JP2005160252A - Travel control unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン及びモータを備えるハイブリッド車両用の走行制御装置に関する。 The present invention relates to a travel control device for a hybrid vehicle including an engine and a motor.
車両には、運転者がアクセル操作を行わない場合でも、車両側(制御装置)でスロットル開度を調整して車速を制御する車両がある。車両側で車速を制御するものとしては、運転者がアクセルペダルをオフした場合でも運転者が設定した車速に保持するクルーズコントロールや前方の車両との車間距離に基づいて車速を制御するもの等がある(特許文献1〜2参照)。
Some vehicles control the vehicle speed by adjusting the throttle opening on the vehicle side (control device) even when the driver does not perform the accelerator operation. Vehicles that control vehicle speed on the vehicle side include cruise control that maintains the vehicle speed set by the driver even when the driver turns off the accelerator pedal, and vehicle speed that is controlled based on the distance between the vehicle and the vehicle ahead. Yes (see
また、車両には、エンジン及びモータを備えるハイブリッド車両がある(特許文献3〜5参照)。ハイブリッド車両には、エンジン及びモータで車輪を駆動するパラレルハイブリッド車両、エンジン又はモータのいずれか一方で車輪を駆動するシリーズハイブリッド車両、前輪又は後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動する4輪駆動可能なハイブリッド車両等の様々な形態がある。
しかしながら、ハイブリッド車両には、運転者がアクセル操作を行わない場合でも車両側(制御装置)で車速を制御するものがない。特に、ハイブリッド車両は、燃費の向上を目的としているので、車両側で車速を制御する場合にも低燃費化が望まれる。 However, there is no hybrid vehicle that controls the vehicle speed on the vehicle side (control device) even when the driver does not perform the accelerator operation. In particular, since the hybrid vehicle aims to improve fuel consumption, it is desired to reduce fuel consumption even when the vehicle speed is controlled on the vehicle side.
そこで、本発明は、ハイブリッド車両において車速制御を低燃費で実現する車両用走行制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle travel control device that realizes vehicle speed control with low fuel consumption in a hybrid vehicle.
本発明に係る車両用走行制御装置は、エンジン及びモータを備えるハイブリッド車両における走行状態を制御する車両用走行制御装置であって、アクセルオフ時に車速を制御し、車速制御時に加速が必要な場合にはモータでトルクアシストすることを特徴とする。 A vehicular travel control apparatus according to the present invention is a vehicular travel control apparatus that controls a travel state in a hybrid vehicle including an engine and a motor. The vehicular travel control apparatus controls vehicle speed when the accelerator is off and acceleration is required when controlling the vehicle speed. Is characterized by torque assist with a motor.
この車両用走行制御装置では、運転者がアクセルペダルをオフした場合、車速制御を行う。通常、アクセルオフ時には駆動力が得られないので減速するが、この制御装置ではアクセルオフ時の状態(アクセル加速度、路面μ、レーザレーダによる車間距離等)に従い車速を定速に保持あるいは車速の減速度を可変にする等の車速制御を行い、車両側で車速を調整する。そのために、制御装置では、車速を定速に保持したりあるいは減速度を緩やかにしたりするために加速が必要な場合には、モータを駆動させ、その駆動力によってトルクアシストして所定の加速を得る。このように、制御装置では、アクセルオフ時には、エンジンではなく、モータによる駆動力又はエンジン高効率動作点での駆動とモータによるアシスト走行によって車速を調整するので、駆動力を発生させるためのエネルギ効率が良く、燃費を向上させることができる。特に、アクセルオフ時にもトルクアシストしない場合に比べて車速が低下しないので、運転者によるアクセル操作回数、アクセル操作量、アクセル操作速度が減るので、燃費が向上する。 In this vehicle travel control device, vehicle speed control is performed when the driver turns off the accelerator pedal. Normally, when the accelerator is off, the driving force cannot be obtained and the vehicle decelerates. However, this control device maintains the vehicle speed at a constant speed or reduces the vehicle speed according to the accelerator off state (accelerator acceleration, road surface μ, distance between vehicles by laser radar, etc.). Car speed control such as variable speed is performed, and the vehicle speed is adjusted on the vehicle side. Therefore, in the control device, when acceleration is necessary to maintain the vehicle speed at a constant speed or slow down the deceleration, the motor is driven, and torque is assisted by the driving force to perform a predetermined acceleration. obtain. In this way, when the accelerator is off, the control device adjusts the vehicle speed not by the engine but by the driving force by the motor or the driving at the engine high efficiency operating point and the assist running by the motor, so that the energy efficiency for generating the driving force is increased. The fuel consumption can be improved. In particular, since the vehicle speed does not decrease even when the accelerator is off as compared with the case where torque assist is not performed, the number of accelerator operations by the driver, the amount of accelerator operation, and the accelerator operation speed are reduced, thereby improving fuel efficiency.
なお、ハイブリッド車両は、エンジン及びモータを備える車両であり、少なくともモータによって駆動力を得ることができる車両であり、例えば、パラレルハイブリッド車両、シリーズハイブリッド車両、前輪又は後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動する4輪駆動可能なハイブリッド車両がある。車速制御には、例えば、アクセルペダルをオフした時の車速を保持する制御、車速の減速度を可変にする制御、運転者等が設定した車速を保持する制御がある。 The hybrid vehicle is a vehicle including an engine and a motor, and is a vehicle that can obtain a driving force by at least the motor. For example, one of the parallel hybrid vehicle, the series hybrid vehicle, the front wheel, and the rear wheel is driven by the engine. There is a four-wheel drive hybrid vehicle in which the other is driven by a motor. The vehicle speed control includes, for example, a control for holding the vehicle speed when the accelerator pedal is turned off, a control for changing the deceleration of the vehicle speed, and a control for holding the vehicle speed set by the driver.
本発明の上記車両用走行制御装置では、車速制御時の目標車速をバッテリの充電量に応じて変更する目標車速変更手段を備える構成としてもよい。 The vehicle travel control device of the present invention may include a target vehicle speed changing unit that changes the target vehicle speed during vehicle speed control according to the amount of charge of the battery.
