JP2005027465A - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関及びモータを併用して走行駆動するハイブリッド車両に搭載され、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動源としての内燃機関およびモータを備え、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両において、車両の運転状態(例えば、車両の速度やアクセルペダル開度等)に応じて、内燃機関に要求されるエンジントルクとモータに要求されるモータトルクとを設定するハイブリッド車両の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、このようなハイブリッド車両の制御装置において、制御装置を、例えば機械的出力発生源の構成要素および電気的出力発生源の構成要素等からなる相互に通信可能な複数の論理的な構成要素に分割して構成し、例えばモータ等のように機械的出力および電気的出力の両方を出力可能な電気機器に対しては、機械的出力を発生する機能を機械的出力発生源の構成要素に割り当て、電気的出力を発生する機能を電気的出力発生源の構成要素に割り当てるハイブリッド車両の制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−98612号公報
【特許文献2】
特開2002−176705号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術に係るハイブリッド車両の制御装置においては、単に、車両の速度およびアクセルペダル開度から車両の運転状態を判定し、この運転状態に応じた所定のマップのマップ検索によって変速機に出力すべきトルクの目標値を設定しているだけであるから、他の車両状態量に応じて変速機に実際に出力されるトルクが変動する場合には、所望のトルクを確保することが出来なくなる虞があると共に、内燃機関とモータとの協調的な制御を適切に実行することが困難になるという問題が生じる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内燃機関とモータとからなるパワープラントから出力されるトルクに対する目標値を適切に設定すると共に、このトルクの目標値を内燃機関から出力されるエンジントルクの目標値とモータから出力されるモータトルクの目標値とに適切に配分することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置(例えば、実施の形態でのバッテリ3)とを備え、少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関および前記モータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクに対する目標トルク(例えば、実施の形態でのドライバ要求トルク、C/C要求トルク、AT要求トルク、VSA要求トルク)を設定する複数の駆動力要求手段(例えば、実施の形態でのドライバ要求トルク算出部51、C/C(クルーズコントロール)制御部53、AT―CPU47、VSAECU31)と、前記複数の駆動力要求手段にて設定される各目標トルクの何れかひとつを選択し、選択した目標トルクに所定の補正を行って最終目標トルク(例えば、実施の形態でのパワープラント(P/P)トルク)を設定する最終目標トルク設定手段(例えば、実施の形態での第1トルク選択部52、トルク切替部54、第2トルク選択部55、第1加算部56)と、前記最終目標トルクを、前記内燃機関から出力可能なエンジントルクに対する目標エンジントルク(例えば、実施の形態での内燃機関Eのトルク指令)と、前記モータから出力可能なモータトルクに対する目標モータトルク(例えば、実施の形態でのモータMのトルク指令)とに配分する目標トルク配分手段(例えば、実施の形態でのトルク配分算出部58)とを備えることを特徴としている。
【0007】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、複数の駆動力要求手段にて設定される目標トルクの何れかひとつを選択し、選択した目標トルクに対して、例えば内燃機関の摩擦損失や各種補機類での消費トルク等に係る所定の補正を行うことによって、内燃機関とモータとからなるパワープラントから出力されるトルクに対する目標値を適切に設定することができる。
【0008】
さらに、請求項2に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記複数の駆動力要求手段は、車両の走行状態を所定走行状態に自動的に設定するクルーズコントロール手段(例えば、実施の形態でのC/C(クルーズコントロール)制御部53)と、前記トランスミッションの作動状態を制御するトランスミッション制御手段(例えば、実施の形態でのAT―CPU47)と、車両の走行挙動を所定状態に設定する走行挙動制御手段(例えば、実施の形態でのVSAECU31)とを備えて構成されることを特徴としている。
【0009】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、例えば車両の運転者のアクセル操作に応じて運転者から要求されるドライバ要求トルクに加えて、クルーズコントロール手段とトランスミッション制御手段と走行挙動制御手段とから出力される各目標トルクに基づいて、内燃機関とモータとからなるパワープラントから出力されるトルクに対する目標値を設定することにより、車両の多様な運転状態に応じた適切な目標値を設定することができる。
なお、複数の駆動力要求手段にて設定される各目標トルクの何れかひとつを選択して最終目標トルクを設定する際には、各目標トルクの優先順位を、例えば優先度の高い順に、走行挙動制御手段から出力される目標トルク、トランスミッション制御手段から出力される目標トルク、クルーズコントロール手段から出力される目標トルク、ドライバ要求トルクとすることによって、車両の走行挙動に対して車両の乗員が違和感を感じてしまうことを防止しつつ、運転者の走行意志を適切に反映させることができる。
【0010】
さらに、請求項3に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記最終目標トルク設定手段は、前記パワープラントに連結された補機を駆動させる際に要する補機トルクを前記選択した目標トルクに加算して得た値を前記最終目標トルクに設定することを特徴としている。
