である。なお、この第２モータ３が、この発明の実施形態における「駆動用モータ」に相当する。

バッテリ（ＢＡＴＴ）４は、上記の第１モータ２および第２モータ３で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、第１モータ２および第２モータ３に対して、それぞれ電力の授受が可能なように接続されている。したがって、上記のように第１モータ２で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第１モータ２に供給し、第１モータ２を駆動することができる。同様に、上記のように第２モータ３で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池に限らず、例えばキャパシタ（コンデンサ）であってもよい。

駆動輪（図１の例では後輪）５は、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する車輪である。図１に示す例では、駆動輪５は、プロペラシャフト１１、デファレンシャルギヤ１２、ならびに、ドライブシャフト１３を介して、第２モータ３に連結されている。したがって、図１に示す例では、車両Ｖｅは、第２モータ３の駆動トルクを後輪に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車として構成されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動トルクを前輪に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達して駆動力を発生させる四輪（全輪）駆動車であってもよい。

なお、上述した第２モータ３は、減速機構（図示せず）を介して駆動輪５に連結されていてもよい。その減速機構は、従来知られている有段変速機や無段変速機などの変速比を変更可能な種々の変速機構であってもよく、固定のギヤ比となるように構成された減速機構であってもよい。

アクセルペダル６は、車両Ｖｅの駆動力を制御するために運転者によって操作される操作装置である。車両Ｖｅは、このアクセルペダル６の操作量または踏み込み量（アクセル開度）に応じて、駆動力源で発生する動力、すなわち、エンジントルクおよびモータトルクを調整するように構成されている。アクセルペダル６には、後述するように、アクセル操作量およびアクセル操作速度を検出するためのアクセルポジションセンサ７ｃが設けられている。アクセルポジションセンサ７ｃは、アクセル操作量およびアクセル操作速度に応じた電気信号を検出データとして出力する。

コントローラ（ＥＣＵ）８は、主に、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３をそれぞれ制御する。そのコントローラ８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って、検出部７で検出または算出された各種データが入力される。その入力される信号は例えば、車速を検出する車速センサ７ａ、各車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ７ｂ、運転者によるアクセルペダル６のアクセル操作量（アクセル開度）およびアクセル操作速度を検出するアクセルポジションセンサ７ｃ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ７ｄ、第１モータ２の回転角度または回転数を検出する第１モータ回転数センサ（または、レゾルバ）７ｅ、第２モータ３の回転角度または回転数を検出する第２モータ回転数センサ（または、レゾルバ）７ｆ、バッテリ４の蓄電残量を検出するＳＯＣセンサ７ｇ、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ７ｈ、ならびに、車両の姿勢や挙動を安定させる制御システム（ＡＢＳ、ＴＲＣ等）に関する各種センサ７ｉなどからの検出信号である。

また、予め記憶しているデータは、走行モードを決めてあるマップ、要求駆動力や要求発電電力（要求発電パワー）を決めてあるマップなどである。そして、それら入力された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。なお、図１の例では一つのＥＣＵが設けられた例を示しているものの、ＥＣＵは、例えば制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のように、エンジン１、第１モータ２、および第２モータ３をそれぞれコントローラ８で制御することにより、ＥＶ走行モード（電気走行モード）とＨＶ走行モード（ハイブリッド走行モード）との複数の走行モードで走行することが可能である。具体的には、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、および、エンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行することが可能である。なお、これらの走行モードは、例えば、要求駆動力および車速をパラメータとする走行モードの切り替えマップに基づいて設定することができる。

上述したように、図１に示す車両Ｖｅでは、エンジン１で第１モータ２を駆動して発電させて、その発電した電力をバッテリ４に蓄電、あるいは、第２モータ３に直接供給するように構成されている。エンジンパワー（エンジン出力）および第１モータ２の発電パワーは、駆動輪５の回転数とアクセル開度とから要求発電パワーを求め、その要求発電パワーに基づいて、エンジンパワーおよび発電パワーが制御される。また、第２モータ３の駆動トルクは、駆動輪５の回転数とアクセル開度とから要求される駆動パワーを求め、その駆動パワーとなるようにモータトルクが制御される。一方、例えば駆動輪５の回転数が意図しない外乱により急減した場合には、第２モータ３での電力の消費（放電）は急減するものの、第１モータ２の発電パワーは、その駆動輪５の回転数に追従できないおそれがある。そのような場合、例えばバッテリ４に入力可能な電力（Ｗｉｎ）が制限されている場合、あるいは、バッテリ４の蓄電残量が満充電に近い場合など予め定められた所定値以上の場合には、第１モータ２で発電した電力がバッテリ４に充電されてバッテリ４の過充電となるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、車両Ｖｅの状態に応じて第１モータ２における発電パワーを制御するように構成されている。なお、発電パワーが、この発明の実施形態における「発電機で発電される電力」に相当する。以下に、コントローラ８で実行される制御例について説明する。