この車両用走行制御装置では、目標車速変更手段によってバッテリの充電量に応じて目標車速を変更し、その目標車速になるために必要なモータによる駆動力(ひいては、加速)を発生させる。このように、制御装置では、バッテリの充電量に応じてモータによるトルクアシスト量(目標車速)を変更することによって(具体的には、充電量の低下に応じてトルクアシスト量を減らすことによって)、電力消費を抑えることができ、モータによるアシスト時間を長くすることができる。その結果、車速制御におけるエネルギ効率が良くなり、燃費が向上する。 In this vehicle travel control device, the target vehicle speed is changed by the target vehicle speed changing means according to the amount of charge of the battery, and the driving force (and hence acceleration) by the motor necessary to reach the target vehicle speed is generated. Thus, in the control device, the torque assist amount (target vehicle speed) by the motor is changed according to the charge amount of the battery (specifically, the torque assist amount is decreased according to the decrease in the charge amount). Power consumption can be suppressed, and the assist time by the motor can be lengthened. As a result, energy efficiency in vehicle speed control is improved, and fuel efficiency is improved.
本発明の上記車両用走行制御装置では、車速制御時にエンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御手段を備える構成としてもよい。 The vehicle travel control apparatus of the present invention may include a fuel cut control means for stopping the supply of fuel to the engine during vehicle speed control.
この車両用走行制御装置では、フューエルカット制御手段によって車速制御時にはエンジンへの燃料の供給を停止し、エンジンに無駄な燃料を供給しない。その結果、更なる燃費の向上を図ることができる。 In this vehicle travel control device, the fuel cut control means stops the fuel supply to the engine during vehicle speed control, and does not supply unnecessary fuel to the engine. As a result, the fuel consumption can be further improved.
なお、本発明の上記車両用走行制御装置では、ニュートラルレンジ制御(シフト位置を自動でニュートラルレンジに設定する制御)を構成する手段を備えるものであってもよい。このニュートラルレンジ制御によりエンジンのフリクションロスを減らすことができるので、モータアシストを更に効率良く制御可能である。 Note that the vehicle travel control device of the present invention may include means for configuring neutral range control (control for automatically setting the shift position to the neutral range). Since this neutral range control can reduce the friction loss of the engine, the motor assist can be controlled more efficiently.
本発明の上記車両用走行制御装置では、前方の車両との車間距離を取得する車間距離取得手段、前方の車両との相対速度を取得する相対速度取得手段、車両の周辺状況を取得する周辺状況取得手段の少なくとも1つの取得手段と、車間距離、相対速度、周辺状況の少なくとも1つの情報に基づいて、車速制御を行うか否かを判定する制御判定手段とを備える構成としてもよい。 In the vehicle travel control device of the present invention, the inter-vehicle distance acquisition means for acquiring the inter-vehicle distance with the preceding vehicle, the relative speed acquisition means for acquiring the relative speed with the preceding vehicle, and the surrounding situation for acquiring the surrounding situation of the vehicle It is good also as a structure provided with the at least 1 acquisition means of an acquisition means, and the control determination means which determines whether vehicle speed control is performed based on at least 1 information of a distance between vehicles, a relative speed, and a surrounding condition.
この車両用走行制御装置では、車間距離取得手段、相対速度取得手段、周辺状況取得手段の少なくとも1つの手段によって車速を制御する上で安全性において与える情報を取り入れ、制御判定手段によって前方の車両との車間距離や相対速度、車両の周辺状況の少なくと1つの情報に基づいて車両の周辺の状況が車速制御を行ってよい状況か否かを判定する。このように、制御装置では、前方の車両との関係や路面状況や天候等の周辺状況に応じて車速制御を行うか否かを判定するので、安全走行が可能な場合だけ車速制御を行うことができる。 In this vehicular travel control device, information given in safety in controlling the vehicle speed by means of at least one of an inter-vehicle distance acquisition means, a relative speed acquisition means, and a surrounding situation acquisition means is taken in, and a control judgment means Based on at least one piece of information such as the inter-vehicle distance, relative speed, and vehicle surrounding situation, it is determined whether or not the situation around the vehicle is a situation in which vehicle speed control may be performed. In this way, the control device determines whether or not to perform vehicle speed control according to the relationship with the vehicle ahead, road surface conditions, and surrounding conditions such as weather, so vehicle speed control is performed only when safe traveling is possible. Can do.
なお、車両の周辺状況は、車両の周りにおいて車速を制御する上で影響を与えるものであり、例えば、路面の状況(路面摩擦係数等)、天候、渋滞状況がある。 It should be noted that the surrounding situation of the vehicle has an influence on controlling the vehicle speed around the vehicle, and includes, for example, a road surface condition (such as a road surface friction coefficient), weather, and a traffic jam condition.
本発明の上記車両用走行制御装置では、車速制御時に運転者の加速要求を検出した場合にはモータによりエンジンの再始動をアシストする構成としてもよい。 The vehicle travel control apparatus of the present invention may be configured to assist the restart of the engine with a motor when a driver's acceleration request is detected during vehicle speed control.
この車両用走行制御装置では、車速制御時に運転者の加速要求を検出した場合には、その加速要求に応じたエンジンの駆動力が車軸に十分に伝わるまで、モータによる駆動力によってアシストする。このアシストによって、エンジンの再始動をスムーズかつ速やかに行うことができ、運転者の加速要求に応じた加速を発生させることができる。 In this vehicular travel control device, when a driver's acceleration request is detected during vehicle speed control, the driving force of the engine is assisted by the driving force of the engine until the driving force of the engine corresponding to the acceleration request is sufficiently transmitted to the axle. With this assist, the engine can be restarted smoothly and promptly, and acceleration according to the driver's acceleration request can be generated.
本発明の上記車両用走行制御装置では、エンジン再始動時のモータのアシスト量をバッテリの充電量に基づいて設定すると好適である。 In the vehicle travel control device of the present invention, it is preferable that the assist amount of the motor at the time of restarting the engine is set based on the charge amount of the battery.
