JP2005304182A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 旋回時の前後配分を制御することにより、燃費や動力、そして操縦安定性の総合的な向上を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 前後輪の一方を第一の駆動源E、M2、M4、前後輪の他方を第二の駆動源M1にて駆動し、該第二の駆動源M1は蓄電装置7により蓄えられた電気エネルギーにより作動させられ、また車両の減速時に運動エネルギーを回収して蓄電装置7に充電を行う電動モータM1により構成されるハイブリッド車両の制御装置である。これは、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段25と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段24,26とを備える。そして、前記減速状態検出手段25により検出される減速状態と、前記旋回状態検出手段24,26により検出される旋回状態とに応じて前記電動モータM1の回生量を算出し、該回生量に応じて電動モータM1を制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】 前後輪の一方を第一の駆動源E、M2、M4、前後輪の他方を第二の駆動源M1にて駆動し、該第二の駆動源M1は蓄電装置7により蓄えられた電気エネルギーにより作動させられ、また車両の減速時に運動エネルギーを回収して蓄電装置7に充電を行う電動モータM1により構成されるハイブリッド車両の制御装置である。これは、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段25と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段24,26とを備える。そして、前記減速状態検出手段25により検出される減速状態と、前記旋回状態検出手段24,26により検出される旋回状態とに応じて前記電動モータM1の回生量を算出し、該回生量に応じて電動モータM1を制御する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、前後輪の一方を第一の駆動源により駆動し、前後輪の他方を回生可能な電動モータにて駆動するハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
近年、前後の一方の主駆動輪をエンジンにより駆動し、前後他方の副駆動輪をバッテリに接続されたモータにより駆動するハイブリッド車両が知られている。
このようなハイブリッド車両によれば、運転状態に応じてエンジンとモータとを使い分けることにより、燃料消費量や排出ガス量が低減される。
このようなハイブリッド車両によれば、運転状態に応じてエンジンとモータとを使い分けることにより、燃料消費量や排出ガス量が低減される。
この種のハイブリッド車両としては、車両が備える単数または複数のモータにより減速エネルギーを回生し、再加速時のエネルギーとして利用することで、燃費向上を図るものがある。さらに、モータ単独での走行に回生エネルギーを使用することにより、さらなる燃費向上を図るものもある。
例えば、特許文献1には、四輪駆動型のハイブリッド車両において、車両の旋回走行中には前後輪の駆動力配分の変更を制限して、旋回走行中の操縦安定性の向上を図る技術が開示されている。
また、特許文献2には、車両の挙動を制御するために、車両走行のための動力源(例えばエンジンおよび電動モータ)およびホイールブレーキの少なくとも一方を電子制御する挙動制御手段を備え、該挙動制御手段による制御中は、動力源の切換を禁止して、挙動制御手段の制御精度の低下を防止する技術が開示されている。
特開平9−284911号公報
特開平10−184415号公報
また、特許文献2には、車両の挙動を制御するために、車両走行のための動力源(例えばエンジンおよび電動モータ)およびホイールブレーキの少なくとも一方を電子制御する挙動制御手段を備え、該挙動制御手段による制御中は、動力源の切換を禁止して、挙動制御手段の制御精度の低下を防止する技術が開示されている。
従来技術において、コンベンショナルなエンジンをもつ車両の後軸、又は前後軸にモータを付加して、四輪走行することで燃費の向上と操作性能の向上を目指すハイブリッド車両として、フルタイム4WDやリアルタイム4WDが知られている。
従来におけるフルタイム4WDの場合には、車輪のスリップの発生に伴い、駆動力配分比を変更、又は、二輪駆動から四輪駆動へ移行するのではなく、常にその走行状態に応じ、駆動力配分比をコントロールすることが可能である。従って、フルタイム4WDの旋回動作に車両が入った際に操縦性能を良好に保つように、加速重視の後輪よりの配分から旋回安定性重視の重量配分に近い配分比に切り替えて旋回時の操縦性を保つことができる。
