JP5246062B2 - In-vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車などの車両に搭載され、当該車両の駆動装置等を駆動制御する車載制御装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle control device that is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle and controls driving of the vehicle.
周知のように、自動車としてのハイブリッド車は内燃機関とモータとが搭載され、それらの協働を支援するトルクマネージャの指示等に基づいて同搭載された内燃機関とモータとが協働することにより駆動されるように構成されている。このようなハイブリッド車の内燃機関は内燃機関制御用の制御装置により、また同モータはモータ制御用の制御装置によりそれぞれが各別に駆動制御され、内燃機関とモータとの間の協調は各制御装置間で行なわれる通信による情報伝達により確保されている。 2. Description of the Related Art As is well known, an internal combustion engine and a motor are mounted on a hybrid vehicle as an automobile, and the mounted internal combustion engine and the motor cooperate with each other based on instructions from a torque manager that supports the cooperation. It is configured to be driven. The internal combustion engine of such a hybrid vehicle is driven and controlled individually by a control device for controlling the internal combustion engine, and the motor is controlled by a control device for motor control, and the cooperation between the internal combustion engine and the motor is controlled by each control device. It is ensured by information transmission by communication between them.
しかし近年、運転しやすさなどのドライバビリティの向上などを図る目的から、内燃機関の駆動制御(機関制御)とモータの駆動制御(モータ制御)との間に高い協調性が要求されるようになり、情報伝達に所定の時間を要する通信等を要因として各制御装置間に生じる協調制御の遅れが無視できないものとなってきている。 However, in recent years, in order to improve drivability such as ease of driving, high cooperation is required between the drive control (engine control) of the internal combustion engine and the motor drive control (motor control). Therefore, the delay of cooperative control that occurs between the control devices due to communication that requires a predetermined time for information transmission cannot be ignored.
そこで、情報伝達の遅れがなく高い協調制御が行える構成の制御装置を有するハイブリッド車の一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載のハイブリッド車は、前輪を駆動する内燃機関と、後輪を駆動するモータと、それら内燃機関とモータとを駆動制御する一つの制御装置とを備えている。これにより、機関制御とモータ制御とが一つの制御装置により行なわれ、機関制御とモータ制御とが高い協調性の下で実行される。 Therefore, Patent Document 1 describes an example of a hybrid vehicle having a control device configured to perform high cooperative control without delay in information transmission. The hybrid vehicle described in Patent Literature 1 includes an internal combustion engine that drives front wheels, a motor that drives rear wheels, and a single control device that drives and controls the internal combustion engine and the motor. Thereby, engine control and motor control are performed by one control device, and engine control and motor control are executed under high cooperation.
一つの制御装置により機関制御とモータ制御とが処理される場合、それら制御に対応する各制御用プログラムが同制御装置において各別に演算処理される。このとき、機関制御用プログラムの処理に要する負荷量は、機関回転数など内燃機関の状態に応じて逐次変動し、また、モータ制御用プログラムの処理に要する負荷量も、モータ回転数などモータの状態に応じて逐次変動する。このようなことから、これら制御用プログラムを処理する制御装置は、それらの制御性能を維持するため、各制御の各負荷量がすべて最大となる場合にも対応できる処理能力が求められている。しかし、各制御の負荷量が最大となる場合は少なく、最大値への対応可能な制御装置は、多くの時間、処理能力に多くの余裕が生じているなど、制御装置が効率的に稼働されていない問題があった。 When engine control and motor control are processed by one control device, each control program corresponding to these controls is separately processed in the control device. At this time, the load amount required for the processing of the engine control program sequentially varies according to the state of the internal combustion engine such as the engine speed, and the load amount required for the processing of the motor control program also includes the motor speed such as the motor speed. It changes sequentially according to the state. For this reason, a control apparatus that processes these control programs is required to have a processing capability that can cope with the case where the load amounts of each control are all maximized in order to maintain their control performance. However, there are few cases where the amount of load of each control becomes maximum, and the control device that can handle the maximum value is operated efficiently because there is a lot of margin in the processing capacity for many hours. There was no problem.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車などの車両に搭載される一つの制御装置により負荷量変動を伴う内燃機関の制御処理とモータの制御処理とを好適に行なうととともに当該制御装置の効率的な利用を図ることのできる車載制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to control a control process for an internal combustion engine and a control process for a motor with a load variation by a single control device mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle. It is desirable to provide an in-vehicle control device that can perform the above-described and efficiently use the control device.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、車両に搭載された内燃機関とモー
タとを駆動制御する車載制御装置であって、前記内燃機関の駆動制御と前記モータの駆動制御とをいずれも行なう一つの演算装置を備え、前記車載制御装置には、車両の駆動の態様を示す制御モードとして、内燃機関のみで駆動される機関モードと、内燃機関とモータとの協働により駆動される協働モードとが予め設定されており、前記演算装置は、前記制御モードが協働モードのとき、前記内燃機関の駆動状態により変動する当該内燃機関の駆動制御に要する負荷量と、前記モータの駆動状態により変動する当該モータの駆動制御に要する負荷量とを合計した総負荷量が、当該演算装置の処理可能な負荷量である最大負荷量を超えないように、前記内燃機関の駆動状態及び前記モータの駆動状態の少なくとも一方を制限するとともに、車両の駆動状態に応じて前記内燃機関の駆動制御に高い制御性能が要求され当該内燃機関の駆動状態の制限ができなくなる場合、前記制御モードを機関モードに移行することを要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 is an in-vehicle control device that controls driving of an internal combustion engine and a motor mounted on a vehicle, and includes drive control of the internal combustion engine and drive control of the motor. The vehicle-mounted control device includes an engine mode that is driven only by the internal combustion engine, and is driven by the cooperation of the internal combustion engine and the motor. The cooperative mode is set in advance, and when the control mode is the cooperative mode, the arithmetic unit is configured to change a load amount required for drive control of the internal combustion engine, which varies depending on a drive state of the internal combustion engine, and The internal combustion engine is controlled so that a total load amount that is a sum of load amounts required for drive control of the motor, which fluctuates depending on the drive state of the motor, does not exceed a maximum load amount that can be processed by the arithmetic unit When at least one of the driving state of the motor and the driving state of the motor is restricted, and high control performance is required for the driving control of the internal combustion engine according to the driving state of the vehicle, and the driving state of the internal combustion engine cannot be restricted The gist is to shift the control mode to the engine mode.