【0011】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関とモータとからなるパワープラントから出力されるトルクに対する目標値を適切に設定することができると共に、例えば各種補機類の作動状態に応じてトルクに対する目標値が変動する場合であっても所望のトルクを確保し、内燃機関とモータとの協調的な制御を適切に実行することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明の実施形態に係るパラレルハイブリッド車両を示し、内燃機関E、モータM、トランスミッションTを直列に直結した構造のものである。内燃機関EおよびモータMの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション(AT)あるいはマニュアルトランスミッション(MT)等のトランスミッションTから左右の駆動輪(前輪あるいは後輪)W,W間で駆動力を配分するディファレンシャル(図示略)を介して車両の駆動輪W,Wに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪W側からモータM側に駆動力が伝達されると、モータMは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【0013】
例えば3相のDCブラシレスモータ等からなるモータMは、パワードライブユニット(PDU)2に接続されている。パワードライブユニット2は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備え、モータMと電力(モータMの力行(駆動またはアシスト)動作時にモータMに供給される供給電力や回生動作時にモータMから出力される回生電力)の授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ(バッテリ)3が接続されている。
そして、モータMの駆動及び回生作動は、制御部1からの制御指令を受けてパワードライブユニット2により行われる。すなわち、パワードライブユニット2は、例えばモータMの駆動時には、制御部1から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ3から出力される直流電力を3相交流電力に変換してモータMへ供給する。一方、モータMの回生動作時には、モータMから出力される3相交流電力を直流電力に変換してバッテリ3を充電する。
【0014】
そして、各種補機類を駆動するための12ボルトの補助バッテリ4は、DC−DCコンバータであるダウンバータ5を介して、パワードライブユニット2およびバッテリ3に対して並列に接続されている。制御部1により制御されるダウンバータ5は、パワードライブユニット2やバッテリ3の電圧を降圧して補助バッテリ4を充電する。
【0015】
また、内燃機関Eのクランクシャフトには、例えばベルトおよびクラッチ等を介して、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ(HBAC)6に具備される空調装置用モータ(図示略)の回転軸が接続され、この空調装置用モータは、空調装置用インバータ(HBAC INV)7に接続されている。空調装置用インバータ7は、パワードライブユニット2およびバッテリ3に対して並列に接続され、制御部1の制御により、パワードライブユニット2やバッテリ3から出力される直流電力を3相交流電力に変換して空調装置用モータへ供給し、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動制御する。
すなわち、前記ハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、少なくとも内燃機関Eの駆動力または空調装置用モータの力行動作時の駆動力の何れか一方の駆動力により、駆動負荷量、例えば冷媒の吐出容量が可変制御される。つまり、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6における「ハイブリッド」とは、内燃機関Eと空調装置用モータの何れでも駆動できることを意味している。
【0016】
なお、内燃機関Eと空調装置用モータとの間には、例えば内燃機関Eのクランクシャフトと一体に設けられたクランク軸プーリと、このクランク軸プーリと対をなし、クラッチを介して空調装置用モータの回転軸と接続可能な駆動軸と一体に設けられた駆動軸プーリと、クランク軸プーリおよび駆動軸プーリ間に掛け渡されたベルトとが備えられている。すなわち、クランク軸プーリおよび駆動軸プーリ間においては、ベルトを介して駆動力が伝達される。
【0017】
内燃機関Eは、いわゆるSOHCのV型6気筒エンジンであって、一方のバンクの3つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構VTを備えた構造で、他方のバンクの3つの気筒は気筒休止運転(休筒運転)を行わない通常の動弁機構(図示せず)を備えた構造となっている。そして、気筒休止可能な3気筒は各々2つの吸気弁と2つの排気弁が油圧ポンプ11、スプールバルブ12、気筒休止側通路13、気筒休止解除側通路14を介して可変バルブタイミング機構VTにより閉状態を維持できるような構造となっている。
すなわち、内燃機関Eは、片側のバンクの3つの気筒が休止した状態の3気筒運転(休筒運転)と、両方のバンクの6気筒全部が駆動する6気筒運転(全筒運転)とが切り換えられることとなる。
【0018】
具体的には、油圧ポンプ11から潤滑系配管11aを介してエンジン潤滑系へ供給される作動油の一部が、制御部1により制御されるソレノイドを具備するスプールバルブ12を介して、気筒休止可能なバンクの気筒休止側通路13に供給されると、各々ロッカーシャフト15に支持され、それまで一体で駆動していたカムリフト用ロッカーアーム16a(16b)と弁駆動用ロッカーアーム17a,17a(17b,17b)が分離して駆動可能となるため、カムシャフト18の回転により駆動するカムリフト用ロッカーアーム16a,16bの駆動力が弁駆動用ロッカーアーム17a,17bに伝達されず、吸気弁と排気弁が閉状態のままとなる。これにより3つの気筒の吸気弁と排気弁が閉状態となる休筒運転を行うことができる。
そして、内燃機関Eは制振装置(ACM:Active Control Engine Mount)19を介して車体に搭載され、制振装置19は、内燃機関Eの運転状態つまり3気筒運転(休筒運転)と6気筒運転(全筒運転)との切り換えに伴う車体振動の発生を抑制するようになっている。
【0019】
また、この内燃機関Eには、スロットルバルブ(図示略)を電子制御する電子制御スロットル(ETCS:Electronic Throttle Control System)20が備えられている。
電子制御スロットル20は、例えば、運転者によるアクセルペダル(図示略)の操作量に係るアクセルペダル開度、および、例えば車両の速度(車速)VPやエンジン回転数NE等の車両の運転状態、および、例えば内燃機関EとモータMとの間のトルク配分等に基づいて制御部1にて算出されるスロットル開度に応じて、ETCSドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御する。
【0020】
例えばオートマチックトランスミッション(AT)とされるトランスミッションTは、ロックアップクラッチ(LC)21を具備するトルクコンバータ22を備えて構成され、さらに、トルクコンバータ22およびトランスミッションTの変速動作を駆動制御するための油圧を発生する電動オイルポンプ23が備えられている。
