JP2002159105A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車の制御装置Info
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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-
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- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
御精度を向上することで広範囲な運転状況下での安定し
た制御性能を確保する。 【解決手段】 車両の運転状態に基づいてエンジン11
の目標エンジントルクTEBAと電気モータ14の目標
モータトルクTMBAと目標出力軸回転数(CVT18
の目標プライマリ回転数Npt )を設定し、この目標プ
ライマリ回転数Npt と実プライマリ回転数Npr との
偏差ΔNpが減少するように目標モータトルクTMBA
を補正すると共に、このモータトルク補正量に応じて目
標エンジントルクTEBAの補正量を学習し、この学習
値TLRNに応じて目標エンジントルクTEBAを補正す
る。
Description
タから構成されるパワーユニットを有するハイブリッド
車の制御装置に関する。
生を抑制するような、エンジンとモータとを駆動源とす
るハイブリッド車が実用化されている。このようなハイ
ブリッド車では、運転状態に応じてモータあるいはエン
ジンの駆動のみにより駆動輪を駆動したり、モータとエ
ンジンの両者の駆動により駆動輪を駆動したりできるよ
うになっている。
では、ドライバが操作するアクセル開度と車両の速度
(車速)とに基づいて車両が必要とする要求トルクが設
定される。そして、モータ側では、この要求トルクから
バッテリ充電量に応じた目標モータトルクが設定され
る。一方、エンジン側では、要求トルクから目標モータ
トルクを減算して目標エンジントルクが設定される。そ
して、コントローラがこの目標モータトルク、目標エン
ジントルクに基づいてエンジン及びモータを制御する
と、ハイブリッド車はドライバの要求通りに走行するこ
とができる。
リッド車は、モータトルクとエンジントルクの出力を制
御することにより走行することができるものであるが、
モータは電流を制御することでその安定した出力特性を
得られる一方、エンジンはその運転状態によって出力特
性が変化するものである。そのため、ハイブリッド車の
出力制御装置において、要求出力から配分されたモータ
トルクとエンジントルクの高精度な駆動制御は困難なも
のとなっている。
えば、特開2000−130203号公報に記載された
ものがある。この公報に記載された「エンジントルク検
出装置」は、エンジン、モータ、無段変速機を有するハ
イブリッド車両において、エンジンはモータに比較して
出力特性が不安定であることに着目し、エンジン出力を
補正する前提としてエンジン実トルクを検出する必要か
ら、エンジントルク指令値を変化させた前後で動力装置
の回転数が維持されるように補正したモータ指令値をエ
ンジンのトルクとして検出するようにしている。
出装置」にあっては、トルク検出のためにわざわざエン
ジントルクを変更し、更にこのエンジントルクを相殺す
る方向にモータトルクを制御しているため、トルク検出
専用の制御が必要となり、また、エネルギ的にも無駄が
多いものとなっている。
あって、出力制御精度を向上することで広範囲な運転状
況下での安定した制御性能を確保することができるハイ
ブリッド車の制御装置を提供することを目的とする。
めの請求項1の発明のハイブリッド車の制御装置は、エ
ンジン及びモータを有するパワーユニットと、車両の運
転状態に基づいて目標モータトルク及び目標エンジント
ルクを設定して前記エンジン及び前記モータの作動を制
御するパワーユニット制御手段と、前記パワーユニット
の目標出力軸回転数と実出力軸回転数との偏差が減少す
るように前記目標モータトルクを補正する目標モータト
ルク補正手段と、該目標モータトルク補正手段によるモ
ータトルク補正量に応じて前記目標エンジントルクの補
正量を学習して該学習値に応じて該目標エンジントルク
を補正する目標エンジントルク補正手段とを具えたもの
である。
数と実出力軸回転数との偏差が減少するように目標モー
タトルクを補正し、この補正された目標モータトルクに
応じてモータの作動を制御するので、応答性の優れたモ
ータ特性を利用して迅速に制御誤差を解消できる。ま
た、この制御誤差が発生する主因はエンジンのトルク制
御精度がモータに比べて劣ることにあるが、モータトル
ク補正量に応じて目標エンジントルクの補正量を学習し
た学習値に応じて目標エンジントルクを補正するので、
