JP2002046507A - ハイブリッド車の走行制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車の走行制御装置Info
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Abstract
スリップが発生した時、モータ駆動によるバッテリ電力
消耗を抑制しつつ、エンジンを始動させることができ、
特にバッテリ残量が少ない時でもエンジンを確実に始動
させることができるハイブリッド車の走行制御装置の提
供を目的とする。 【解決手段】車輪13と連結される第1モータ2と、車
輪9と連結可能なエンジン3と、上記エンジン3を始動
する始動手段10と、車両の走行状態に応じて上記第1
モータ2と車輪13とを連結し、かつ上記エンジン3と
車輪9とを遮断した駆動形態を設定する駆動形態設定手
段20とを備えたハイブリッド車の走行制御装置であっ
て、車輪13のスリップ状態を判定するスリップ判定手
段20と、上記駆動形態での走行中に上記スリップ判定
手段がスリップを判定した時、第1モータ2の出力をエ
ンジン3に供給するよう上記始動手段10を制御する始
動制御手段20とを備えたことを特徴とする。
Description
ータ)とエンジン(内燃機関)とを備え、車両の走行状態
に応じてモータまたはエンジンを駆動して車両を走行さ
せるようなハイブリッド車の走行制御装置に関し、特に
スリップ抑制制御機能を備えたハイブリッド車の走行制
御装置に関する。
御装置としては、例えば、特開平11−350994号
公報、特開平11−332021号公報、特開2000
−108873号公報に記載の装置がある。従来の特開
平11−350994号公報に記載のものは、前輪をエ
ンジンで、また後輪を電動モータで駆動すべく構成した
ハイブリッド車において、前輪がスリップした時、前輪
の回転数を抑制して、スリップを低減させ、これにより
トラクションを確保するものである。
公報に記載のものは、前輪をエンジンおよび前輪アシス
トモータで駆動し、後輪を後輪アシストモータで駆動す
べく構成したハイブリッド車において、前輪に対するエ
ンジンと前輪アシストモータとの動力系統の切換えを、
電磁クラッチで実行すると共に、構造上発生する循環現
象(動力が循環する現象)を抑制するために、走行状態に
応じて駆動形態を切換制御すべく構成したもので、スリ
ップの発生時には上記切換えを補正するように成したも
のである。
3号公報に記載のものは、一方の一対の車輪としての駆
動輪(たとえば前輪)をエンジンおよびモータで駆動すべ
く構成し、他方の一対の車輪(たとえば後輪)を従動輪と
成したハイブリッド車において、車両をモータの駆動力
のみで走行させている時、駆動輪にスリップが発生する
と、モータのトルクを低減させて、トルクダウンを図
り、スリップを収束させるように構成したものである。
の駆動力のみで車両を走行させている時、スリップ発生
時にモータの回生エネルギを用いてエンジンを始動させ
ようとする技術手段がないので、次のような問題点が発
生する。
時にスリップが発生すると、駆動輪とエンジンとは連結
されていないので、モータ駆動輪のスリップを抑制し、
トラクションを確保する目的でバッテリ電力を用いてモ
ータをトラクションコントロールすると共に、エンジン
を始動させる必要があるが、この場合、モータのトラク
ションコントロールすると共に、エンジンを始動させる
必要があるが、この場合、モータのトラクションコント
ロールにバッテリの電力が消費され、早期のエンジン始
動に支障をきたす問題点があり、特にバッテリ残量が少
ない場合にはエンジン始動が困難となる。
が未始動の状態で、モータ駆動によるスリップが発生し
た時、モータ駆動によるバッテリ電力消耗を抑制しつ
つ、エンジンを始動させることができ、特にバッテリ残
量(バッテリに充電された電気量の残量)が少ない時でも
エンジンを確実に始動させることができるハイブリッド
車の走行制御装置の提供を目的とする。
ッド車の走行制御装置は、車輪と連結される第1モータ
と、車輪と連結可能なエンジンと、上記エンジンを始動
する始動手段と、車両の走行状態に応じて上記第1モー
タと車輪とを連結し、かつ上記エンジンと車輪とを遮断
した駆動形態を設定する駆動形態設定手段とを備えたハ
イブリッド車の走行制御装置であって、車輪のスリップ
状態を判定するスリップ判定手段と、上記駆動形態での
走行中に上記スリップ判定手段がスリップを判定した
時、第1モータの出力をエンジンに供給するよう上記始
動手段を制御する始動制御手段とを備えたものである。
上記構成のハイブリッド車の走行制御装置は2WDと4
WDとの双方を含む。
のスリップ状態を判定し、上記始動制御手段は上述の駆
動形態(つまり第1モータと車輪とを連結し、かつエン
ジンと車輪とを遮断した駆動形態)での走行中にスリッ
プ判定手段がスリップを判定すると、第1モータの出力
(例えば回生エネルギ)をエンジンに供給するように始動
手段を制御する。
両を走行させている時、スリップ発生時に第1モータの
出力を用いてエンジンを始動させることができるので、
エンジンが未始動の状態で、モータ駆動によるスリップ
が発生した時、モータ駆動のバッテリ電力消耗を抑制し
つつ、エンジンを始動させることができ、バッテリ残量
が少ない場合であってもエンジンを確実に始動させるこ
とができる。
動手段はエンジンに連結された第2モータに設定され、
上記始動制御手段は、上記駆動形態での走行中にスリッ
プが判定された時、上記第1モータを回生動作させると
共に、生成された回生電力を上記第2モータに供給して
エンジンを始動するものである。
中にスリップが判定されると、始動制御手段は第1モー