内燃機関とモータの駆動制御はそれぞれ各別の制御プログラムにて行なわれ、それらの駆動制御の処理において車載制御装置の要する負荷量は、内燃機関やモータの駆動状態により逐次変動する。このため通常、車載制御装置には、内燃機関の駆動制御とモータの駆動制御のそれぞれの負荷量がいずれも最大負荷量であれ処理できることが求められている。しかしながら、いずれの負荷量ともが最大負荷量となる場合は少ない。また、最大負荷量が求められるような車両駆動状態には、内燃機関の駆動制御又はモータの駆動制御のみで対応することが可能でもある。 The drive control of the internal combustion engine and the motor is performed by respective control programs, and the load amount required for the in-vehicle control device in these drive control processes varies sequentially depending on the drive state of the internal combustion engine and the motor. For this reason, in-vehicle control devices are generally required to be able to process the load amounts of the internal combustion engine drive control and the motor drive control, regardless of the maximum load amount. However, there are few cases where any load amount is the maximum load amount. Further, it is possible to cope with a vehicle driving state in which the maximum load amount is required only by driving control of the internal combustion engine or driving control of the motor.
このような構成によれば、内燃機関とモータとの駆動制御に要するそれぞれの負荷量が制限されて、同制御条件の下であれば、一つの制御装置によるそれぞれの駆動制御が可能とされる。これにより、負荷量の制限が可能な範囲、換言すれば、制限された同制御による駆動が可能な範囲であればで有れば一つの車載制御装置により内燃機関もモータも好適に駆動制御されるようになる。その結果、内燃機関の駆動制御とモータの駆動制御制御との高い協調性が確保されるとともに、車載制御装置の処理能力の利用効率が高められるようになる。 According to such a configuration, each load amount required for the drive control of the internal combustion engine and the motor is limited, and each drive control by one control device is possible under the same control conditions. . As a result, both the internal combustion engine and the motor are suitably driven and controlled by a single on-board control device as long as the load amount can be limited, in other words, as long as the limited control can be performed. Become so. As a result, high cooperation between the drive control of the internal combustion engine and the drive control of the motor is ensured, and the utilization efficiency of the processing capability of the in-vehicle control device is enhanced.
そして、内燃機関の負荷量の制限が難しい場合、内燃機関の駆動制御のみに移行して引き続いての一つの制御装置による駆動制御を可能とする。これにより、負荷量の制限の難しい車両駆動状態となるような場合、換言すれば、制限された駆動制御による駆動では不十分となるような場合であれ、内燃機関の駆動制御により好適に車両を駆動することができるようになる。その結果、車載制御装置の処理能力の利用効率が高められるようになるとともに、車載制御装置の処理能力を越えるような場合においても車両の駆動制御を好適に維持することができるようになる。また、駆動状態の制限が、特に負荷量の多い処理を減らして行なわれるような場合、演算装置の消費電流や発熱を抑えることができるようにもなる。 When it is difficult to limit the load amount of the internal combustion engine, only the drive control of the internal combustion engine is shifted to enable subsequent drive control by one control device. As a result, even if the vehicle is in a driving state where it is difficult to limit the load amount, in other words, even when the driving by the limited driving control is insufficient, the vehicle is suitably controlled by the driving control of the internal combustion engine. It becomes possible to drive. As a result, the utilization efficiency of the processing capability of the in-vehicle control device can be improved, and the drive control of the vehicle can be suitably maintained even when the processing capability of the in-vehicle control device is exceeded. In addition, when the drive state is limited particularly when processing with a large amount of load is reduced, current consumption and heat generation of the arithmetic unit can be suppressed.
以下、本発明にかかる車載制御装置を具体化した一実施形態について図1を参照して説明する。図1は、車両としてのハイブリッド車に搭載された電子制御装置の概略構成を機能ブロックにより示す図である。 Hereinafter, an embodiment of an in-vehicle control device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic control device mounted on a hybrid vehicle as a vehicle using functional blocks.
