(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-05
(45)【発行日】2024-11-13
(54)【発明の名称】車両のアシスト制御装置
(51)【国際特許分類】
B60W 10/08 20060101AFI20241106BHJP
B60K 6/48 20071001ALI20241106BHJP
B60W 20/15 20160101ALI20241106BHJP
B60K 6/547 20071001ALI20241106BHJP
B60W 10/06 20060101ALI20241106BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20241106BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20241106BHJP
【ＦＩ】
B60W10/08 900
B60K6/48
B60W20/15
B60K6/547
B60W10/06 900
B60L50/60 ZHV
B60L58/12
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020159792
(22)【出願日】2020-09-24
(65)【公開番号】P2022053147
(43)【公開日】2022-04-05
【審査請求日】2023-07-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】飯野 隼人
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 浩介
【審査官】上野 力
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１０５３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１００４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１００４７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１０７６７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２７９８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０６５３４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｗ １０／０８
Ｂ６０Ｋ ６／４８
Ｂ６０Ｗ ２０／１５
Ｂ６０Ｋ ６／５４７
Ｂ６０Ｗ １０／０６
Ｂ６０Ｌ ５０／６０
Ｂ６０Ｌ ５８／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリと、前記バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、クラッチを介して前記駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、
前記エンジンの駆動力を、前記モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、
前記複数のアシスト制御には、前記エンジンの駆動力を制限して前記モータの駆動力を出力させる第一のアシスト制御と、前記エンジンの駆動力を制限せずに前記モータの駆動力を出力させる第二のアシスト制御と、を含み、
前記制御部は、前記バッテリの残量が少なくなるに従い、前記複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、前記バッテリの残量が少なくなった場合、前記複数のアシスト制御のうち、前記第一のアシスト制御または前記第二のアシスト制御のうちどちらか一方の実行を先に制限して、所定勾配以上の登坂路において前記クラッチが非係合状態である場合に前記モータの駆動力で登坂性能を確保する登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限する車両のアシスト制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記第一のアシスト制御の実行を、前記第二のアシスト制御の実行よりも先に制限する請求項１に記載の車両のアシスト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のアシスト制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、モータジェネレータを動作させて各種機能を実行する車両において、モータジェネレータやインバータの温度が、各種機能に応じて設定される加熱閾値を超えると、対応する機能を実行する際のモータジェネレータの出力を制限することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１３５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、モータに電力を供給するバッテリの残量が不足した場合にも、機能を実行することができなくなる場合があり、例えば、モータでエンジンをアシストする機能では、登坂時にモータによるアシストができなくなり、登坂性能を維持できなくなる可能性がある。
【0005】
通常、モータでエンジンをアシストする制御には、登坂走行性向上を目的とした場合以外にも、平坦路を走行中にアシストする場合など、様々な場合が存在するが、バッテリ残量の低下に伴い、どのようにモータのアシスト機能を制限していくかについては改善の余地があった。
【0006】
そこで、本発明は、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる車両のアシスト制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため本発明は、バッテリと、前記バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、クラッチを介して前記駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、前記エンジンの駆動力を、前記モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、前記複数のアシスト制御には、前記エンジンの駆動力を制限して前記モータの駆動力を出力させる第一のアシスト制御と、前記エンジンの駆動力を制限せずに前記モータの駆動力を出力させる第二のアシスト制御と、を含み、前記制御部は、前記バッテリの残量が少なくなるに従い、前記複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、前記バッテリの残量が少なくなった場合、前記複数のアシスト制御のうち、前記第一のアシスト制御または前記第二のアシスト制御のうちどちらか一方の実行を先に制限して、所定勾配以上の登坂路において前記クラッチが非係合状態である場合に前記モータの駆動力で登坂性能を確保する登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限するものである。
