JP2005287234A - Drive force control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車や燃料電池車や電気自動車等に適用される車両の駆動力制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field of a vehicle driving force control device applied to a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle, and the like.
例えば、従来においては、スロットル操作量から加速意思を判定し、加速要求が大きいときのみモータによるアシストを許可し、蓄電装置からの電力供給を最小限に抑えるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の車両の駆動力制御装置にあっては、加速要求が大きくてモータによる駆動力アシストが許可された場合には、蓄電装置が放電抑制モードであってもモータによるアシストを行う構成となっているため、加速要求が高い状態が連続すると結局、モータによるアシストが困難となるおそれがある、という問題があった。 However, in the conventional vehicle driving force control device, when the acceleration request is large and driving force assist by the motor is permitted, the motor assists even when the power storage device is in the discharge suppression mode. Therefore, there is a problem that if the state where the acceleration request is high continues, the assist by the motor may become difficult.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、加速要求時、蓄電容量が減少しているモータ電源の消費電力を最小限に抑えると共に、蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and at the time of an acceleration request, the power consumption of a motor power supply whose storage capacity is reduced is minimized, and the user feels uncomfortable with an acceleration request with a sufficient storage capacity. An object of the present invention is to provide a vehicle driving force control device that can be reduced.
上記目的を達成するため、第1発明の車両の駆動力制御装置では、内燃機関とモータと組み合わせた原動機と、モータに電力を供給する電源を持つ車両において、前記モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第1駆動力応答補償制御手段を設けた。 To achieve the above object, in the vehicle driving force control apparatus according to the first aspect of the present invention, in a vehicle having a prime mover combined with an internal combustion engine and a motor, and a power source for supplying power to the motor, the power source for supplying power to the motor is provided. When the capacity is decreasing, set the transient response characteristics of the target driving force to the driver's acceleration request, set the driving force rise response delay so as to reduce the delay compensation by the motor, and rise to the target driving force After that, the first driving force response compensation control means having the characteristic of causing a predetermined overshoot is provided.
また、第2発明の車両の駆動力制御装置では、原動機はモータのみで構成されるが、モータに電力を供給する電源が、応答の遅いものと早いものの組み合わせで構成されている車両において、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第2駆動力応答補償制御手段を設けた。 In the vehicle driving force control apparatus according to the second aspect of the present invention, the prime mover is composed of only a motor. However, in a vehicle in which the power source that supplies power to the motor is composed of a combination of a slow response and a fast response, When the capacity of the fast power supply is decreasing, the transitional response characteristics of the target driving force to the driver's acceleration request are set to a small slope so that the power supply by the fast power supply is minimized. In addition, a second driving force response compensation control unit having a characteristic of causing a predetermined overshoot after rising to the target driving force is provided.
よって、第1発明の車両の駆動力制御装置にあっては、モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定することで、駆動力の立ち上がり応答を主に内燃機関により得るというように、蓄電容量が減少しているモータ電源の消費電力を最小限に抑えることができる。そして、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とすることで、蓄電容量が十分な加速要求時に対し、駆動力の立ち上がり応答の遅れ感を緩和することができる。 Therefore, in the vehicle driving force control apparatus according to the first aspect of the present invention, when the capacity of the power supply for supplying electric power to the motor is reduced, the driving force rising response delay is set so as to reduce the delay compensation by the motor. By doing so, the power consumption of the motor power supply whose storage capacity is reduced can be minimized, such that the rising response of the driving force is obtained mainly by the internal combustion engine. Then, by setting the characteristic to generate a predetermined overshoot after rising to the target driving force, it is possible to alleviate the feeling of delay in the rising response of the driving force with respect to an acceleration request with sufficient storage capacity.
第2発明の車両の駆動力制御装置にあっては、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定することで、駆動力の立ち上がり勾配を、主に応答の遅い電源によるモータ駆動で得るというように、蓄電容量が減少している応答の早い電源の消費電力を最小限に抑えることができる。そして、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とすることで、蓄電容量が十分な加速要求時に対し、駆動力の立ち上がり応答の遅れ感を緩和することができる。 In the vehicle driving force control apparatus according to the second aspect of the present invention, when the capacity of the power supply having a quick response is reduced, the transient response characteristic of the target driving force with respect to the driver's acceleration request is expressed by the power from the power supply having a quick response. By setting the rising gradient of the driving force to be small so that supply is minimized, the rising gradient of the driving force is obtained mainly by motor driving with a slow-response power source. The power consumption of the fast power supply can be minimized. Then, by setting the characteristic to generate a predetermined overshoot after rising to the target driving force, it is possible to alleviate the feeling of delay in the rising response of the driving force with respect to an acceleration request with sufficient storage capacity.