図1に示すように、このハイブリッド車には駆動源として内燃機関10と第2モータジェネレータ(第2M/G)11が設けられている。この第2M/G11がモータに相当する。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle is provided with an
内燃機関10は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの動力装置であって、ガソリン燃料またはディーゼル燃料(以下、燃料をいう)を燃焼させることにより駆動力を発生させる。
The
また、内燃機関10に動力分割機構12を介して接続される第1モータジェネレータ(第1M/G)13は、内燃機関10の動力を利用して発電を行う。そして、発電された電力は電力変換部14に出力されるとともに、電力変換部14を介して蓄電装置であるバッテリ(図示略)に供給される。
The first motor generator (first M / G) 13 connected to the
第2M/G11は、バッテリに蓄電される電力が電力変換部14を介して供給されることにより駆動力を発生させる。また、車両の減速時や制動時等に駆動輪15から受ける回転力を用いて発電する。発電された電力は電力変換部14に出力されるとともに、電力変換部14を介してバッテリに供給されることで回生される。
The second M /
電力変換部14は、インバータやコンバータなどから構成されて、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して同電力を第2M/G11に供給する。また、第2M/G11から入力される交流電力を直流電力に変換するとともにバッテリの電圧レベルに変換してバッテリに出力する。
The
内燃機関10及び第2M/G11の駆動力は、動力分割機構12によって分配されて駆動輪15に伝達される。詳述すると、動力分割機構12は、内燃機関10および第2M/G11と第1M/G13とにそれぞれ連結する3つの回転軸を有する遊星歯車機構で構成されている。そして、内燃機関10の駆動力を第1M/G13と駆動輪15とに分割して第1M/G13で電力を発電させるとともに駆動輪15を駆動する。また、動力分割機構12は、駆動輪15に伝達される駆動力を内燃機関10と第2M/G11とで分配する。なお、動力分割機構12によって分配された駆動力は、図示しない減速ギヤおよび差動ギヤを介して駆動輪15に伝達される。
The driving forces of the
車両には、運転状態を把握するための各種センサが設けられる。例えば、車両の速度(車速)を検出する速度センサ16、アクセルペダル(図示略)の操作量を検出する踏込量センサ17、シフトレバー(図示略)の位置を検出するシフトポジションセンサ18等が
設けられる。そして、これらセンサからの出力信号は、車両に設けられて同車両に搭載される各種装置を総括的に制御する電子制御装置20に入力される。なお、図1の点線矢印は、信号の入出力経路を示している。
Various sensors for grasping the driving state are provided in the vehicle. For example, a
電子制御装置20は、演算装置(CPU)22や記憶装置25などからなるマイクロコンピュータを中心に構成されている。記憶装置25には、内燃機関10を駆動制御する機関制御プログラムや、第2M/G11を駆動制御するモータ制御プログラムなどの各種制御プログラムや、演算マップ、及び制御の実行に際して算出されるデータ等が記憶保持されている。そして、電子制御装置20は、車両に設けられる各種センサから出力される信号に基づき同車両の状態を把握して、各種制御を実行する。なお、電子制御装置20が起動されると、それら各種制御プログラムの演算処理が演算装置22にて繰り返し実行される。
The
電子制御装置20は、速度センサ16、踏込量センサ17及びシフトポジションセンサ18等からの信号に基づき車両の走行状態を把握する。そして、この把握された車両の走行状態に基づき、内燃機関10と第2M/G11の駆動力を配分する。また、内燃機関10の要求負荷とともに同負荷に対応する機関回転数をそれぞれ算出し、第2M/G11の要求負荷とともに同負荷に対応するモータ回転数をそれぞれ算出する。そして、内燃機関10、第2M/G11及び動力分割機構12の各種制御を実行する。例えば、内燃機関10への要求負荷(機関回転数)に基づき吸入空気量や燃料噴射量、点火時期などの内燃機関10の運転状態を制御する。また、第2M/G11への要求負荷(モータ回転数)に基づき電力変換部14の供給電流などを制御して第2M/G11の運転状態を制御する。
The
演算装置22にて処理される各種制御プログラムは、それぞれ各処理量に応じた負荷量を演算装置22に与える。このことから、演算装置22の処理可能な負荷量の最大値が最大負荷量Lmaxであるとすれば、各制御プログラムの各負荷量の最大値はそれぞれ最大負荷量Lmax以下となるようにそれら各種制御プログラムは設定されている。また、演算装置22は、複数の制御プログラムが同時に実行される場合、それらの負荷量の合計が最大負荷量Lmax以下となるように予め設定されている。または、それらの負荷量が最大負荷量Lmaxを越えるときには各プログラムの単位時間あたりの処理量を減らして負荷量を減らすなどの負荷調整をして各負荷量の合計が最大負荷量Lmax以下となるように調整するようになっている。なお、このような負荷調整としては、優先度の高いプログラムを優先して処理するようにしたり、一部のプログラムや一部の処理について単位時間あたりの処理量を減らしてそれらを一時的に遅延させるようにしたり、処理の一部を割愛したり、間引いたりするようにしたり、処理精度を低下させるようにしたりすることなどによって行なってもよい。なお、本実施形態では、演算装置22において、機関制御プログラムとモータ制御プログラムとが同時に実行処理されているものとしている。
Various control programs processed by the
記憶装置25には、本実施形態では、内燃機関10と第2M/G11との駆動力の分担を車速等に応じて定めた制御モードとして4つのモード(「モード1」〜「モード4」)の情報がマップ状のデータとしてのモードマップとして設定されている。詳述すると、「モード1(機関モード)」は、車速が所定の高速域にある条件の下、車両を内燃機関10のみにより駆動(内燃機関走行)させるモードであり、「モード2(モータモード)」は、車速が上記高速域よりも低い速度からなる所定の低速域にある条件の下、車両を第2M/G11のみにより駆動(モータ走行)させるモードである。また、「モード3(協働モード)」は、車速が高速域と低速域との間の速度からなる所定の中速域にある条件の下、車両を内燃機関10と第2M/G11との協働によりの駆動(協働走行)させるモードであり、「モード4(停車モード)」は、車両が停止している条件の下、内燃機関10と第2M/G11とも駆動しないモードである。すなわち、本実施形態では、速度が「0」の停止状態の車両の速度が高速域に到達するまでの間には制御モードが「モード4」→「モ
ード2」→「モード3」→「モード1」の順に移行する。逆に、速度が高速域の車両の速度が「0」の停止状態に到達するまでの間には制御モードが「モード1」→「モード3」→「モード2」→「モード4」の順に移行する。なお、高速域としては、内燃機関10のみによる駆動の効率が高い速度領域が設定され、低速域としては、第2M/G11のみによる駆動の効率が高い速度領域が設定され、中速域としては、内燃機関10と第2M/G11との協働による駆動の効率が高い速度領域が設定されている。
In this embodiment, the