制御誤差が生じる主要因を減少させることができ、エン
ジン制御精度を向上して広範囲な運転状況下で安定した
制御性能を発揮させることができ、更に、車両の運転状
態に応じたエンジン及びモータの制御中に学習補正を行
うことで、効率の良い学習補正を実現できる。
力軸回転数をフィードバック制御しているときに実行さ
れた場合には、出力軸回転数が比較的安定しているの
で、この学習制御を効率よく行うことができる。また、
学習制御がパワーユニットと駆動輪との間に設けられた
クラッチをスリップ制御しているときに実行された場合
には、車両の走行状態に拘らず出力軸回転数フィードバ
ック制御が可能な領域を広げることができ、学習制御の
機会を増やすことができる。
置では、前記目標エンジントルク補正手段は、前記エン
ジンの複数の運転領域ごとに個別に補正量を学習するよ
うにしている。従って、各運転領域に応じて適正な補正
量を学習しておくことができ、運転領域に応じた目標エ
ンジントルクを適切に補正できる。
えば、エアコンプレッサの作動状況に応じて設定するこ
とで、エンジンの負荷状態に関連する因子に応じて領域
ごとに適切な補正を行うことができる。また、複数の運
転領域をエンジン温度に関連するパラメータ、例えば、
冷却水温に応じて設定することで、エンジンの温度環境
に関連する因子に応じて領域ごとに適切な補正を行うこ
とができる。
置では、前記目標エンジントルク補正手段は、学習補正
後の目標エンジントルクと学習補正前の目標エンジント
ルクからモータトルク補正量を減算した値との差、ある
いは学習補正後の目標エンジントルク及びモータトルク
補正量の和と学習補正前の目標エンジントルクとの差に
応じて学習値を更新するようにしている。従って、学習
補正前の目標エンジントルクからモータトルク補正量を
減算した値は実エンジントルクに相当し、学習補正後、
つまり、現在の目標エンジントルクとこの実エンジント
ルクの差に応じて学習値を更新、あるいは学習補正後の
目標エンジントルクとモータトルク補正量の和は、本来
エンジンが出力すべきトルクに相関し、これと学習補正
前の目標エンジントルクとの差に応じて学習値を更新す
るので、エンジンの出力トルクを適切に学習制御でき
る。
差に比例した補正値の積算値との和に基づいて学習値を
演算することで、学習値の急変が防止され、安定した学
習制御を実現できる。
施形態を詳細に説明する。
ッド車の制御装置の概略構成、図2にハイブリッド車の
制御装置による制御ブロック、図3にハイブリッド車の
制御装置による学習制御のフローチャート、図4にエン
ジントルクの学習制御におけるエンジン運転領域を表す
概略、図5にエンジントルクの学習制御における補間方
法を説明するためのグラフを示す。
おいて、図1に示すように、エンジン11のクランク軸
12は伝達クラッチ13を介して電気モータ(モータジ
ェネレータ)14の出力軸15と断接可能となってお
り、この伝達クラッチ13は図示しない油圧駆動装置で
作動するアクチュエータ16により駆動可能となってい
る。そして、この電気モータ14はバッテリ17から電
力の供給を受けて駆動可能であると共に、車輪31また
はエンジン11からの駆動力を受けて発電して電力をこ
のバッテリ17に充電可能となっている。即ち、このエ
ンジン11と電気モータ14とでパワーユニットが構成
されている。
式無段変速機としてのCVT18の入力軸(プライマリ
シャフト)19に接続されている。このCVT18はエ
ンジン11側に連結されたプライマリプーリ20と車両
の駆動軸側に連結されたセカンダリプーリ21と両プー
リ20,21間に掛け渡されたベルト22等とから構成
され、プライマリシャフト19に入力された回転が、同
軸一体のプライマリプーリ20からベルト22を介して
セカンダリプーリ21へ入力され、セカンダリシャフト
23に出力されるようになっている。
20aと可動シーブ20bとを有し、可動シーブ20b
の背面側にプライマリシリンダ20cが形成されてい
る。従って、このプライマリシリンダ20cに油圧を給
排することで固定シーブ20aに対して可動シーブ20
bを移動し、プーリの溝幅を可変とすることができる。
一方、同様に、セカンダリプーリ21は固定シーブ21
aと可動シーブ21bとを有し、可動シーブ21bの背
面側にセカンダリシリンダ21cが形成されている。従
って、このセカンダリシリンダ21cに油圧を給排する
ことで固定シーブ21aに対して可動シーブ21bを移
動し、プーリの溝幅を可変とすることができる。
御されるようになっている。即ち、セカンダリシリンダ
21cにはレギュレータバルブ24により調圧されたセ
カンダリ油圧(ライン圧)が加えられ、プライマリシリ
ンダ20cには、ライン圧が変速比制御バルブ25によ
り調圧されたプライマリ油圧が加えられる。なお、26