以下、本発明の車両の駆動力制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out a vehicle driving force control apparatus according to the present invention will be described below based on Examples 1 to 3 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
実施例1は駆動装置としてパラレル型ハイブリッドシステムを搭載した車両に適用した例である。図1は実施例1の駆動力制御装置を示す全体システム図、図2は実施例1の統合コントローラにおける駆動力応答補償制御系を示すブロック図である。
First, the configuration will be described.
The first embodiment is an example applied to a vehicle equipped with a parallel hybrid system as a driving device. FIG. 1 is an overall system diagram illustrating a driving force control apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a driving force response compensation control system in the integrated controller according to the first embodiment.
実施例1のハイブリッド車は駆動装置として、図1に示すように、エンジン1(内燃機関)と、変速機2と、モータ/ジェネレータ3(モータ)と、インバータ4と、バッテリ5(電源)と、出力ギヤ機構6と、駆動輪7,7と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle of the first embodiment is driven by an engine 1 (internal combustion engine), a
すなわち、実施例1では、エンジン1と駆動輪7,7は、変速機2を介して接続され、モータ/ジェネレータ3は、エンジン1と駆動輪7,7の駆動力伝達経路のいずれかに配置される、いわゆる、エンジン1とモータ/ジェネレータ3の両方が動力源として使用されるパラレル型ハイブリッドシステムである。
In other words, in the first embodiment, the
前記エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。前記変速機2は、遊星歯車を用いた自動変速機、遊星歯車を用いた無段変速機、ベルト方式もしくはトロイダル方式の無段変速機、自動MT等のいずれでもよい。前記モータ/ジェネレータ3は、直流モータ、交流モータ、非正弦波駆動モータ、いずれのモータでも利用可能であるが、実施例1では、三相交流同期型のモータ/ジェネレータ3を、蓄電装置であるバッテリ5からの直流電流をインバータ4により交流電流に変換して駆動する。
The
実施例1のハイブリッド車は駆動制御装置として、図1に示すように、エンジンコントローラ10と、モータコントローラ11と、統合コントローラ12と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle of the first embodiment includes an
前記エンジンコントローラ10は、統合コントローラ12から目標エンジン回転数と目標エンジントルクを得る指令を受け、図外の電子制御スロットル装置に対し目標エンジン回転数と目標エンジントルクに応じた駆動制御指令を出力する。
The
前記モータコントローラ11は、統合コントローラ12からの目標モータトルクを得る指令を受け、インバータ4に対し目標モータトルクに応じた駆動制御指令を出力する。なお、インバータ4からバッテリ5の電源容量情報であるバッテリS.O.Cを受けたモータコントローラ11は、このバッテリS.O.Cを統合コントローラ12へ送出する。
The
前記統合コントローラ12は、アクセル開度センサ13からのアクセル開度情報、車速センサ14からの車速情報、電源容量情報(バッテリS.O.C)等を入力し、これらの入力情報に基づいて演算処理し、その結果に応じて、エンジンコントローラ10に対し目標エンジン回転数と目標エンジントルクを得る指令を出力し、モータコントローラ11に対し目標モータトルクを得る指令を出力する。
The integrated
実施例1の統合コントローラ12における駆動力応答補償制御系は、静的目標駆動力生成部12aと、駆動力配分部12bと、過渡応答付き目標駆動力生成部12cと、エンジン応答推定部12dと、差分器12eと、動特性ゲイン演算部12fと、エンジン分担分補正率演算部12gと、を有する(第1駆動力応答補償制御手段)。
The driving force response compensation control system in the integrated
前記静的目標駆動力生成部12aは、ドライバーの加速要求(アクセル開度等)に応じて静的目標駆動力を生成する。
The static target driving
前記駆動力配分部12bでは、静的目標駆動力からエンジン1によって実現されるべき目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。
The driving
前記過渡応答付き目標駆動力生成部12cは、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて動特性とし、この動特性を、電源の充放電要求に合わせて求めた動特性ゲインを用いて変える。
The target drive
前記エンジン応答推定部12dは、目標エンジントルクとエンジンの物理的特性から、エンジントルクの応答遅れを加味した推定駆動力エンジン分を求める。
The engine
前記差分器12eは、過渡応答付き目標駆動力と、推定エンジントルクより求めた推定駆動力エンジン分との差分より、目標モータトルクを求める。
The
前記動特性ゲイン演算部12fは、電源容量により、電源の充放電要求に合わせて動特性ゲインを演算する。
The dynamic characteristic
前記エンジン分担分補正率演算部12gは、電源容量により、電源の充放電要求に合わせてエンジン分担分補正率を演算する。
The engine share correction
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
従来の内燃機関(エンジン)の応答性は、空気の応答遅れに制限されたが、例えば、モータの応答性は、電源の供給力を無視すれば、図3に示すように、人間の感覚、要求に対して、十分以上に早い。そして、例えば、図4に示すように、理想の過渡応答を実現するための目標駆動力に対して、エンジンの遅れ分をモータで補償制御することにより、エンジンの遅れを無くし、図5に示すように、理想的な応答波形を実現することができる。
Next, the driving force response compensation control action will be described.