次に、機関回転数及びモータの回転数と、それらの駆動制御に用いられる機関制御プログラム及びモータ制御プログラムの演算装置22における負荷量との関係について、図2〜6を参照して説明する。図2は、停車状態(モード4)における演算装置22の負荷量の例を示すグラフであり、図3は、内燃機関走行(モード1)の場合における演算装置22の負荷量の例を示すグラフである。また、図4は、モータ走行(モード2)の場合における演算装置22の負荷量の例を示すグラフであり、図5は、協働走行(モード3)における演算装置22の負荷量の例を示すグラフである。そして、図2〜5の各図にあって、(a)は機関回転数と機関制御プログラムの負荷量との関係を示すグラフであり、(b)はモータ回転数とモータ制御プログラムの負荷量との関係を示すグラフであり、(c)は内燃機関制御プログラムの負荷量とモータ制御プログラムの負荷量との割合を示すグラフである。さらに、図6は、制御モードとして「モード3」における内燃機関10と第2M/G11との負荷量分担とそれらの回転数の関係の例を示すグラフである。
Next, the relationship between the engine speed and the motor speed and the load amount in the
制御モードとして「モード4」(停車状態)の場合、内燃機関10は駆動されないことから、機関制御プログラムの負荷量は、図2(a)に示すように、内燃機関10を駆動可能に維持するための負荷量である定負荷量ELcのみからなる。定負荷量ELcは、内燃機関10を駆動可能に維持するために必要最低限の処理のみからなり、内燃機関10の回転数(機関回転数)によらずその負荷量は略所定の値に保たれる。また、第2M/G11も駆動されないことから、モータ制御プログラムの負荷量は、図2(b)に示すように、モータを駆動可能に維持するための負荷量である定負荷量MLcのみからなる。定負荷量MLcは、モータを駆動可能に維持するために必要最低限の処理のみからなり、第2M/G11の回転数(モータ回転数)によらずその負荷量は略所定の値に保たれる。すなわち演算装置22の負荷量は、図2(c)に示すように、定負荷量ELcと定負荷量MLcの積算値となる。
When the control mode is “mode 4” (stopped state), the
制御モードとして「モード1」(内燃機関走行)の場合、機関制御プログラムの負荷量は、図3(a)に示すように、機関回転数によらず所定の負荷量に保たれる定負荷量ELcと、機関回転数の増加に応じて負荷量が増加する変動負荷量ELvとからなる。変動負荷量ELvは、例えば、機関回転数に応じて入力回数の増えるセンサからの信号の処理に要する負荷量などからなる。一方このとき、第2M/G11は駆動されないことから、モータ制御プログラムの負荷量は、図3(b)に示すように、モータ回転数によらず所定の負荷量に保たれる定負荷量MLcのみからなる。すなわち演算装置22の負荷量は、図3(c)に示すように、定負荷量ELcと定負荷量MLc、及び、内燃機関10の変動負荷量ELvとの積算値となる。このことから、本実施形態では、演算装置22の最大負荷量Lmaxから定負荷量ELcと定負荷量MLcとを引いて残る負荷量の範囲が、内燃機関10の変動負荷量ELvの変動可能範囲とされ、機関回転数は同変動可能範囲にて0〜最高値の間で変動可能に設定されている。
In the case of “mode 1” (internal combustion engine running) as the control mode, as shown in FIG. 3A, the load amount of the engine control program is a constant load amount that is maintained at a predetermined load amount regardless of the engine speed. ELc and a variable load ELv in which the load increases as the engine speed increases. The variable load ELv includes, for example, a load required for processing a signal from a sensor whose number of inputs increases according to the engine speed. On the other hand, since the second M /
制御モードが「モード2」(モータ走行)の場合、モータ制御プログラムの負荷量は、図4(b)に示すように、モータ回転数によらず所定の負荷量を有する定負荷量MLcと、モータ回転数の増加に応じて負荷量が増加する変動負荷量MLvとからなる。変動負荷量MLvは、第2M/G11の回転数に応じて入力回数が増加するセンサからの信号の処理に要する負荷量などからなる。一方このとき、内燃機関10は駆動されないことから、
機関制御プログラムの負荷量は、図4(a)に示すように、機関回転数にかかわらず所定の値に保たれる定負荷量ELcのみからなる。すなわち演算装置22の負荷量は、図4(c)に示すように、定負荷量MLcと定負荷量ELc、及び、第2M/G11の変動負荷量MLvとの積算値となる。このことから、本実施形態では、演算装置22の最大負荷量Lmaxから定負荷量MLcと定負荷量ELcとを引いて残る負荷量の範囲が、第2M/G11の変動負荷量MLvの変動可能範囲とされ、モータ回転数は同変動可能範囲にて0〜最高値の間で変動可能に設定されている。
When the control mode is “
As shown in FIG. 4A, the load amount of the engine control program consists only of a constant load amount ELc that is maintained at a predetermined value regardless of the engine speed. That is, as shown in FIG. 4C, the load amount of the
制御モードが「モード3」(協働走行)の場合、機関制御プログラムの負荷量は、図3(a)と同様の図5(a)に示すように、定負荷量ELcと変動負荷量ELvとからなる。このとき、機関制御プログラムの負荷量は機関回転数が0〜最高値の範囲で変化するとき最大で最大負荷量Lmaxとなるから、本来ならば、その処理のために演算装置22としては最大負荷量Lmaxを確保しておく必要がある。しかしながら、本実施形態においては、演算装置22の最大負荷量Lmaxは、モータ制御プログラムと分けて使用しなければならないため、機関制御プログラムの使用可能な負荷量として制限値Leが設定されている。このため、演算装置22は機関制御プログラムの負荷量が制限値Leとなる機関回転数としての制限された回転数である機関制限回転数Reまでしか内燃機関10を駆動させることができない、すなわち駆動状態が制限されるようになっている。
When the control mode is “
一方、モータ制御プログラムの負荷量は、図4(b)と同様の図5(b)に示すように、定負荷量MLcと変動負荷量MLvとからなる。このとき、モータ制御プログラムの負荷量はモータ回転数が0〜最高値の間の範囲で変化するとき最大で最大負荷量Lmaxとなるから、本来ならば、その処理のために演算装置22としては最大負荷量Lmaxを確保しておく必要がある。しかしながら、本実施形態においては、演算装置22の最大負荷量Lmaxは、機関制御プログラムと分けて使用しなければならないため、モータ制御プログラムの使用可能な負荷量として制限値Lmが設定されている。このため、演算装置22はモータ制御プログラムの負荷量が制限値Lmとなるモータ回転数として制限された回転数であるモータ制限回転数Rmまでしか第2M/G11を回転させることができない、すなわち駆動状態が制限されるようになっている。
