説明

車両の制御装置

【課題】車速を目標車速に制御するクルーズコントロールが実行可能な車両において、クルーズコントロール実行中のエネルギ消費を抑制して効率を高める。
【解決手段】クルーズコントロール時にはドライバが継続的な定速走行を希望しており、回生による制動力を発生させる必要がない点に着目し、クルーズコントロール時に定速走行管理範囲(具体的には、許容下限値M≦[加速度α]≦許容上限値N、及び、許容下限値m≦[車速V]≦許容上限値の範囲)内で惰行走行状態を作り出すことにより、エネルギの消費を低減するとともに、エネルギの電気パス通過分を抑制してエネルギ損失を低減する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走行用の動力を出力する電動機が搭載されたハイブリッド車両や電気自動車などの車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境保護の観点から、車両に搭載されたエンジン(内燃機関)からの排気ガスの排出量低減と燃料消費率(燃費)の向上が望まれており、これを満足する車両として、ハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両が実用化されており、また、ガソリン等の燃料を使用しない電気自動車(EV車)が実用化されている。
【0003】
ハイブリッド車両は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのエンジンと、エンジンの出力による発電またはバッテリ(蓄電装置)の電力により駆動してエンジン出力のアシスト等を行う電動機(例えばモータジェネレータまたはモータ)とを備え、エンジン及び電動機のいずれか一方または双方を走行駆動源としている。
【0004】
ハイブリッド車両においては、車速及びアクセル開度に基づいて、エンジン及び電動機の運転領域(具体的には駆動または停止)が制御される。例えば、発進時や低速走行時のようにエンジン効率が低くなる領域では、エンジンを停止させて電動機のみの動力で駆動輪を駆動する。また、通常走行時には、エンジンを駆動して、そのエンジンの動力で駆動輪を駆動するという制御を行う。さらに、全開加速等の高負荷時には、エンジンの動力に加えて、バッテリから電動機に電力を供給して電動機による動力を補助動力として追加するという制御を行う。
【0005】
一般的な車両の制御として、車速を目標車速に自動的に制御するクルーズコントロールが知られている(例えば、特許文献1参照)。クルーズコントロールは、例えば、車速をセンサ等で認識し、その車速が目標車速(許容範囲内の車速)となるように制御スロットルの開閉制御(ハイブリッド車両の場合、電子スロットル制御にてスロットルバルブの「開」・「閉」を繰り返すエンジン制御)を行う技術である。なお、こうしたクルーズコントロールは電気自動車においても実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−295714号公報
【特許文献2】特開2006−321466号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述の如く、ハイブリッド車両(EV車)においては、クルーズコントロール時に車速を監視しながら制御スロットルの「開」・「閉」を繰り返して車速を許容車速範囲内に管理しており、その制御スロットルが「閉」の状態のときには、車速または加速度に応じて回生トルク(コンベンショナル車のエンジンブレーキに相当する制動力)を発生しているが、こうした回生制御を行うと、Nレンジ(ニュートラルレンジ)での惰行走行状態と比較して車速の低下が早くなり、制御スロットルを開く時期(エネルギ消費を再開する時期:ハイブリッド車両の場合はスロットルバルブを開く時期、EV車の場合は電動機(モータ)への電力供給時期)が早くなってしまい、その分だけエネルギが消費される。
【0008】
なお、クルーズコントロール時において回生された電気エネルギはバッテリ(蓄電装置)に蓄電されるので再利用可能であるが、電気パスの効率が100%ではないためエネルギ損失が生じる。
【0009】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、車速を目標車速に制御するクルーズコントロールが実行可能な車両において、クルーズコントロール実行中のエネルギ消費を抑制して効率を高めることが可能な制御の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
ー課題の解決原理ー