【発明の効果】
【0008】
このように、本発明によれば、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施の形態に係る車両のアシスト制御装置は、バッテリと、バッテリからの電力により駆動輪に駆動力を出力するモータと、クラッチを介して駆動輪に駆動力を出力するエンジンと、を備える車両に搭載され、エンジンの駆動力を、モータの駆動力でアシストする複数のアシスト制御を実行する制御部を備えるアシスト制御装置であって、制御部は、バッテリの残量が少なくなるに従い、複数のアシスト制御の実行を段階的に制限し、所定勾配以上の登坂路においてエンジンの駆動力をモータの駆動力でアシストする登坂性能向上のためのアシスト制御の実行を最後に制限するよう構成されている。
【0011】
これにより、本発明の一実施の形態に係る車両のアシスト制御装置は、バッテリ残量が減少しても、登坂走行性能を担保して、車両の安全性を確保することができる。
【実施例】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る車両のアシスト制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。
【0013】
図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、自動変速機としての変速機３と、モータ４と、インバータ５と、バッテリとしての高電圧バッテリ６と、低電圧バッテリ７と、制御部８とを含んで構成される。
【0014】
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行程を行なうように構成されている。
【0015】
エンジン２には、始動装置２１が連結されている。始動装置２１は、図示しないベルトを介してエンジン２のクランクシャフトに連結されている。始動装置２１は、電力が供給されることにより回転することでクランクシャフトを回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与える。
【0016】
始動装置２１は、スタータやＩＳＧ（Integrated Starter Generator）により構成される。始動装置２１として、スタータとＩＳＧの両方を備えるようにしてもよい。
【0017】
変速機３は、エンジン２から出力された回転を変速し、駆動軸１１を介して駆動輪１０を駆動する。変速機３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の図示しない変速機構と、図示しないアクチュエータとを備えている。
【0018】
エンジン２と変速機３の間には、乾式単板式のクラッチ３１が設けられており、クラッチ３１は、エンジン２と変速機３との間の動力伝達を接続または切断する。
【0019】
変速機３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、図示しないアクチュエータにより変速機構における変速段の切替えとクラッチ３１の断接が行なわれる。
【0020】
変速機３と駆動輪１０の間にはディファレンシャル機構３２が設けられている。ディファレンシャル機構３２と駆動輪１０は駆動軸１１により連結されている。
【0021】
モータ４は、ディファレンシャル機構３２に対して、チェーン等の図示しない減速機を介して連結されている。モータ４は、電動機として機能する。モータ４は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両１の走行によって発電を行なう。
【0022】
モータ４には、モータ４の温度を検出する温度センサ４１が設けられている。温度センサ４１は、制御部８に接続されている。
【0023】
インバータ５は、制御部８の制御により、高電圧バッテリ６などから供給された直流の電力を、三相の交流電力に変換してモータ４に供給する。
【0024】
インバータ５は、制御部８の制御により、モータ４によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、高電圧バッテリ６を充電する。
【0025】
高電圧バッテリ６は、例えばリチウムイオン蓄電池で構成されている。高電圧バッテリ６は、インバータ５に電力を供給する。
【0026】
高電圧バッテリ６には、バッテリ状態センサ６１が設けられている。バッテリ状態センサ６１は、高電圧バッテリ６の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態センサ６１は、制御部８に接続されている。制御部８は、バッテリ状態センサ６１の出力により高電圧バッテリ６の充電量を検知できるようになっている。
【0027】
低電圧バッテリ７は、例えば鉛電池で構成されている。低電圧バッテリ７は、始動装置２１などのハイブリッド車両１の電気負荷に電力を供給する。
【0028】
このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン２及びモータ４の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。
【0029】
制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポート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。
【0030】
このコンピュータユニットの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制御部８として機能させるためのプログラムが格納されている。
【0031】
すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例における制御部８として機能する。
【0032】
制御部８の入力ポートには、上述の温度センサ４１、バッテリ状態センサ６１に加え、アクセル開度センサ８１、クラッチストロークセンサ８２、傾斜角センサ８３を含む各種センサ類が接続されている。
【0033】
アクセル開度センサ８１は、図示しない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。クラッチストロークセンサ８２は、クラッチ３１の係合度を検出する。
【0034】