On the other hand, the load amount of the motor control program is composed of a constant load amount MLc and a variable load amount MLv as shown in FIG. 5B similar to FIG. 4B. At this time, the load amount of the motor control program becomes the maximum load amount Lmax at the maximum when the motor rotation speed changes in the range between 0 and the maximum value. It is necessary to ensure the maximum load amount Lmax. However, in the present embodiment, the maximum load amount Lmax of the
なおこのとき、内燃機関の制限値Leとモータの制限値Lmとの合計は演算装置22の最大負荷量Lmax以下となるように設定される。このことにより、演算装置22において、機関制御プログラムの負荷量とモータ制御プログラムの負荷量との平準化が図られ、所定の駆動制限の下であれ、内燃機関10と第2M/G11とのトルク分配などの協調制御が一つの電子制御装置20(演算装置22)によりリアルタイムで高い協調性の下で行なわれるようになる。なお、機関制限回転数Reとモータ制限回転数Rmとは、予め記憶装置25に制御モードマップの情報として設定されている。
At this time, the sum of the limit value Le of the internal combustion engine and the limit value Lm of the motor is set to be equal to or less than the maximum load amount Lmax of the
すなわち、演算装置22の負荷量は、図5(c)に示すように、内燃機関10の定負荷量ELcと変動負荷量ELv、及び、第2M/G11の定負荷量MLcと変動負荷量MLvとの積算値となる。このことから、本実施形態では、演算装置22の最大負荷量Lmaxから定負荷量MLcと定負荷量ELcの負荷量を引いて残る負荷量の範囲を内燃機関10の変動負荷量ELvと第2M/G11の変動負荷量MLvとに適切に分配するようになっている。このため「モード3」では、機関回転数を最高値やそのような高回転に伴う駆動力(トルク)を出力にするようにはできないとともに、モータ回転数を最高値やそのような高回転に伴う駆動力(トルク)を出力にするようにはできない。その一方、その変動可能範囲において、内燃機関10の変動負荷量ELvと第2M/G11の変動負荷量MLvとの配分を変更することができる。すなわち、変動可能範囲において、それを区分する境界点R3を任意に設定することができ、同設定に伴って、所定の範囲で機関制限回転数Reとモータ制限回転数Rmとを任意に設定することができるようになる。
That is, as shown in FIG. 5C, the load amount of the
詳述すると、図6に示すように、変動可能範囲において機関制御プログラムの負荷量とモータ制御プログラムの負荷量を設定可能な範囲が境界線BLにより定められる。同図において、境界線BLよりも右上の領域(負荷量>最大負荷量Lmaxの領域)であれば各プログラムの負荷量の合計が最大負荷量Lmaxを超えることとなり、同領域に機関制限回転数Reとモータ制限回転数Rmとを設定することは不可能である。一方、境界線BLとその左下の領域(負荷量≦最大負荷量Lmaxの領域)であれば各プログラムの負荷量の合計が最大負荷量Lmax以下となり、同領域に機関制限回転数Reとモータ制限回転数Rmとを任意に設定することが可能である。このような任意設定の可能な領域において機関制限回転数Reを上昇させる場合、機関制御プログラムの負荷量が増加することから、境界点R3は境界線BL上を矢印aで示す左上の方向に移動するように設定されるようになり、このとき機関制限回転数Reの上昇に対応してモータ制限回転数Rmは低下される。逆に、モータ制限回転数Rmを上昇させる場合、モータ制御プログラムの負荷量が増加することから、境界点R3は境界線BL上を矢印bで示す右下の方向に移動するように設定されるようになり、このときモータ制限回転数Rmの上昇に対応して機関制限回転数Reは低下される。 More specifically, as shown in FIG. 6, a range in which the load amount of the engine control program and the load amount of the motor control program can be set in the variable range is determined by the boundary line BL. In the figure, if the region is in the upper right of the boundary line BL (the region where the load amount> the maximum load amount Lmax), the total load amount of each program exceeds the maximum load amount Lmax, and the engine speed limit is in the same region. It is impossible to set Re and the motor speed limit Rm. On the other hand, if the boundary line BL and the lower left area (the area where the load amount ≦ the maximum load amount Lmax), the total load amount of each program is equal to or less than the maximum load amount Lmax. The rotational speed Rm can be arbitrarily set. When the engine speed limit Re is increased in such an arbitrarily settable region, the load amount of the engine control program increases. Therefore, the boundary point R3 moves on the boundary line BL in the upper left direction indicated by the arrow a. At this time, the motor speed limit Rm is reduced in response to the increase in the engine speed limit Re. On the other hand, when the motor speed limit Rm is increased, the load amount of the motor control program increases, so that the boundary point R3 is set to move in the lower right direction indicated by the arrow b on the boundary line BL. At this time, the engine speed limit Re is decreased corresponding to the increase of the motor speed limit Rm.