なお、電動オイルポンプ23は、バッテリ3からの電力供給により制御部1により駆動制御される。
【0021】
トルクコンバータ22は、内部に封入された作動油(ATF:Automatic Transmission Fluid)の螺旋流によってトルクの伝達を行うものであって、ロックアップクラッチ21の係合が解除されたLC_OFF状態では、作動油を介してモータMの回転軸からトランスミッションTの入力軸へとトルクが伝達(例えば、増幅伝達)される。
また、ロックアップクラッチ21が係合状態に設定されたLC_ON状態では、作動油を介さず直接にモータMの回転軸からトランスミッションTの入力軸へと回転駆動力が伝達される。
【0022】
また、ブレーキペダル(図示略)には倍力装置BSが連係され、この倍力装置BSにはブレーキマスターパワー内負圧を検出するマスターパワー内負圧センサS9が設けられている。
また、駆動輪Wにはブレーキデバイス24が備えられ、このブレーキデバイス24は制御部1の制御によって車両の急激な挙動変化の発生を抑制するものであって、例えば、滑りやすい路面等での駆動輪Wの空転を防止したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリの発生を抑制したり、制動時に駆動輪Wがロック状態となることを防止して、車両の所望の駆動力および操舵能力を確保し、車両の姿勢を安定化させると共に、クリープ力による走行を補助し、例えば内燃機関Eの停止時における勾配路での後退防止等を行う。
【0023】
制御部1には、例えば、車両の速度(車速)VPを検出する車速センサS1からの検出信号と、エンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサS2からの検出信号と、トランスミッションTのシフトポジションSHを検出するシフトポジションセンサS3からの検出信号と、ブレーキ(Br)ペダルの操作状態BRK_SWを検出するブレーキスイッチS4からの検出信号と、アクセルペダルの操作量に係るアクセルペダル開度APを検出するアクセルペダル開度センサS5からの検出信号と、スロットル開度THを検出するスロットル開度センサS6からの検出信号と、吸気管負圧PBを検出する吸気管負圧センサS7からの検出信号と、バッテリ3の温度TBATを検出するバッテリ温度センサS8からの検出信号と、マスターパワー内負圧センサS9からの検出信号と、気筒休止時において気筒休止解除側通路14の油圧を検出するPOILセンサS10からの検出信号と、パワードライブユニット2の温度TPDUを検出するPDU温度センサS11からの検出信号と、ダウンバータ5の温度TDVを検出するDV温度センサS12からの検出信号等とが入力されている。
【0024】
そして、制御部1は、例えば、ブレーキデバイス24を駆動制御して車両の挙動を安定化させるVSA(VSA:Vehicle Stability Assist)ECU31と、制振装置19を駆動制御して内燃機関Eの運転状態に起因する車体振動の発生を抑制するACMECU32と、モータMの駆動および回生作動を制御するMOTECU33と、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ6および空調装置用インバータ7を駆動制御するA/CECU34と、例えばパワードライブユニット2およびバッテリ3およびダウンバータ5およびモータM等からなる高圧電装系の監視および保護やパワードライブユニット2およびダウンバータ5の動作制御を行うHVECU35と、FI/AT/MGECU36とを備えて構成され、各ECU31,…,36は相互に通信可能に接続されている。また、各ECU31,…,36は各種の状態量を表示する計器類からなるメータ37に接続されている。
【0025】
例えば図2に示すように、FI/AT/MGECU36は、例えば内燃機関Eへの燃料供給や点火タイミング等を制御するA/F(空燃比)制御部41およびIG(イグニッション)制御部42と、トルクマネジメント部43と、パワーマネジメント部44と、エネルギーマネジメント部45とを具備するFI/MG−CPU46と、例えばトランスミッションTの変速動作およびロックアップクラッチ21の作動状態等を制御するAT−CPU47とを備えて構成されている。
【0026】
トルクマネジメント部43において、ドライバ要求トルク算出部51は、例えばアクセルペダル(AP)開度と、エンジン回転数NEと、車速VPと、シフトポジションSHと、ブレーキペダルの操作状態BRK_SWと、車両制動時に駆動輪Wがロックされることをブレーキデバイス24によって防止するアンチロックブレーキ動作の作動状態ABSとの各検出信号に基づき、車両の運転者のアクセル操作に応じて運転者から要求されるトルク値(ドライバ要求トルク)を算出し、第1トルク選択部52へ出力する。
また、C/C(クルーズコントロール)制御部53は、例えば、車速センサS1にて検出される車速VPが、車両の走行速度の目標値である目標車速となるように内燃機関EおよびモータMを制御する定速走行制御時や、先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等のように、予め車両の運転者の入力操作に応じて設定された所定の走行条件を満たす走行制御時、つまりクルーズコントロール時に目標とされるトルク値(C/C要求トルク)を算出し、第1トルク選択部52へ出力する。
第1トルク選択部52は、ドライバ要求トルクまたはC/C要求トルクの何れか大きい方のトルク値を選択し、トルク切替部54へ出力する。これにより、例えばクルーズコントロール時であっても、車両の運転者によるアクセル操作に応じたドライバ要求トルクがC/C要求トルクを超える場合にはドライバ要求トルクに応じたトルクが出力されるようになっている。
【0027】
トルク切替部54は、第1トルク選択部52から入力されるトルク値またはAT―CPU47から入力されるAT要求トルクの何れか一方を選択して、第2トルク選択部55へ出力する。
なお、AT―CPU47は、例えばトランスミッションTの変速制御において設定されるトルク値や、例えばロックアップクラッチ21の駆動時やシフトダウン等の変速時においてトランスミッションTの入力軸とモータMとの回転数の同期等の協調制御を行う際に目標とされるトルク値や、例えば運転者によるアクセルペダル操作およびブレーキペダル操作が同時に行われた場合等でのトランスミッションTの保護制御において設定されるトルク値のうち何れか1つのトルク値をAT要求トルクとして選択している。
また、AT―CPU47は、ロックアップクラッチ21を駆動する油圧をLCリニアソレノイドによって電子制御しており、ロックアップクラッチ21の係合状態であるLC_ON状態と、係合が解除されたLC_OFF状態とに加えて、ロックアップクラッチ21に適宜の滑りを生じさせる中間状態での作動を設定可能である。
【0028】