はオイルパン、27はオイルパン26内の油をレギュレ
ータバルブ24側へ供給するオイルポンプである。
23は発進クラッチ28を介してデファレンシャルギヤ
29に接続されており、この発進クラッチ28は図示し
ない油圧駆動装置で作動するアクチュエータ30により
駆動可能となっており、セカンダリシャフト23から左
右の駆動輪31へのトルク伝達量を調整することができ
る。
14、CVT18などを制御する電子制御ユニット(E
CU)32が設けられ、このECU32には、入出力装
置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装
置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が具備されて
おり、このECU32によりエンジン11の総合的な制
御が実施される。即ち、エンジン回転数センサ(クラン
ク角センサ)33、車速センサ34、アクセルペダルの
ポジションセンサ35、プライマリ回転数センサ36、
セカンダリ回転数センサ37などの各種センサ類の検出
情報がECU32に入力される。そして、ECU32は
各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射モードや
燃料噴射量、点火時期等を決定し、図示しない点火プラ
グ、インジェクタ、スロットル弁を制御する。
バッテリセンサ38が装着されており、ECU32にバ
ッテリ17の充電量が入力され、このバッテリ充電量に
応じて電気モータ14を制御している。更に、ECU3
2は、CVT18のレギュレータバルブ24及び変速比
制御バルブ25の油圧を制御することでプーリ比を変
え、変速比を設定変更することができる。なお、ECU
32は伝達クラッチ13及び発進クラッチ28の各アク
チュエータ16,30の制御も行う。
出力制御装置にあって、ECU32は、ハイブリッド車
の運転状態に基づいてエンジン11における目標エンジ
ントルクと電気モータ14における目標モータトルクと
を設定(パワーユニット制御手段)し、プライマリシャ
フト19の目標プライマリ回転数(目標出力軸回転数)
と実プライマリ回転数(実出力軸回転数)との偏差が減
少するように目標モータトルクを補正(目標モータトル
ク補正手段)すると共に、このモータトルク補正量に応
じて目標エンジントルクの補正量を学習し、この学習値
に応じて目標エンジントルクを補正(目標エンジントル
ク補正手段)するようにしている。
ド車の出力制御装置におけるECU32の制御を図2の
制御ブロック及び図3の学習制御のフローチャートに基
づいて詳細に説明する。
ンサ35が検出したアクセル開度APSとエンジン回転
数センサ33が検出した車速Vとに基づいてAPS−V
の3次元マップからハイブリッド車が必要とする要求ト
ルクTBAを設定する。そして、電気モータ14側に
て、この要求トルクTBAとバッテリセンサ38が検出
した充電量SOCとに基づいてTBA−SOCの3次元
マップから目標モータトルクTMBAを設定する。
BAから目標モータトルクTMBAを減算することで目
標エンジントルクTEBAを設定し、この目標エンジン
トルクTEBAを後述する学習制御により補正して最終
目標エンジントルクTEOBJを設定して出力する。ま
た、要求トルクTBAが設定されると、この要求トルク
TBAに基づいてTBA−Npt の2次元マップから目
標プライマリ回転数Npt が設定される。
センサ36が検出したプライマリシャフト19の実プラ
イマリ回転数Npr が入力しており、ECU32はこの
目標プライマリ回転数Npt と実プライマリ回転数Np
r との偏差を演算し、電気モータ14のトルクをフィー
ドバック制御している。即ち、電気モータ14側では、
この目標プライマリ回転数Npt と実プライマリ回転数
Npr との偏差ΔNpに応じたフィードバックトルクT
MNPGBを目標モータトルクTMBAに加算すること
で、両者の差が減少するように目標モータトルクTMB
Aを補正して最終目標モータトルクTMOBJを算出し
て出力する。
クトルクTMNPGBに応じて目標エンジントルクTE
BAの補正量を学習し、この学習値に応じてこの目標エ
ンジントルクTEBAを補正して最終目標エンジントル
クTEOBJを求めている。ここで、この学習補正制御
について説明する。
習成立条件が成立しているかどうかを判定するが、この
学習成立条件は以下に示す3つの条件である。 1.発進クラッチ28がスリップ制御中である。 2.目標プライマリ回転数Npt と実プライマリ回転数
Npr との偏差ΔNpに基づくフィードバック制御中で
ある。 3.フェールモードではない。
件が1つでも成立していなければ何もしないでこのルー
チンを抜ける。一方、全ての学習成立条件が成立してい