図２は、その制御の一例を示すフローチャートであって、先ず、車両Ｖｅの走行状態がシリーズＨＶ走行モードであるか否かを判断する（ステップＳ１）。上述したように、この制御例は、エンジン１で駆動されて発電する第１モータ２の発電パワーを制御する制御例であって、また図１の車両Ｖｅでは、走行モードとしてＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードの選択が可能である。したがって、例えばＥＶ走行モードが選択されている場合には、ステップＳ１で否定的に判断され、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

一方、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち走行モードとして、シリーズＨＶ走行モードが選択されている場合には、ブレーキの異常のおそれがあるか否かを判断する（ステップＳ２）。これは、駆動輪５がロックするおそれがあるか否かを判断するステップであって、例えば車速センサ７ａ、車輪速センサ７ｂ、舵角センサ７ｈ、車両の姿勢や挙動を安定させる制御システムに関する各種センサ７ｉなどの各制御信号に異常がある場合には、ブレーキの異常のおそれがあると判断される。また、そのような各種センサの異常は、例えばメータパネルに表示される警告灯が点灯している場合に異常ありと判断してもよい。

したがって、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち駆動輪５がロックするおそれがあるなど、ブレーキの異常のおそれがあると判断された場合には、第１モータ２の発電パワーを、バッテリ４に入力可能な電力（Ｗｉｎとも称される）以下とする（ステップＳ３）。このバッテリ４に入力可能な電力とは、バッテリ４の性能から求まる受け入れ可能な電力（言い換えれば許容電力）であって、バッテリ４の過充電を抑制する所定の電力値である。つまり、このステップＳ３における発電パワーは、駆動輪５がロックして、第１モータ２で発電した電力を消費できずにバッテリ４にその発電した電力が充電された場合であっても、バッテリ４の過充電を抑制もしくは防止することが可能な電力値に制御される。

一方、上記のステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわちブレーキの異常のおそれがないと判断された場合には、ついで駆動輪５のスリップを抑制するなど車両Ｖｅの姿勢や挙動を安定させる機能を有する制御システム（例えばＡＢＳ、ＴＲＣなど）がオフか否かを判断する（ステップＳ４）。これは、駆動輪５がロックするには到らないものの、駆動輪５がスリップするおそれがあるか否かを判断するものである。したがって、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわちＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＴＲＣ（トラクションコントロール）、ＶＳＣ（横滑り防止装置）、ＶＤＩＭ（Vehicle Dynamics Integrated Management）などの各種車両Ｖｅの姿勢あるいは挙動を安定させる制御システムがオフの場合には、第１モータ２での発電パワーの計算を車体速（車速）で行う（ステップＳ５）。なお、上記のＶＤＩＭは、走行安定性を確保するために、車両が走る、曲がる、止まるなどの各動作を統合的に制御するシステムである。

つまり、このような制御システムがオフの場合には、駆動輪５がスリップするおそれがあるため、第１モータ２における発電パワーを車速を考慮した発電パワーに制御する。具体的には、ステップＳ３で説明したバッテリ４に入力可能な予め定められた所定の電力と車速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている。すなわち、車速に基づいて第２モータ３の駆動パワーとして消費できる電力に、上述したバッテリ４の性能から求まる所定の電力を加えた電力を上限値とする。言い換えれば、第１モータ２の発電パワーは、走行で消費される放電とバッテリ４への充電との電力収支（放電と充電との和）がバッテリ４の過充電を抑制する所定の範囲に収まるように制御される。