タを回生動作させ、かつ成形された回生電力(回生エネ
ルギ)をエンジンに連結された第2モータに供給してエ
ンジンを始動させるので、簡単な構成でありながら所期
の効果を確保することができる。
ンジンと上記第1モータとの一方が前輪に連結され、他
方が後輪に連結されたものである。上記構成により、前
輪と後輪とをエンジン駆動とモータ駆動とに分担した4
WDタイプの場合であっても、上記所期の効果を確保す
ることができる。
1モータで駆動されるモータ駆動輪のスリップを予測す
る予測手段を備え、上記予測手段がスリップを予測した
時、上記スリップ判定手段の判定しきい値を補正する補
正手段を設けたものである。
駆動されるモータ駆動輪のスリップを予測し、上記補正
手段は予測手段がスリップを予測した時、スリップ判定
手段の判定しきい値を補正する。
を補正するので、判定しきい値を増大補正した時には、
第1モータの回生エネルギを増大できて、エンジンを容
易に始動させることができ、判定しきい値を減少補正し
た時にはモータ駆動によるバッテリ電力消耗をさらに低
減させることができる。
動手段は車輪とエンジンとを連結する連結手段に設定さ
れ、上記始動制御手段は上記駆動形態での走行中にスリ
ップを判定した時、車輪とエンジンとを連結して、エン
ジンを始動させるものである。上記構成により、上述の
駆動形態での走行中にスリップが判定されると、始動制
御手段は締結手段(クラッチ参照)により車輪とエンジン
を連結して、車輪からの入力にてエンジンを始動させ
る。このため簡単な構成でありながら所期の効果を確保
することができる。
動制御手段による第1モータの回生電力はバッテリを介
することなく直接上記第2モータに供給されるものであ
る。上記構成により、第1モータの回生電力を充電効率
が悪いバッテリを介することなく直接第2モータに供給
できるので、回生エネルギを有効に利用して、エンジン
を始動させることができる。
述する。図面はハイブリッド車の走行制御装置を示す
が、まず図1を参照してハイブリッド車の機械的構成に
ついて説明する。
リッド車はバッテリ1から供給される電力により駆動さ
れる第1モータ2(電動モータのことで以下単にモータ
と略記する)と、ガソリン等の燃料の爆発力により駆動
されるエンジン3とを併用して走行し、後述する車両の
走行状態に応じて、第1モータ2のみによる走行、エン
ジン3のみによる走行、または、これら両者2,3によ
る走行が実現される。
締結手段としてのクラッチ5の締結により無段変速機6
(いわゆるCVT)に駆動力を伝達する。無段変速機6
は、エンジン3から入力された駆動力を走行状態に応じ
て(または運転者の操作により)所定のトルクおよび回転
数に変換して、ギヤトレイン7およびフロントディファ
レンシャル8を介して前輪9,9に伝達する。また、エ
ンジン3はバッテリ1を充電するために発電機10を駆
動する。ここで、上記無段変速機に代えて自動変速機
(いわゆるAT)を用いてもよいことは勿論である。
電力により駆動され、ギヤ11およびリヤディファレン
シャル12を介して後輪13,13に駆動力を伝達す
る。エンジン3は直噴型ガソリンエンジンあるいは吸気
バルブの開弁タイミングを遅延させる高熱費タイプのも
のが搭載され、第1モータ2は例えば最大出力20KWの
IPM同期式モータが使用され、発電機10は例えば最
大出力10KWのものが使用され、バッテリ1は例えば最
大30KWのニッケル水素電池が搭載される。
時にバッテリ1から電力が供給されてエンジン3をクラ
ンキングさせる。この発電機10として最大出力10KW
のものを使用すると、従前のオルタネータ(最大出力5K
W程度)と異なり、排ガス規制および燃費向上を目的とし
てアイドルストップさせた後に、早期にエンジン3を始
動して、エンジン回転数を早く立ち上げることができ
る。
2のみの駆動時には後輪13,13が駆動輪となり、前
輪9,9が従動輪となる一方、上述のエンジン3のみの
駆動時には前輪9,9が駆動輪となり、後輪13,13
が従動輪となる。
0(以下単にECUと略記する)はCPU、ROM14、
RAM15(図2参照)、インタフェース回路およびイン
バータ回路等を含み、エンジン3のスロットル開度TV
Oや点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共
に、第1モータ2の出力トルクや回転数Nm等をエンジ
ン3のトルク変動や無段変速機6の変速ショックを吸収
するようにコントロールする。また、ECU20は、エ
ンジン3の作動時に発電機10にて発電された電気をバ
ッテリ3に充電させたり、バッテリ1で第1モータ2を
駆動するように制御する。
クションコントロールシステムが搭載されている。トラ
クションコントロールシステムは、前輪9,9および後
輪13,13に配設されたホイールシリンダに対してブ
レーキ液圧を供給することで、液圧ブレーキ動作を行う
ブレーキ装置16,17,18,19と、各ブレーキ装
置16〜19へのブレーキ液圧を制御するブレーキ制御
CPU30を備える。ブレーキ制御CPU30は、EC
U20が駆動輪と従動輪の車輪速変化量(率)から駆動輪
がスリップ状態か否かを検出し、スリップ状態と検出す
るとエンジン3または第1モータ2の出力トルクを低下
させ、あるいは車輪のブレーキ液圧を上昇させてブレー
キ力を強めることで駆動輪の加速時のスリップを抑制す
る。
の実施例のハイブリッド車の電気的構成を示すブロック
図である。図2に示すように、ECU20には、車速を
検出する車速センサ21からの信号、エンジン3の回転
数Neを検出するエンジン回転数センサ22からの信
号、エンジン3に供給される電圧を検出する電圧センサ