この車両用走行制御装置では、エンジンの再始動する場合のモータのアシスト量をバッテリの充電量に応じて設定する(具体的には、バッテリ充電量が少ない場合にはアシスト量も減らす)。このようにアシスト量を設定しておくことによって、バッテリの充電量が極端に低下することがなくなり、車速制御時におけるモータによるトルクアシスト量の低減を防止でき、ドライバビリティの悪化を防止することができる。 In this vehicle travel control device, the assist amount of the motor when the engine is restarted is set according to the charge amount of the battery (specifically, the assist amount is also reduced when the battery charge amount is small). By setting the assist amount in this way, the charge amount of the battery is not drastically reduced, the reduction of the torque assist amount by the motor at the time of vehicle speed control can be prevented, and the deterioration of drivability can be prevented. it can.
本発明の上記車両用走行制御装置では、車速制御時のモータのトルクアシスト量をエンジン再始動時のモータのアシストに必要な推定電力を差し引いたバッテリの充電量に基づいて設定すると好適である。 In the vehicle travel control apparatus of the present invention, it is preferable that the torque assist amount of the motor at the time of vehicle speed control is set based on the charge amount of the battery obtained by subtracting the estimated power necessary for assisting the motor at the time of engine restart.
この車両用走行制御装置では、エンジンの再始動をアシストする際のモータの電力消費量を推定し、その推定した電力消費量を差し引いたバッテリの充電量に基づいてモータのトルクアシスト量を設定する。そのため、運転者の加速要求に応じてエンジンが再始動する際に、バッテリにはモータでアシストするために必要な電力が確保されているので、常時、モータによるアシストが可能である。 In this vehicular travel control device, the power consumption of the motor when assisting the engine restart is estimated, and the torque assist amount of the motor is set based on the charge amount of the battery obtained by subtracting the estimated power consumption. . Therefore, when the engine is restarted in response to the driver's acceleration request, the battery has sufficient power to assist with the motor, so that the motor can always assist.
本発明によれば、ハイブリッド車両において、運転者のアクセル操作がない時にはモータによる駆動力を利用することによって低燃費で車速制御を行うことができる。 According to the present invention, in a hybrid vehicle, when there is no driver's accelerator operation, vehicle speed control can be performed with low fuel consumption by utilizing the driving force of a motor.
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用走行制御装置の実施の形態を説明する。 Embodiments of a vehicle travel control apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施の形態では、本発明に係る車両用走行制御装置を、後輪をエンジンで駆動し、前輪をモータ・ジェネレータで駆動する4輪駆動可能なパラレルハイブリッド車両のECU[Electronic Control Unit]に適用する。本実施の形態に係るECUは、エンジン、モータ及びオートマチックトランスミッション等を制御し、特に、アクセルオフ時には車速制御を行う。 In the present embodiment, the vehicular travel control apparatus according to the present invention is applied to an ECU [Electronic Control Unit] of a parallel hybrid vehicle capable of four-wheel drive in which rear wheels are driven by an engine and front wheels are driven by a motor / generator. To do. The ECU according to the present embodiment controls an engine, a motor, an automatic transmission, and the like, and particularly performs vehicle speed control when the accelerator is off.
図1を参照して、ハイブリッド車両1の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係るECUを搭載したハイブリッド車両の構成図である。
The configuration of the
ハイブリッド車両1は、後輪RW,RWを駆動するエンジン2及び前輪FW,FWをそれぞれ駆動する2個のモータ・ジェネレータ3,3を備えている。ハイブリッド車両1は、通常、エンジン2の駆動力によって後輪RW,RWをする後輪駆動車として走行し、必要に応じてモータ・ジェネレータ3,3の駆動力によって前輪FW,FWも駆動する4輪駆動車として走行する。特に、アクセルオフ時には、ハイブリッド車両1は、モータ・ジェネレータ3,3の駆動力によって後輪RW,RWのみを駆動する前輪駆動車として走行する。
The
ハイブリッド車両1では、エンジン2の駆動力をオートマチックトランスミッション4で変換し、プロペラシャフト5を介してリアディファレンシャル6に伝達する。そして、ハイブリッド車両1では、リアディファレンシャル6からドライブシャフト7に左右均等に駆動力を伝達し、ドライブシャフト7から後輪RW,RWに駆動力を伝達する。オートマチックトランスミッション4は、ロックアップクラッチ4aを備えており、ロックアップクラッチ4aによりエンジン2を機械的に直結することができる。さらに、ハイブリッド車両1では、エンジン2の駆動力をプーリ8を介してジェネレータ9に伝達する。ジェネレータ9では、そのエンジン2の駆動力により発電を行う。また、ハイブリッド車両1では、モータ・ジェネレータ3,3の駆動力を左右のドライブシャフト10,10を介して前輪FW,FWに各々伝達する。そして、ハイブリッド車両1では、エンジン2及びモータ・ジェネレータ3、オートマチックトランスミッション4等からなるこれらパワートレインを総合的にECU11で制御する。
In the
エンジン2は、電子制御式燃料噴射装置2aを備えており、ECU11からの指令に応じて電子制御式燃料噴射装置2aから燃料が噴射される。また、電子制御式燃料噴射装置2aは、フューエルカット機能を有しており、ECU11からの指令に応じてエンジン2への燃料の供給を停止する。
The
モータ・ジェネレータ3,3は、交流同期モータであり、インバータ12,12からの三相交流電力によって各々駆動される。また、モータ・ジェネレータ3,3は、ジェネレータとしての機能を有しており、前輪FW,FWの回転エネルギを電気エネルギに変換し、回生発電を行う。インバータ12,12は、高電圧バッテリ13に充電されている電力を直流から交流に変換し、モータ・ジェネレータ3、3に供給する。また、インバータ12,12は、モータ・ジェネレータ3,3からの回生発電による電力を交流から直流に変換し、高電圧バッテリ13に充電する。さらに、高電圧バッテリ13には、ジェネレータ9によって発電される電力も充電される。このジェネレータ9の電力は、そのまま補機類でも使用される場合もある。また、高電圧バッテリ13に充電されている電力を、DC−DCコンバータ14を介して12Vバッテリ15に充電することも可能である。なお、モータは、DCモータ、シンクロナスモータでもよい。