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、クルーズコントロール時にはドライバが継続的な定速走行を希望しており、回生による制動力を発生させる必要がない点に着目し、クルーズコントロール時に定速走行管理範囲内で積極的に惰行走行状態を作り出すことにより、エネルギの消費を低減するとともに、エネルギの電気パス通過分を抑制してエネルギ損失を低減できるようにする。
【0011】
−解決手段−
具体的に、本発明は、走行用の動力を出力することが可能な電動機が搭載された車両に適用され、車速を目標車速に制御するクルーズコントロールが実行可能な車両の制御装置を前提としており、このような車両の制御装置において、クルーズコントロール時に車速が定速走行管理範囲内であることを条件に、電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを技術的特徴としている。より具体的には、クルーズコントロール時に制御スロットルが「閉」であり、車速が定速走行管理範囲内であることを条件に、電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、クルーズコントロール時に車速が定速走行管理範囲内(例えば、現在車速が目標車速に対して設定される許容車速範囲内)であり、減速の必要がない場合に、電動機の出力トルクを略ゼロにして(例えば、電動機を電気的に遮断(ニュートラル状態)して)、積極的に惰行走行状態にすることで、運動エネルギを回生せずに車両走行に活用する。このような制御により、エネルギ消費を低減することができるとともに、エネルギの電気パス通過分を抑制することができる。これによって、例えば、ハイブリッド車両において、クルーズコントロール時における燃費の向上を図ることができる。
【0013】
本発明において、クルーズコントロール時に車速が所定の許容車速範囲内(定速走行管理範囲内)であることを条件に、上記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転するようにしてもよい。また、クルーズコントロール時に車両の加速度が所定の許容加速度範囲内(定速走行管理範囲内)にあることを条件に、電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転するようにしてもよい。なお、本発明でいう「加速度」には、減速度(負の加速度)も含まれる。
【0014】
また、本発明において、クルーズコントロール時に、車速が所定の許容車速範囲内にあり、かつ、車両の加速度が所定の許容加速度範囲内にあることを条件に、上記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転するようにしてもよい。このように、車速条件と加速度条件とを組み合わせて車速管理を行うことが制御性の点で好ましい。その理由について以下に説明する。
【0015】
まず、「クルーズコントロール時に車両の加速度が所定の許容加速度範囲内にあること」のみを条件とした場合、車両の加速度が許容加速度範囲内であっても、例えば車両の加速度(≠0)が一定の状態が継続された場合には、車速が上昇(下降)していくので、現在車速が目標車速から大きくずれてしまう場合がある。こうした点を解消するために、車速条件(「車速が許容車速範囲内にあること」という条件)を組み合わせておくことが好ましい。
【0016】
また、「クルーズコントロール時に車速が所定の許容車速範囲内にあること」のみを条件とした場合、車速が許容車速範囲内にある状態で、例えば下り坂の走行等により加速度が上昇した場合、車速が許容車速範囲の上限に達するまでは惰行走行が継続されるため減速が遅れる場合がある。こうした点を解消するために、加速度条件(「車両の加速度が許容加速度範囲内にあること」という条件)を組み合わせておくことが好ましい。
【0017】
ここで、本発明において、上記電動機の出力トルクを略ゼロにする具体的な手段としては、電動機を電気系統から電気的に遮断するという手段を挙げることができる。また、この場合、電動機を電気的に遮断する手段としては、例えば、電動機に対して設けられたインバータの各スイッチング素子をOFF(シャットダウン制御)にすることにより、電動機を電気系統から電気的に遮断するという構成を挙げることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、クルーズコントロール時において減速の必要がない場合には、電動機の出力トルクを略ゼロにして惰行走行状態としているので、エネルギ消費を少なくすることができる。これによって、例えばハイブリッド車両においてクルーズコントロール時における燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明を適用する車両の一例を示す概略構成図である。
【図2】シフト操作装置等を示す図である。