従来におけるフルタイム4WDの場合には、車輪のスリップの発生に伴い、駆動力配分比を変更、又は、二輪駆動から四輪駆動へ移行するのではなく、常にその走行状態に応じ、駆動力配分比をコントロールすることが可能である。従って、フルタイム4WDの旋回動作に車両が入った際に操縦性能を良好に保つように、加速重視の後輪よりの配分から旋回安定性重視の重量配分に近い配分比に切り替えて旋回時の操縦性を保つことができる。
また、従来におけるリアルタイム4WDの場合は、旋回加速時に後輪のスリップが発生し、カウンター状態となった場合、運転者のアクセルオフ動作により、ほぼFF状態となり、後輪のトラクション回復となるよう動作する。
一方、これらの技術に対して、前後輪にモータを持ち、これらのモータにより駆動や回生を行うハイブリッド車両においては、前記フルタイム4WDの連続性により、駆動や回生を継続しつつ、旋回時の操縦安定性を維持し、かつ、リアルタイム4WDのトラクションの回復性を兼ね備えることが望まれている。
一方、これらの技術に対して、前後輪にモータを持ち、これらのモータにより駆動や回生を行うハイブリッド車両においては、前記フルタイム4WDの連続性により、駆動や回生を継続しつつ、旋回時の操縦安定性を維持し、かつ、リアルタイム4WDのトラクションの回復性を兼ね備えることが望まれている。
従って、本発明は、旋回時の前後配分を制御することにより、燃費や動力、そして操縦安定性の総合的な向上を図ることができる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。
請求項1に係る発明は、前後輪の一方(例えば、実施の形態における前輪Wf)を第一の駆動源(例えば、実施の形態におけるエンジンE、モータM2、M4)、前後輪の他方を第二の駆動源(例えば、実施の形態におけるモータM1)にて駆動し、該第二の駆動源は蓄電装置(例えば、実施の形態におけるバッテリ7)により蓄えられた電気エネルギーにより作動させられ、また車両の減速時に運動エネルギーを回収して蓄電装置に充電を行う電動モータにより構成されるハイブリッド車両の制御装置において、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段(例えば、実施の形態における前後Gセンサ25)と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段(例えば、実施の形態における操舵角センサ24、ヨーレートセンサ26)と、を備え、前記減速状態検出手段により検出される減速状態と、前記旋回状態検出手段により検出される旋回状態とに応じて前記電動モータの回生量を算出し、該回生量に応じて電動モータを制御する(例えば、実施の形態におけるマネージメントECU30)ことを特徴とする。
この発明によれば、前記電動モータの回生量を、前記減速状態検出手段により検出される減速状態と、前記旋回状態検出手段により検出される車両の旋回状態とに応じて算出することにより、旋回時の操縦安定性を維持するように旋回時の前後配分を制御して、燃費を向上することができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のものであって、前記旋回状態検出手段は、操舵手段の舵角を検出する舵角検出部を有し、該舵角検出部により検出される舵角の旋回方向への増加に伴って前記電動モータの回生量を減少させることを特徴とする。
この発明によれば、前記舵角検出部により検出される舵角が増加しているときには、車両の旋回運動を大きくすることが要求されていると判断できるため、前記電動モータの回生量を減少させて制動力を減少させることで、旋回要求に応じた駆動力を供給することができ、これにより、燃費向上を図りつつ走行性能を向上させることができる。ここで、前記舵角の旋回方向への増加とは、車両の旋回方向に対応する方向への舵角の増加をいう。従って、例えば車両が時計回りに旋回している状態で、舵角が時計回りの方向に増加している場合は前記舵角の旋回方向への増加であるが、舵角が反時計回りの方向に増加している場合は前記舵角の旋回方向への増加ではない。
この発明によれば、前記舵角検出部により検出される舵角が増加しているときには、車両の旋回運動を大きくすることが要求されていると判断できるため、前記電動モータの回生量を減少させて制動力を減少させることで、旋回要求に応じた駆動力を供給することができ、これにより、燃費向上を図りつつ走行性能を向上させることができる。ここで、前記舵角の旋回方向への増加とは、車両の旋回方向に対応する方向への舵角の増加をいう。従って、例えば車両が時計回りに旋回している状態で、舵角が時計回りの方向に増加している場合は前記舵角の旋回方向への増加であるが、舵角が反時計回りの方向に増加している場合は前記舵角の旋回方向への増加ではない。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のものであって、前記電動モータは前後輪のうち後輪を駆動するものであって、前記舵角検出部により検出される舵角が設定値以上に増加した場合には、前記電動モータの回生量をゼロにすることを特徴とする。