第2トルク選択部55は、トルク切替部54から入力されるトルク値またはVSAECU31から入力されるVSA要求トルクの何れか小さい方のトルク値を選択し、このトルク値をクランク軸のトルク(クランク端トルク)、つまり駆動輪Wの実質的な回転に対する目標のトルク値として設定し、第1加算部56へ出力する。
また、補機トルク−ENGフリクション算出部57は、例えば空調装置の突出圧(PD)に基づき、補機駆動に要する補機トルク(HAC)を算出すると共に、内燃機関Eの暖機運転完了後のエンジンフリクションの値を基準とした際の低温状態でのエンジンフリクションの増大分に基づき、内燃機関Eのエンジン(ENG)フリクションに係るトルク値を算出し、第1加算部56へ出力する。
第1加算部56は、クランク端トルクと補機トルク−ENGフリクション算出部57から入力されるトルク値とを加算して得た値を、パワープラント(つまり内燃機関EおよびモータM)から出力されるトルクに対する目標トルクであるパワープラント(P/P)トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
【0029】
トルク配分算出部58は、気筒休止制御部59から出力される内燃機関Eの休筒運転の実行有無に係る休筒判断と、パワーマネジメント部44から出力されるモータMに対する制限トルクおよび要求トルクとに基づき、内燃機関EおよびモータMの所定運転状態を指定する要求トルクモードを選択し、この選択結果に応じて、内燃機関EおよびモータMの各トルク指令に対するパワープラント(P/P)トルクの配分を設定する。
なお、気筒休止制御部59には、後述するパワーマネジメント部44から出力されるモータMに対する制限トルクが入力されており、気筒休止制御部59は、モータMに対する制限トルクに応じて休筒運転の実行有無を判定している。
【0030】
パワーマネジメント部44は、例えば、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力またはエネルギーマネジメント部45から出力される充放電制限電力量の何れか小さい方に基づいてモータ(MOT)制限トルクを算出し、算出したモータ制限トルクまたはHVECU35から出力されるモータ(MOT)巻線保護制限トルクの何れか小さい方を制限トルクとして設定し、トルク配分算出部58および気筒休止制御部59へ出力する。
また、パワーマネジメント部44は、例えば、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力またはエネルギーマネジメント部45から出力される要求充放電電力量の何れか小さい方に基づいてモータ(MOT)要求トルクを算出し、算出したモータ要求トルクまたはHVECU35から出力されるモータ(MOT)巻線保護制限トルクの何れか小さい方を要求トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
【0031】
なお、エネルギーマネジメント部45から出力される充放電制限電力量および要求充放電電力量は、例えばバッテリ3および補助バッテリ4の充電状態に応じて設定される充電および放電に対する制限量および要求量である。
また、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力は、例えばバッテリ3および補助バッテリ4および他の高圧電装機器の温度状態に応じて設定されるバッテリ3の出力電力の制限値であり、モータ(MOT)巻線保護制限トルクは、モータMの温度状態に応じて設定されるモータMの出力トルクの制限値である。
【0032】
トルク配分算出部58にて算出された内燃機関Eのトルク指令は減算部60に入力されており、減算部60は内燃機関Eのトルク指令から後述するフィードバック(F/B)処理部67から入力されるトルク値を減算して得た値を目標TH算出部61へ入力する。目標TH算出部61は、入力されたトルク値に基づいて、ETCSドライバの駆動に係る電子スロットル開度THに対する目標値を算出し、第3トルク選択部62へ出力する。
【0033】
第3トルク選択部62は、目標TH算出部61から入力される電子スロットル開度THの目標値またはアイドル制御部63から出力されるアイドル開度の何れか大きい方のスロットル開度値を選択し、このスロットル開度値をETCSドライバ64へ出力する。
なお、アイドル制御部63から出力されるアイドル開度は、例えば内燃機関Eのアイドル運転時において、エンジン回転数NEが所定回転数未満となることを防止するためのスロットル開度THに対する制限値である。
【0034】
また、トルクマネジメント部43のENGトルク算出部65には、エアーフローメータ(AFM)66にて検出された内燃機関Eの吸気空気量(もしくは供給酸素量)の検出信号が入力され、ENGトルク算出部65は吸気空気量の検出値に基づいて内燃機関Eから出力されるENGトルクを算出し、フィードバック(F/B)処理部67および第2加算部68へ出力する。
フィードバック(F/B)処理部67は、トルク配分算出部58にて算出された内燃機関Eのトルク指令に対して、例えばエアーフローメータ66の検出値に基づくENGトルクの算出誤差や、例えば内燃機関Eの応答特性や経年劣化や内燃機関Eの量産時における性能ばらつき等をフィードバック処理によって補正するものであって、ENGトルク算出部65にて算出されたENGトルクを減算部60へ入力する。
【0035】
第3加算部68は、ENGトルク算出部65にて算出されたENGトルクと、補機トルク−ENGフリクション算出部57から入力されるトルク値と、MOTECU33から入力されるモータ実トルクとを加算して得たトルク値を実トルク算出部69へ入力しており、実トルク算出部69は入力されたトルク値に基づき、実際にパワープラント(つまり内燃機関EおよびモータM)から出力される実トルク値を算出する。
なお、MOTECU33には、トルクマネジメント部43のトルク配分算出部58にて算出されたモータMのトルク指令がHVECU35を介して入力されており、MOTECU33は、入力されたトルク指令に基づき、実際にモータMから出力されるモータ実トルクを算出し、HVECU35を介してトルクマネジメント部43の第3加算部68へ入力する。
また、実トルク算出部69にて算出された実トルク値は、AT―CPU47に入力されており、この実トルク値に基づいてロックアップクラッチ21を駆動する油圧がLCリニアソレノイドによって電子制御されている。
【0036】
なお、トルクマネジメント部43において算出される各トルク値は、A/F(空燃比)制御部41およびIG(イグニッション)制御部42において制御される内燃機関Eの点火タイミングや空燃比やフューエルカット(燃料供給停止)の有無等に応じて補正されるようになっている。
【0037】
上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、クランク端トルクに対して、補機駆動に要する補機トルクと内燃機関Eのエンジンフリクションに係るトルクとを補正してパワープラント(P/P)トルクを算出することにより、車両駆動に要する所望のトルクを確保し、内燃機関EとモータMとの協調的な制御を適切に実行することができる。