れば、ステップS2に移行し、ここで、図4の表に基づ
いてエンジン11の運転領域を判定する。このエンジン
11の運転領域は、図4に示すように、水温WTSに応
じて、また、エアコン(コンプレッサ)の作動に応じて
A〜Fまで6種類設定されており、各運転領域A〜Fご
とに個別の補正量を学習するようにしている。この場
合、水温WTSに応じた領域設定は、エンジン始動直
後、暖機前、暖機後に分けたエンジン11の温度環境に
関連する因子に応じたものであり、エアコンの作動に応
じた領域設定は、エンジン11の負荷状態に関連する因
子に応じたものである。従って、ステップS2で学習運
転領域が設定されると、ステップS3以降のステップで
学習値が算出される。
習値TCRNTを下記数式1により設定する。なお、T
EBAは学習前の目標エンジントルク、TMNPFBは
回転数偏差ΔNpに応じた電気モータ14へのフィード
バックトルク、TEOBJは学習後(現在)の最終目標
エンジントルクである。 TCRNT=TEOBJ−(TEBA−TMNPFB)−TLRNL ・・・(1)
習値TLRNLを下記数式2により設定する。なお、T
LRNL(t)は今回のロングタイム学習値、TLRN
L(t−1)は1秒前のロングタイム学習値、TCRN
T×(3/256)はリアルタイム学習値の約1%に相当する
ものであって学習値の急変を防止している。 TLRNL(t)=TLRNL(t-1)+TCRNT×(3/256) ・・・(2)
学習値TLRNTの設定時には、エンジン11の運転領
域が変更したときにロングタイム学習値TLRNTを補
間することで、学習値が大幅に変動しないようにしてい
る。例えば、図5(a)に示すように、水温がWTS
(n-1)からWTS(n)に変更すると、運転領域はBからC
に変更するため、ロングタイム学習値はTLRNT
(n-1) からTLRNT(n)となってこの学習値が大幅に
変更されてしまう。そのため、このような場合、図5
(b)に示すように、遷移後のモードにおける基準水温W
TS(B)と基準ロングタイム学習値TLRNT(B)をバッ
テリバックアップで保持しておき、下記数式3により学
習値を補間する。 TLRNL(n)=(WTS(B)−WTS(n)) ×TLRNL(n-1) +(WTS(n)−WTS(n-1)) ×TLRNL(B) /(WTS(B)−WTS(n-1)) ・・・(3)
値TLRNLの設定時には、ロングタイム学習上限値と
下限値を設定しておき、演算して求めたロングタイム学
習値TLRNTがこれを越えないようにしている。ま
た、この場合、この上限値及び下限値は各運転領域A〜
Fで同一とする。
学習値TCRNTとロングタイム学習値TLRNTに基
づいて下記数式4によりエンジントルク学習値TLRN
を算出する。 TCRL=TCRNT+TLRNL ・・・(4)
FG)に応じて目標エンジントルクの補正量を学習して
エンジントルク学習値TLRNが求められると、ステッ
プS6にて、この学習値TLRNに応じて目標エンジン
トルクTEBAを補正する。即ち、学習前の目標エンジ
ントルクTEBAにエンジントルク学習値TLRNを加
算した値が学習後(現在)の最終目標エンジントルクT
EOBJとなる。そして、このようにして最終目標モー
タトルクTMOBJ、最終目標エンジントルクTEOB
Jが設定されると、ECU32は各設定値に基づいて、
エンジン11と電気モータ14を制御する。
はバッテリバックアップによりイグニッションスイッチ
がOFFされた後も保持されており、この場合、水温W
TSも保持される。また、バッテリバックアップ電源の
OFF時には初期値にリセットされる。
車の運転状態に基づいてエンジン11における目標エン
ジントルクTEBAと電気モータ14における目標モー
タトルクTMBAとCVT18における目標プライマリ
回転数Npt を設定し、この目標プライマリ回転数Np
t と実プライマリ回転数Npr との偏差ΔNpが減少す
るように目標モータトルクを補正すると共に、このモー
タトルク補正量に応じて目標エンジントルクTEBAの
補正量を学習し、この学習値TLRNに応じて目標エン
ジントルクを補正するようにしている。従って、応答性
の優れたモータ特性を利用して迅速に制御誤差を解消で
き、また、制御誤差が生じる主要因を減少させることが
でき、エンジン制御精度を向上して広範囲な運転状況下
で安定した制御性能を発揮させることができ、更に、車
両の運転状態に応じたエンジン及びモータの制御中に学
習補正を行うことで、効率の良い学習補正を実現でき
る。
アクセル開度APSと車速Vとに基づいて要求トルクT
BAを設定し、この要求トルクTBAから目標モータト
ルクTMBA及び目標エンジントルクTEBAを求めた
が、アクセル開度APSと車速Vとに基づいて要求出力
を設定し、この要求出力から目標モータ出力及び目標エ