The response of a conventional internal combustion engine (engine) is limited to the response delay of air. For example, if the response of a motor ignores the supply power of a power source, as shown in FIG. Faster than requested. Then, for example, as shown in FIG. 4, the engine delay is eliminated by controlling the engine delay with a motor with respect to the target driving force for realizing an ideal transient response, and shown in FIG. Thus, an ideal response waveform can be realized.
しかし、モータへ電力を供給する電源の容量が減少している際には、有効な補償が行えないために、結果として、エンジン程度の応答性しか実現できなかった。 However, when the capacity of the power source for supplying electric power to the motor is decreasing, effective compensation cannot be performed, and as a result, only responsiveness equivalent to that of the engine can be realized.
これに対し、実施例1では、図6に示すように、バッテリ5の容量が減少している場合には、駆動力の立ち上り応答遅れをエンジン並とすることで、エンジントルクが立ち上がるまでの放電量を最小限にし、かつ、立ち上り後に、電源容量が十分にあるときよりも大きな駆動力のピークを生成することで、初期の立ち上り応答が遅れたことより生じる加速感の不足を補う。よって、モータ/ジェネレータ3によるアシスト電力を抑えると共に、蓄電容量が十分な場合との違和感を抑えることができる。
On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, when the capacity of the
以上を実現するために、まず、図2に示すように、ドライバーの加速要求に応じた静的目標駆動力から、エンジン1によって実現されるべき、目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める駆動力配分部12bと、それに過渡的な応答特性を加える過渡応答付き目標駆動力生成部12cと、目標エンジントルクとエンジンの物理的特性から、エンジントルクの応答遅れを加味した推定駆動力エンジン分を求めるエンジン応答推定部12dと、過渡応答付き目標駆動力と、推定エンジントルクより求めた推定駆動力エンジン分と、の差分より(差分器12e)、目標モータトルクを求める制御装置を考える。
In order to realize the above, first, as shown in FIG. 2, the driving force for obtaining the target engine torque and the target engine speed to be realized by the
ここで、過渡応答付き目標駆動力生成部12cは、電源容量により、バッテリ5の充放電要求に合わせて求めた動特性ゲイン演算を用いて、動特性を変える。バッテリ5の容量が十分にある場合には、モータ/ジェネレータ3による応答遅れ補償を前提とした応答を実現する(図5)。また、バッテリ5の容量が減少している場合には、この動特性ゲインを、目標駆動力の立ち上り遅れをエンジン並に設定し、同時に、立ち上り後に所定のオーバーシュートを生じさせるように変え、応答遅れが生じて損ねられるであろう加速感を補償し、応答遅れによる影響を減少させる(図6)。
ここで、オーバーシュートさせる所定量は限定されるものではないが、たとえば目標速度に到達するまでの時間を、理想の過渡応答の場合と同等になるようにするのが好ましい。
つまり、運転者のアクセル操作が急激でなく、エンジン応答に比較的近い場合はオーバーシュート量もオーバーシュート時間も小さくない、運転者のアクセル操作が急激でエンジン応答との差が大きい場合はオーバーシュート量を大きく設定し、オーバーシュート量が大きすぎる場合はオーバーシュート時間を長くしている。
Here, the target driving
Here, the predetermined amount of overshoot is not limited, but for example, it is preferable to set the time required to reach the target speed to be equal to that in the case of an ideal transient response.
In other words, when the driver's accelerator operation is not abrupt and is relatively close to the engine response, the overshoot amount and overshoot time are not small, and when the driver's accelerator operation is abrupt and the difference from the engine response is large, overshoot The amount is set large, and if the overshoot amount is too large, the overshoot time is lengthened.