しかも、クランク端トルクを算出する際に、各要求トルクの優先順位を、例えば優先度の高い順に、VSA要求トルク、AT要求トルク、C/C要求トルク、ドライバ要求トルクとすることによって、車両の走行挙動に対して車両の乗員が違和感を感じてしまうことを防止しつつ、運転者の走行意志を適切に反映させることができる。
すなわち、第2トルク選択部55にて、トルク切替部54から出力されるトルクとVSAECU31から出力されるVSA要求トルクとの何れか小さい方が選択されることによって、車両の走行挙動が不安定となることを防止することができる。また、トルク切替部54にて、例えばAT―CPU47からAT要求トルクが出力されている場合には、第1トルク選択部52から出力されるトルクを選択せずにAT要求トルクを選択して出力することにより、トランスミッションTでの変速動作等に係るトルク変動の発生を抑制することができる。また、第1トルク選択部52にて、ドライバ要求トルクまたはC/C要求トルクの何れか大きい方のトルクを選択することにより、クルーズコントロール時であっても、車両の運転者によるアクセル操作に応じたドライバ要求トルクがC/C要求トルクを超える場合にはドライバ要求トルクが選択されることとなり、車両の走行挙動に対して運転者の走行意志を適切に反映させることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関とモータとからなるパワープラントから出力されるトルクに対する目標値を適切に設定することができる。しかも、車両の状態に応じてトルクに対する目標値が変動する場合であっても所望のトルクを確保し、内燃機関とモータとの協調的な制御を適切に実行することができる。
さらに、請求項2に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両の多様な運転状態に応じた適切なトルクの目標値を設定することができる。
さらに、請求項3に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、各種補機類の作動状態に応じてトルクに対する目標値が変動する場合であっても所望のトルクを確保し、内燃機関とモータとの協調的な制御を適切に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。
【図2】図1に示す制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
1 制御部
3 バッテリ(蓄電装置)
31 VSAECU(駆動力要求手段、走行挙動制御手段)
47 AT―CPU(駆動力要求手段、トランスミッション制御手段)
51 ドライバ要求トルク算出部(駆動力要求手段)
53 C/C(クルーズコントロール)制御部(駆動力要求手段、クルーズコントロール手段)
52 第1トルク選択部(最終目標トルク設定手段)
54 トルク切替部(最終目標トルク設定手段)
55 第2トルク選択部(最終目標トルク設定手段)
56 第1加算部(最終目標トルク設定手段)
58 トルク配分算出部(最終目標トルク設定手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control apparatus for a hybrid vehicle that is mounted on a hybrid vehicle that travels and drives using an internal combustion engine and a motor together, and that transmits at least the driving force of either the internal combustion engine or the motor to drive wheels.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor as drive sources, and travels by transmitting at least one of the drive force of the internal combustion engine or motor to drive wheels, the driving state of the vehicle (for example, the speed of the vehicle) There is known a control device for a hybrid vehicle that sets an engine torque required for an internal combustion engine and a motor torque required for the motor in accordance with the opening degree of the accelerator pedal and the accelerator pedal (for example, see Patent Document 1).
Also, in such a hybrid vehicle control device, the control device is, for example, a plurality of logical components that can communicate with each other, such as components of a mechanical output generation source and components of an electrical output generation source. For electrical equipment that can be divided and configured to output both mechanical output and electrical output, such as a motor, the function to generate mechanical output is assigned to the components of the mechanical output source. A control device for a hybrid vehicle that assigns a function of generating an electrical output to a component of an electrical output generation source is known (see, for example, Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-98612 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-176705 