傾斜角センサ８３は、例えば、ジャイロスコープや加速度センサなどにより構成され、ハイブリッド車両１の進行方向の水平面に対する角度である傾斜角に対応したセンサ情報（電圧信号）を出力するようになっている。傾斜角は、進行方向の水平面より上の角度が正の角度、進行方向の水平面より下の角度が負の角度となる。すなわち、傾斜角が正の値であれば、ハイブリッド車両１は登坂していることになり、その傾斜角を登坂角ともいう。
【0035】
一方、制御部８の出力ポートには、上述の始動装置２１、変速機３のアクチュエータ、インバータ５に加え、図示しないインジェクタを含む各種制御対象類が接続されている。
【0036】
本実施例において、制御部８は、アクセル開度などに基づいて、ドライバの要求するドライバ要求トルクを算出する。制御部８は、ドライバ要求トルクが駆動輪１０に出力されるようエンジン２、変速機３、クラッチ３１、モータ４を制御する。
【0037】
また、制御部８は、ドライバ要求トルクが所定トルク以上であるなどのアシスト許可条件が成立した場合、モータ４の駆動によりエンジン２の駆動をアシストさせるアシスト制御を実行する。
【0038】
制御部８は、複数のアシスト制御を実行する。例えば、制御部８は、第一のアシスト制御として、燃費性能向上を目的として、エンジン２の駆動力を制限しながら、その制限した分の駆動力をモータ４でアシストさせる燃費性能向上のためのアシスト制御を実行する。また、制御部８は、第二のアシスト制御として、動力性能向上を目的として、エンジン２の駆動力を制限せずに、モータ４によるアシストトルクを追加させる動力性能向上のためのアシスト制御を実行する。また、制御部８は、登坂性能向上を目的として、登坂時にエンジン２の駆動力に加え、モータ４によるアシストトルクを追加させる登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
【0039】
燃費性能向上のためのアシスト制御と、動力性能向上のためのアシスト制御と、で同一のドライバ要求トルクを発生させる場合、燃費性能向上のためのアシスト制御では、エンジン２の駆動力を抑え、エンジン２の駆動力で足りない分をモータ４によりアシストする。一方、動力性能向上のためのアシスト制御では、エンジン２の駆動力は燃費性能向上のためのアシスト制御の場合より多く、加えてモータ４によりアシストする。
【0040】
結果として、燃費性能向上のためのアシスト制御では、通常時よりもエンジン２の負荷を抑えるので、燃費を向上させることができる。一方、動力性能向上のためのアシスト制御では、エンジン２の燃料消費は抑制されないが、通常のエンジン出力に加えてモータ４によりトルクが出力されるため、燃費性能向上のためのアシスト制御よりも広いトルク範囲でアシスト可能となる。
【0041】
制御部８は、高電圧バッテリ６の残量に応じて複数のアシスト制御を段階的に制限する。制御部８は、登坂性能向上のためのアシスト制御を、複数のアシスト制御のうち最後に制限する。
【0042】
制御部８は、例えば、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ａ未満の場合、登坂性能向上のためのアシスト制御を制限する。
【0043】
制御部８は、例えば、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｂ未満の場合、動力性能向上のためのアシスト制御を制限する。
【0044】
制御部８は、例えば、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ未満の場合、燃費性能向上のためのアシスト制御を制限する。
【0045】
所定量Ａ、所定量Ｂ、所定量Ｃ個別に設定されるが、所定量Ａ＜所定量Ｂ、かつ所定量Ａ＜所定量Ｃとなるように設定され、所定量Ｂと所定量Ｃは、同じ値でもよく、どちらかが大きくてもよい。すなわち、動力性能向上のためのアシスト制御と燃費性能向上のためのアシスト制御は、どちらが先に制限されてもかまわない。
【0046】
制御部８は、例えば、登坂角が所定値以上であり、かつ、アクセル開度が所定値以上であり、かつ、クラッチ３１が非締結状態であり、かつ、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ａ以上の場合、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
【0047】
制御部８は、例えば、登坂角が所定値以上でなく、かつ、アクセル開度が所定値以上であり、かつ、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｂ以上の場合、動力性能向上のためのアシスト制御を実行する。
【0048】
制御部８は、例えば、登坂角が所定値以上でなく、かつ、アクセル開度が所定値未満であり、かつ、エンジン２の出力トルクが所定範囲内であり、かつ、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ以上の場合、燃費性能向上のためのアシスト制御を実行する。
【0049】
ここで、燃費性能が向上する理由としては、ドライバ要求トルクは（エンジントルク＋モータトルク）で表されるため、同じドライバ要求トルクを発生させる場合には、モータ４によるアシストトルクの出力を大きく設定すれば、エンジン２の出力トルクを抑制させることができるからである。
【0050】
そのため、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ以上で十分に余裕があり、ハイブリッド車両１に求められるドライバ要求トルクがそれほど大きくない場合は、エンジン２の出力トルクを所定範囲以内で出力させつつ、モータ４でアシストさせる。つまり、燃費向上のためのアシスト制御を実行させる。
【0051】
以上のように構成された本実施例に係る車両のアシスト制御装置によるアシスト制御処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明するアシスト制御処理は、制御部８が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
【0052】
ステップＳ１において、制御部８は、登坂角が所定量以上か否かを判定する。登坂角が所定量以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ２の処理を実行する。登坂角が所定量以上でないと判定した場合には、制御部８は、ステップＳ６の処理を実行する。
【0053】
ステップＳ２において、制御部８は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ３の処理を実行する。アクセル開度が所定値以上でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0054】