【図3】ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図4】クルーズコントロール時の制御の一例を示すフローチャートである。
【図5】クルーズコントロール時の許容加速度範囲の例(a)と、クルーズコントロール時の許容車速範囲の例(b)とを併記して示す図である。
【図6】クルーズコントロール時の車速の変化を模式的に示す図であり、本発明制御による例(a)と従来制御による例(b)とを併記して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は本発明を適用するハイブリッド車両の一例を示す概略構成図である。
【0022】
この例のハイブリッド車両HVは、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両であって、エンジン1、主に発電機として機能する第1モータジェネレータMG1、主に電動機(モータ)として機能する第2モータジェネレータMG2、動力分割機構3、リダクション機構4、カウンタドライブギヤ51、カウンタドリブンギヤ52、ファイナルリングギヤ53、デファレンシャル装置54、駆動輪6、シフト操作装置7(図2参照)、及び、ECU(Electronic Control Unit)100などを備えており、そのECU100により実行されるプログラムによって本発明の車両の制御装置が実現される。
【0023】
なお、ECU100は、例えば、HVECU、エンジンECU、バッテリECUなどによって構成されており、これらのECUが互いに通信可能に接続されている。
【0024】
次に、エンジン1、モータジェネレータMG1,MG2、動力分割機構3、リダクション機構4、シフト操作装置7、及び、ECU100の各部について以下に説明する。
【0025】
−エンジン−
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、吸気通路12に設けられたスロットルバルブ13のスロットル開度(吸気空気量)、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11の回転数(エンジン回転数)はエンジン回転数センサ101によって検出される。エンジン1はECU100によって駆動制御される。
【0026】
エンジン1のスロットルバルブ13の制御には、例えば、エンジン回転数とドライバのアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度)等のエンジン1の運転状態に応じた最適な吸入空気量(目標吸気量)が得られるようにスロットル開度を制御する電子スロットル制御が採用されている。このような電子スロットル制御では、スロットル開度センサ103を用いてスロットルバルブ13の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度(目標スロットル開度)に一致するようにスロットルバルブ13のスロットルモータ14をフィードバック制御している。なお、こうした電子スロットル制御では、例えば、アイドリング運転時や、後述するクルーズコントロールの実行時などにおいて、ドライバのアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を制御する場合もある。
【0027】
そして、エンジン1の出力は、クランクシャフト11及びダンパ2を介してインプットシャフト21に伝達される。ダンパ2は、例えばコイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン1のトルク変動を吸収する。なお、インプットシャフト21の他端部にはオイルポンプ22が連結されており、インプットシャフト21の回転トルクの供給を受けてオイルポンプ22が作動する。
【0028】
−モータジェネレータ−
第1モータジェネレータMG1は、インプットシャフト21に対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG1Rと、3相巻線が巻回されたステータMG1Sとを備えた交流同期発電機であって、発電機として機能するとともに電動機(モータ)としても機能する。また、第2モータジェネレータMG2も同様に、インプットシャフト21に対して回転自在に支持された永久磁石からなるロータMG2Rと、3相巻線が巻回されたステータMG2Sとを備えた交流同期発電機であって、電動機(モータ)として機能するとともに発電機としても機能する。
【0029】