この発明によれば、前記舵角が設定値以上に増加した場合に前記電動モータの回生量をゼロにすることで、前記電動モータによる制動力をゼロに抑えることができるので、車輪の駆動力を旋回運動に最大限利用することができ、操作性をさらに向上させることができる。
この発明によれば、前記舵角が設定値以上に増加した場合に前記電動モータの回生量をゼロにすることで、前記電動モータによる制動力をゼロに抑えることができるので、車輪の駆動力を旋回運動に最大限利用することができ、操作性をさらに向上させることができる。
請求項4に係る発明は、請求項2または請求項3に記載のものであって、前記舵角検出部により検出される舵角の増加に伴って前記電動モータの回生量を減少させた後、前記舵角が減少した場合には、前記検出された舵角の最大値における回生量に前記電動モータの回生量を固定して前記電動モータを制御することを特徴とする。
この発明によれば、前記舵角が減少した場合に前記電動モータの回生量を前記舵角の最大値における回生量に固定することで、前記前記電動モータにより発生する制動力を一定に保持させることができるので、運転者に違和感を与えずに旋回動作を行わせることができ、燃費の向上を図りつつ操作性の向上に寄与することができる。
この発明によれば、前記舵角が減少した場合に前記電動モータの回生量を前記舵角の最大値における回生量に固定することで、前記前記電動モータにより発生する制動力を一定に保持させることができるので、運転者に違和感を与えずに旋回動作を行わせることができ、燃費の向上を図りつつ操作性の向上に寄与することができる。
請求項5に係る発明は、請求項4に記載のものであって、前記車両が旋回状態から直進状態に移行した場合には、前記電動モータの回生量の固定を解除することを特徴とする。
この発明によれば、前記車両が旋回状態から直進状態に移行した場合には、車両の操作方向の変動を伴うことなく前記電動モータの制動力を増加させることができるので、車両の減速状態に応じた回生量を設定することで、走行性能を確保しつつ、燃費の向上を図ることができる。
この発明によれば、前記車両が旋回状態から直進状態に移行した場合には、車両の操作方向の変動を伴うことなく前記電動モータの制動力を増加させることができるので、車両の減速状態に応じた回生量を設定することで、走行性能を確保しつつ、燃費の向上を図ることができる。
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のものであって、前記旋回状態検出手段は、前記操舵手段の舵角および操作方向と、ヨーレイトとにより、車両の旋回状態の有無を判定することを特徴とする。
この発明によれば、運転者からの旋回要求に加えて車両の走行状態に基づいて車両の旋回状態の有無を判定することにより、車両の旋回状態の有無を精度よく判定することができ、判定された旋回状態に応じた前記電動モータの制御を行うことができる。
この発明によれば、運転者からの旋回要求に加えて車両の走行状態に基づいて車両の旋回状態の有無を判定することにより、車両の旋回状態の有無を精度よく判定することができ、判定された旋回状態に応じた前記電動モータの制御を行うことができる。
請求項1に係る発明によれば、燃費や動力、そして操縦安定性の総合的な向上を図ることができる。
請求項2に係る発明によれば、燃費向上を図りつつ走行性能を向上させることができる。
請求項2に係る発明によれば、燃費向上を図りつつ走行性能を向上させることができる。
請求項3に係る発明によれば、車輪の駆動力を旋回運動に最大限利用することができ、操作性をさらに向上させることができる。
請求項4に係る発明によれば、運転者に違和感を与えずに旋回動作を行わせることができ、燃費の向上を図りつつ操作性の向上に寄与することができる。
請求項4に係る発明によれば、運転者に違和感を与えずに旋回動作を行わせることができ、燃費の向上を図りつつ操作性の向上に寄与することができる。
請求項5に係る発明によれば、車両の減速状態に応じた回生量を設定することで、走行性能を確保しつつ、燃費の向上を図ることができる。
請求項6に係る発明によれば、車両の旋回状態の有無を精度よく判定することができ、判定された旋回状態に応じた前記電動モータの制御を行うことができる。
請求項6に係る発明によれば、車両の旋回状態の有無を精度よく判定することができ、判定された旋回状態に応じた前記電動モータの制御を行うことができる。
以下、この発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を図面と共に説明する。
図1は本発明が適用されるハイブリッド車両1a(1)の全体構成図である。