このとき、駆動力配分部12bは、電源容量により、バッテリ5の充放電要求に合わせて求めたエンジン分担分補正率を使って、静的目標駆動力に対して、充放電分を補正した目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。よって、バッテリ5の容量が十分にある場合には、充電による駆動力エンジン分の減少を考慮することなく、目標エンジトルクと目標エンジン回転数を設定する。また、バッテリ5の容量が減少している場合には、エンジン1に対する目標値は、オーバーシュートのピークを十分に実現できるものとしておけば、短期的には充電量が減るものの、バッテリ5からの持ち出しは最小限に抑えられる。
At this time, the driving
なお、実施例1では、図6に示すように、立ち上がり後(目標駆動力実現後)のピークをエンジン1の駆動力により発生させているが、バッテリ5の蓄電容量に若干の余裕がある場合、モータ/ジェネレータ3の出力によりピークを発生させるようにしてもよい。この場合、バッテリ5に対する負担が大きくなるものの、エンジン回転数はバッテリ5の容量が十分な場合と変わらないので、エンジン回転数の増加により与える運転者への違和感を軽減することができる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the peak after the start (after the target driving force is realized) is generated by the driving force of the
また、この制御を行う電源容量下限閾値を、1つの下限閾値より大きい閾値1と、1つの下限閾値より小さい閾値2の2つに分け、駆動力配分部12bで用いるエンジン分担分補正率を、電源容量が閾値1以上の場合には、エンジン1による補正無しとし、電源容量が閾値1を下回ったときより、徐々に大きくし、閾値2以下になったとき、バッテリ5の容量が減少している場合に設定される目標駆動力のオーバーシュートのピークを十分に実現できるものとなるようにする。これは、バッテリ5の容量が減少している場合に設定される目標駆動力のオーバーシュートの大きさが予め分かっているので、電源容量に対するテーブルなどで容易に実現できる。
Further, the power source capacity lower limit threshold value for performing this control is divided into two threshold values, one threshold value greater than one lower limit threshold value and one threshold value less than one lower limit threshold value. When the power capacity is greater than or equal to the
次に、効果を説明する。
実施例1の車両の駆動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle driving force control apparatus according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) エンジン1とモータ/ジェネレータ3と組み合わせた原動機と、モータ/ジェネレータ3に電力を供給するバッテリ5を持つパラレル型ハイブリッド車において、前記モータ/ジェネレータ3に電力を供給するバッテリ5の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータ/ジェネレータ3による遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第1駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ5の消費電力を最小限に抑えると共に、バッテリ5の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(1) In a parallel hybrid vehicle having a prime mover combined with the
すなわち、必ずしもエンジン1を目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、モータ/ジェネレータ3のピークを少し遅らせることにより、エンジン1の立ち上がりとモータピークを協調させモータ/ジェネレータ3のアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、モータ/ジェネレータ3のピークが遅れたことによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
That is, it is not always necessary to overshoot the
(2) 前記第1駆動力応答補償制御手段は、モータ/ジェネレータ3に電力を供給するバッテリ5の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、エンジン1の駆動のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、エンジン1のみで発生する駆動力により達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ5の電力を消費することなく、バッテリ5の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(2) When the capacity of the
(3) 前記第1駆動力応答補償制御手段は、バッテリ5の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値1と閾値2に分け、電源容量が閾値1と閾値2との間の場合、電源容量が閾値1を下回るほど目標駆動力に対するエンジン分担分補正率を徐々に大きくしてゆき、電源容量が閾値2以下の場合、目標駆動力をエンジン1のみにより分担する設定としたため、バッテリ5の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、バッテリ5の電源容量が十分なときのモータ/ジェネレータ3による応答遅れ補償特性から、エンジン1の分担を増してゆく過渡応答特性まで徐々に移行させることができる。
(3) The first driving force response compensation control means divides the lower limit threshold of the power source capacity for starting the driving force response compensation control when the power source capacity of the
実施例2は、原動機はモータ9のみで構成されるが、モータ9に電力を供給する電源が、応答の遅いもの(エンジン1+ジェネレータ8)と応答の早いもの(バッテリ5)の組み合わせで構成されているシリーズ型ハイブリッド車とした例である。
In the second embodiment, the prime mover is composed of only the
まず、構成を説明する。
実施例2のハイブリッド車は駆動装置として、図7に示すように、エンジン1と、ジェネレータ8(応答の遅い電源)と、モータ9と、インバータ4と、バッテリ5(応答の早い電源)と、出力ギヤ機構6と、駆動輪7,7と、を備えている。すなわち、実施例2では、エンジン1は常にジェネレータ8を回して電気を蓄える充電システムを持ち、駆動輪7,7は、モータ9のみを動力源とする電気自動車に近いシリーズ型ハイブリッドシステムである。
First, the configuration will be described.