図3に示すように、第1モータジェネレータMG1及び第2モータジェネレータMG2は、それぞれインバータ200を介してバッテリ(蓄電装置)300に接続されている。インバータ200はECU100によって制御され、そのインバータ200の制御により各モータジェネレータMG1,MG2の回生または力行(アシスト)が設定される。その際の回生電力はバッテリ300にインバータ200を介して充電される。また、各モータジェネレータMG1,MG2の駆動用電力はバッテリ300からインバータ200を介して供給される。
【0030】
−動力分割機構−
動力分割機構3は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS3と、サンギヤS3に外接しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤP3と、ピニオンギヤP3と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR3と、ピニオンギヤP3を支持するとともに、このピニオンギヤP3の公転を通じて自転するプラネタリキャリアCA3とを有する遊星歯車機構によって構成されている。プラネタリキャリアCA3はエンジン1側のインプットシャフト21に一体に連結されている。サンギヤS3は、第1モータジェネレータMG1のロータMG1Rに一体に連結されている。
【0031】
この動力分割機構3は、エンジン1及び第2モータジェネレータMG2の少なくとも一方の駆動力を、カウンタドライブギヤ51、カウンタドリブンギヤ52、ファイナルリングギヤ53及びデファレンシャル装置54を介して左右の駆動輪6に伝達する。
【0032】
−リダクション機構−
リダクション機構4は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤS4と、キャリア(トランスアクスルケース)CA4に回転自在に支持され、サンギヤS4に外接しながら自転する外歯歯車のピニオンギヤP4と、ピニオンギヤP4と噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤR4とを有する遊星歯車機構によって構成されている。リダクション機構4のリングギヤR4と、上記動力分割機構3のリングギヤR3と、カウンタドライブギヤ51とは互いに一体となっている。また、サンギヤS4は第2モータジェネレータMG2のロータMG2Rと一体に連結されている。
【0033】
このリダクション機構4は、エンジン1及び第2モータジェネレータMG2の少なくとも一方の駆動力を適宜の減速比で減速する。減速された動力は、カウンタドライブギヤ51、カウンタドリブンギヤ52、ファイナルリングギヤ53及びデファレンシャル装置54を介して駆動輪6に伝達される。
【0034】
−シフト操作装置−
一方、ハイブリッド車両HVの運転席の近傍には図2に示すようなシフト操作装置7が配置されている。シフト操作装置7にはシフトレバー71が変位可能に設けられている。この例のシフト操作装置7には、前進走行用のドライブレンジ(Dレンジ)、アクセルオフ時の制動力(エンジンブレーキ)が大きな前進走行用のブレーキレンジ(Bレンジ)、後進走行用のリバースレンジ(Rレンジ)、中立のニュートラルレンジ(Nレンジ)が設定されており、ドライバが所望のレンジへシフトレバー71を変位させることが可能となっている。これらDレンジ、Bレンジ、Rレンジ、Nレンジの各位置はシフトポジションセンサ104によって検出される。シフトポジションセンサ104の出力信号はECU100に入力される。なお、駐車ポジション(Pポジション)は別配置のPスイッチによって設定することができる。
【0035】
−ECU−
ECU100は、エンジン1及びモータジェネレータMG1,MG2を協調して制御する電子制御装置であって、CPU、ROM、RAM及びバックアップRAMなどを備えている。ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【0036】
ECU100には、図3に示すように、エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11の回転数(エンジン回転数)を検出するエンジン回転数センサ101、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ102、スロットル開度センサ103、シフトポジションセンサ104、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ105、ブレーキペダルに対する踏力(ブレーキ踏力)を検出するブレーキペダルセンサ106、及び、クルーズコントロールスイッチ107が接続されている。さらに、ECU100には、エンジン冷却水温を検出する水温センサ、吸入空気量を検出するエアフロメータ、バッテリ300の充放電電流を検出する電流センサ、及び、バッテリ温度センサなどが接続されており、これらの各センサからの信号がECU100に入力される。また、ECU100には、エンジン1のスロットルバルブ13を開閉駆動するスロットルモータ14、燃料噴射装置15及び点火装置16などが接続されている。