同図に示すハイブリッド車両1aは四輪駆動であって、車両のフロント側にエンジンEとモータM2とを備え、リア側に例えばディファレンシャルギヤDの入力側に接続されたモータM1を備えている。この実施の形態では、リア側のモータM1はジェネレータとして主に機能し、フロント側のモータM2にはトラクションモータとして主に機能する。
図1は本発明が適用されるハイブリッド車両1a(1)の全体構成図である。
同図に示すハイブリッド車両1aは四輪駆動であって、車両のフロント側にエンジンEとモータM2とを備え、リア側に例えばディファレンシャルギヤDの入力側に接続されたモータM1を備えている。この実施の形態では、リア側のモータM1はジェネレータとして主に機能し、フロント側のモータM2にはトラクションモータとして主に機能する。
ここで、前記モータM2は、前記エンジンEと変速段用クラッチを有するトランスミッションT(オートマティックトランスミッションでもよい)の間に挟み込まれて配置されている。また、前記トランスミッションT内部のモータ側端には、エンジンEとモータM2から出力される駆動力の切断と接続を機械的に行う変速段用クラッチ(図示せず)が設けられている。そして、この変速段用クラッチに作動圧を供給するために、メカニカルオイルポンプ21が設けられている。このメカニカルオイルポンプ21は、モータM2を駆動することにより作動する。
一方、モータM1とディファレンシャルギヤDとの間には、モータM1から出力される駆動力の切断と接続を機械的に行う発進クラッチCを備えている。
したがって、フロント側の前記エンジンEと前記モータM2の出力は前記トランスミッションTを介して前輪Wfに伝達され、リア側のモータM1の出力はクラッチCとディファレンシャルギヤDとを介して後輪Wrに伝達される。
したがって、フロント側の前記エンジンEと前記モータM2の出力は前記トランスミッションTを介して前輪Wfに伝達され、リア側のモータM1の出力はクラッチCとディファレンシャルギヤDとを介して後輪Wrに伝達される。
前記モータM1、M2は、モータ制御手段としてのモータECU32(図5参照)からの制御命令を受けてパワードライブユニット(PDU)2により制御されている。
前記パワードライブユニット2には、モータM1およびモータM2と電力の授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ(蓄電池)7が接続されている。なお、このバッテリ7には、DC−DCコンバータであるダウンバータを介して、各種補機類を駆動する補助バッテリが接続されている。
前記エンジンEと前記モータM2に駆動される前記前輪Wfは前輪ブレーキ(図示せず)を有し、同様に前記モータM1に駆動される前記後輪Wrは後輪ブレーキ(図示せず)を有している。
前記パワードライブユニット2には、モータM1およびモータM2と電力の授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ(蓄電池)7が接続されている。なお、このバッテリ7には、DC−DCコンバータであるダウンバータを介して、各種補機類を駆動する補助バッテリが接続されている。
前記エンジンEと前記モータM2に駆動される前記前輪Wfは前輪ブレーキ(図示せず)を有し、同様に前記モータM1に駆動される前記後輪Wrは後輪ブレーキ(図示せず)を有している。
前記エンジンEはいわゆる直列四気筒エンジンであり、前記エンジンEの吸気管13にはエンジンECU(FI−ECU)31で制御される電子制御スロットル12が設けられている。また、図示しないアクセルペダル(AP)の操作量を検知するアクセル開度センサは前記エンジンECU31に接続されている。
ここで、前記エンジンECU31は、アクセルペダルの操作量等から燃料噴射量を算出し、電子制御スロットル12に対して燃料噴射量の制御信号を出力している。
ここで、前記エンジンECU31は、アクセルペダルの操作量等から燃料噴射量を算出し、電子制御スロットル12に対して燃料噴射量の制御信号を出力している。
図2は本発明が適用される他のハイブリッド車両1b(1)の全体構成図である。
同図に示すハイブリッド車両1bは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1bの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、ジェネレータとして機能するモータM3を設けている点が異なっている。従って、車両1bの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEのみで駆動され、車両1bの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
