JP2015104149A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の回生レベルを選択する機能を備えた車両において、運転者が速度を維持していたいと考えているような場合に、車速の低下を抑制することができる車両を提供する。【解決手段】回生レベルセレクタ２３０は、運転者の操作によって第２ＭＧ１４２の回生レベルを選択する。ＥＣＵ３２０は、選択された回生レベルが最小レベル以外の場合は、アクセルオフ時に第２ＭＧ１４２を回生制御し、選択された回生レベルが最小の場合は、アクセルオフ時に第２ＭＧ１４２を力行制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関し、特に、回生レベルを選択する機能を有する車両に関する。

特許文献１には、駆動源を作動状態とし車両を加速させる加速走行と、駆動源を非作動状態とし車両を惰性で走行させる惰性走行とを行う制御とを交互に繰り返すことによって、車両の燃費を向上させる技術が開示されている。

特開２０１２−１１６３５６号公報

しかしながら、惰性走行する際には、運転者はなるべく速度を維持していたいと考えているのにも係らず、減速されるため、車速を元に戻すためには、再加速を行なう必要があり、運転者は違和感を感じるという問題がある。

それゆえに、本発明の目的は、電動機の回生レベルを選択する機能を備えた車両において、運転者が速度を維持していたいと考えているような場合に、車速の低下を抑制することができる車両を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の車両は、車用の駆動力源としての電動機と、運転者の操作によって電動機の回生レベルを選択する選択部と、選択された回生レベルが最小レベル以外の場合は、アクセルオフ時に電動機を回生制御し、選択された回生レベルが最小の場合は、アクセルオフ時に電動機を力行制御する制御装置とを備える。

本発明によれば、電動機の回生レベルセレクタを備えた車両において、運転者が速度を維持していたいと考えているような場合には、電動機を力行制御することによって、従来の惰性走行に比べて、車速の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。 本発明の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。 （ａ）はアクセルの状態を表わす図であり、（ｂ）は車速を表わす図でありり、（ｃ）は積算燃料消費量を表わす図であり、（ｄ）は走行用バッテリのＳＯＣを表わす図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。二次電池を搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、二次電池ではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。また、二次電池である場合には、ニッケル水素電池やリチ
ウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、第１ＭＧ（Motor Generator）１４１と、第２ＭＧ１４２とを備える。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０や第２ＭＧ１４２で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０や第２ＭＧ１４２に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０と第１ＭＧ１４１との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、第２ＭＧ１４２を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流と第２ＭＧ１４２および第１ＭＧ１４１の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０とを備える。

本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、第２ＭＧ１４２や第１ＭＧ１４１の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０から第２ＭＧ１４２や第１ＭＧ１４１に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。

ハイブリッド車両には、さらに、駆動輪１６０に接続されるドライブシャフト４００に設けられるブレーキディスク４０２と、ブレーキ機構４０４と、油圧コントローラ４０６とを含む。ブレーキ機構４０４は、油圧コントローラ４０６からブレーキ油圧を受け、その受けたブレーキ油圧に応じてブレーキディスク４０２を挟み込んで摩擦制動力を発生して、車両を減速させる。油圧コントローラ４０６は、ＥＣＵ３１０からのブレーキ制御信号を受信し、ブレーキ制御信号に示される摩擦制動力（油圧ブレーキ）を発生させるためのブレーキ油圧を演算し、演算したブレーキ油圧をブレーキ機構４０４に出力する。

また、ハイブリッド車両は、エンジン１２０の動作状態を制御し、ハイブリッド車両の状態に応じて第１ＭＧ１４１と、第２ＭＧ１４２と、走行用バッテリ２２０と、インバータ２４０等を制御するとともに、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＥＣＵ３２０を備える。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモ第１ＭＧ１４１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。第１ＭＧ１４１の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によって第１ＭＧ１４１に、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギを第１ＭＧ１４１で電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進
時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ１４２の力行制御のみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方で第１ＭＧ１４１を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力で第２ＭＧ１４２を力行制御して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力を第２ＭＧ１４２に供給して第２ＭＧ１４２の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動する第２ＭＧ１４２を回生制御して、ジェネレータとして機能させて回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加して第１ＭＧ１４１による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

速度センサ１２８は、車両の速度を検出する。ブレーキセンサ１２６は、ブレーキペダルの踏み込みを検出する。アクセルセンサ１２５は、アクセルペダルの踏み込みを検出する。

回生レベルセレクタ２３０は、ユーザのパドルシフト操作に従って、回生レベルを選択する。本発明の実施形態では、回生レベルは、たとえば０〜４の５段階とし、回生レベルが小さいほど、第２ＭＧ１４２による回生制動力が小さいものとするが、回生レベルセレクタ２３０は、無段階スイッチのようなものであってもよい。