【0037】
ここで、車輪速センサ105の出力信号から車速V及び加速度αを得ることができる。なお、車速Vについては、車速センサを車両に搭載しておき、そのセンサ出力信号から車速Vを得るようにしてもよい。また、加速度αについても、車両の前後加速度を検出する加速度センサを車両に搭載しておき、そのセンサ出力信号から加速度αを得るようにしてもよいし、上記車速センサの出力信号から算出するようにしてもよい。
【0038】
そして、ECU100は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン1のスロットル開度制御(吸入空気量制御)、燃料噴射量制御、及び、点火時期制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。
【0039】
また、ECU100は、バッテリ300を管理するために、電流センサにて検出された充放電電流の積算値やバッテリ温度センサにて検出されたバッテリ温度などに基づいて、バッテリ300の充電状態(SOC:State of Charge)や、バッテリ300の入力制限Win及び出力制限Woutなどを演算する。
【0040】
さらに、ECU100にはインバータ200が接続されている。インバータ200は、各モータジェネレータMG1,MG2それぞれの制御用のIPM(Intelligent Power Module:インテリジェントパワーモジュール)を備えている。その各IPMは、複数(例えば6個)の半導体スイッチング素子(例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などによって構成されている。
【0041】
インバータ200は、例えば、ECU100からの指令信号に応じてバッテリ300からの直流電流を、モータジェネレータMG1,MG2を駆動する電流に変換する一方、エンジン1の動力により第1モータジェネレータMG1で発電された交流電流、及び、回生ブレーキにより第2モータジェネレータMG2で発電された交流電流を、バッテリ300を充電するための直流電流に変換する。また、インバータ200は、第1モータジェネレータMG1で発電された交流電流を走行状態に応じて、第2モータジェネレータMG2の駆動用電力として供給する。
【0042】
ここで、インバータ200の第1モータジェネレータMG1用のIPMの全ての半導体スイッチング素子をOFFにすること(シャットダウン制御)により、第1モータジェネレータMG1を、バッテリ300を含む電気系統から電気的に遮断することができる(第1モータジェネレータMG1が空転状態となる)。また、インバータ200の第2モータジェネレータMG2用のIPMの全ての半導体スイッチング素子をOFFにすること(シャットダウン制御)により、第1モータジェネレータMG2を、バッテリ300を含む電気系統から電気的に遮断することができる(第2モータジェネレータMG2が空転状態となる)。
【0043】
そして、ECU100はクルーズコントロールを実行する。この例で実行するクルーズコントロールは、クルーズコントロールスイッチ107がON操作されたときに、その操作時の車速を車輪速センサ105の出力信号から取得(記憶)し、このスイッチ操作時に取得した車速を目標車速とし、車輪速センサ105の出力信号から得られる現在の車速が上記目標車速となるように(許容車速範囲内に入るように)、制御スロットルの開閉制御(スロットルバルブ13の開閉を繰り返す制御)を行うことによって車速を管理する制御である。
【0044】
このようなクルーズコントロールは、クルーズコントロールスイッチ107がドライバによりOFFされるか、もしくは、ドライバがアクセルペダルやブレーキペダルが踏み込むと解除される。なお、クルーズコントロールの目標車速は、クルーズ車速設定スイッチ等を操作することによりドライバが自由に設定できる車速としてもよい。
【0045】
−クルーズコントロール時の制御−
次に、クルーズコントロール時(ON時)の制御の一例について以下に説明する。
【0046】
まず、ハイブリッド車両においては、上述したように、Dレンジでのクルーズコントロール走行時に、車速を監視しながら制御スロットルの「開」・「閉」を繰り返して車速を許容車速範囲内に管理しており、その制御スロットルが「閉」の状態のときには、車速または加速度に応じて回生トルク(バッテリ状態(SOC、Win等)に応じた回生トルク)を発生しているが、このような回生制御を行うと、Nレンジ(ニュートラルレンジ)での惰行走行状態と比較して車速の低下が早くなる。こうした状況になると、図6(b)に示すように、車速がクルーズコントロール時の許容車速範囲の下限値に達する時期が早くなり、制御スロットル(スロットルバルブ)を開く時期(エネルギ消費を再開する時期)が早くなるため、燃費が悪化する方向となる。