同図に示すハイブリッド車両1bは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1bの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、ジェネレータとして機能するモータM3を設けている点が異なっている。従って、車両1bの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEのみで駆動され、車両1bの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
図3は本発明が適用される他のハイブリッド車両1c(1)の全体構成図である。
同図に示すハイブリッド車両1cは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1cの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、トラクションモータとして機能するモータM4と、ジェネレータとして機能するモータM3とを設けている点が異なっている。図1に示すモータM2はエンジンEに直結されているのに対し、図3に示すモータM4はエンジンEと独立して前輪Wfに連結されている。従って、車両1cの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEやモータM4のいずれか一方または双方により駆動され、車両1cの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
同図に示すハイブリッド車両1cは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1cの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、トラクションモータとして機能するモータM4と、ジェネレータとして機能するモータM3とを設けている点が異なっている。図1に示すモータM2はエンジンEに直結されているのに対し、図3に示すモータM4はエンジンEと独立して前輪Wfに連結されている。従って、車両1cの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEやモータM4のいずれか一方または双方により駆動され、車両1cの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
図4は本発明が適用される他のハイブリッド車両1d(1)の全体構成図である。
同図に示すハイブリッド車両1dは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1dの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、トラクションモータとして機能するモータM4を設けている点が異なっている。図1に示すモータM2はエンジンEに直結されているのに対し、図4に示すモータM4はエンジンEと独立して前輪Wfに連結されている。従って、車両1dの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEやモータM4のいずれか一方または双方により駆動され、車両1dの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
同図に示すハイブリッド車両1dは図1の場合と同じ四輪駆動であるが、車両1dの前輪Wf側にトラクションモータとして機能するモータM2に変えて、トラクションモータとして機能するモータM4を設けている点が異なっている。図1に示すモータM2はエンジンEに直結されているのに対し、図4に示すモータM4はエンジンEと独立して前輪Wfに連結されている。従って、車両1dの前輪(主駆動輪)WfはエンジンEやモータM4のいずれか一方または双方により駆動され、車両1dの後輪(従動輪)WrはモータM1により駆動される。
図1〜図4に示したこれらのハイブリッド車両は、トラクションモータM2/M4のみで走行可能なEV走行モードと、少なくともエンジンEを駆動して走行するエンジン走行モードとを備えている。ここで、エンジン走行モードには、エンジンE単独で走行するモードと、エンジンEとモータM2/M4両方で走行するモードがあるが、これらを合わせてエンジン走行モードという。
図5は図1〜図4のハイブリッド車両が有するECUのブロック図である。
同図に示すように、ハイブリッド車両は、車両全体の制御を行うマネージメントECU30と、エンジンEの制御を行うFI−ECU(エンジンECU)31と、モータM1〜M4の制御を行うMOT−ECU(モータECU)32、車両1の横滑りを防止するABS(Anti Lock Brake System)の制御を行うABS−ECU33と、バッテリ7の制御を行うBAT−ECU(バッテリECU)34とを備えている。