As shown in FIG. 7, the hybrid vehicle of the second embodiment has an
実施例2のハイブリッド車は駆動制御装置として、図7に示すように、エンジンコントローラ10と、モータコントローラ11と、統合コントローラ12と、アクセル開度センサ13と、車速センサ14と、を備えている。なお、これらの構成は、実施例1と同様である。
As shown in FIG. 7, the hybrid vehicle of the second embodiment includes an
実施例2の統合コントローラ12における駆動力応答補償制御系は、静的目標駆動力生成部12aと、駆動力配分部12bと、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c’と、低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c"と、エンジン応答推定部12dと、差分器12eと、エンジン分担分補正率演算部12gと、乗算器12hと、内分比演算部12iと、内分演算部12jと、を有する(第2駆動力応答補償制御手段)。
The driving force response compensation control system in the
前記駆動力配分部12bでは、静的目標駆動力とエンジン分担分補正率と乗算器12hにより掛け合わせた値からエンジン1によって実現されるべき目標エンジントルクと目標エンジン回転数を求める。
The driving
前記通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c’は、バッテリ5の電源容量が十分であるとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて目標駆動力を生成する。
When the power supply capacity of the
前記低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c"は、バッテリ5の電源容量が減少しているとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性(通常電源容量時よりも立ち上がり勾配をエンジン並に小さく設定し、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性)を加えて目標駆動力を生成する。
When the power supply capacity of the
前記内分比演算部12iは、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力(以下、「通常電源目標駆動力」という。)と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力(以下、「低電源目標駆動力」という。)との内分比を決めるもので、電源容量が閾値1以上の値である場合には、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=1:0とし、電源容量が閾値1と閾値2との間の値である場合、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=1〜0:0〜1とし、電源容量が閾値2以下の値である場合には、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=0:1とする。
The internal
前記内分演算部12jは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力と内分比演算部12iからの内分比とを入力し、内分比に応じて2つの特性間をなだらかに繋ぐことで過渡応答付き目標駆動力を決める。なお、他の構成は実施例1と同様であるので対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。
The internal
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
実施例2の場合、発電装置(エンジン1+ジェネレータ8)と蓄電装置(バッテリ5)との応答性の違いにより、実施例1と同様の問題が発生する。
Next, the driving force response compensation control action will be described.
In the case of the second embodiment, the same problem as in the first embodiment occurs due to the difference in responsiveness between the power generation device (
これに対し、バッテリ5の電源容量が閾値1を下回ったとき、過渡応答付き目標駆動力の立ち上り勾配を徐々にエンジン並に近づけ、閾値2以下になったとき、エンジン並となるように設定する。しかし、動特性をそのゲインを修正して、特性の変化をなだらかにつなぐのは難しいので、図8に示すように、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c’と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部12c"とを設け、常時両者を演算し、バッテリ5の電源容量に対して、前述のように2つに分けた電源容量の下限閾値である閾値1と閾値2に対して、内分比を求め、その内分比を用いて、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力とを内分することにより、2つの特性の間をなだらかにつなぐことができる。この内分比演算と内分演算に際して、バッテリ5の電源容量の値をそのまま使ったリニアな特性としても良いし、前述のエンジン分担分補正率のように、電源容量に対するテーブルなどを用いて、非線形な特性にすることもできる。なお、他の作用は実施例1と同様であるので説明を省略する。
On the other hand, when the power supply capacity of the
次に、効果を説明する。
実施例2の車両の駆動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle driving force control apparatus according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
(4) 原動機はモータ9のみで構成されるが、モータ9に電力を供給する電源が、応答の遅いエンジン1+ジェネレータ8と応答の早いバッテリ5の組み合わせで構成されているシリーズ型ハイブリッド車において、前記バッテリ5の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、バッテリ5による電力供給が最小となるように駆動力の立ち上がり勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第2駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ5の消費電力を最小限に抑えると共に、バッテリ5の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(4) In the series type hybrid vehicle in which the prime mover is composed of only the
すなわち、必ずしもエンジン1+ジェネレータ8を電源とするモータ駆動力のみにより目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、駆動力の立ち上がり勾配を小さくすることにより、バッテリ5を電源とするモータ駆動力によるアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、駆動力がピークに達する時期が遅れることによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
That is, it is not always necessary to overshoot the target driving force only by the motor driving force that uses the
(5) 前記第2駆動力応答補償制御手段は、バッテリ5の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、エンジン1+ジェネレータ8を電源とするモータ駆動力のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、エンジン1+ジェネレータ8で発生する電力に追従するモータ駆動力のみで達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているバッテリ5の電力を消費することなく、バッテリ5の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(5) When the capacity of the
(6) 前記第2駆動力応答補償制御手段は、バッテリ5の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値1と閾値2に分け、バッテリ5の電源容量が閾値1と閾値2との間の場合、バッテリ5の電源容量が閾値1を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、バッテリ5の電源容量が閾値2以下の場合、目標駆動力を立ち上がり勾配をエンジン並の勾配に設定したため、バッテリ5の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、バッテリ5の電源容量が十分なときの高応答特性から、エンジン並の応答特性まで徐々に移行させることができる。
(6) The second driving force response compensation control means divides the lower limit threshold of the power source capacity for starting the driving force response compensation control when the power source capacity of the
実施例3は、原動機はモータ9,9のみで構成されるが、モータ9に電力を供給する電源が、応答の遅いもの(燃料電池23)と応答の早いもの(リチウム2次電池25)の組み合わせで構成されている燃料電池車とした例である。
In the third embodiment, the prime mover is composed of only the
まず、構成を説明する。
実施例3の駆動輪7,7にモータ駆動電流を印加する燃料電池システムは、図9に示すように、メタノール燃料タンク21に貯留されている燃料のメタノールを、メタノール改質器22で水と反応させて水素を取り出す。この水素を燃料電池23(応答の遅い電源)で酸素と反応させて発電し、直流を交流に変換するインバータ4を介してモータ7,7を駆動する。前記燃料電池23は、燃料ガス及び空気を加圧して燃料電池23内に供給する加圧型であるため、加圧空気を作り出すコンプレッサ24を備えている。そして、前記インバータ4は、アクセル開度センサ13及び車速センサ14等からの情報を入力し、モータ9,9の駆動制御を行うモータコントローラ11からの指令に応じて動作する。また、燃料電池23の始動性の悪さを補うためにリチウムイオン2次電池25(応答の早い電源)を搭載している。なお、点線で囲まれた部分のメタノール改質器22と燃料電池23とコンプレッサ24により燃料電池パワーユニット26が構成されている。
First, the configuration will be described.