ところで、機関制限回転数Reは機関制御プログラムの負荷量を低減させることにより高くすることもできる。「モード3」の場合、機関回転数は最大回転数よりもかなり低いため、その制御性能の維持に比較的高速な演算処理を要しない。このことから、車両に必要とされる駆動トルクや燃費、エミッションを必要最低限確保できるようにして、内燃機関10の角度同期処理を低減させることなどにより演算処理量を減少させたり、実行周期の間隔を広げて単位時間あたりの処理量を減らすことなどにより、機関制限回転数Reを高く設定することもできる。このようなモードマップに設定されている機関制限回転数Reの設定変更は、電子制御装置20が各種車両状態に応じて自動的に行うようにしてもよい。
By the way, the engine speed limit Re can be increased by reducing the load of the engine control program. In the “
また、モータ制限回転数Rmもモータ制御プログラムの負荷量を低減させることにより高くすることもできる。「モード3」の場合、モータ回転数は最大回転数よりもかなり低いため、その制御性能の維持に比較的高速な演算処理を要しない。このことから、車両に必要とされる駆動トルクや燃費、エミッションを必要最低限確保できるようにして、第2M/G11を駆動に用いられるスイッチング周波数を低減させることなどにより演算処理量を減少させたり、実行周期の間隔を広げて単位時間あたりの処理量を減らすことなどにより、モータ制限回転数Rmを高く設定することもできる。このようなモードマップに設定されているモータ制限回転数Rmの設定変更は、電子制御装置20が各種車両状態に応じて自動的に行うようにしてもよい。
Further, the motor speed limit Rm can be increased by reducing the load amount of the motor control program. In the “
このようなことから、例えば、車両の運転条件に応じて、出力、燃費など諸条件により最適な条件で運転停止ができる装置(再始動装置、駆動力切替装置)などを有している場合、電子制御装置20はそれら情報に基づいてモードマップに設定されている機関制限回転数Reやモータ制限回転数Rmを変更することができるようにもなる。例えば、「モード1」の車両が内燃機関10への燃料供給を停止させるフューエルカットにより減速する場合、減速時の機関制御プログラムでは、燃料供給に関する処理の負荷量は減少することから、同減少の分だけ機関制限回転数Reを高くした「モード3」に移行させることができる。これにより、車速がより高い段階での第2M/G11による回生が可能ともなり、燃費向上も図られるようにもなる。
For this reason, for example, depending on the driving conditions of the vehicle, when it has a device (restart device, driving force switching device) that can stop driving under optimal conditions according to various conditions such as output and fuel consumption, The
次に、制御モードの切替え処理について、図7を参照して説明する。図7は、制御モードを切替えるための切替え処理を示すフローチャートである。なお、この切替え処理は、電源投入により演算装置22が起動された後にその処理が実行されるようになっている。
Next, control mode switching processing will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a switching process for switching the control mode. This switching process is executed after the
図7に示すように、切替え処理の実行が開始されると、演算装置22は、制御モードとして「モード4」を選択する(図7のステップS1)。「モード4」が選択されると、車両が始動するか否かを判断する(図7のステップS2)。車両が始動しない場合(図7のステップS2でNO)、停止状態が続くので、切替え処理は引き続き「モード4」が選択される(図7のステップS1)。一方、車両が始動する場合(図7のステップS2でYES)、第2M/G11による駆動が必要なので、演算装置22は、制御モードとして「モード2」を選択する(図7のステップS3)。
As shown in FIG. 7, when the execution of the switching process is started, the
「モード2」が選択されると、第2M/G11は駆動中か否かを判断する(図7のステップS4)。停止状態でありなど第2M/G11は駆動中ではない場合(図7のステップS4でNO)、切替え処理は「モード4」が選択される(図7のステップS1)。一方、第2M/G11による駆動が行なわれているなど第2M/G11が駆動中の場合(図7のステップS4でYES)、演算装置22は、内燃機関10を駆動するか否かを判断する(図7のステップS5)。内燃機関10を駆動するか否かは、例えば、速度が低速域から中速域に移行したか否かなどにより判断する。内燃機関10を駆動しない場合(図7のステップS5でNO)、例えば速度が低速域なので、切替え処理は引き続き「モード2」が選択される(図7のステップS3)。一方、内燃機関10を駆動する場合(図7のステップS5でYES)、例えば速度が中速域になったので、演算装置22は、制御モードとして「モード3」を選択する(図7のステップS6)。
When “
「モード3」が選択されると、内燃機関10の駆動は必要か否かを判断する(図7のステップS7)。内燃機関10の駆動が必要か否かは、例えば、速度が中速域から低速域に移行したか否かなどにより判断する。内燃機関10の駆動が必要ではない場合(図7のステップS7でNO)、例えば速度が低速域になったので、切替え処理は「モード2」が選択される(図7のステップS3)。一方、例えば速度が中速域であることなどにより、内燃機関10の駆動が必要な場合(図7のステップS7でYES)、演算装置22は、第2M/G11の駆動を止めるか否かを判断する(図7のステップS8)。第2M/G11の駆動を止めるか否かは、例えば速度が中速域から高速域に移行したか否かなどにより判断する。第2M/G11の駆動を止めない場合(図7のステップS8でNO)、例えば速度が中速域であることから、切替え処理は引き続き「モード3」が選択される(図7のステップS6)。一方、第2M/G11の駆動を止める場合(図7のステップS8でYES)、例えば、速度が高速域になったので、演算装置22は、制御モードとして「モード1」を選択する(図7のステップS9)。
When “
「モード1」が選択されると、第2M/G11を駆動するか否かを判断する(図7のステップS10)。第2M/G11を駆動するか否かは、例えば、速度が高速域から中速域に移行したか否かなどにより判断する。第2M/G11を駆動しない場合(図7のステップS10でNO)、例えば速度が高速域であることから、切替え処理は引き続き「モード1」を選択する(図7のステップS9)。一方、第2M/G11を駆動する場合(図7のステップS10でYES)、例えば速度が中速域になったので、切替え処理は「モード3」を選択する(図7のステップS6)。
When “mode 1” is selected, it is determined whether to drive the second M / G 11 (step S10 in FIG. 7). Whether or not to drive the second M /
このようにして、制御モードが移行される。
次に、このような電子制御装置20を備えた車両の車速と制御モードとの関係について図8を参照して説明する。図8は、車両が走行する場合における制御モードの選択関係を示すグラフである。なお、図8において、モータ駆動・回生「ON」は第2M/G11が車両を駆動する場合、同「OFF」は第2M/G11が車両を駆動しない場合を示し、内燃機関「ON」は内燃機関10が車両を駆動する場合、同「OFF」は内燃機関10が車両を駆動しない場合を示している。また、「モード1」〜「モード4」については、「O
N」のときは制御モードとして当該モードが選択されている場合を示し、「OFF」のときは制御モードとして当該モードが選択されていない場合を示している。なお、本実施形態では、「モード1」〜「モード4」についてはいずれかが択一的に選択されるようになっており、複数が重複して選択されることはない。
In this way, the control mode is shifted.