図1〜図9を参照して、ECU11について詳細に説明する。図2は、ECUが保持する車速及びSOCに応じた暫定アシスト量を示す第1マップである。図3は、ハイブリッド車両においてアクセルペダルがオフからオンした場合の状態を示す図であり、(a)がモータのパワーを示す図であり、(b)がアクセルペダルのオン/オフ状態を示す図であり、(c)がロックアップクラッチのオン/オフ状態を示す図である。図4は、ECUが保持するモータ消費エネルギ推定量に応じた推定SOCを示す第2マップである。図5は、ECUが保持する暫定アシスト量及び路面摩擦係数に応じた推定スリップ率を示す第3マップである。図6は、ECUが保持する推定スリップ率に応じた最終アシスト量を示す第4マップである。図7は、ECUにおける車速保持制御を示す図であり、(a)がアクセルペダルのオン/オフ状態を示す図であり、(b)が車速を示す図である。図8は、ECUにおける減速度可変制御を示す図であり、(a)がアクセルペダルのオン/オフ状態を示す図であり、(b)が車速を示す図である。図9は、ハイブリッド車両においてモータアシストモードから回生モードに移行した場合の状態を示す図であり、(a)がアクセルペダルのオン/オフ状態を示す図であり、(b)がブレーキペダルのオン/オフ状態を示す図であり、(c)がマスタシリンダの油圧の変化を示す図であり、(d)が車速を示す図である。
The
ECU11は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットである。ECU11は、各種センサが接続され、各種センサからの検出値に基づいて各種制御量を設定し、エンジン2(電子制御式燃料噴射装置2aやスロットルバルブ(図示せず)等)、モータ・ジェネレータ3,3(実際には、インバータ12,12)、オートマチックトランスミッション4(ロックアップクラッチ4a等)を制御する。ECU11では、通常、アクセル開度等に基づいてエンジン2を制御し、後輪駆動車として機能させる。また、ECU11では、路面状態(例えば、路面摩擦係数、またぎ路)等に基づいて4輪駆動が必要な否かを判定し、4輪駆動が必要な場合にはインバータ12,12を制御してモータ・ジェネレータ3,3を駆動し、4輪駆動車として機能させる。さらに、ECU11は、アクセルオフ時には車速制御(特に、定常走行アシスト制御と呼ぶ)を実行し、インバータ12,12を制御してモータ・ジェネレータ3,3を駆動し、前輪駆動車として機能させる。
The
この車速制御では、運転者がアクセルペダル16を操作しない(運転者による加速要求がない)場合でも、車両側(ECU11)で車速を制御する。特に、この車速制御では、ハイブリッド車両1における更なる燃費の向上を目的としており、定常走行時にモータ・ジェネレータ3,3による駆動力を利用してトルクアシストする(前輪駆動状態にする)。この定常走行アシスト制御を実現するために、ECU11は、制御判定機能、制御初期機能、制御切換機能、車速保持制御機能、減速度可変制御機能、再始動アシスト機能、回生機能を有している。これら機能を行う上で必要な情報を取得するために、ECU11には、レーザレーダセンサ20、アクセルペダルストロークセンサ21、車輪速センサ22,22,22,22、SOC[State Of Charge]センサ23、電流センサ24,24、ブレーキペダルストロークセンサ25が接続され、各センサから検出値が取り入れられる。
In this vehicle speed control, even when the driver does not operate the accelerator pedal 16 (the driver does not request acceleration), the vehicle speed (ECU 11) controls the vehicle speed. In particular, this vehicle speed control is intended to further improve fuel efficiency in the
レーザレーダセンサ20は、前方にレーザ光を照射し、そのレーザ光が反射して戻ってくるまでの時間を計測するセンサである。レーザレーダセンサ20以外にもミリ波レーダセンサ等の他のセンサを用いてもよい。アクセルペダルストロークセンサ21は、アクセルペダル16の操作量を検出するセンサである。車輪速センサ22は、4輪に各々設けられ、各車輪の回転速度を検出するセンサである。車輪速センサ22の検出値に基づいて車速を推定するが、車輪速センサ22以外の他の車速センサを用いてもよい。SOCセンサ23は、高電圧バッテリ13の充電量を検出するセンサである。電流センサ24は、インバータ12から供給する三相交流の各相電流を検出センサである。ブレーキペダルストロークセンサ25は、ブレーキペダル17の操作量を検出するセンサである。
The
制御判定機能は、車両側で車速を制御する上で、前方との車両との関係で安全走行を行うことができるか否かを判定する機能である。制御判定機能では、レーザレーダセンサ20からの検出値に基づいて前方の車両との車間距離を演算し、その車間距離が所定距離以上の場合には定常走行アシスト制御可能と判定し、所定距離未満の場合には定常走行アシスト制御不可と判定する。あるいは、制御判定機能では、レーザレーダセンサ20からの検出値に基づいて前方の車両との相対速度を演算し、その相対速度が所定速度未満の場合には定常走行アシスト制御可能と判定し、所定速度以上の場合には定常走行アシスト制御不可と判定する。また、制御判定機能では、車間距離と相対速度の両方の用いて判定を行ってもよい。所定距離や所定速度は、安全走行を行うことができるか否かを判定をするための基準値であり、実験やシミュレーション等により予め設定されている。そして、制御判定機能では、定常走行アシスト制御を行う上で安全走行に支障がないと判定すると、アクセルペダルストロークセンサ21からの検出値に基づいて、アクセルペダル16がオフ(全閉)か否かを判定し、オフの場合には制御初期機能に移行し、オンの場合にはアクセル操作に応じた他制御(特に、オフからオンになった場合には再始動アシスト機能)に移行する。
The control determination function is a function for determining whether or not safe traveling can be performed in relation to the vehicle ahead when controlling the vehicle speed on the vehicle side. In the control determination function, the inter-vehicle distance from the vehicle ahead is calculated based on the detection value from the
また、制御判定機能では、車両の周辺状況に基づいて定常走行アシスト制御を行うか否かの判定を行ってよい。車両の周辺状況としては、路面摩擦係数、天候、渋滞情報等である。例えば、路面摩擦係数が低い場合、天候において雨や強風の場合、渋滞の場合には定常走行アシスト制御不可と判定する。路面摩擦係数の検出方法としては、ABS[Anti-Lock Brake System]制御等で用いられている方法を用い、センサで検出した車輪速や車両の前後方向の加速度等に基づいて演算によって求める。天候や渋滞情報の取得方法としては、VICS[Vehicle Information Communication Systems]等を利用する。 Further, in the control determination function, it may be determined whether or not the steady travel assist control is performed based on the surrounding situation of the vehicle. The surrounding conditions of the vehicle are road surface friction coefficient, weather, traffic jam information, and the like. For example, when the road surface friction coefficient is low, in the case of rain or strong wind in the weather, or in the case of traffic congestion, it is determined that the steady travel assist control is not possible. As a method for detecting the road surface friction coefficient, a method used in ABS (Anti-Lock Brake System) control or the like is used, and it is obtained by calculation based on the wheel speed detected by the sensor, the longitudinal acceleration of the vehicle, or the like. VICS [Vehicle Information Communication Systems] is used as a method for obtaining weather and traffic information.