ステップＳ３において、制御部８は、クラッチ３１が非係合状態であるか否かを判定する。クラッチ３１が非係合状態であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ４の処理を実行する。クラッチ３１が非係合状態でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0055】
ステップＳ４において、制御部８は、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ａ以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ａ以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ５の処理を実行する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ａ以上でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0056】
ステップＳ５において、制御部８は、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
【0057】
ステップＳ６において、制御部８は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ７の処理を実行する。アクセル開度が所定値以上でないと判定した場合には、制御部８は、ステップＳ９の処理を実行する。
【0058】
ステップＳ７において、制御部８は、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｂ以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｂ以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ８の処理を実行する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｂ以上でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0059】
ステップＳ８において、制御部８は、動力性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
【0060】
ステップＳ９において、制御部８は、アクセル開度が所定値未満であるか否かを判定する。アクセル開度が所定値未満であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ１０の処理を実行する。アクセル開度が所定値未満でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0061】
ステップＳ１０において、制御部８は、エンジントルクが所定範囲内であるか否かを判定する。エンジントルクが所定範囲内であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ１１の処理を実行する。エンジントルクが所定範囲内でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0062】
ステップＳ１１において、制御部８は、高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ以上であるか否かを判定する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ以上であると判定した場合には、制御部８は、ステップＳ１２の処理を実行する。高電圧バッテリ６の残量が所定量Ｃ以上でないと判定した場合には、制御部８は、アシスト制御処理を終了する。
【0063】
ステップＳ８において、制御部８は、燃費性能向上のためのアシスト制御を実行し、アシスト制御処理を終了する。
【0064】
このように、本実施例では、制御部８は、登坂性能向上のためのアシスト制御を、複数のアシスト制御のうち最後に制限する。
【0065】
これにより、高電圧バッテリ６の残量が減少しても、登坂性能向上のためのアシスト制御は実行されるため、登坂走行性能を担保して、駆動力不足でハイブリッド車両１がずり下がる状況を抑制させることができ、ハイブリッド車両１の安全性を確保することができる。
【0066】
また、制御部８は、燃費性能向上のためのアシスト制御と動力性能向上のためのアシスト制御のどちらか一方の実行を最初に制限する。
【0067】
これにより、高電圧バッテリ６の残量が減少しても、登坂性能向上のためのアシスト制御は実行されるため、登坂走行性能を担保して、ハイブリッド車両１の安全性を確保することができる。
【0068】
また、制御部８は、燃費性能向上のためのアシスト制御の実行を動力性能向上のためのアシスト制御の実行よりも先に制限する。
【0069】
これにより、高電圧バッテリ６の残量が減少すると、燃費性能向上のためのアシスト制御、動力性能向上のためのアシスト制御、登坂性能向上のためのアシスト制御の順で実行が制限されるため、最後まで登坂走行性能を担保して、ハイブリッド車両１の安全性を確保することができる。
【0070】
また、ドライバの操作感に対して影響が少ない燃費性能向上のためのアシスト制御の実行が最初に制限されるため、ドライバの操作性に影響を及ぼすことなく登坂走行性能を担保することができる。
【0071】
また、制御部８は、クラッチ３１が非係合状態である場合に、登坂性能向上のためのアシスト制御を実行する。
【0072】
これにより、坂道発進などのクラッチ３１が非係合状態である状況で登坂性能を確保して、ハイブリッド車両１の安全性を確保することができる。
【0073】
また、クラッチ３１が非係合状態での駆動力をアシストするため、クラッチ３１の過熱を抑制し、登坂性能を担保して、ハイブリッド車両１の安全性を確保することができる。
【0074】
本実施例では、各種センサ情報に基づき制御部８が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
【0075】
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及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。
【符号の説明】
【0076】
１ ハイブリッド車両（車両）
２ エンジン
４ モータ
６ 高電圧バッテリ(バッテリ)
８ 制御部
１０ 駆動輪
３１ クラッチ
６１ バッテリ状態センサ
８１ アクセル開度センサ
８２ クラッチストロークセンサ
８３ 傾斜角センサ
２ エンジン
４ モータ
６ 高電圧バッテリ(バッテリ)
８ 制御部
１０ 駆動輪
３１ クラッチ
６１ バッテリ状態センサ
８１ アクセル開度センサ
８２ クラッチストロークセンサ
８３ 傾斜角センサ
【図1】
【図2】