Next, the relationship between the vehicle speed and the control mode of a vehicle equipped with such an
“N” indicates that the mode is selected as the control mode, and “OFF” indicates that the mode is not selected as the control mode. In the present embodiment, any one of “mode 1” to “mode 4” is alternatively selected, and a plurality of them are not selected redundantly.
図8に示すように、停止中の車両が車速PT1(PT5)となってから停止する場合、制御モードは加速時には「モード4」→「モード2」へと移行し、減速時には「モード2」→「モード4」へと移行する。すなわち、車両は第2M/G11のみに駆動される。なお、車速PT1(PT5)は低速域に属している。
As shown in FIG. 8, when the stopped vehicle is stopped after reaching the vehicle speed PT1 (PT5), the control mode shifts from “mode 4” to “
次に、停止中の車両が車速PT2(PT6)となってから停止する場合、制御モードは加速時には「モード4」→「モード2」→「モード3」へと移行し、減速時には「モード3」→「モード2」→「モード4」へと移行する。すなわち、車両は、加速時には「モード2」のとき第2M/G11のみに駆動され、「モード3」のとき内燃機関10と第2M/G11との協働により駆動される。なお、「モード3」にて車速PT2(PT6)に到達するが、車両の電子制御装置20は同車速PT2(PT6)での走行は「モード1」が適していると判断して制御モードを「モード1」に切替えている。また、車両は、減速時には「モード3」のとき内燃機関10と第2M/G11との協働により駆動され、「モード2」のとき第2M/G11のみに駆動される。なお、車両は「モード1」にて車速PT2(PT6)の走行をしているが、アクセルペダルの操作量やシフトギヤの操作などに基づいて減速を事前に検知すると、車両の電子制御装置20はより多くの回生をするために減速前に制御モードを「モード3」に切替える。
Next, when the stopped vehicle is stopped after reaching the vehicle speed PT2 (PT6), the control mode shifts from “mode 4” to “
また、停止中の車両が車速PT3及び車速PT4となってから停止する場合、加速時には、前述の車速PT2(PT6)のときと同様に、「モード4」→「モード2」→「モード3」と移行して走行中は「モード1」とされる。車速PT3が車速PT4へ減速されるときには、車両の電子制御装置20は回生のため、一旦、制御モードを「モード1」から「モード3」に切替えている。また、車速PT4からの減速時、電子制御装置20は減速を事前に検知することができなかったので、減速の途中から回生可能な「モード3」に移行する。
Further, when the stopped vehicle is stopped after reaching the vehicle speed PT3 and the vehicle speed PT4, at the time of acceleration, as in the above-described vehicle speed PT2 (PT6), “mode 4” → “
次に、停止中の車両が車速PT7からPT11へと変化して停止する場合、加速時には「モード4」→「モード2」→「モード3」→「モード1」へと移行し、減速時には「モード1」→「モード3」→「モード2」→「モード4」へと移行する。前述の車速PT2(PT6)の場合と異なり、車速PT7までの加速時に車速が高速域に至り「モード3」を維持することができなくなるため、同加速中に制御モードは「モード3」から「モード1」に移行する。車速PT11からの減速時には車速が高速域のため回生のための制御モードの移行ができず、「モード1」にて減速し、車速が中速域になってから回生可能な「モード3」に移行している。なお、車速PT8〜PT11までの間においては、車速が高速域にあり制御モードを「モード3」にすることができないため、「モード1」のまま車速が変化している。
Next, when the stopped vehicle changes from the vehicle speed PT7 to PT11 and stops, the mode shifts from “mode 4” to “
以上説明したように、本実施形態の電子制御装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)内燃機関10と第2M/G11の駆動制御はそれぞれ各別の制御プログラムにて行なわれ、それらの駆動制御の処理において演算装置22(電子制御装置20)の要する負荷量は、内燃機関10や第2M/G11の状態により逐次変動する。このため通常、演算装置22には、内燃機関10の駆動制御と第2M/G11の駆動制御のそれぞれの負荷量がいずれも最大負荷量Lmaxであれ処理できることが求められている。しかしながら、いずれの負荷量ともが最大負荷量Lmaxとなる場合は少ない。また、最大負荷量Lm
axが求められるような車両駆動状態には、内燃機関10の駆動制御又は第2M/G11の駆動制御のみで対応することが可能でもある。
As described above, according to the electronic control device of the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) The drive control of the
A vehicle driving state in which ax is required may be dealt with only by driving control of the
このような構成によれば、内燃機関10と第2M/G11との駆動制御に要するそれぞれの負荷量が制限されて、同制限の条件下であれば、一つの演算装置22によるそれぞれの駆動制御が実行される。これにより、負荷量の制限が可能な範囲、換言すれば、制限された同制御による駆動が可能な範囲であれば一つの演算装置22により内燃機関10も第2M/G11も好適に駆動制御されるようになる。その結果、内燃機関10の駆動制御と第2M/G11の駆動制御との高い協調性が確保されるとともに、演算装置22(電子制御装置20)の処理能力の利用効率が高められるようになる。
According to such a configuration, each load amount required for driving control of the
(2)そして、内燃機関10の負荷量の制限が難しい場合、内燃機関10の駆動制御のみに移行して引き続いての一つの演算装置22(電子制御装置20)による駆動制御を可能とする。これにより、負荷量の制限の難しい車両駆動状態の場合、換言すれば、制限された駆動制御による駆動では不十分となるような場合であれ、内燃機関10の駆動制御により好適に車両を駆動することができるようになる。その結果、演算装置22の処理能力の利用効率が高められるようになるとともに、演算装置22(電子制御装置20)の処理能力を越えるような場合においても車両の駆動制御を好適に維持することができるようになる。
(2) When it is difficult to limit the load amount of the
(3)また、駆動状態の制限が、特に負荷量の多い処理を減らして行なわれるような場合、演算装置22の消費電流や発熱を抑えることができるようにもなる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
(3) Further, when the drive state is restricted by reducing the processing with a particularly large load, the current consumption and heat generation of the
In addition, the said embodiment can also be implemented in the following aspects, for example.