なお、レーザレーダセンサ20や周辺状況を取得する手段を備えていない場合、運転者のブレーキ操作(ブレーキ操作量やブレーキ操作速度)等に基づいて、定常走行アシスト制御可能か否かの判定や定常走行アシスト制御を行う際のアシスト量を減らすか否かの判定を行ってもよい。
If the
制御初期機能は、定常走行アシスト制御における初期処理を行う機能である。制御初期機能では、ロックアップクラッチ4aをオフするための指令信号をオートマチックトランスミッション4に送信し、ロックアップクラッチ4aをオフ状態にする。というのは、ロックアップクラッチ4aをオン状態にしておくとエンジン2のフリクションがドライブシャフト7に伝達されるので、そのフリクションによって回転エネルギがロスする。そこで、そのフリクションを低減するために、ロックアップクラッチ4aをオフ状態にしておく。このフリクションを低減しておくことによって、前輪走行におけるモータ・ジェネレータ3,3のアシスト量を低減できる。フリクション低減方法としては、別にニュートラルレンジ制御(シフトを自動的にニュートラルレンジに設定する制御)を用いてもよい。また、制御初期機能では、電子制御式燃料噴射装置2aにフューエルカットするための指令信号を送信し、エンジン2への燃料の供給を停止させる。また、制御初期機能では、車輪速センサ22,22,22,22からの検出値に基づいて車速を演算し、その車速を現在の車速(A)として記憶する。そして、制御初期機能では、その現在の車速(A)とSOCセンサ23からの高電圧バッテリ13の実際のSOC(充電量)に基づいて、モータ・ジェネレータ3,3によるアシスト量(最終アシスト量)を求める。
The initial control function is a function that performs initial processing in steady travel assist control. In the initial control function, a command signal for turning off the lock-up clutch 4a is transmitted to the automatic transmission 4, and the lock-up clutch 4a is turned off. This is because if the lock-up clutch 4a is turned on, the friction of the
図2〜図6を参照して、アシスト量の求め方を詳細に説明する。ECU11では、このアシスト量を求めるために、4つのマップM1〜M4をROMに保持している。これらマップM1〜M4は、実験やシミュレーション等によって予め設定されている。第1マップM1は、車速とSOCに暫定アシスト量を対応させた3次元マップである(図2参照)。第2マップM2は、モータ消費エネルギ推定量に推定SOCを対応させた2次元マップである(図4参照)。第3マップM3は、暫定アシスト量と路面摩擦係数に推定スリップ率を対応させた3次元マップである(図5参照)。第4マップM4は、推定スリップ率に最終アシスト量を対応させた2次元マップである(図6参照)。
With reference to FIGS. 2 to 6, how to determine the assist amount will be described in detail. In the
まず、第1マップM1を用いて、車速(制御初期機能では、現在の車速(A)を用いる)とSOCから暫定アシスト量を求める(図2参照)。ここで用いるSOCは、SOCセンサ23で検出した実際のSOCから推定SOCを減算したSOCである。推定SOCは、アクセルペダル16がオフからオンになった場合にエンジン2を再始動する際にモータ・ジェネレータ3,3によるアシストで消費する電力の推定値である。
First, using the first map M1, the provisional assist amount is obtained from the vehicle speed (the current vehicle speed (A) is used in the initial control function) and the SOC (see FIG. 2). The SOC used here is an SOC obtained by subtracting the estimated SOC from the actual SOC detected by the
推定SOCを減算しておく理由について以下で説明する。定常走行アシスト制御時には、ロックアップクラッチ4aをオフしている。ロックアップクラッチ4aは、図3(c)に示すように、オフ状態(解放状態)からオン状態(係合状態)になるまで遅れ時間Tを有する。したがって、アクセルペダル16がオフからオンになると(図3(b)参照)、ロックアップクラッチ4aをオンさせる指令信号を送信しても、遅れ時間Tの間、エンジン2とドライブシャフト7とは直結状態にならない。したがって、エンジン2の駆動力が十分に後輪RW,RWに伝わらないので、アクセル操作に応じた加速が得られず、加速がもたつく。そこで、ECU11では、アクセルペダル16がオフからオンに切り換ったときにはモータ・ジェネレータ3,3の駆動力によってエンジン2の再始動をアシストする。その再始動をアシストするために必要な電力(すなわち、推定SOC)を予め確保しておき、エンジン2の再始動時にはアクセル操作に応じたスムーズな加速が行えるようにする。
The reason why the estimated SOC is subtracted will be described below. During the steady travel assist control, the lockup clutch 4a is turned off. As shown in FIG. 3C, the lock-up clutch 4a has a delay time T until it changes from the off state (released state) to the on state (engaged state). Therefore, when the
図3(a)には、エンジン2の再始動に加速のもたつきがなくスムーズな加速を得るために必要なモータ・ジェネレータ3,3のパワーMP(W)を示している。モータパワーMPは、路面抵抗(路面摩擦係数)によって決まり、路面摩擦係数が大きいほど大きな値となる。モータパワーMPは、実験やシミュレーション等によって路面摩擦係数に応じた値が予め設定されており、ECU11のROMに保持されている。また、遅れ時間Tも、予め計測されており、ECU11のROMに保持されている。そこで、ECU11では、路面摩擦係数に基づいてモータパワーMPを求め、その求めたモータパワーMPと遅れ時間Tとを乗算し、モータ消費エネルギ推定値を求める。そして、第2マップM2を用いて、このモータ消費エネルギ推定値から推定SOCを求める(図4参照)。ちなみに、路面摩擦係数は、上記したように、車速や車両前後方向加速度等に基づいて求められる。
FIG. 3 (a) shows the power MP (W) of the motor /
車速とSOCから暫定アシスト量を求めると、第3マップM3を用いて、暫定アシスト量と路面摩擦係数から推定スリップ率を求める(図5参照)。そして、第4マップM4を用いて、推定スリップ率から最終アシスト量を求める(図6参照)。このように、ECU11では、路面状態を考慮してアシスト量(最終アシスト量)を求めることによって、モータ・ジェネレータ3,3による駆動力によって前輪FW,FWが滑らないようにしている。その結果、前輪FW,FWには余分なエネルギが与えられないので、エネルギ効率が向上する。