【0047】
このような点を解消するため、この例では、クルーズコントロール時にはドライバが継続的な定速走行を希望しており、制動力を発生させる必要がない点に着目し、クルーズコントロール時に定速走行管理範囲内で積極的に惰行走行状態を作り出すことにより、エネルギの消費を低減するとともに、エネルギの電気パス通過分を抑制することで、燃費の向上を図ることを特徴としている。
【0048】
その具体的な制御(クルーズコントロール時の制御)の例について図4のフローチャートを参照して説明する。図4の制御ルーチンはECU100において所定時間ごとに繰り返して実行される。なお、図4の制御ルーチンは、クルーズコントロール時で制御スロットルが「閉」の状態のときの制御のみを示している。
【0049】
まず、制御の具体的な説明の前に、クルーズコントロール時の許容加速度範囲及び許容車速範囲について説明する。
【0050】
[許容加速度範囲]
クルーズコントロール時の許容加速度範囲は、図5(a)に示すように、ハイブリッド車両HV(以下、単に「車両」という場合もある)の加速度が「0」よりも所定量だけ小さい下限値(負の値)Mから、加速度が「0」よりも所定量だけ大きい上限値(正の値)Nまでの範囲である。これら許容加速度範囲の下限値M及び上限値Nは、クルーズコントロール走行時において、加速・減速が生じてもドライバ等が違和感を覚えないような値(加速・減速の許容値)を、予め実験・シミュレーション等によって経験的に適合した値であって、例えばECU100のROM内に記憶されている。
【0051】
なお、図5(a)に示す例では、許容加速度範囲の上限値Nと下限値Mの絶対値は同じ値としているが、これに限定されず、上限値Nの絶対値と下限値Mの絶対値とは異なる値としてもよい。また、許容加速度範囲の上限値N及び下限値Mは、固定値(一定値)であってもよいし、上記目標車速の大小に応じて可変に設定するようにしてもよい。
【0052】
[許容車速範囲]
クルーズコントロール時の許容車速範囲は、図5(b)に示すように、上記した目標車速を中心として、その目標車速よりも所定量(Δm)だけ小さい下限値m(m=目標車速−Δm)から、目標車速よりも所定量(Δn)だけ大きい上限値n(n=目標車速+Δn)までの範囲である。この許容車速範囲のΔm及びΔnは、クルーズコントロール走行時において、目標車速に対する現在車速のずれ(偏差)の許容値(ドライバ等が気にならない車速ずれ量)を、予め実験・シミュレーション等によって経験的に求め、その結果を基にして適合した値(Δm,Δn)であって、例えばECU100のROM内に記憶されている。
【0053】
なお、図5(b)に示す例では、許容車速範囲のΔmとΔnとを同じ値としているが、これに限定されず、ΔmとΔnとは異なる値としてもよい。また、Δm及びΔnは、固定値(一定値)であってもよいし、目標車速の大小に応じて可変に設定するようにしてもよい。
【0054】
次に、図4の制御ルーチンを各処理ブロックごとに説明する。なお、この図4の制御ルーチン実行中において、ECU100は、車輪速センサ105の出力信号に基づいて車速V及び加速度αを逐次算出している。
【0055】
この図4に示す制御ルーチンは、クルーズコントロール時(クルーズコントロールスイッチ107(図3参照)がON)であり、制御スロットルが「閉」状態であるときに実行される。なお、制御スロットル「閉」の判定方法としては、例えば、スロットル開度センサ103の出力信号から得られるスロットル開度(制御上の全閉状態に対応する全閉開度)や、ECU100がスロットルモータ14に与える指令信号(制御上の全閉状態に対応する全閉信号)に基づいて判定するという方法を挙げることができる。
【0056】
そして、図4の制御ルーチンが開始されると、まずは、ステップST101において、車両の加速度αが図5(a)に示す許容加速度範囲の上限値N以下(α≦N)であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定(NO)である場合(α>Nである場合)はステップST112に移行する。
【0057】
ステップST112では、第2モータジェネレータMG2の回生制御によって車両のアウトプットトルクに回生トルクを加えて減速する。これらステップST101及びST112の処理は、例えば、ハイブリッド車両HVが下り坂等を走行している場合を想定した処理であって、車両の加速度αが大きくなったときに(α>N)、回生ブレーキにて即座に減速することによって、ドライバ等に違和感を与えないようにするための処理である。