ここで、駆動輪５がスリップした状態からグリップした状態に移行した場合の発電パワーについて説明する。図３は、その例を説明する図であって、アクセル開度は一定として、駆動輪５がスリップした場合の発電パワーと、そのスリップ状態からグリップした場合の発電パワーとをそれぞれ符号Ａ、Ｂ（Ａ＞Ｂ）で示している。すなわちこの図３に示す例では、スリップ状態の場合には、第２モータ３の回転数が増大し、モータトルクとモータ回転数とから求まる発電パワー（Ａ）が大きいのに対して、駆動輪５がスリップ状態からグリップ状態に移行した場合には第２モータ３の回転数が急激に低下して発電パワー（Ｂ）が低下する。つまり、上記のＡＢＳやＴＲＣなどの制御システムがオフの場合には、この差分における発電パワーがバッテリ４に充電されるおそれがあるため、実際の車速に基づいて発電パワーを制御するように構成されている。言い換えれば、放電と充電との電力収支をバッテリ４の過充電を抑制もしくは防止する所定の範囲に制御するように構成されている。

これとは反対に、ステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち車両Ｖｅの姿勢や挙動を安定させる制御システムがオンの場合には、第１モータ２の発電パワーの計算を車輪速で行う（ステップＳ６）。つまり、ＡＢＳやＴＲＣなどの制御システムがオンの場合には、車両Ｖｅの姿勢や挙動は安定するため、車輪速（すなわち第２モータ３の回転数）で発電パワーを制御する。具体的には、ステップＳ３で説明したバッテリ４に入力可能な予め定められた所定の電力と駆動輪５の車輪速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている。つまり、車輪速に基づく第２モータ３の駆動パワーの消費電力に、上述したバッテリ４の性能から求まる所定の電力を加えた電力値を上限値とする。要は、このステップＳ６においてもステップＳ５と同様に、第１モータ２の発電パワーは、放電と充電との和がバッテリ４の過充電を防止する所定の範囲に収まるように制御される。つまり、ステップＳ５とステップＳ６との上限値の差は、駆動輪５のスリップ分、すなわち第２モータ３の回転数と車速との偏差であるスリップ分が、発電パワーの上限値の差となる。

このようにこの発明の実施形態では、車両Ｖｅの状態に基づいて第１モータ２で発電される電力（発電パワー）を制御するように構成されている。つまり、ブレーキの異常のおそれがある場合には、駆動輪５がロックするおそれがあると判断して、発電パワーをバッテリ４に入力可能な電力以下に制御する。それにより、バッテリ４に蓄電される電力は、バッテリ４の過充電を防止する電力に制御されるから、バッテリ４の過充電ならびにバッテリ４の性能が劣化することを抑制もしくは防止できる。

また、ブレーキの異常のおそれがない場合であっても、車両Ｖｅの姿勢を安定させる制御システムがオフであることにより、駆動輪５がスリップするおそれがあると判断された場合には、発電パワーを車速に基づいて制御するように構成されている。つまり、発電パワーは駆動パワーとして消費される電力とバッテリ４に蓄電される電力との和がバッテリ４の性能の劣化を抑制する所定の範囲に収まるように制御される。言い換えれば、放電と充電との電力収支がバッテリ４において許容できる所定の範囲になるように制御される。そのため、バッテリ４の過充電ならびにバッテリ４の性能の劣化を抑制もしくは防止できる。さらに、車両Ｖｅの姿勢を安定させる制御システムがオンの場合には、発電パワーは車輪速に基づいて制御するように構成されている。この場合であっても、電力収支は、放電と充電との和が上述した所定の範囲になるように制御されるから、その結果、バッテリ４の過充電ならびにバッテリ４の性能の劣化を抑制もしくは防止できる。

つぎに、この発明における他の実施形態について説明する。上述した制御例では、対象とする車両Ｖｅとして、シリーズハイブリッド車両を対象として説明したものの、この対象とする車両Ｖｅは、エンジン１および第２モータ３の出力で走行するいわゆるパラレル走行が可能な車両であってもよい。図４は、その車両Ｖｅの一例を示す図であって、エンジントルクを前輪１４に、第２モータのモータトルクを後輪５に伝達するように構成されている。また、エンジン１および第１モータ２と前輪１４との間に選択的に動力の伝達および遮断を行うクラッチ１５が設けられている。なお、このクラッチ１５は、例えば第１モータ２の出力側に配置され、エンジン１および第１モータ２と前輪１４との間でトルクを伝達する変速機（図示せず）の内部に組み込まれていてもよい。いずれにしても、クラッチ１５を解放することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統から切り離され、それとは反対にクラッチ１５を係合することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統に連結されるように構成されている。

そして、そのクラッチ１５、ならびに、フロントプロペラシャフト１６、フロントデファレンシャルギヤ１７、フロントドライブシャフト１８を介してエンジントルクを前輪１４に伝達するように構成されている。なお、その他の構成については、上述した図１の構成と同様であるため、その説明を省略する。