When the provisional assist amount is obtained from the vehicle speed and the SOC, the estimated slip ratio is obtained from the provisional assist amount and the road surface friction coefficient using the third map M3 (see FIG. 5). Then, the final assist amount is obtained from the estimated slip ratio using the fourth map M4 (see FIG. 6). As described above, the
なお、路面状態を考慮しないで、車速とSOCから単純にアシスト量を求めてもよい。また、ロックアップクラッチを備えない車両等でエンジン再始動時に加速にもたつきがない車両では、推定SOCを求め、推定SOCを減算したSOCに基づいてアシスト量を求める必要はない。 Note that the assist amount may be simply obtained from the vehicle speed and the SOC without considering the road surface condition. In addition, in a vehicle that does not have a lock-up clutch and does not have acceleration when restarting the engine, it is not necessary to obtain the estimated SOC and obtain the assist amount based on the SOC obtained by subtracting the estimated SOC.
制御切換機能は、車速保持制御と減速度可変制御との切り換えを行う機能である。制御切換機能では、SOCセンサ23からの検出値に基づいて高電圧バッテリ13が満充電状態か否かを判定し、満充電状態の場合には車速保持制御機能に移行し、満充電状態でない場合には減速度可変制御機能に移行する。なお、12Vバッテリ15のSOCも充電状態も考慮して切り換え制御を行ってもよい。
The control switching function is a function for switching between vehicle speed holding control and variable deceleration control. In the control switching function, it is determined whether or not the
車速保持制御機能は、現在の車速(A)に車速を保持するためにモータ・ジェネレータ3,3を制御する機能である。車速保持制御を行った場合、アクセルペダル16がオンからオフすると(図7(a)参照)、車速はモータ・ジェネレータ3,3によるアシストによって、アクセルオフした時の車速に保持される(図7(b)の実線参照)。ちなみに、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストをしない場合、車速は低下していく(図7(b)の破線参照)。
The vehicle speed holding control function is a function of controlling the
車速保持制御機能では、まず、巡航車速目標として現在の車速(A)を設定する。そして、車速保持制御機能では、上記と同様の求め方により、巡航車速目標と高電圧バッテリ13のSOCに基づいてモータ・ジェネレータ3,3によるアシスト量を求める。アシスト量を求めると、車速保持制御機能では、アシスト量に対応するモータ回転数を得るために必要な電力(電流)を演算し、その電力を供給するための指令信号をインバータ12,12に各々送信する。さらに、車速保持制御機能では、電流センサ24,24からインバータ12,12が実際に供給している各相電流をフィードバックし、PID制御によってインバータ12,12(ひいては、モータ・ジェネレータ3,3)を各々フィードバック制御する。なお、モータ・ジェネレータ3,3のモータ回転数を検出し、実際のモータ回転数に基づいてフィードバック制御を行ってよい。
In the vehicle speed holding control function, first, the current vehicle speed (A) is set as a cruise vehicle speed target. In the vehicle speed holding control function, the assist amount by the motor /
なお、車速保持制御機能では、高電圧バッテリ13のSOCが減少し、推定SOCを確保できないと判断した場合、ロックアップクラッチ4aをオフからオンにするとともに、モータ・ジェネレータ3,3によるアシスト量を徐々に減らし、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストを止める。あるいは、車速保持制御機能では、推定SOCを確保できないと判断した場合、減速度可変制御機能に移行し、SOCの低下を抑える。
In the vehicle speed holding control function, when it is determined that the SOC of the high-
減速度可変制御機能は、高電圧バッテリ13のSOCに応じた車速で減速するためにモータ・ジェネレータ3,3を制御する機能である。高電圧バッテリ13のSOCが満充電でない場合にはSOCの減少を抑えるために、車速の減速度を調整する。SOCの減少を抑えることによって、モータ・ジェネレータ3,3によるアシスト時間を長くでき、エネルギ効率が向上させることができる。具体的には、SOCが多いほど減速度を小さくし(結果として、車速が現在の車速(A)からあまり低下しない)、SOCが少ないほど減速度を大きくする(結果として、車速が現在の車速(A)から大きく低下する)。減速車速保持制御を行った場合、アクセルペダル16がオンからオフすると(図8(a)参照)、車速は所定の減速度で低下するが(図8(b)の実線参照)、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストにしているので、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストをしない場合の減速度(図8(b)の破線参照)よりは小さい減速度となる。
The variable deceleration control function is a function for controlling the
減速度可変制御機能では、まず、巡航車速目標として高電圧バッテリ13のSOCに応じた車速を設定する。ちなみに、巡航車速目標としては、SOCが多いほど高い車速が設定され、SOCが少ないほど低い車速が設定される。そして、減速度可変制御機能では、車速保持機能と同様に、巡航車速目標と高電圧バッテリ13のSOCに基づいてアシスト量を求め、アシスト量に応じた電力を供給するための指令信号をインバータ12,12に各々送信し、さらに、PID制御によってインバータ12,12を各々フィードバック制御する。なお、12Vバッテリ15のSOCも充電状態も考慮して巡航車速目標を設定してもよい。
In the variable deceleration control function, first, a vehicle speed corresponding to the SOC of the