As shown in FIG. 9, the fuel cell system that applies the motor drive current to the
実施例3のモータコントローラ11における駆動力応答補償制御系は、図10に示すように、静的目標駆動力生成部11aと、要求電力変換部11bと、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c’と、低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c"と、燃料電池応答推定部11dと、差分器11eと、燃料電池分担分補正率演算部11gと、乗算器11hと、内分比演算部11iと、内分演算部11jと、要求電力変換部11kと、を有する(第2駆動力応答補償制御手段)。
As shown in FIG. 10, the driving force response compensation control system in the
前記駆動力配分部11bでは、静的目標駆動力生成部11aからの静的目標駆動力を燃料電池23に対する要求電力に変換し、乗算器11hでは、変換された要求電力と、2次電源揚力に基づく燃料電池分担分補正率と、を掛け合わせた値から燃料電池23によって実現されるべき燃料電池要求電力を求める。
The driving
前記通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c’は、リチウムイオン2次電池25の電源容量が十分であるとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性を加えて目標駆動力を生成する。
When the power supply capacity of the lithium ion
前記低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c"は、リチウムイオン2次電池25の電源容量が減少しているとき、静的目標駆動力に過渡的な応答特性(通常電源容量時よりも立ち上がり勾配をエンジン並に小さく設定し、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性)を加えて目標駆動力を生成する。
When the power supply capacity of the lithium ion
前記内分比演算部11iは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力との内分比を決めるもので、2次電源容量が閾値1以上の値である場合には、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=1:0とし、2次電源容量が閾値1と閾値2との間の値である場合、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=1〜0:0〜1とし、2次電源容量が閾値2以下の値である場合には、通常電源目標駆動力:低電源目標駆動力=0:1とする。
The internal ratio calculation unit 11i determines an internal ratio between the normal power target driving force and the low power target driving force. When the secondary power source capacity is a value equal to or greater than the
前記内分演算部11jは、通常電源目標駆動力と低電源目標駆動力と内分比演算部11iからの内分比とを入力し、内分比に応じて2つの特性間をなだらかに繋ぐことで過渡応答付き目標モータトルクを決める。
The internal
前記差分器11eは、要求電力変換部11kからの2次電池要求電力から、燃料電池応答推定部11dからの燃料電池応答を差し引くことで、2次電池要求電力を決める。
The
次に、駆動力応答補償制御作用を説明する。
実施例3の場合、発電装置(燃料電池23)と蓄電装置(リチウムイオン2次電池25)との応答性の違いにより、実施例1と同様の問題が発生する。
Next, the driving force response compensation control action will be described.
In the case of the third embodiment, the same problem as in the first embodiment occurs due to the difference in responsiveness between the power generation device (fuel cell 23) and the power storage device (lithium ion secondary battery 25).
これに対し、リチウムイオン2次電池25の電源容量が閾値1を下回ったとき、過渡応答付き目標駆動力の立ち上り勾配を徐々にエンジン並に近づけ、閾値2以下になったとき、エンジン並となるように設定する。しかし、動特性をそのゲインを修正して、特性の変化をなだらかにつなぐのは難しいので、図10に示すように、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c’と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力生成部11c"とを設け、常時両者を演算し、リチウムイオン2次電池25の電源容量に対して、前述のように2つに分けた電源容量の下限閾値である閾値1と閾値2に対して、内分比を求め、その内分比を用いて、通常電源容量時過渡応答付き目標駆動力と低電源容量時過渡応答付き目標駆動力とを内分することにより、2つの特性の間をなだらかにつなぐことができる。この内分比演算と内分演算に際して、リチウムイオン2次電池25の電源容量の値をそのまま使ったリニアな特性としても良いし、前述のエンジン分担分補正率のように、電源容量に対するテーブルなどを用いて、非線形な特性にすることもできる。なお、他の作用は実施例1と同様であるので説明を省略する。
On the other hand, when the power supply capacity of the lithium ion
次に、効果を説明する。
実施例3の車両の駆動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle driving force control apparatus according to the third embodiment, the effects listed below can be obtained.