ンジン出力を求め、目標モータトルク及び目標エンジン
トルクに変換するようにしてもよい。
代えて、下記数式4を使用してもよい。 TCRNT=TEOBJ+TMNPFB−TEBA−TLRNL ・・・(4)
ように請求項1の発明のハイブリッド車の制御装置によ
れば、車両の運転状態に基づいて目標モータトルク及び
目標エンジントルクを設定し、このパワーユニットの目
標出力軸回転数と実出力軸回転数との偏差が減少するよ
うに目標モータトルクを補正し、このモータトルク補正
量に応じて目標エンジントルクの補正量を学習し、この
学習値に応じて目標エンジントルクを補正するので、応
答性の優れたモータ特性を利用して迅速に制御誤差を解
消することができ、また、この制御誤差が生じる主要因
を減少させることができ、エンジン制御精度を向上して
広範囲な運転状況下で安定した制御性能を発揮させるこ
とができ、更に、車両の運転状態に応じたエンジン及び
モータの制御中に学習補正を行うことで、効率の良い学
習補正を実現することができる。
置によれば、目標エンジントルク補正手段がエンジンの
複数の運転領域ごとに個別に補正量を学習するので、各
運転領域に応じて適正な補正量を学習しておくことがで
き、運転領域に応じた目標エンジントルクを適切に補正
することができる。
置によれば、目標エンジントルク補正手段が、学習補正
後の目標エンジントルクと学習補正前の目標エンジント
ルクからモータトルク補正量を減算した値との差、ある
いは学習補正後の目標エンジントルク及びモータトルク
補正量の和と学習補正前の目標エンジントルクとの差に
応じて学習値を更新するので、学習補正前の目標エンジ
ントルクからモータトルク補正量を減算した値は実エン
ジントルクに相当し、学習補正後、つまり、現在の目標
エンジントルクとこの実エンジントルクの差に応じて学
習値を更新、あるいは学習補正後の目標エンジントルク
とモータトルク補正量の和は、本来エンジンが出力すべ
きトルクに相関し、これと学習補正前の目標エンジント
ルクとの差に応じて学習値を更新することとなり、エン
ジンの出力トルクを適切に学習制御することができる。
御装置の概略構成図である。
図である。
ローチャートである。
転領域を表す概略図である。
説明するためのグラフである。
手段、目標モータトルク補正手段、目標エンジントルク
補正手段) 34 車速センサ 35 アクセルポジションセンサ 36 プライマリ回転数センサ 38 バッテリセンサ
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジン及びモータを有するパワーユニ
ットと、車両の運転状態に基づいて目標モータトルク及
び目標エンジントルクを設定して前記エンジン及び前記
モータの作動を制御するパワーユニット制御手段と、前
記パワーユニットの目標出力軸回転数と実出力軸回転数
との偏差が減少するように前記目標モータトルクを補正
する目標モータトルク補正手段と、該目標モータトルク
補正手段によるモータトルク補正量に応じて前記目標エ
ンジントルクの補正量を学習して該学習値に応じて該目
標エンジントルクを補正する目標エンジントルク補正手
段とを具えたことを特徴とするハイブリッド車の制御装
置。 - 【請求項2】 請求項1のハイブリッド車の制御装置に
おいて、前記目標エンジントルク補正手段は、前記エン
ジンの複数の運転領域ごとに個別に補正量を学習するこ
とを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 - 【請求項3】 請求項1のハイブリッド車の制御装置に
おいて、前記目標エンジントルク補正手段は、学習補正
後の前記目標エンジントルクと学習補正前の該目標エン
ジントルクから前記モータトルク補正量を減算した値と
の差、あるいは学習補正後の前記目標エンジントルク及
び前記モータトルク補正量の和と学習補正前の前記目標
エンジントルクとの差に応じて学習値を更新することを
特徴とするハイブリッド車の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000352284A JP3777975B2 (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | ハイブリッド車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000352284A JP3777975B2 (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | ハイブリッド車の制御装置 |
Publications (2)
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