再始動アシスト機能は、定常走行アシスト制御中にアクセルペダル16がオフからオンされると、エンジン2の再始動をモータ・ジェネレータ3,3によってアシストを行う機能である。再始動アシスト機能では、アクセルペダルストロークセンサ21からの検出値に基づいてアクセルペダル16がオフからオンになったことを検出すると、ロックアップクラッチ4aをオンするための指令信号をオートマチックトランスミッション4に送信し、ロックアップクラッチ4aをオン状態にする。また、再始動アシスト機能では、電子制御式燃料噴射装置2aにフューエルカットを中止するための指令信号を送信し、エンジン2への燃料の供給を再開させる。さらに、再始動アシスト機能では、路面摩擦係数に基づいてモータパワーMP(すなわち、モータ・ジェネレータ3,3によるアシスト量)を求める。この際、再始動アシスト機能では、SOCセンサ23からの高電圧バッテリ13の実際のSOCを考慮して、モータ・ジェネレータ3のアシスト量を決定する。ちなみに、ECU11では推定SOCとしてエンジン2の再始動時のアシストを行うための電力を推定SOCとして高電圧バッテリ13に確保しているが、実際に必要なアシスト量に見合ったSOCが高電圧バッテリ13に残っていない場合があるので、実際のSOCに応じた適正なアシスト量を設定する。アシスト量を決定すると、再始動アシスト機能では、アシスト量に対応するモータ回転数を得るために必要な電力(電流)を演算し、その電力を供給するための指令信号をインバータ12,12に各々送信する。さらに、再始動アシスト機能では、電流センサ24,24からインバータ12,12が実際に供給している電流をフィードバックし、PID制御によってインバータ12,12(ひいては、モータ・ジェネレータ3,3)を各々フィードバック制御する。そして、再始動アシスト機能では、ロックアップクラッチ4aがオン状態になると(遅れ時間Tが経過すると)、アシスト量を徐々に減らし、エンジン2による後輪走行に徐々に戻す。
The restart assist function is a function for assisting the motor /
回生機能は、ブレーキペダル17がオンされると、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストを停止し、回生発電を行う機能である。回生機能では、ブレーキペダルストロークセンサ25からの検出値に基づいてブレーキペダル17がオフからオンになったこと検出すると(図9(b)参照)、ブレーキペダルストロークセンサ25からの検出値に基づいてブレーキ操作速度を求めるとともに、SOCセンサ23からの検出値に基づいて高電圧バッテリ13のSOCを取り入れる。そして、回生機能では、ブレーキ操作速度と高電圧バッテリ13のSOCに基づいて回生量を求める。この回生量の求め方としては、例えば、実験やシミュレーションで設定したマップを用いる。ちなみに、ブレーキ操作速度が大きくなるほど及びブレーキ踏み込み量が増加するほど又はSOCが少ないほど、回生量を多くする。ブレーキ操作速度が大きくなるほど、及びブレーキ踏み込み量が増加すれば、マスタシリンダの油圧の増加度が大きくなり(図9(c)では、a、b、cの順で増加度が大きくなり)、車速の減速度も大きくなる(図9(d)では、a、b、cの順で減速度が大きくなる)。さらに、回生機能では、回生量に対応した電力を高電圧バッテリ13に充電するための指令信号をインバータ12,12に各々送信する。
When the
図1を参照して、ECU11における定常走行アシスト制御における主要な制御を図10のフローチャートに沿って説明する。図10は、ECUにおける定常走行アシスト制御を示すフローチャートである。なお、ECU11では、以下に示す一連の処理を一定時間毎に繰り返し実行する。
With reference to FIG. 1, main control in the steady travel assist control in the
まず、ECU11では、前方の車両との車間距離等に基づいて、定常走行アシスト制御行う上で安全走行に支障をきたすか否かを判定する(S1)。そして、ECU11では、定常走行アシスト制御を行っても安全走行を行うことができると判定した場合には定常走行アシスト制御に行い(S2)、安全走行を行うことができないと判定した場合には定常走行アシスト制御に止める(S3)。
First, the
次に、ECU11では、アクセルペダル16がオフしているか否かを判定する(S4)。アクセルペダル16がオンしている場合、ECU11では、アクセル操作に応じた制御に移行する。特に、定常走行アシスト制御中にアクセルペダル16がオフからオンした場合、ECU11では、エンジン2の再始動時の加速をアシストするためにモータ・ジェネレータ3,3によるアシスト制御を行う。このモータ・ジェネレータ3,3によるアシストによって、ハイブリッド車両1では、運転者のアクセル操作に応じた加速が得られ、スムーズな加速となる。
Next, the
アクセルペダル16がオフしている場合、ECU11では、ロックアップクラッチ4aをオフさせるととともに、エンジン2への燃料の供給を停止させる。このように、エンジン2のフリクションによるエネルギロスを低減するとともに、燃料の消費も抑える。また、ECU11では、現在の車速(A)を記憶する(S5)。さらに、ECU11では、高電圧バッテリ13のSOC及び現在の車速(A)に基づいて最終アシスト量を設定する(S6)。この際、ECU11では、路面状態やエンジン2の再始動時に必要な電力等も考慮し、最適な最終アシスト量を設定している。
When the
続いて、ECU11では、高電圧バッテリ13のSOCが満充電状態か否かを判定する(S7)。そして、ECU11では、満充電状態の場合には車速保持制御を行い(S8)、満充電状態でない場合には減速度可変制御を行う(S9)。このように、ECU11では、高電圧バッテリ13のSOCに応じて制御する車速を保持するかあるいは所定の減速度で低下させるかを決めているので、高電圧バッテリ13に蓄えられている電力(エネルギ)を効率的に消費することができる。
Subsequently, the
車速保持制御に移行すると、ECU11では、巡航車速目標として現在の車速(A)を設定する(S10)。そして、ECU11では、高電圧バッテリ13のSOC及び巡航車速目標に基づき、更に、路面状態やエンジン2の再始動時に必要な電力等も考慮して最終アシスト量を設定する(S11)。さらに、ECU11では、この設定したアシスト量となるように、PID制御によりモータ・ジェネレータ3,3(実際には、インバータ12,12)をフィードバック制御する(S12)。すると、ハイブリッド車両1では、アクセルペダル16がオフされているにもかかわらず、車速がアクセルペダル16をオフしたときの車速に保持される。この際、ハイブリッド車両1では、この車速を保持するために、エンジン2によって燃料を消費しない。
When shifting to the vehicle speed holding control, the
減速度可変制御に移行すると、ECU11では、巡航車速目標を高電圧バッテリ13のSOCに応じて設定する(S13)。そして、ECU11では、S11の処理と同様に最終アシスト量を設定し(S14)、さらに、S12の処理と同様にモータ・ジェネレータ3,3をフィードバック制御する(S15)。すると、ハイブリッド車両1では、モータ・ジェネレータ3,3によるアシストがない場合の通常の車速の減速度より小さい減速度で車速が低下していく。この際、ハイブリッド車両1では、この車速の低下を抑えるために、エンジン2によって燃料を消費しない。また、SOCを考慮してアシスト量を設定しているので(ひいては、車速の減速度を調整しているので)、アシスト時間を長く確保でき、電力を効率的に消費することができる。
When shifting to the variable deceleration control, the
このように、車速を一定に保持したりあるいは車速の減速度を通常より緩やかして車速の低下を抑えることによって、運転者によるアクセル操作回数、アクセル操作量、アクセル操作速度等を抑えることができる。その結果、エンジン2に供給する燃料の量を低減できる。