(7) 原動機はモータ9,9のみで構成されるが、モータ9,9に電力を供給する電源が、応答の遅い燃料電池23と応答の早いリチウムイオン2次電池25の組み合わせで構成されている燃料電池車において、前記リチウムイオン2次電池25の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、リチウムイオン2次電池25による電力供給が最小となるように駆動力の立ち上がり勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第2駆動力応答補償制御手段を設けたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているリチウムイオン2次電池25の消費電力を最小限に抑えると共に、リチウムイオン2次電池25の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(7) Although the prime mover is composed of only the
すなわち、必ずしも燃料電池23を電源とするモータ駆動力のみにより目標駆動力に対してオーバーシュートさせる必要はなく、駆動力の立ち上がり勾配を小さくすることにより、リチウムイオン2次電池25を電源とするモータ駆動力によるアシスト量を最小限に抑える。且つ、目標駆動力に対して所定のオーバーシュートを生じさせることにより、駆動力がピークに達する時期が遅れることによる応答遅れ感を緩和させ、ドライバーの踏み増しを防止する。
That is, it is not always necessary to overshoot the target driving force only by the motor driving force using the
(8) 前記第2駆動力応答補償制御手段は、リチウムイオン2次電池25の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、燃料電池23を電源とするモータ駆動力のみにより得るよう予め設定した、つまり、駆動力の立ち上がり特性からオーバーシュート特性までの過渡応答特性を、燃料電池23で発生する電力に追従するモータ駆動力のみで達成するようにしたため、加速要求時、蓄電容量が減少しているリチウムイオン2次電池25の電力を消費することなく、リチウムイオン2次電池25の蓄電容量が十分な加速要求時との違和感を軽減することができる。
(8) When the capacity of the lithium ion
(9) 前記第2駆動力応答補償制御手段は、リチウムイオン2次電池25の電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値1と閾値2に分け、リチウムイオン2次電池25の電源容量が閾値1と閾値2との間の場合、リチウムイオン2次電池25の電源容量が閾値1を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、リチウムイオン2次電池25の電源容量が閾値2以下の場合、目標駆動力を立ち上がり勾配をエンジン並の勾配に設定したため、リチウムイオン2次電池25の電源容量に少し余裕がある時には、電源容量の低下幅に応じて、リチウムイオン2次電池25の電源容量が十分なときの高応答特性から、エンジン並の応答特性まで徐々に移行させることができる。
(9) The second driving force response compensation control means divides the lower limit threshold of the power source capacity for starting the driving force response compensation control when the power source capacity of the lithium ion
以上、本発明の車両の駆動力制御装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これら実施例1〜実施例3に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the driving force control apparatus for a vehicle according to the present invention has been described based on the first to third embodiments, the specific configuration is not limited to the first to third embodiments, and is claimed. Modifications and additions of the design are permitted without departing from the spirit of the invention according to each claim in the scope of the above.
実施例2では蓄電装置としてバッテリ5を示し、実施例3では蓄電装置としてリチウムイオン2次電池25を示したが、応答の遅い発電装置(エンジン+ジェネレータや燃料電池等)と組み合わされる蓄電池としては、ニッケル水素蓄電池やキャパシタ等を用いても良い。
In the second embodiment, the
第1発明は、パラレル型ハイブリッドシステムへの適用例である第1実施例以外に、前後輪のうち、一方の輪をエンジンで駆動し、他方の輪をエンジン+ジェネレータで発電した電力にてモータ駆動するモータ4輪駆動車にも適用することができる。 In addition to the first embodiment which is an application example to a parallel hybrid system, the first invention is a motor driven by electric power generated by an engine and a generator of one of the front and rear wheels driven by the engine. The present invention can also be applied to a motor-driven four-wheel drive vehicle.
第2発明は、原動機はモータのみで構成されるが、モータに電力を供給する電源が、応答の遅い発電装置(エンジン+ジェネレータ、燃料電池等)と、応答の早い蓄電装置(バッテリ、2次電池、キャパシタ等)と、の組み合わせで構成されているものであれば、実施例2,3で示した以外の車両にも適用することができる。 In the second invention, the prime mover is composed only of a motor, but the power source for supplying electric power to the motor is a power generator (engine + generator, fuel cell, etc.) with a slow response and a power storage device (battery, secondary battery) with a quick response. The battery can be applied to vehicles other than those shown in the second and third embodiments as long as they are configured in combination with a battery, a capacitor, and the like.