23からの信号、エンジン3のスロットルバルブの開度
を検出するスロットルセンサ24からの信号、ガソリン
残量センサ25からの信号、バッテリ1の蓄電残量を検
出する蓄電残量センサ26からの信号、セレクトレバー
によるシフトレンジを検出するシフトレンジセンサ27
からの信号、ドライバによるアクセルペダルの踏込量を
検出するためのアクセルストロークセンサ28からの信
号、スタートスイッチ29からの信号等を入力してエン
ジン3に対してスロットル開度TVOや点火時期や燃料
噴射量の制御等を行うと共に、第1モータ2への電力供
給量の制御等を行う。また、ECU20は、上記各種セ
ンサ信号から車両の運転状態に関するデータ、車速、エ
ンジン回転数、電圧、ガソリン残量、バッテリの蓄電残
量、シフトレンジ、電力供給系等をLCD等で構成され
た表示部31を介して表示させる。
手段としてのROM32、データ記憶手段としてのRA
M33を有し、このCPU30はECU20と双方向で
通信可能に接続され、車輪速センサ34からの車輪速信
号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速と現
在の車輪速から各車輪のスリップ量(率)を演算し、駆動
輪と従動輪の車輪変化量(率)から駆動輪がスリップしそ
うな状態か否かを検出し、この状態を検出するとエンジ
ン3または第1モータ2の出力トルクを低下させるか、
あるいは目標スリップ率に収束するように制動圧を上昇
させて駆動輪の加減速時のスリップを抑制する。
ヨーレートセンサ35、横方向加速度センサ36、ステ
アリング蛇角センサ37から各信号を入力すべく構成し
てもよい。
手段)は車速Vやアクセル開度α又はバッテリ充電量B
C等に基づいて次の各種の基本運転モードを設定する。
電力を第1モータ2に供給して、この第1モータ2を駆
動して、後輪13,13を走行させる。
い時]要求トルクが小さい時または車速が小さい時に
は、バッテリ1の電力を第1モータ2に供給して、この
第1モータ2を駆動して、後輪13,13を走行させ
る。
い時]要求トルクが大きい時または車速が大きい時に
は、まずバッテリ1の電力を発電機10に供給し、この
発電機10をモータ駆動させて、図1に示すプーリとベ
ルトまたはスプロケットとチェーン等の動力伝達手段3
8を介してエンジン3をスタート(クランキング)させ、
エンジン3のスタート後(完爆後)においてはエンジン出
力で前輪9、9を走行させる。
電力を供給して,第1モータ2を比較的小さいトルクで
駆動して,この第1モータ2の出力で後輪13,13を
走行させてもよい。つまり前輪9,9の走行時に後輪1
3,13を引き摺らないようにすることが望ましい。
で、かつ車速が大きい時(例えば40km/hをしきい値と
して車速の大小を判定)には、後輪13,13からの車
輪入力で第1モータ2を回生駆動し、この回生エネルギ
をバッテリ1に供給し、かつ高回転時には負のトルクが
小さいというモータの特性を考慮して、エンジンブレー
キをきかせて、発電機10を回生駆動し、この回生エネ
ルギをバッテリ1に供給する。
速時で、かつ車速がしきい値(例えば40km/h)以下の時
には、後輪13,13からの車輪入力で第1モータ2を
回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ1に供給す
る。
の時]バッテリ1の充電量が小さく、かつエンジン運転
中の時には、動力伝達手段38を介して発電機10を回
生駆動し、この回生エネルギをバッテリ1に供給する。
の時]バッテリ1の充電量が小さく、かつエンジン停止
中(車両停車中)の時には、クラッチ5のOFF条件下に
おいてバッテリ1から発電機10に電力を供給し、この
発電機10をモータ駆動させて、エンジン3をクランキ
ングし、エンジン3のスタート後にはエンジン3の出力
で動力伝達手段38を介して発電機10を回生駆動し
て、この回生エネルギをバッテリ1に供給する。以上
が、ECU20により設定される基本運転モードの説明
である。
状態に応じて第1モータ2と後輪13,13とを連結
し、かつエンジン3と前輪9,9とを遮断した駆動形態
(つまり第1モータ2のみによる駆動形態)を設定する駆
動形態設定手段(図3に示すフローチャートのステップ
S3参照)と、駆動輪のスリップ状態を判定するスリッ
プ判定手段(図5に示すフローチャートのステップS3
7参照)と、上記第1モータ2のみによる駆動形態での
走行中に上記スリップ判定手段(ステップS37参照)が
スリップを判定した時、第1モータ2を回生動作させる
と共に、生成された回生電力(回生エネルギ)を第2モー
タとしての発電機10に供給してエンジン3を始動させ
る始動制御手段(図5に示すフローチャートのステップ
S48,S49参照)と、上述の第1モータ2で駆動さ
れるモータ駆動輪としての後輪13,13のスリップを
予測する予測手段(図3に示すフローチャートのステッ
プS21,S22参照)と、この予測手段が後輪13,
13のスリップを予測した時、上述のスリップ判定手段
(ステップS37参照)の判定しきい値SLOを増大補正
または減少補正する補正手段(図3に示すフローチャー
トのステップS23参照)と、を兼ねる。
テップS48,S49参照)による第1モータ2の回生
電力はバッテリ1を介することなく直接発電機10に供
給される。このように構成したハイブリッド車の走行制
御装置の作用を、図3〜図6に示す一連のフローチャー
トを参照して、以下に詳述する。
20によるトラクションコントロールを示す一連のフロ
ーチャートであるが、図示の便宜上、複数に分けて示し
ている。
スリップを収束させるためスリップ初期においてはフィ
ードフォワード制御を実行し、スリップ後期においては