In this way, the number of accelerator operations by the driver, the amount of accelerator operation, the accelerator operation speed, and the like can be suppressed by keeping the vehicle speed constant or suppressing the vehicle speed decrease by making the vehicle speed deceleration slower than usual. . As a result, the amount of fuel supplied to the
ECU11によれば、アクセルペダル16がオフした場合でもモータ・ジェネレータ3,3による駆動力を利用して車速制御を行うので、車速の低下を抑えることができ、燃費を向上させることができる。また、ECU11では、高電圧バッテリ13のSOCを考慮してモータ・ジェネレータ3,3によるアシスト量を決めているので、電力を効率的に消費できるとともにアシスト時間も長くでき、エネルギ効率も向上させることができる。さらに、ECU11では、車速制御には、フューエルカットすることによって更なる燃費向上を図るとともに、ロックアップクラッチ4aをオフすることによってエネルギの無駄な消費を抑える。
According to the
また、ECU11では、エンジン2が再始動する際のアシストに必要な電力を確保しているので、エンジン2の再始動にはスムーズな加速を行うことができる。さらに、ECU11では、前方の車両や周辺状況等を考慮して車速制御を行うので、車速制御中も安全走行を行うことができる。
Further, since the
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、本実施の形態では4輪駆動可能なパラレルハイブリッド車両に適用したが、2輪駆動のパラレルハイブリッド車両やシリーズハイブリッド車両等の他の形態のハイブリッド車両にも適用可能である。 For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a parallel hybrid vehicle capable of four-wheel drive, but the present invention can also be applied to other forms of hybrid vehicles such as a two-wheel drive parallel hybrid vehicle and a series hybrid vehicle.
また、本実施の形態ではアクセルペダルがオフの場合に車両側で車速保持制御又は減速度可変制御を行う場合に適用したが、クルーズコントロールや前方の車両との車間距離を保持する制御等の他の制御にも適用可能である。 Further, in the present embodiment, the present invention is applied to the case where the vehicle speed holding control or the variable deceleration control is performed on the vehicle side when the accelerator pedal is off, but other control such as a cruise control or a control for maintaining the distance between the vehicles ahead. It can also be applied to the control.
また、本実施の形態では1つのECUでエンジン、モータ等を総合的に制御する構成としたが、エンジンECU,モータECU,エンジンECUとモータECUを統括するハイブリッドECU、オートマチックトランスミッションECU等の別体のECUで構成してもよい。 In this embodiment, the engine, the motor, and the like are comprehensively controlled by a single ECU. However, the engine ECU, the motor ECU, the hybrid ECU that controls the engine ECU and the motor ECU, the automatic transmission ECU, etc. You may comprise by this ECU.
1…ハイブリッド車両、2…エンジン、2a…電子制御式燃料噴射装置、3…モータ・ジェネレータ、4…オートマチックトランスミッション、4a…ロックアップクラッチ、5…プロペラシャフト、6…リアディファレンシャル、7,10…ドライブシャフト、8…プーリ、9…ジェネレータ、11…ECU、12…インバータ、13…高電圧バッテリ、14…DC−DCコンバータ、15…12Vバッテリ、16…アクセルペダル、17…ブレーキペダル、20…レーザレーダセンサ、21…アクセルペダルストロークセンサ、22…車輪速センサ、23…SOCセンサ、24…電流センサ、25…ブレーキペダルストロークセンサ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
アクセルオフ時に車速を制御し、車速制御時に加速が必要な場合には前記モータでトルクアシストすることを特徴とする車両用走行制御装置。 A vehicle travel control device for controlling a travel state in a hybrid vehicle including an engine and a motor,
A vehicle travel control device that controls vehicle speed when the accelerator is off, and that uses the motor to assist torque when acceleration is required during vehicle speed control.
前記車間距離、前記相対速度、前記周辺状況の少なくとも1つの情報に基づいて、前記車速制御を行うか否かを判定する制御判定手段と
を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載する車両用走行制御装置。 At least one acquisition means for acquiring an inter-vehicle distance with a vehicle ahead, a relative speed acquisition means for acquiring a relative speed with the vehicle ahead, and a surrounding situation acquisition means for acquiring a surrounding situation of the vehicle;
The control determination means which determines whether the said vehicle speed control is performed based on at least 1 information of the said inter-vehicle distance, the said relative speed, and the said surrounding condition of Claim 1-3 characterized by the above-mentioned. The vehicle travel control device according to any one of the preceding claims.
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