【0058】
上記ステップST101の判定結果が肯定判定(YES)である場合は、ステップST102に進む。ステップST102では、車両の加速度αが図5(a)に示す許容加速度範囲の下限値M以上(M≦α)であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定(YES)である場合(M≦αである場合)はステップST103に進む。
【0059】
ステップST103では、車速Vが図5(b)に示す許容車速範囲の下限値m以上でかつ上限値n以下(m≦V≦n)であるか否かを判定する。このステップST103の判定結果が肯定判定(YES)である場合、つまり、車両の加速度αが許容加速度範囲内(M≦α≦N)であり、かつ、車速Vが許容車速範囲内(m≦V≦n)である場合はステップST104に進む。
【0060】
ステップST104ではシャットダウン制御を実行する。具体的には、インバータ200の第1モータジェネレータMG1用のIPMの全ての半導体スイッチ、及び、第2モータジェネレータMG2用のIPMの全ての半導体スイッチング素子をOFFにして、第1モータジェネレータMG1及び第2モータジェネレータMG2を電気系統から電気的に遮断する(ニュートラル状態にする)。このようなシャットダウン制御を行うことにより、クルーズコントロール時に定速走行管理範囲内で惰行走行状態を作り出すことができる(図6(a)参照)。なお、シャットダウン制御は、制御スロットルが「開」状態になった時点で終了する。
【0061】
上記ステップST102の判定結果が否定判定(NO)である場合(α<Mである場合)は、ステップST121において、車速Vが許容車速範囲の下限値mよりも小さい(V<m)か否かを判定する。このステップST121の判定結果が否定判定(NO)である場合、つまり、車両の加速度αが許容加速度範囲の下限値Mよりも小さい状態(減速状態)であっても、車速Vが許容車速範囲の下限値m以上である場合は、モータジェネレータMG1,MG2を電気系統から電気的に遮断するシャットダウン制御を実行する(ステップST104)。ただし、この制御は、車速Vが許容車速範囲の下限値mに減速するまで継続し、車速Vがその下限値mよりも小さくなった時点(ステップST121が肯定判定(YES)となった時点)で終了する。それ以降は第2モータジェネレータMG2のアシスト制御を行って力行トルクを発生させて、車速Vを図5(b)の許容車速範囲内に入るように制御する。このようなステップST121及びST104の処理により、惰行走行状態の機会を増やすことができる。
【0062】
また、上記ステップST103の判定結果が否定判定(NO)である場合(V<mまたはn<Vである場合)は、ステップST111において、車速Vが許容車速範囲の上限値nよりも大きい(n<V)か否かを判定する。ステップST111の判定結果が肯定判定(YES)である場合(n<Vである場合)は、車速を落とす必要があるので、ステップST112において、第2モータジェネレータMG2の回生制御によって、車両のアウトプットトルクに回生トルクを徐々に加えることで、車速が図5(b)に示すクルーズコントロール時の許容車速範囲内に入るように制御する。一方、ステップST111の判定結果が否定判定(NO)である場合(V<mである場合)は、ステップST122において第2モータジェネレータMG2のアシスト制御を行って力行トルクを発生させる。
【0063】
なお、図4の制御ルーチン実行中に、アクセルペダルが操作された場合(アクセル開度センサ102の出力信号に基づいて認識)や、ブレーキペダルが操作された場合(ブレーキペダルセンサ106の出力信号に基づいて認識)には、図4の制御ルーチン及びクルーズコントロールを中止して通常制御モードに移行する。
【0064】
以上のように、この例の制御によれば、クルーズコントロール時(制御スロットル「閉」時)に車速が定速走行管理範囲内であり、減速の必要がない状況のときには、モータジェネレータMG1,MG2を電気的に遮断して惰行走行状態を積極的に作り出しているので、図6(a)に示すように、制御スロットル「閉」の際の車速の低下を、従来制御(図6(b)に示す回生制御時)と比較して遅くすることができる。これによってエネルギ消費(損失)を少なくすることができ、クルーズコントロール時における燃費の向上を図ることができる。
【0065】
−他の実施形態−
以上の例では、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両や、4輪駆動車の制御にも適用できる。
【0066】
また、ハイブリッド車両のトランスアスクルについても、図1に示す形態に限られることなく、例えば摩擦係合要素の係合・開放により変速を行う変速機能が付加されたトランスアスクルなど、他の任意の形態のトランスアスクルが搭載されたハイブリッド車両にも本発明を適用することができる。