フィードバック制御を実行すべく構成している。
図3に示すフローチャートのステップS1で、ECU2
0は乗員によりスタートスイッチ29がON操作される
のを待ち、スタートスイッチ29のON時にみ次のステ
ップS2に移行する。
各センサからの必要な各種のデータを入力する。次に、
ステップS3で、ECU20は車速Vやアクセル開度α
やバッテリ充電量BC等に基づいて基本運転モードに設
定する。
モータ2の基本制御トルクMTを演算し、次のステップ
S5で、ECU20はエンジン3の基本制御トルクET
を演算する。
ルクETは車速Vとアクセル開度αから設定され、図8
に示すように第1モータ2の基本制御トルクMTはモー
タ回転数Nmで回転させるための電力量から設定される。
車が走行中か否かを判定するために、車速Vがゼロより
大きいか否か判定する。ステップS6で車速Vがゼロよ
り大きいYES判定時には車両走行中なので次のステッ
プS7に移行し、車速V=0の時(NO判定時)には、車
両停止中なのでステップS15にスキップする。
2とエンジン3の両方が運転中か否かを判定する。ステ
ップS7で第1モータ2とエンジン3の両方が運転中で
あるとYES判定されると次のステップS9に移行し、
第1モータ2だけの運転中であると判定されると、別の
ステップS8に移行する。
がF=2か否かを判定する。このフラグFはRAM15
の所定エリアに更新可能に記憶されるフラグで、F=0
はトラクションコントロール終了を意味し、F=1は低
μ路であると判定されたことを意味し、F=2はエンジ
ン3の完爆およびエンジン駆動中を意味する。上述のス
テップS8でYES判定(F=2)されると次のステップ
S9に移行し、NO判定(F=0またはF=1)されると
別のステップS20に移行する。
輪速から推定演算される車体速VBと駆動輪の現在の車
輪速から各車輪のスリップ率(量)SLを演算すると共に
(スリップ率SL=車輪速/車体速)、スリップ率SLを
微分したスリップ率の変化率ΔSLを演算する。
ップ率SLが所定しきい値SLO以上か否かを判定する
(図9参照)。このステップS10でスリップ率SLが所
定しきい値SLO以上であるとYES判定されると次の
ステップS11に移行し、スリップ率SLが所定しきい
値SLO以上でないとNO判定されると別のステップS
18に移行する。
化率ΔSLが所定しきい値ΔSLO以上か否かを判定す
る(図9参照)。ステップS11で変化率ΔSLが所定し
きい値ΔSLO以上であるとYES判定されると次のス
テップS12に移行する。スリップ率SLの変化率ΔS
Lは、図9に示すように、スリップ率SLが所定しきい
値SLOを超えた初期段階におけるスリップ率SLの増
加度合(傾き)を表わし、変化率ΔSLが所定しきい値Δ
SLO以上ならばスリップ率SLが急増していると判定
される。ステップS11で変化率ΔSLが所定しきい値
ΔSLO以上でないとNO判定された時には、スリップ
率SLの偏差が小さくなっているので別のステップS1
6に移行する。
率SLと所定しきい値SLOとの偏差が大きいスリップ
初期と判定して、トルクダウンしてスリップを抑えるた
めに、エンジン3の制御トルクETをトルクダウン後の
要求トルクET1(トルクダウン量ではない)に設定す
る。この要求トルクET1はスリップ発生前の制御トル
クETより小さく、スリップ率SLが大きい程小さな値
に設定される。
3と同様にトルクダウンしてスリップを抑えるために、
第1モータ2の制御トルクMTをトルクダウン後の要求
トルクMT1(トルクダウン量ではない)に設定する。こ
の要求トルクMT1は負の値で回転数Nmがゼロに近づく
ように逆トルクが付与され、スリップ発生前の制御トル
クMTより小さく、スリップ率SLが大きい程小さな
値、つまり逆トルクが大きい値に設定される。次にステ
ップS14で、ECU20はカウンタTをインクリメン
ト(カウントアップのこと)して、トラクションコントロ
ール開始時点からの時間を計時する。
ジン3の制御トルクETを実現するために、スロットル
開度を調整すると共に、検出された吸入空気量に対して
空燃比A/F=14.7(理論空燃比)となるような燃料噴
射量を設定して、吸気行程から圧縮行程において各気筒
に供給し、圧縮上死点TDC付近で点火プラグにより点
火させる。また、第1モータ2の制御トルクMTを実現
するために、インバータから第1モータ2に供給する電
流値および周波数を調整する。
Lの偏差が小さくなっているので、ECU20はエンジ
ン3の制御トルクETをそのまま維持してトルクダウン
を図る。次にステップS17で、ECU20はトルクダ
ウンしてスリップを抑えるために、第1モータ2の制御
トルクMTをトルクダウン後の要求トルクMT2(トル
クダウン量ではない)に設定する。この要求トルクMT
2は正の値、で回転数Nmが低減され、スリップ率SLが
大きい程小さな値、つまり正トルクが小さい値に設定さ
れる。
所定しきい値SLO以上でないとNO判定された時に
は、スリップは発生していないので、ステップS18に
移行し、このステップS18で、ECU20はカウンタ
Tがカウントされているか否か(T>0)、つまり上記ス
テップS11〜S17までの処理を実行中か否かを判定
する。
れているYES判定時には図4のステップS24に移行
し、カウンタTがカウントされていないNO判定時には
次のステップS19に移行する。
ンタTをゼロにリセットした後に、上述のステップS1
5に移行する。なお、図3の各ステップS20〜S23
の説明に先立って図4のフローチャートについて説明す
る。
タ&エンジン)]図4に示すステップS24で、ECU2
0はカウンタTが所定値T0(トラクションコントロー
ル終了時間に相当)を超えたか否かを判定する。ステッ