ＥＣＵ３２０は、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、回生レベルセレクタ２３０で選択された回生レベルが最小の「０」でない場合には、回生レベルに応じた第２ＭＧ１４２を回生制御して回生ブレーキを作動させる。ＥＣＵ３２０は、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、回生レベルセレクタ２３０で選択された回生レベルが最小の「０」の場合には、第２ＭＧ１４２を力行制御することによって、車速が維持されるようにする。つまり、運転者が回生レベル「０」を選択した場合には、運転者は、惰性走行によって車速を維持していたいと考えらるので、運転者の意思に合致するように第２ＭＧ１４２を力行制御させて、車速を維持させる。また、車速が維持されることによって、その後の加速を行なう頻度が減少するため、燃費を向上させることができる。

ＥＣＵ３２０は、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる間は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が発生するように、回生ブレーキとともに油圧ブレーキを作動させる。あるいは、ＥＣＵ３２０は、ブレーキペダルの踏み込み開始直後での回生制動力を回生レベルセレクタ２３０で選択された回生レベルに応じた大きさとし、その後、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が発生するように、回生ブレーキとともに油圧ブレーキを作動させるものとしてもよい。

図２は、本発明の実施形態の制御手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ１０１において、エンジン１２０を起動する操作が行なわれると、ＥＣＵ３２０によって、車両がＲｅａｄｙ−ＯＮ状態となる。

ステップＳ１０２において、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作をすると（アクセルオン）と、処理がステップＳ１０３に進み、そのような条件が成立しない場合には、処理がステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ３２０は、車両要求パワーに従って、エンジン１２０、第２ＭＧ１４２、および第１ＭＧ１４１を通常制御する。

ステップＳ１０４において、運転者がブレーキペダルを踏み込む操作(ブレーキオン）
をすると、処理がステップＳ１０５に進み、そのような条件が成立しない場合（つまりブレーキオフ）には、処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ３２０は、第２ＭＧ１４２を回生制御して、回生ブレーキを作動させるとともに、油圧ブレーキとを作動させる。

ステップＳ１０６において、回生レベルセレクタ２３０で選択されている回生レベルが最初レベルの「０」の場合には、処理がステップＳ１０７に進み、そのような条件が成立しない場合には、処理がステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ３２０は、車速をＥＣＵ３２０内のメモリに記憶する。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ３２０は、車速を維持するように、エンジンを制御するとともに、第２ＭＧ１４２を力行制御する。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ３２０は、選択されている回生レベルで第２ＭＧ１４２を回生制御して、回生ブレーキを作動させる。

次に、回生レベルが「０」のときに減速惰行する場合（従来）と、車速を維持する場合（本発明の実施形態）との比較を説明する。

図３（ａ）は、アクセルの状態を表わし、図３（ｂ）は、車速を表わし、図３（ｃ）は、積算燃料消費量を表わし、図３（ｄ）は、走行用バッテリ２２０のＳＯＣ（State Of Charge）を表わす。

アクセルがオフになると、回生レベルが「０」の場合において、従来は減速惰行によって、車速が減少するが、本実施の形態では、車速が維持される。

本発明の実施形態では、車速を維持するために、エンジン１２０を制御し、第２ＭＧ１４を力行制御するため、積算燃料消費量が一定の割合で増加する。これに対して、従来は、減速走行のため、燃料消費量は当初「０」であるが、アクセルをオンにして車速を元に戻すためには、大きな加速度が必要となり、燃料消費量が大きくなる。

また、減速走行する場合には、補機の消費電力などによって、ＳＯＣが除々に低下し、車速を元に戻すだけでなく、ＳＯＣを回復するためにも燃料消費量が増加する。これに対して、本実施の形態では、車速を維持するためにエンジン出力を得ることができるため、ＳＯＣの低下を防止することができる。

以上のように、本実施の形態によって、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を終了してから、運転者がブレーキペダルを踏み込むまでの間、選択された回生レベルが「０」の場合には、エンジン１２０の出力を制御するとともに、第２ＭＧ１４２を力行制御することによって車速を維持する。車速を維持することによって、運転者の違和感を除去し、燃費も向上することができる。

なお、本実施の形態では、選択された回生レベルが「０」の場合には、エンジン１２０の出力を制御するとともに、第２ＭＧ１４２を力行制御することによって車速を維持したが、第２ＭＧ１４２を力行制御するだけでも、従来の惰性走行よりも、車速の低下を抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示さ
れ、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図さ
れる。

１２０ エンジン、１２５ アクセルセンサ、１２６ ブレーキセンサ、１２８ 速度センサ、１４１ 第１ＭＧ、１４２ 第２ＭＧ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ 動力分割機構、２２０ 走行用バッテリ、２３０ 回生レベルセレクタ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、３２０ ＥＣＵ、４００ ドライブシャフト、４０２ ブレーキディスク、４０４ ブレーキ機構、４０６ 油圧コントローラ。

Claims (1)

1. 車用の駆動力源としての電動機と、
   運転者の操作によって前記電動機の回生レベルを選択する選択部とを備え、
   前記選択された回生レベルが最小レベル以外の場合は、アクセルオフ時に前記電動機を回生制御し、前記選択された回生レベルが最小の場合は、アクセルオフ時に前記電動機を力行制御する制御装置とを備えた、車両。

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