同図に示すように、ハイブリッド車両は、車両全体の制御を行うマネージメントECU30と、エンジンEの制御を行うFI−ECU(エンジンECU)31と、モータM1〜M4の制御を行うMOT−ECU(モータECU)32、車両1の横滑りを防止するABS(Anti Lock Brake System)の制御を行うABS−ECU33と、バッテリ7の制御を行うBAT−ECU(バッテリECU)34とを備えている。
マネージメントECU30は、エンジンECU31、モータECU32、ABS−ECU33、バッテリECU34に接続されている。
エンジンECU31からマネージメントECU30に対しては、アクセルペダル開度(AP)やエンジンEの回転数Ne(トランスミッションTの回転数)、リアモータM1の出力最大値、リアモータM1の駆動許可やその制限についての信号、リアモータM1の回生禁止または回生制限信号が入力される。
エンジンECU31からマネージメントECU30に対しては、アクセルペダル開度(AP)やエンジンEの回転数Ne(トランスミッションTの回転数)、リアモータM1の出力最大値、リアモータM1の駆動許可やその制限についての信号、リアモータM1の回生禁止または回生制限信号が入力される。
また、モータECU32からマネージメントECU30に対しては、モータM1〜M4のそれぞれの回転数が入力される。ABS−ECU33からマネージメントECU30に対しては、車両1の各車輪Wf、Wrの各回転数が入力される。バッテリECU34からマネージメントECU30に対しては、バッテリ7の残容量(SOC)が入力される。
これらに加えて、マネージメントECU30には、ブレーキ油圧センサ23により検出されたブレーキ油圧や操舵角センサ24により検出されたハンドル61の操舵角、前後加速度(G)センサ25により検出された車両1の前後加速度(G)、ヨーレートセンサ26により検出されたヨーレートが入力される。
これらに加えて、マネージメントECU30には、ブレーキ油圧センサ23により検出されたブレーキ油圧や操舵角センサ24により検出されたハンドル61の操舵角、前後加速度(G)センサ25により検出された車両1の前後加速度(G)、ヨーレートセンサ26により検出されたヨーレートが入力される。
マネージメントECU30は、車両1の速度(車体速)を推定する車体速推定部41と、車両1の走行路の登坂角を推定する登坂角推定部42と、リアモータM1の駆動制御を行うリアモータ駆動制御部43と、リアモータM1の回生制御を行うリアモータ回生制御部44と、後輪Wrの駆動力を路面に効率的に伝達する後輪TCS(トラクションコントロールシステム)部45と、発進クラッチCの制御を行うクラッチ制御部46と、車両1のスリップ判断を行うスリップ判断部47とを備えている。
車体速推定部41には、各車輪Wf、Wrの回転数やモータM1〜M4の回転数、エンジンEの回転数Neが入力される。そして、車体速推定部41は、これらの入力値に基づいて車両1の速度(車体速)を推定して出力する。登坂角推定部42には、車両1の前後加速度が入力される。そして、登坂角推定部42は、この入力値に基づいて登坂角度を推定して、走行路面の傾斜角を出力し、また、推定した登坂角度に応じてエンジンEの始動要求を出力する。
リアモータ駆動制御部43には、バッテリ7の残容量(SOC)やアクセルペダル開度(AP)、車体速推定部41で推定された車体速や、操舵角、登坂角推定部42で推定された路面の傾斜角が入力される。リアモータ駆動制御部43は、基本マップ保持部51と、登坂時マップ保持部52と、転舵係数算出部53と、リアアシストON/OFF制御部54とを備えている。
そして、入力された傾斜角の値に応じて基本マップと登坂時マップのいずれかに切換を行い、選択されたマップに基づいて残容量やアクセルペダル開度、車体速に対応するリアモータM1の駆動力を算出する。ここで、登坂時マップは基本マップに比べて、後輪側の比重をより大きくするように車両の前後の駆動力配分を設定するとともに、全体の駆動力もより大きくなるように設定している。このようにマップの切換を行うことにより、車両の走行状態に応じた駆動力をリアモータM1により出力することが可能となる。
また、転舵係数算出部53では、操舵角センサ24により検出される操舵角に応じて転舵係数を算出する。そして、前記基本マップまたは登坂時マップのいずれかで算出された駆動力に前記転舵係数を乗じて、車両1の旋回時におけるリヤモータM1の駆動力を設定する。
リアアシストON/OFF制御部54では、アクセルペダル開度やバッテリ7の残容量に応じて制御される。リアモータM1による駆動力のアシストが必要と判定された場合(リアアシストONの場合)には、この必要と判定された駆動力に見合った比率を前記リアモータM1の駆動力にさらに乗じて、リアモータ駆動制御部43から出力する。
リアアシストON/OFF制御部54では、アクセルペダル開度やバッテリ7の残容量に応じて制御される。リアモータM1による駆動力のアシストが必要と判定された場合(リアアシストONの場合)には、この必要と判定された駆動力に見合った比率を前記リアモータM1の駆動力にさらに乗じて、リアモータ駆動制御部43から出力する。