また、この図４における車両Ｖｅは、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、クラッチ１５をそれぞれコントローラ８で制御することにより、上述したＥＶ走行モードとシリーズＨＶ走行モードとパラレルＨＶ走行モードとの複数の走行モードで走行することが可能である。具体的には、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを後輪５に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、および、クラッチ１５を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを後輪５に伝達して駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モード、ならびに、クラッチ１５を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクを前輪１４、および、第２モータ３のモータトルクを後輪５に伝達して駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行することが可能である。なお、これらの走行モードは、例えば、要求駆動力および車速をパラメータとする走行モードの切り替えマップに基づいて、上記のような各走行モードのいずれかを設定することができる。

図５は、図４の車両Ｖｅを対象とした制御例であって、図２の制御例と同様にバッテリ４の過充電およびバッテリ４の性能が劣化することを抑制するように構成され、それに加えて所定の条件が成立する場合には、パラレルＨＶ走行モードに切り替えるように構成されている。以下、この制御例におけるフローチャートについて説明する。なお、上述した図２の制御例と同様のステップについては同様の符号を付し、またその説明を簡略もしくは省略する。

先ず、車両Ｖｅの走行状態がシリーズＨＶ走行モードであるか否かを判断し（ステップＳ１）、シリーズＨＶ走行モードが選択されている場合には、ブレーキの異常のおそれがあるか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち駆動輪（第２モータが連結された後輪）５がロックするおそれがあると判断された場合には、ついでエンジン１および変速機の暖機が完了しているか否かを判断する（ステップＳ１００）。

これはエンジントルクとモータトルクとで走行が可能か否かを判断するステップであって、パラレルＨＶ走行可能か否かを判断する。なお、この暖機中のエンジン出力と、シリーズＨＶ走行の際に第１モータ２を駆動して発電させるためのエンジン出力とでは、暖機におけるエンジン出力の方が大きい。したがって、このステップＳ１００で肯定的に判断された場合、すなわちエンジン１および変速機の暖機が完了していると判断された場合には、運転モードをシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替える（ステップＳ２００）。つまり、エンジントルクおよび第２モータ３のモータトルクを各車輪５，１４に伝達して駆動力を発生させる。言い換えれば、第１モータ２での発電を行わず、エンジン１と第２モータ３との駆動力で走行する。

一方、このステップＳ１００で否定的に判断された場合、すなわち未だエンジン１および変速機の暖機が完了していないと判断された場合には、第１モータ２の発電パワーをバッテリ４に入力可能な電力（Ｗｉｎ）以下に制御する（ステップＳ３）。

なお、ステップＳ２で駆動輪５がロックするおそれがないなど、ブレーキの異常のおそれがないと判断された場合には、車両Ｖｅの姿勢や挙動を安定させる制御システム（ＡＢＳ、ＴＲＣ等）がオフか否か判断する（ステップＳ４）。その制御システムがオフの場合には、第１モータ２での発電パワーの計算を車体速（車速）で行う（ステップＳ５）。一方、その制御システムがオンの場合には、第１モータ２での発電パワーの計算を車輪速で行う（ステップＳ６）。

このように、図５に示す制御例では、ブレーキの異常のおそれがあると判断された場合には、エンジン１および変速機の暖機が完了しているか否かに応じて発電パワーを制御するように構成されている。つまり、エンジン１および変速機の暖機が完了している場合には、走行モードをシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えて、エンジン１および第２モータ３の駆動トルクを各車輪５，１４に伝達して走行する。一方、未だエンジン１および変速機の暖機が完了していないと判断された場合には、図２の制御例と同様に、発電パワーをバッテリ４の入力可能な電力（Ｗｉｎ）以下に制御する。それにより、どちらの場合であっても、バッテリ４の過充電を防止するとともに、バッテリ４の性能が劣化することを抑制もしくは防止できる。

つぎに、この発明を応用することが可能な参考例について説明する。上述したように、図２や図５に示した制御例は、ブレーキの異常のおそれがある場合には、発電パワーを入力可能な電力以下に制限する制御を含んでいる。一方、この発明は、駆動用モータの回転数が急減した場合に、バッテリ４の過充電を抑制できるように構成されていればよい。したがって、例えば上述した図５の制御例を変形して、ブレーキの異常のおそれがある場合には、一律にパラレルＨＶ走行モードに切り替えるように構成してもよい。図６は、その制御例を説明するフローチャートである。なお、上述した図５の制御例と同様のステップについては同様の符号を付し、またその説明を簡略もしくは省略する。