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the control apparatus for a hybrid vehicle according to the above-described prior art, the driving state of the vehicle is simply determined from the speed of the vehicle and the accelerator pedal opening, and a map search of a predetermined map corresponding to the driving state is performed on the transmission. Since only the target value of torque to be output is set, the desired torque can be ensured when the torque actually output to the transmission fluctuates according to other vehicle state quantities. In addition to the possibility of disappearing, there arises a problem that it is difficult to appropriately execute cooperative control between the internal combustion engine and the motor.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and appropriately sets a target value for torque output from a power plant including an internal combustion engine and a motor, and outputs the target value of this torque from the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle capable of appropriately distributing the target value of torque and the target value of motor torque output from the motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, a hybrid vehicle control device according to a first aspect of the present invention includes an internal combustion engine and a motor as power sources, and an electric storage that exchanges electric energy with the motor. A device (for example, the
[0007]
According to the hybrid vehicle control apparatus having the above-described configuration, any one of the target torques set by the plurality of driving force requesting units is selected, and for example, the internal combustion engine friction loss and various compensations are selected with respect to the selected target torque. By performing a predetermined correction related to the consumption torque and the like in the machinery, a target value for the torque output from the power plant composed of the internal combustion engine and the motor can be set appropriately.
[0008]
Further, in the hybrid vehicle control device according to the second aspect of the present invention, the plurality of driving force requesting means are cruise control means (for example, an embodiment) for automatically setting the traveling state of the vehicle to a predetermined traveling state. C / C (cruise control) control unit 53), transmission control means for controlling the operating state of the transmission (for example, AT-
[0009]
According to the hybrid vehicle control device having the above configuration, for example, in addition to the driver request torque requested by the driver in response to the accelerator operation of the driver of the vehicle, the cruise control means, the transmission control means, and the travel behavior control means By setting a target value for the torque output from the power plant composed of the internal combustion engine and the motor based on each output target torque, an appropriate target value corresponding to the various driving states of the vehicle is set. Can do.