プS24でカウンタTが所定値T0を超えたとYES判
定された時には、トラクションコントロールを終了して
ステップS25に移行する。
時(NO判定)には、トラクションコントロール中なの
で、ステップS27に移行し、このステップS27で、
ECU20はアクセル開度αがゼロか否かを判定する。
あるとYES判定されると、上述のステップS25に移
行し、ゼロでないとNO判定されると別のステップS2
8に移行する。
0を経過したか、あるいはアクセル開度αがゼロなの
で、トラクションコントロールを終了して、カウンタT
をゼロにリセットして、次のステップS26に移行し、
このステップS26で、ECU20はフラグをF=0と
した後に図3のステップS15に移行する。
Lを収束させるために、ECU20は目標スリップ率S
LAを設定する。次に、ステップS29で、ECU20
はスリップ率SLと目標値SLAとの差SLDを演算す
る(SLD=SL−SLA)。
ップ率SLと目標値SLAとの差SLDに応じてスリッ
プ率SLを目標値SLAに収束させるためのPIDフィ
ードバック制御に用いるエンジン3のフィードバック制
御値(トルク)ETを演算する。このフィードバック制御
値ETは、比例ゲインPE、積分ゲインIE、微分ゲイ
ンDEを設定して次の[数1]により演算される。
・SLD 次に、ステップS31で、ECU20は極大スリップ値
SLmaxであるか否かを判定する。ステップ31で、極
大スリップ値SLmaxであるとYES判定されると、ス
テップS32に移行し、このステップ32で、ECU2
0はRAM15の所定エリアに、最新の極大スリップ値
SLmaxを記憶する。またステップS31で極大スリッ
プ値SLmaxでないと判定(NO判定)された場合には、
ステップS33にスキップし、このステップS33で、
ECU20は極小スリップ値SLminであるか否かを判
定する。
あるとYES判定されると、次のステップS34に移行
し、このステップS34で、ECU20はRAM15の
所定エリアに、最新の極小スリップ値SLminを記憶す
る。またステップS33で極小スリップ値SLminでな
いと判定(NO判定)された場合には、ステップS35に
スキップし、第1モータ2のフィードバック制御値(ト
ルク)MTを演算するための、比例ゲインPM1、積分
ゲインIM1、微分ゲインDM1を設定する。
モータ回転数Nmが大きい程、あるいは極大スリップ値S
Lmaxと極小スリップ値SLminとの差が小さい程、早期
にスリップを抑制するために大きな値に設定される。特
に、モータ回転数Nmが大きい時には第1モータ2の出力
トルクが小さいので、これによる収束性悪化を抑えるこ
とができる。
ップ率SLと目標値SLAとの差SLDに応じてスリッ
プ率SLを目標値SLAに収束させるためのPIDフィ
ードバック制御に用いる第1モータ2のフィードバック
制御値(トルク)MTを演算する。このフィードバック制
御値MTは、ステップS35で設定された比例ゲインP
M1、積分ゲインIM1、微分ゲインDM1を設定して
次の[数2]により演算される。
1・d/dt・STD この[数2]によるフィードバック制御値MTの演算後、
図3のステップS14に移行する。このようにエンジン
3と第1モータ2との双方での運転中におけるトラクシ
ョンコントロールにおいて、スリップ発生から期間Tが
経過するまでのフィードバック制御中において、モータ
回転数Nmが大きい程、あるいは極大スリップ値SLmax
と極小スリップ値SLminとの差が小さい程、比例ゲイ
ンRM1、積分ゲインIM1を大きく設定する。これに
より、応答性の高い第1モータ2(10〜30ms)と応答
性の低いエンジン3(50〜100ms)とが同時にフィー
ドバック制御されることによるハンチングを抑制しつ
つ、応答性の高い第1モータ2と制動トルクが大きいエ
ンジン3により早期にスリップを抑制できる。
での制御]図3に示すフローチャートにおいて第1モー
タ2のみによる運転中であると判定された場合には各ス
テップS7,S8での処理を経てステップS20に移行
する。このステップS20で、ECU20は各車輪速か
ら推定演算される車体速VBと駆動輪つまり後輪13,
13の現在の車輪速から各車輪のスリップ率(量)SLを
演算すると共に、このスリップ率SLを微分したスリッ
プ率の変化率ΔSLを演算する。
μ路判定を実行する。この場合、ECU20はスリップ
が開始した初期の変化率ΔSLst(但し、スリップが
図10に示す所定値SLstとなったスリップ初期の変
化率)を求めると共に、予め設定された変化率のしきい
値ΔSLstoと上述の変化率ΔSLstとを比較し
て、低μ路か高μ路かを判定する。
低μであると判定され、ΔSLst<ΔSLstoの時
は高μであると判定される。なお、このような低μ路判
定に代えて、センサにより降雨時か否かを判定してもよ
く、ナビゲーション装置によりスリップを予測してもよ
い。
ステップS21の判定結果に基づいて、低μ路か否かを
判定し、YES判定時には次のステップS23に移行す
る一方、NO判定時には図5のステップS37にスキッ
プする。
ラクションコントロール開始しきい値SLOを補正す
る。この場合、上記しきい値SLOの補正は増大補正し
てもよく、または減少補正してもよい。
第1モータ2の回生エネルギを増大させて、エンジン3
を容易に始動することができ、一方、しきい値SLOを
減少補正した場合には、第1モータ2の駆動によるバッ
テリ電力消耗をより一層低減することができる。
テップS37に移行する。上述のステップS37で、E
CU20は現行のスリップ率SLがトラクションコント
ロール開始しきい値SLO(図9参照)以上になったか否