リアモータ回生制御部44には、バッテリ7の残容量(SOC)、車体速、ブレーキ油圧、操舵角、ヨーレートが入力される。リアモータ回生制御部44は、ブレーキペダルON/OFF時減速度設定部56と、回生量前後配分比算出部57と、カウンター対策部58とを備えている。ブレーキペダルON/OFF時減速度設定部56では、ブレーキペダルのON/OFFに応じた減速度を設定する。また、回生量前後配分比算出部57では、車体速や操舵角、ヨーレートにより、前輪側モータM2〜M4と後輪側モータM1との配分比を算出する。この後輪側の配分比を前記減速度に見合った回生量に乗じる。そして、前記回生量に、カウンター対策部58で算出された係数を乗じて得られた回生量を、前記リアモータ回生制御部44から出力する。前記カウンター対策部58では、操舵手段であるハンドル61のカウンター状態の防止を図っている。これについては後述する。
後輪TCS部45には、車体速や各車輪Wf、Wrの回転数が入力される。これらの入力値に基づいて、後輪TCS部45では、リアモータM1の駆動力を出力する。この出力された駆動力をリアモータM1の駆動/回生制限指令の値以下に合わせる。この値をトルク制限/禁止値とする。そして、リアモータ駆動制御部43とリアモータ回生制御部44のそれぞれから出力された値を加算して得られるリアモータ駆動力に、前記トルク制限/禁止値を合算する。
クラッチ制御部46には、車体速やモータM1の回転数が入力される。これらの入力値に基づいて、クラッチ制御部46では、発進クラッチCのONやOFF制御を行う。すなわち、車体速やモータM1の回転数が一定以上になったときには発進クラッチCを切断することにより、リアモータM1の引きづりを防止するとともにリアモータM1が過度に高い回転数で駆動させられるのを防止して保護することができる。このクラッチ制御部46からはクラッチON/OFF信号が出力され、さらにクラッチ制御用トルクが出力される。このクラッチ制御用トルクが、上述したリアモータ駆動力に合算される。
スリップ判断部47は、車体速や各車輪Wf,Wrの回転数が入力される。これらの入力値に基づいて、車両1にスリップが発生しているか否かの判断を行い、この判断結果に応じて、リアモータM1のトルクダウン要求信号を出力する。
マネージメントECU30からエンジンECU31に対して、トルクダウン要求やエンジン始動要求、リアモータM1の出力値を出力する。また、モータECU32に対しては、リアモータM1のトルク指令を出力する。そして、発進クラッチCに対しては、発進クラッチのON/OFF指令を出力する。
図6は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両で行うメイン制御のフローチャートである。同図に示すように、まず、ステップS1−1で、アクセルペダル開度センサの信号APをマネージメントECU30で読み込む。そして、ステップS1−2でブレーキスイッチのON/OFF信号を、ステップS1−3でステアリング操舵角センサ24により検出した操舵角を、ステップS1−4で各車輪Wf、Wrの回転速度を、それぞれマネージメントECU30で読み込む。
ステップS1−5では、各車輪Wf,Wrの回転速度やその他の回転信号(モータM1〜M4回転数、エンジン回転数Ne等)等から、車体速推定部41により車両の車体速度を推定する。
ステップS1−6では、ステップS1−1で検出されたアクセルペダル開度に基づいて、アクセルペダルがOFFか否かを判断する。この判定結果がYESであれば(アクセルペダルが踏まれていなければ)ステップS2に進み、車両1の減速制御を行う。
この判定結果がNOであれば(アクセルペダルが踏まれていれば)、ステップS4に進み、車両1の駆動制御を行う。
ステップS1−6では、ステップS1−1で検出されたアクセルペダル開度に基づいて、アクセルペダルがOFFか否かを判断する。この判定結果がYESであれば(アクセルペダルが踏まれていなければ)ステップS2に進み、車両1の減速制御を行う。
この判定結果がNOであれば(アクセルペダルが踏まれていれば)、ステップS4に進み、車両1の駆動制御を行う。
そして、ステップS2またはステップS4の制御を行った後、ステップS1−7に進み、駆動力フィルタ制御を行う。具体的には、ステップS1−7で、ステップS2またはステップS4により、出力されたリアモータの駆動力指令の変化量がなだらかになるように調整して(なまして)、再度目標駆動力として設定する。ステップS1−8では、ステップS1−7で決定された目標駆動力をモータトルク指令として、モータECU32に出力する。モータECU32は、出力されたモータトルク指令に基づいて、モータM1〜M4の制御を行う。