When selecting one of the target torques set by the plurality of driving force requesting means and setting the final target torque, the priority order of each target torque is set, for example, in descending order of priority. By setting the target torque output from the behavior control means, the target torque output from the transmission control means, the target torque output from the cruise control means, and the driver request torque, the vehicle occupant feels uncomfortable with the driving behavior of the vehicle. It is possible to appropriately reflect the driving intention of the driver while preventing the driver from feeling.
[0010]
Furthermore, in the hybrid vehicle control device according to the third aspect of the present invention, the final target torque setting means selects the auxiliary torque required for driving the auxiliary connected to the power plant as the selected target torque. A value obtained by adding to is set as the final target torque.
[0011]
According to the hybrid vehicle control apparatus having the above-described configuration, it is possible to appropriately set a target value for torque output from a power plant including an internal combustion engine and a motor, and for example, according to operating states of various auxiliary machines. Even when the target value with respect to the torque fluctuates, a desired torque can be ensured and cooperative control between the internal combustion engine and the motor can be appropriately executed.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a control apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a parallel hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, in which an internal combustion engine E, a motor M, and a transmission T are directly connected in series. The driving force of both the internal combustion engine E and the motor M is distributed between the left and right driving wheels (front wheels or rear wheels) W, W from a transmission T such as an automatic transmission (AT) or a manual transmission (MT). It is transmitted to the drive wheels W of the vehicle via a differential (not shown). When the driving force is transmitted from the driving wheel W side to the motor M side during deceleration of the hybrid vehicle, the motor M functions as a generator to generate a so-called regenerative braking force, and recovers the kinetic energy of the vehicle body as electric energy. To do.
[0013]
For example, a motor M composed of a three-phase DC brushless motor or the like is connected to a power drive unit (PDU) 2. The power drive unit 2 includes a PWM inverter by pulse width modulation (PWM) having a bridge circuit formed by bridge connection using, for example, a plurality of transistor switching elements, and includes a motor M and electric power (power running (drive or assist) of the motor M). A high-voltage nickel-hydrogen battery (battery) 3 is connected to exchange power supplied to the motor M during operation and regenerative power output from the motor M during regenerative operation.
The drive and regenerative operation of the motor M are performed by the power drive unit 2 in response to a control command from the control unit 1. That is, when the motor M is driven, for example, the power drive unit 2 converts the DC power output from the
[0014]
A 12-volt auxiliary battery 4 for driving various auxiliary machines is connected in parallel to the power drive unit 2 and the
[0015]
In addition, a rotation shaft of an air conditioner motor (not shown) provided in a hybrid air conditioner compressor (HBAC) 6 for an air conditioner is connected to the crankshaft of the internal combustion engine E through, for example, a belt and a clutch. The air conditioner motor is connected to an air conditioner inverter (HBAC INV) 7. The air conditioner inverter 7 is connected in parallel to the power drive unit 2 and the
That is, the hybrid air-
[0016]
In addition, between the internal combustion engine E and the motor for an air conditioner, for example, a crankshaft pulley provided integrally with a crankshaft of the internal combustion engine E is paired with the crankshaft pulley, and for the air conditioner via a clutch. A drive shaft pulley provided integrally with a drive shaft connectable to the rotation shaft of the motor, and a belt spanned between the crank shaft pulley and the drive shaft pulley are provided. That is, a driving force is transmitted between the crankshaft pulley and the drive shaft pulley via the belt.
[0017]
The internal combustion engine E is a so-called SOHC V-type 6-cylinder engine, in which three cylinders in one bank are provided with a variable valve timing mechanism VT capable of cylinder deactivation, and the three cylinders in the other bank are cylinders. It has a structure equipped with a normal valve mechanism (not shown) that does not perform a rest operation (cylinder operation). In each of the three cylinders capable of cylinder deactivation, two intake valves and two exhaust valves are closed by the variable valve timing mechanism VT via the
In other words, the internal combustion engine E switches between a three-cylinder operation (cylinder operation) in which three cylinders in one bank are deactivated and a six-cylinder operation (all cylinder operation) in which all six cylinders in both banks are driven. Will be.
[0018]
Specifically, a part of the hydraulic fluid supplied from the
The internal combustion engine E is mounted on the vehicle body via a vibration control device (ACM: Active Control Engine Mount) 19, and the
[0019]
The internal combustion engine E is provided with an electronic throttle control system (ETCS) 20 that electronically controls a throttle valve (not shown).
The
[0020]
For example, a transmission T, which is an automatic transmission (AT), includes a
The
[0021]
The
Further, in the LC_ON state in which the
[0022]
Further, a booster BS is linked to a brake pedal (not shown), and this booster BS is provided with a master power negative pressure sensor S9 for detecting a brake master power negative pressure.