かを判定し、YES判定時(スリップ発生時)には次のス
テップS38に移行する一方、NO判定時(スリップが
発生していない時)には別のステップS39に移行す
る。
のステップS22と同様に、低μ路か否かを判定し、Y
ES判定時(低μ路の時)には次のステップS40に移行
し、NO判定時(高μ路の時)には別のステップS42に
移行する。
ラグをF=1にした後に、次のステップS41に移行す
る。このステップS41で、ECU20は蓄積残量セン
サ26からの入力に基づいて、バッテリ残量が所定値以
下か否かを判定し、NO判定時にはステップS42に移
行する一方、YES判定時には別のステップS47に移
行する。なお、このステップ41は省略してもよい。
0はフラグがF=1か否かを判定し、YES判定時(F
=1の時)にはステップS41に移行する一方、NO判
定時には図6のステップS53に移行する。
(モータ)]まずステップS42〜S46での処理内容に
ついて説明すると、ステップS42で、ECU20はス
リップ率SLの変化率ΔSLが所定しきい値ΔSLO
(図9参照)以上か否かを判定する。ステップS42で変
化率ΔSLが所定しきい値ΔSLO以上であるとYES
判定されると次のステップS43に移行すし、ステップ
S42で変化率ΔSLが所定しきい値ΔSLO以上でな
いと判定(NO判定)された場合には別のステップS44
に移行する。
率SLと所定しきい値SLOとの偏差が大きいスリップ
初期と判定して、トルクダウンしてスリップを抑えるた
めに、第1モータ2の制御トルクMTをトルクダウンし
て後の要求トルクMT3(図9参照、但しダウン量では
ない)に設定する。この要求トルクMT3は負の値で回
転数Nmがゼロに近づくように逆トルクが付与され、スリ
ップ発生前の制御トルクMTより小さく、スリップ率S
Lが大きい程小さな値、つまり逆トルクが大きい値に設
定される。
リップ率SLの偏差が小さくなっていることに対応し
て、第1モータ2の制御トルクMTをトルクダウン後の
要求トルクMT4(図9参照、但しトルクダウン量では
ない)に設定する。この要求トルクMT4も負の値(但し
MT4<MT3)で回転数Nmが低減される。
ウンタTをインクリメント(カウントアップ)して、第1
モータ2のみによるトラクションコントロール開始時点
からの時間を計時する。
のステップS5でエンジンの基本制御トルクETが設定
されていても、それをキャンセルするようにエンジンの
制御トルクETをゼロに設定して、図3のステップS1
5に移行する。
テップS37でスリップ発生が検出され、ステップS3
8で低μ路であることが検出されると、図6に基づいて
後述するトラクションコントロールのフィードバック収
束性が悪く、第1モータ2のフィードバックに要するバ
ッテリ1の放電量が多くなるので、これを解消するため
に早期にエンジン3を始動させる必要がある。
はモータ回生モードを設定する。つまり現時点の第1モ
ータ2のモータ回転に対して回生電流が最大となるよう
に、第1モータ2の界磁電流をインバータ制御する(図
9に示すタイムチャートにおける時点t1〜t2間のモ
ータの制御トルクMT参照)。なお、この制御に代えて
先に述べたステップS42〜S46までの制御を実行し
てもよい。
モータ2の回生駆動により生成された回生電力(主とし
て図9の回生エネルギβ参照)を発電機10に供給す
る。この場合、回生エネルギβはバッテリ1を介するこ
となく発電機10に供給されると共に、この発電機10
に対しては上述の回生エネルギβとバッテリ1からの電
力と双方が供給される。
タ駆動させて、エンジン3を始動する(図9の時点t1
参照)。次にステップS50で、ECU20はエンジン
3の制御トルクETをエンジンスタートトルクETst
に設定する。
のエンジン回転数Neがエンジン完爆判定用の所定値た
とえば1000rpm以上となったか否かを判定し、現行
のエンジン回転数Neが1000rpm以上になるまでは
フローチャートの繰返しにより上記処理を繰返す一方、
エンジン完爆時(YES判定時、図9の時点t2参照)に
は次のステップS52に移行する。
グをF=2と成した後に、図3のステップS14に移行
する。このように、エンジン3が未始動の状態で第1モ
ータ2のみの駆動時にスリップが発生すると、第1モー
タ1を回生駆動し、その回生駆動エネルギを発電機10
に供給し、この発電機10のモータ駆動によりエンジン
3を始動させるので、第1モータ2の駆動なかんづく次
に述べるフィードバック制御に要するバッテリ電力消耗
を抑制しつつ、エンジン3の早期に始動させることがで
きる。
タ)]図16に示すステップS53で、ECU20はカウ
ンタTが所定値T0を超えたか否かを判定する。ステッ
プS53でカウンタTが所定値T0を超えたYES判定
時には、トラクションコントロールを終了してステップ
S54に移行する。
いと判定された場合(NO判定時)には、別のステップS
56に移行し、このステップS56で、ECU20はア
クセル開度αがゼロか否かを判定する。
あるとYES判定されるとステップS54に移行し、ゼ
ロでないと判定(NO判定)されると、ステップS57に
移行する。
が所定値T0を経過したことに対応して、あるいはアク
セル開度αがゼロであることに対応して、トラクション
コントロールを終了して、カウンタTをゼロにリセット
し、次のステップS55で、ECU20はフラグをF=
0と成した後に図3のステップS15に移行する。
リップ率SLを収束させるための目標スリップ率SLA
を設定する。次のステップS58で、ECU20はスリ
ップ率SLと目標値SLAとの差SLDを演算する(S
LD=SL−SLA)。
スリップ値SLmaxであるか否かを判定する。ステップ