・上記実施形態では、制御モードはその情報がマップデータとして設定されている場合について例示した。しかしこれに限らず、制御データについてその情報は数式により算出されるようになっていてもよい。 In the above embodiment, the control mode is exemplified for the case where the information is set as map data. However, the present invention is not limited to this, and the information about the control data may be calculated by a mathematical expression.
・上記実施形態では、電子制御装置20はハイブリッド車に搭載される場合について例示した。しかしこれに限らず、電子制御装置は、複数の駆動源を制御することができれば、内燃機関により駆動される車両や、モータのみにより駆動される車両に搭載されてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、駆動状態の制限を機関回転数やモータ回転数に基づいて行なう場合について例示した。しかしこれに限らず、駆動状態の制限を、駆動トルクや燃費、エミッションに基づいて行なうようにしてもよい。これにより、車両の制御モードの自由度が高められるようになる。 In the above embodiment, the case where the drive state is limited based on the engine speed and the motor speed is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the drive state may be limited based on drive torque, fuel consumption, and emissions. Thereby, the freedom degree of the control mode of a vehicle comes to be raised.
・また、駆動状態の制限は、機関制御における角度同期処理の精度低下や、モータ制御におけるスイッチング周波数の低下により行なうようにしてもよい。これにより、特に負荷量の多い処理を減らして、演算装置の消費電流や発熱をより抑えることができるようにもなる。 Further, the drive state may be limited by a decrease in accuracy of angle synchronization processing in engine control or a decrease in switching frequency in motor control. As a result, processing with a particularly large amount of load can be reduced, and current consumption and heat generation of the arithmetic device can be further suppressed.
・上記実施形態では、駆動状態は車両の速度に関する場合について例示した。しかしこれに限らず、駆動状態は、駆動トルクや燃費、エミッションなどに関するものであってもよい。これにより、車両の制御モードの自由度が高められるようになる。 -In above-mentioned embodiment, the drive state illustrated about the case regarding the speed of a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the driving state may relate to driving torque, fuel consumption, emission, and the like. Thereby, the freedom degree of the control mode of a vehicle comes to be raised.
その他、前記実施形態から把握できる技術的思想について、その効果とともに記載する。
(A)前記内燃機関の駆動制御に要する負荷量は、加速時よりも減速時の方が少なく、
前記演算装置は、前記制御モードが機関モードのとき、減速により減少する前記内燃機関の駆動制御の負荷量を前記モータの駆動制御への負荷量として割当て、車速が加速時よりも速いときに前記制御モードを協働モードに移行するものである。
In addition, the technical idea that can be grasped from the embodiment will be described together with the effects thereof.
(A) The amount of load required for drive control of the internal combustion engine is less during deceleration than during acceleration,
When the control mode is the engine mode, the arithmetic unit assigns a load amount for the drive control of the internal combustion engine, which decreases due to deceleration, as a load amount for the drive control of the motor, and when the vehicle speed is faster than during acceleration, The control mode is shifted to the cooperative mode.
このような構成によれば、機関モードにて走行中の車両を、速度が高い段階で協働モードに移行させて前記モータの駆動を可能にして同モータによる回生動作を行なわせることができるようになる。これにより、車速が早い段階での回生動作が可能となり燃費の向上が図られるようになる。 According to such a configuration, the vehicle traveling in the engine mode can be shifted to the cooperative mode at a high speed stage so that the motor can be driven and the regenerative operation by the motor can be performed. become. As a result, a regenerative operation at an early stage of the vehicle speed is possible, and fuel consumption is improved.
10…内燃機関、11…第2モータジェネレータ(第2M/G)、12…動力分割機構、13…第1モータジェネレータ(第1M/G)、14…電力変換部、15…駆動輪、16…速度センサ、17…踏込量センサ、18…シフトポジションセンサ、20…車載制御装置としての電子制御装置、22…演算装置、25…記憶装置。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記内燃機関の駆動制御と前記モータの駆動制御とをいずれも行なう一つの演算装置を備え、
前記車載制御装置には、車両の駆動の態様を示す制御モードとして、内燃機関のみで駆動される機関モードと、内燃機関とモータとの協働により駆動される協働モードとが予め設定されており、
前記演算装置は、前記制御モードが協働モードのとき、前記内燃機関の駆動状態により変動する当該内燃機関の駆動制御に要する負荷量と、前記モータの駆動状態により変動する当該モータの駆動制御に要する負荷量とを合計した総負荷量が、当該演算装置の処理可能な負荷量である最大負荷量を超えないように、前記内燃機関の駆動状態及び前記モータの駆動状態の少なくとも一方を制限するとともに、車両の駆動状態に応じて前記内燃機関の駆動制御に高い制御性能が要求され当該内燃機関の駆動状態の制限ができなくなる場合、前記制御モードを機関モードに移行する
ことを特徴とする車載制御装置。 An in-vehicle control device for driving and controlling an internal combustion engine and a motor mounted on a vehicle,
One arithmetic unit that performs both the drive control of the internal combustion engine and the drive control of the motor,
In the in-vehicle control device, as a control mode indicating a driving mode of the vehicle, an engine mode driven only by the internal combustion engine and a cooperation mode driven by the cooperation of the internal combustion engine and the motor are set in advance. And
When the control mode is the cooperative mode, the arithmetic unit is configured to perform load control required for driving control of the internal combustion engine, which varies depending on the driving state of the internal combustion engine, and drive control of the motor, which varies depending on the driving state of the motor. Limiting at least one of the driving state of the internal combustion engine and the driving state of the motor so that the total load amount summed with the required load amount does not exceed the maximum load amount that can be processed by the arithmetic device. In addition, when high control performance is required for drive control of the internal combustion engine in accordance with the drive state of the vehicle and the drive state of the internal combustion engine cannot be restricted, the control mode is shifted to the engine mode. Control device.
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