Further, the drive wheel W is provided with a
[0023]
The control unit 1 includes, for example, a detection signal from the vehicle speed sensor S1 that detects the vehicle speed (vehicle speed) VP, a detection signal from the engine speed sensor S2 that detects the engine speed NE, and a shift position of the transmission T. A detection signal from the shift position sensor S3 that detects SH, a detection signal from the brake switch S4 that detects the operation state BRK_SW of the brake (Br) pedal, and an accelerator pedal opening AP related to the operation amount of the accelerator pedal are detected. A detection signal from the accelerator pedal opening sensor S5, a detection signal from the throttle opening sensor S6 that detects the throttle opening TH, a detection signal from the intake pipe negative pressure sensor S7 that detects the intake pipe negative pressure PB, A detection signal from the battery temperature sensor S8 for detecting the temperature TBAT of the
[0024]
For example, the control unit 1 drives and controls the VSA (VSA: Vehicle Stability Assist)
[0025]
For example, as shown in FIG. 2, the FI / AT /
[0026]
In the
The C / C (cruise control)
The first
[0027]
The
Note that the AT-
Further, the AT-
[0028]
The second
Further, the auxiliary machine torque-ENG
The
[0029]
The torque
The cylinder
[0030]
For example, the
In addition, the
[0031]
The charge / discharge limit power amount and the required charge / discharge power amount output from the
The battery (BATT) protection limit power output from the
[0032]
The torque command for the internal combustion engine E calculated by the torque
[0033]
The third
The idle opening output from the
[0034]
The ENG
The feedback (F /
[0035]
The
Note that the torque command of the motor M calculated by the torque
The actual torque value calculated by the actual
[0036]
Each torque value calculated by the
[0037]
As described above, the hybrid vehicle control apparatus according to the present embodiment corrects the auxiliary machine torque required for driving the auxiliary machine and the torque related to the engine friction of the internal combustion engine E with respect to the crank end torque. By calculating the plant (P / P) torque, a desired torque required for driving the vehicle can be ensured, and cooperative control of the internal combustion engine E and the motor M can be appropriately executed.
In addition, when calculating the crank end torque, the priority order of each required torque is, for example, VSA required torque, AT required torque, C / C required torque, and driver required torque in descending order of priority. It is possible to appropriately reflect the driving intention of the driver while preventing the vehicle occupant from feeling uncomfortable with respect to the driving behavior.
That is, when the second
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the hybrid vehicle control apparatus of the first aspect of the present invention, the target value for the torque output from the power plant including the internal combustion engine and the motor can be set appropriately. Moreover, even when the target value for torque varies according to the state of the vehicle, a desired torque can be ensured and cooperative control between the internal combustion engine and the motor can be appropriately executed.
Furthermore, according to the control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention as set forth in claim 2, it is possible to set a target value of an appropriate torque corresponding to various driving states of the vehicle.
Furthermore, according to the hybrid vehicle control device of the present invention as set forth in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a control apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a control unit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1
31 VSAECU (driving force request means, travel behavior control means)
47 AT-CPU (driving force request means, transmission control means)
51 Driver required torque calculation unit (driving force request means)
53 C / C (cruise control) control unit (driving force request means, cruise control means)
52 1st torque selection part (final target torque setting means)
54 Torque switching unit (final target torque setting means)
55 Second torque selection unit (final target torque setting means)
56 1st addition part (final target torque setting means)
58 Torque distribution calculation unit (final target torque setting means)
Claims (3)
少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関および前記モータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクに対する目標トルクを設定する複数の駆動力要求手段と、
前記複数の駆動力要求手段にて設定される各目標トルクの何れかひとつを選択し、選択した目標トルクに所定の補正を行って最終目標トルクを設定する最終目標トルク設定手段と、
前記最終目標トルクを、前記内燃機関から出力可能なエンジントルクに対する目標エンジントルクと、前記モータから出力可能なモータトルクに対する目標モータトルクとに配分する目標トルク配分手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。An internal combustion engine and a motor as a power source, and a power storage device that exchanges electric energy with the motor,
A control device for a hybrid vehicle, wherein at least one of the internal combustion engine or the motor is connected to a drive wheel of the host vehicle via a transmission, and a driving force is transmitted to the drive wheel.
A plurality of driving force requesting means for setting a target torque for a power plant torque that can be output from a power plant comprising the internal combustion engine and the motor;
A final target torque setting unit that selects any one of the target torques set by the plurality of driving force requesting units, performs a predetermined correction on the selected target torque, and sets a final target torque;
A hybrid comprising target torque distribution means for distributing the final target torque to a target engine torque for an engine torque that can be output from the internal combustion engine and a target motor torque for a motor torque that can be output from the motor. Vehicle control device.
を備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。The plurality of driving force requesting means, a cruise control means for automatically setting the traveling state of the vehicle to a predetermined traveling state, a transmission control means for controlling the operating state of the transmission, and a traveling behavior of the vehicle set to a predetermined state The hybrid vehicle control device according to claim 1, further comprising a traveling behavior control unit configured to perform the control.
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