S59で極大スリップ値SLmaxであるとYES判定さ
れた時には、ステップS60に移行し、このステップS
60で、ECU20はRAM15の所定エリアに最新の
極大スリップ値SLmaxを記憶する。また、ステップS
59で極大スリップ値SLmaxでないと判定(NO判定)
された場合にはステップS61に移行し、このステップ
S61で、ECU20は極小スリップ値SLminである
か否かを判定する。
であるとYES判定されると、ステップS62に移行
し、このステップS62で、ECU20はRAM15の
所定エリアに最新の極小スリップ値SLminを記憶す
る。また、ステップS61で極小スリップ値SLminで
ないと判定(NO判定)された場合には、ステップS63
に進み、第1モータ2の目標スリップ率SLAへのPI
Dフィードバック制御に用いるフィードバック制御値
(トルク)MTを演算するための、比例ゲインPM2、積
分ゲインIM2、微分ゲインDM2を設定する。
モータ回転数Nmが大きい程、あるいは極大スリップ値S
Lmaxと極小スリップ値SLminとの差が小さい程、スリ
ップを早期に抑制するために大きな値に設定される。ま
た、少なくとも積分ゲインをIM1<IM2に設定すれ
ば、応答性の良い第1モータ2の制御なのでスリップの
収束性が向上すると共に、比例ゲインをPM1<PM2
に設定すればモータ応答性を一層向上できる。
率SLと目標値SLAとの差SLDに応じてスリップ率
SLを目標値SLAに収束させるためのPIDフィード
バック制御に用いる第1モータ2のフィードバック制御
値(トルク)MTを演算する。このフィードバック制御値
MTは、ステップS63で設定された比例ゲインPM
2、積分ゲインIM2、微分ゲインDM2を設定して次
の[数3]により演算される。
2・d/dt・SLD なお、図6のステップS64の処理後には図5のステッ
プS45に移行する。
過するまでのフィードバック制御中において、モータ回
転数Nmが大きい程、または極大スリップ値SLmaxと極
少スリップ値SLminとの差が小さい程、比例ゲインP
M2、積分ゲインIM2を大きく設定するので、応答性
の高い第1モータ2により早期にスリップを抑制でき
る。
のみよる運転中に低μ路でスリップが発生した時、エン
ジン3の早期に始動させるように制御したが、これに代
えて、第1モータ2のみによる運転中に高μ路で高トル
クが要求される場合にスリップが発生した時にも上述同
様のエンジン3を早期に始動させる制御を実行してもよ
い。この場合はスリップ量も大きくなり、この分、第1
モータ2で生成される回生エネルギも大きくなる。
のハイブリッド車の走行制御装置は、車輪13と連結さ
れる第1モータ2と、車輪9と連結可能なエンジン3
と、上記エンジン3を始動する始動手段(発電機10参
照)と、車両の走行状態に応じて上記第1モータ2と車
輪13とを連結し、かつ上記エンジン3と車輪9とを遮
断した駆動形態(つまり第1モータ2のみによる駆動形
態)を設定する駆動形態設定手段(ステップS3参照)と
を備えたハイブリッド車の走行制御装置であって、車輪
13のスリップ状態を判定するスリップ判定手段(ステ
ップS37参照)と、上記駆動形態での走行中に上記ス
リップ判定手段S37がスリップを判定した時、第1モ
ータ2の出力(この実施例では第1モータ2の回生エネ
ルギ)をエンジン3に供給するよう上記始動手段(発電機
10参照)を制御する始動制御手段(ステップS48,S
49参照)とを備えたものである。この構成により、ス
リップ判定手段S37は車輪13のスリップ状態を判定
し、上記始動制御手段S48,S49は上述の駆動形態
(つまり第1モータ2と車輪13とを連結し、かつエン
ジン3と車輪9とを遮断した駆動形態)での走行中にス
リップ判定手段S37がスリップを判定すると、第1モ
ータ2の出力(例えば回生エネルギ)をエンジン3に供給
するように始動手段(発電機10参照)を制御する。
車両を走行させている時、スリップ発生時に第1モータ
2の出力を用いてエンジン3を始動させることができる
ので、エンジン3が未始動の状態で、第1モータ2のみ
での駆動によるスリップが発生した時、このモータ駆動
のバッテリ電力消耗を抑制しつつ、エンジン3を始動さ
せることができ、バッテリ残量が少ない場合であっても
エンジン3を確実に始動させることができる。
れた第2モータ(発電機10参照)に設定され、上記始動
制御手段S48,S49は、上記駆動形態での走行中に
スリップが判定された時、上記第1モータ2を回生動作
させると共に、生成された回生電力を上記第2モータ
(発電機10参照)に供給してエンジン3を始動するもの
である。
中にスリップが判定されると、始動制御手段S48,S
49は第1モータ2を回生動作させ、かつ成形された回
生電力(回生エネルギ)をエンジン3に連結された第2モ
ータ(発電機10参照)に供給してエンジン3を始動させ
るので、簡単な構成でありながら所期の効果を確保する
ことができる。
2との一方(この実施例ではエンジン3)が前輪9に連結
され、他方(この実施例では第1モータ2)が後輪13に
連結されたものであるから、前輪9と後輪13とをエン
ジン駆動とモータ駆動とに分担した4WDタイプの場合
であっても、上記所期の効果を確保することができる。
ータ駆動輪(後輪13参照)のスリップを予測する予測手
段(ステップS21,S22参照)を備え、上記予測手段
S21,S22がスリップを予測した時、上記スリップ
判定手段S37の判定しきい値SLOを補正する補正手
段(ステップS23参照)を設けたものである。
は第1モータ2で駆動されるモータ駆動輪13のスリッ
プを予測し、上記補正手段S23は予測手段S21,S
22がスリップを予測した時、スリップ判定手段S37