【0067】
以上の例では、第1モータジェネレータ及び第2第1モータジェネレータの2つの電動機が搭載されたハイブリッド車両の制御に本発明を適用した例を示したが、1つの電動機もしくは3つ以上の電動機が搭載されたハイブリッド車両の制御にも適用可能である。
【0068】
以上の例では、駆動源としてエンジン(内燃機関)と電動機(モータジェネレータ)とが搭載されたハイブリッド車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、駆動源として電動機(モータジェネレータ)のみが搭載された電気自動車(EV)の制御にも適用することができる。この場合も、クルーズコントロール時に車速が定速走行管理範囲内であり、減速の必要がない状況のときには、電動機を電気的に遮断して惰行走行状態を作り出すようにすればよい。
【0069】
なお、以上の例では、電動機の出力トルクを略ゼロにする手段として、電動機を電気系統から電気的に遮断する(シャットダウン制御)という手段を採用しているが、本発明はこれに限られることなく、他の手段によって、電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転するようにしてもよい(例えば、特許第3412525号公報参照)。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、走行用の動力を出力する電動機が搭載されたハイブリッド車両や電気自動車などの車両の制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、車速を目標車速に制御するクルーズコントロールが実行可能な車両の制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【0071】
1 エンジン
13 スロットルバルブ
14 スロットルモータ
21 インプットシャフト
3 動力分割機構
4 リダクション機構
100 ECU
101 エンジン回転数センサ
102 アクセル開度センサ
103 スロットル開度センサ
104 シフトポジションセンサ
105 車輪速センサ
106 ブレーキペダルセンサ
107 クルーズコントロールスイッチ
200 インバータ
300 バッテリ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行用の動力を出力することが可能な電動機が搭載された車両に適用され、車速を目標車速に制御するクルーズコントロールが実行可能な車両の制御装置であって、
クルーズコントロール時に車速が定速走行管理範囲内であることを条件に、前記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項2】
請求項1記載の車両の制御装置において、
クルーズコントロール時に車速が所定の許容車速範囲内であることを条件に、前記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項3】
請求項1記載の車両の制御装置おいて、
クルーズコントロール時に車両の加速度が所定の許容加速度範囲内にあることを条件に、前記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項4】
請求項1記載の車両の制御装置おいて、
クルーズコントロール時に、車速が所定の許容車速範囲内にあり、かつ、車両の加速度が所定の許容加速度範囲内にあることを条件に、前記電動機の出力トルクを略ゼロにして、当該電動機を運転することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両の制御装置において、
前記電動機を電気系統から電気的に遮断することにより、前記電動機の出力トルクを略ゼロにすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項6】
請求項5記載の車両の制御装置において、
前記電動機に対して設けられたインバータの各スイッチング素子をOFFにすることにより、前記電動機を電気系統から電気的に遮断することを特徴とする車両の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−239605(P2011−239605A)
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−110079(P2010−110079)
【出願日】平成22年5月12日(2010.5.12)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】