1 エンジン(内燃機関)
2 変速機
3 モータ/ジェネレータ(モータ)
4 インバータ
5 バッテリ(電源)
6 出力ギヤ機構
7,7 駆動輪
8 ジェネレータ
9 モータ
10 エンジンコントローラ
11 モータコントローラ
12 統合コントローラ
13 アクセル開度センサ
14 車速センサ
23 燃料電池
25 リチウムイオン2次電池
1 engine (internal combustion engine)
2
4
6
Claims (6)
前記モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、モータによる遅れ補償を小さくするように駆動力の立ち上がり応答遅れを設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第1駆動力応答補償制御手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 In a vehicle having a prime mover combined with an internal combustion engine and a motor, and a power source for supplying power to the motor,
When the capacity of the power supply that supplies power to the motor is decreasing, the transient response characteristic of the target driving force to the driver's acceleration request is set, and the rising response delay of the driving force is set so as to reduce the delay compensation by the motor And a first driving force response compensation control means having a characteristic of causing a predetermined overshoot after rising to the target driving force.
前記第1駆動力応答補償制御手段は、モータに電力を供給する電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、内燃機関の駆動のみにより得るよう予め設定したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 In the vehicle driving force control device according to claim 1,
The first driving force response compensation control means obtains a transient response characteristic of the target driving force with respect to the driver's acceleration request only by driving the internal combustion engine when the capacity of the power supply for supplying electric power to the motor is reduced. A driving force control apparatus for a vehicle characterized by being set in advance.
前記第1駆動力応答補償制御手段は、電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値1と閾値2に分け、電源容量が閾値1と閾値2との間の場合、電源容量が閾値1を下回るほど目標駆動力に対する内燃機関分担分補正率を徐々に大きくしてゆき、電源容量が閾値2以下の場合、目標駆動力を内燃機関のみにより分担する設定としたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 In the vehicle driving force control device according to claim 1 or 2,
The first driving force response compensation control means divides the lower limit threshold of the power source capacity for starting the driving force response compensation control when the power source capacity is reduced into threshold value 1 and threshold value 2, and the power source capacity is between threshold value 1 and threshold value 2. In this case, the internal combustion engine share correction rate for the target driving force is gradually increased as the power supply capacity falls below the threshold value 1, and when the power supply capacity is equal to or less than the threshold value 2, the target driving force is set to be shared only by the internal combustion engine. A driving force control device for a vehicle.
応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の早い電源による電力供給が最小になるように駆動力の立ち上り勾配を小さく設定し、且つ、目標駆動力まで立ち上がった後に所定のオーバーシュートを生じさせる特性とする第2駆動力応答補償制御手段を設けたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 Although the prime mover is composed only of a motor, in a vehicle in which the power source that supplies power to the motor is composed of a combination of a slow response and a fast response,
When the capacity of the fast-response power supply is decreasing, the transient response characteristics of the target driving force to the driver's acceleration request are set small so that the power supply rise by the fast-response power supply is minimized. And a second driving force response compensation control unit having a characteristic of causing a predetermined overshoot after rising to the target driving force.
前記第2駆動力応答補償制御手段は、応答の早い電源の容量が減少しているとき、ドライバーの加速要求に対する目標駆動力の過渡的な応答特性を、応答の遅い電源によるモータ駆動のみにより得るよう予め設定したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 In the vehicle driving force control device according to claim 4,
The second driving force response compensation control means obtains a transient response characteristic of the target driving force with respect to the driver's acceleration request only by driving the motor with a slow response power source when the capacity of the power source with quick response is decreasing. A driving force control apparatus for a vehicle characterized by being set in advance.
前記第2駆動力応答補償制御手段は、応答の早い電源容量減少時の駆動力応答補償制御を開始する電源容量の下限閾値を閾値1と閾値2に分け、応答の早い電源容量が閾値1と閾値2との間の場合、電源容量が閾値1を下回るほど目標駆動力の立ち上がり勾配を徐々に小さくしてゆき、応答の早い電源容量が閾値2以下の場合、目標駆動力の立ち上がり勾配を内燃機関レベルの勾配に設定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
In the vehicle driving force control device according to claim 4 or 5,
The second driving force response compensation control means divides the lower limit threshold of the power source capacity for starting the driving force response compensation control when the power source capacity is quickly reduced into the threshold value 1 and the threshold value 2, When it is between the threshold value 2 and the power supply capacity falls below the threshold value 1, the rising slope of the target driving force is gradually reduced. A driving force control device for a vehicle, wherein the gradient is set to an engine level.
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JP2009247037A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Toyota Motor Corp | Driving force control apparatus for vehicle and method for vehicle |
JP2011031743A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Honda Motor Co Ltd | Drive control device for vehicle |
JP2019531953A (en) * | 2016-08-09 | 2019-11-07 | ポラリス インダストリーズ インコーポレーテッド | Endless track all-terrain vehicle |
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- 2004-03-30 JP JP2004099749A patent/JP2005287234A/en active Pending
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