の判定しきい値SLOを補正する。
きい値SLOを補正するので、判定しきい値SLOを増
大補正した時には、第1モータ2の回生エネルギを増大
できて、エンジン3を容易に始動させることができ、判
定しきい値SLOを減少補正した時にはモータ駆動によ
るバッテリ電力消耗をさらに低減させることができる。
よる第1モータ2の回生電力はバッテリ1を介すること
なく直接上記第2モータ(発電機10参照)に供給される
ものである。この構成により、第1モータ2の回生電力
を充電効率が悪い(約30%程度)バッテリ1を介するこ
となく直接第2モータ(発電機10参照)に供給できるの
で、回生エネルギを有効に利用して、エンジン3を始動
させることができる。
他の実施例を示し、図5で示したフローチャートの各ス
テップS47〜S50に代えて、始動制御手段を構成す
る別のステップS65をステップS41とステップS5
1との間に介設したものである。
輪9とエンジン3とを連結する連結手段としてのクラッ
チ5に設定し、上記始動制御手段(ステップS65参照)
は上記駆動形態(つまり第1モータ2のみによる駆動形
態)での走行中にスリップが判定された時、クラッチ5
を強制的にONにして、車輪9とエンジン3とを連結し
て、エンジン3を始動させるように構成したものであ
る。このように構成すると、上述の駆動形態での走行中
にスリップが判定されると、始動制御手段S65は締結
手段(クラッチ5参照)により車輪9とエンジン3を連結
して、車輪9からの入力にてエンジン3を始動させるこ
とができ、この結果簡単な構成でありながら所期の効果
を確保することができる。
図5以外の部分は先の実施例と同様のハード構造および
ソフト構造を用いるものであり、その他の点については
先の実施例と略同様の作用、効果を奏するので、図11
において図5と同一の部分には同一符号を付して、その
詳しい説明を省略する。
さらに他の実施例を示し、先の実施例では4WDタイプ
の車両を示したが、図12のこの実施例では2WDタイ
プに構成したものである。
レイン7、フロントディファレンシャル8を介して前輪
9,9を駆動すべく構成し、前輪9を駆動輪に設定し、
後輪13を従動輪に設定したものである。
〜図10の回路装置または図11の構成を用いて先の実
施例とほぼ同様の作用、効果を得ることができるので、
図12において図1と同一の部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明を省略する。
において、この発明の車輪は、実施例の前輪9または後
輪13に対応し、以下同様に、始動手段は、発電機10
または締結手段としてのクラッチ5に対応し、駆動形態
設定手段は、ECU20制御によるステップS3に対応
し、スリップ判定手段は、ステップS37に対応し、始
動制御手段は、ステップS48,S49またはステップ
S65に対応し、第2モータは、発電機10に対応し、
予測手段は、ステップS21,S22に対応し、補正手
段は、ステップS23に対応し、締結手段は、クラッチ
5に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみ
に限定されるものではない。
の状態で、モータ2駆動によるスリップが発生した時、
モータ駆動によるバッテリ電力消耗を抑制しつつ、エン
ジン3を始動させることができ、特にバッテリ残量が少
ない時でもエンジン3を確実に始動させることができる
効果がある。
ブロック図。
すフローチャート。
すフローチャート。
すフローチャート。
すフローチャート。
本制御トルクを示す図。
関係を示す図。
ート。
他の実施例を示すフローチャート。
さらに他の実施例を示すフローチャート。
Claims (6)
- 【請求項1】車輪と連結される第1モータと、車輪と連
結可能なエンジンと、上記エンジンを始動する始動手段
と、車両の走行状態に応じて上記第1モータと車輪とを
連結し、かつ上記エンジンと車輪とを遮断した駆動形態
を設定する駆動形態設定手段とを備えたハイブリッド車
の走行制御装置であって、車輪のスリップ状態を判定す
るスリップ判定手段と、上記駆動形態での走行中に上記
スリップ判定手段がスリップを判定した時、第1モータ
の出力をエンジンに供給するよう上記始動手段を制御す
る始動制御手段とを備えたハイブリッド車の走行制御装
置。 - 【請求項2】上記始動手段はエンジンに連結された第2
モータに設定され、上記始動制御手段は、上記駆動形態
での走行中にスリップが判定された時、上記第1モータ
を回生動作させると共に、生成された回生電力を上記第
2モータに供給してエンジンを始動する請求項1記載の
ハイブリッド車の走行制御装置。 - 【請求項3】上記エンジンと上記第1モータとの一方が
前輪に連結され、他方が後輪に連結された請求項2記載
のハイブリッド車の走行制御装置。 - 【請求項4】上記第1モータで駆動されるモータ駆動輪
のスリップを予測する予測手段を備え、上記予測手段が
スリップを予測した時、上記スリップ判定手段の判定し
きい値を補正する補正手段を設けた請求項1記載のハイ
ブリッド車の走行制御装置。 - 【請求項5】上記始動手段は車輪とエンジンとを連結す
る連結手段に設定され、上記始動制御手段は上記駆動形
態での走行中にスリップを判定した時、車輪とエンジン
とを連結して、エンジンを始動させる請求項1記載のハ
イブリッド車の走行制御装置。 - 【請求項6】上記始動制御手段による第1モータの回生
電力はバッテリを介することなく直接上記第2モータに
供給される請求項2記載のハイブリッド車の走行制御装
置。
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