先ずシリーズＨＶ走行モードか否かを判断し（ステップＳ１）、シリーズＨＶ走行モードが選択されている場合には、ブレーキの異常のおそれがあるか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわちブレーキの異常のおそれがあると判断された場合には、運転モードをシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替える（ステップＳ２００）。なお、ステップＳ２で駆動輪５がロックするおそれがないなど、ブレーキの異常のおそれがないと判断された場合には、上述した図５の例と同様である。すなわち車両Ｖｅの姿勢や挙動を安定させる制御システムがオフか否かを判断し（ステップＳ４）、その制御システムがオフの場合には、第１モータ２での発電パワーの計算を車体速で行う（ステップＳ５）。それとは反対に、その制御システムがオンの場合には、第１モータ２での発電パワーの計算を車輪速で行う（ステップＳ６）。この参考例においても、車両Ｖｅの状態に応じて発電パワーを所定の範囲に制御することができるため、その結果、バッテリ４の過充電ならびにバッテリ４の性能が劣化することを抑制もしくは防止できる。

以上、この発明の各実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した実施形態や参考例では、駆動輪５がロックするおそれがある場合や駆動輪５がスリップするおそれがある場合に第１モータの発電パワーを制御する例について説明したものの、要は、この発明は、第２モータ３に連結された駆動輪５の回転数が急減した場合にバッテリ４の過充電を抑制できる構成であればよい。したがって、駆動用モータの回転数が急減する場合の例は駆動輪５のロックやスリップに限られなくてよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…第１モータ（ＭＧ１）、 ３…第２モータ（ＭＧ２）、 ４…バッテリ（ＢＡＴＴ）、 ５…駆動輪、 ７…検出部、 ８…コントローラ（ＥＣＵ）、 Ｖｅ…車両。

Claims (6)

1. エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、駆動輪に連結されかつ電力が供給されて走行用の駆動トルクを出力する駆動用モータと、前記発電機で発電された電力を充電可能な蓄電装置とを備え、前記発電された電力を前記蓄電装置に充電もしくは前記駆動用モータに直接供給するように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
   前記発電機を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記駆動輪がロックするおそれがあるか否かを判断し、
   前記駆動輪がロックするおそれがあると判断された場合に、前記発電機により発電される電力を前記蓄電装置に入力可能な予め定められた所定の電力以下に制御するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   車両の姿勢や挙動を制御する制御システムを備え、
   前記コントローラは、
   前記駆動輪がロックするおそれがあるか否かの判断を、前記制御システムに関するセンサの制御信号に異常がある場合に前記駆動輪がロックするおそれがあると判断するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   車両の姿勢や挙動を制御する制御システムを備え、
   前記コントローラは、
   前記駆動輪がロックするおそれがないと判断された場合に、前記制御システムがオフか否かを更に判断し、
   前記制御システムがオフの場合に、前記発電機で発電される電力を、前記蓄電装置に入力可能な予め定められた前記所定の電力と車速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記制御システムがオンの場合に、前記発電機で発電される電力を、前記蓄電装置に入力可能な予め定められた前記所定の電力と前記駆動輪の車輪速に基づく消費電力とから求まる上限値以下に制御するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ハイブリッド車両は、
   前記エンジンの動力により前記発電機を駆動させて発電を行い、前記発電により発生した電力に基づいて前記駆動用モータが走行用の前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するシリーズハイブリッド車両である
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記ハイブリッド車両は、
   前記エンジンの動力により前記発電機を駆動させて発電を行い、前記発電により発生した電力に基づいて前記駆動用モータが走行用の前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するシリーズＨＶ走行モードと、前記エンジンのトルクおよび前記駆動用モータの前記駆動トルクを前記駆動輪に伝達して走行するパラレルＨＶ走行モードとを選択可能なハイブリッド車両であって、
   前記コントローラは、
   前記シリーズＨＶ走行モードで走行中に前記駆動輪がロックするおそれがあると判断された場合に、前記エンジンの暖機が完了しているか否かを更に判断し、
   前記エンジンの暖機が完了していると判断された場合に、走行モードを前記シリーズＨＶ走行モードから前記パラレルＨＶ走行モードに切り替えるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
   

Images