図7は図6に示す減速制御のフローチャートである。同図に示すように、ステップS2−1では、ステップS1−5で推定された車体速度に基づいて、自然減速時における車両の制動力(自然制動力)をマップ(図10参照)により検索して求める。図10は車速と自然制動力との関係を示すグラフである。同図に示すように、自然制動力は車速が0から増加し始めると急激に大きさが増大するが、さらに車速が増加すると徐々に大きさが減少していく特性を有している。
ステップS2−2では、ステップS1−2で検出されたブレーキスイッチの信号を基に、ブレーキスイッチがONか否かを判定し、判定結果がYESであれば(ブレーキスイッチが踏まれていれば)ステップS2−3に進み、判定結果がNOであれば(踏まれていなければ)ステップS2−4に進む。
ステップS2−3では、ステップS1−5で推定された車体速度に基づいて、ブレーキが踏まれているときに、車両1に上乗せする減速駆動力(ブレーキ制動力)をマップ(図11参照)により検索して求める。図11は車速とブレーキ制動力との関係を示すグラフである。同図に示すように、ブレーキ制動力は車速が0から増加し始めると大きさが増大するが、さらに車速が増加すると徐々に大きさが減少していく特性を有している。このステップS2−3の処理を行った後、ステップS2−5に進む。
一方、ステップS2−4では、ブレーキスイッチが踏まれていないので、ブレーキ制動力にゼロを代入する。そして、ステップS2−5に進む。
一方、ステップS2−4では、ブレーキスイッチが踏まれていないので、ブレーキ制動力にゼロを代入する。そして、ステップS2−5に進む。
ステップS2−5では、ステップS1−3により出力された操舵角に基づいて、操舵角に応じた補正係数をマップ(図12参照)により検索して求める。図12は車速と舵角補正係数との関係を示すグラフである。同図に示すように、車速が0のときには舵角補正係数の値は1に設定されている。そして、車速が増大して所定値以上になると舵角補正係数は減少していき、さらに車速が増大すると舵角補正係数が0になってしまう。
また、同図に示すように、操舵角が大きいほど、同一車速での舵角補正係数が小さくなるように設定されている。
ここで、同図に示すマップは、上述したリアモータ回生制御部44におけるカウンター対策部58に格納されている。
また、同図に示すように、操舵角が大きいほど、同一車速での舵角補正係数が小さくなるように設定されている。
ここで、同図に示すマップは、上述したリアモータ回生制御部44におけるカウンター対策部58に格納されている。
ステップS2−5の処理を行った後、ステップS3に示すリアモータM1の回生量ホールド制御(図8参照)を行って、ステップS2−6に進む。ステップS2−6では、ステップS2−1で検索した自然減速制動力)に、ステップS3のホールド制御により決定された舵角補正係数の指令値を乗じたものを、自然減速制動力として出力する。同様に、ステップS2−3、ステップS2−4で検索または設定したブレーキ制動力に、前記舵角補正係数の指令値を乗じたものを、自然減速制動力として出力する。そして、ステップS2−7では、ステップS2−6で求めた自然制動力とブレーキ制動力とを加算してリアモータM1の最終目標駆動力として出力する。
図8は図7に示すリア回生配分比ホールド制御のフローチャートである。同図に示すように、ステップS3のホールド制御では、ステップS6のカウンタ状態判断(図9参照)を行って、ステップS3−1に進む。
ステップS3−1では、車両が旋回中かどうかを判定し、判定結果がYES(旋回中)であればステップS3−2に進み、判定結果がNO(直進中)であればステップS3−10に進む。ステップS3−10では、タイマーのセットを行う。そして、ステップS3−11でタイマーの値が0か否かを判定し、判定結果がYESであればステップS3−4に進み、判定結果がNOであればステップS3−9に進む。
ステップS3−4では、舵角補正係数指令値を舵角補正係数として設定する。そして、ステップS3−5で、舵角補正係数前回値を舵角補正係数指令値に置き換えて、一旦処理を終了する。
ステップS3−1では、車両が旋回中かどうかを判定し、判定結果がYES(旋回中)であればステップS3−2に進み、判定結果がNO(直進中)であればステップS3−10に進む。ステップS3−10では、タイマーのセットを行う。そして、ステップS3−11でタイマーの値が0か否かを判定し、判定結果がYESであればステップS3−4に進み、判定結果がNOであればステップS3−9に進む。
ステップS3−4では、舵角補正係数指令値を舵角補正係数として設定する。そして、ステップS3−5で、舵角補正係数前回値を舵角補正係数指令値に置き換えて、一旦処理を終了する。
一方、ステップS3−2では、舵角補正係数の今回値が前回値よりも大きいか、換言すれば、リアモータM1での回生量の今回値が前回値よりも大きいかを判定し、判定結果がYESであればステップS3−9に進む。判定結果がNOであればステップS3−3に進む。ステップS3−9では、舵角補正係数が舵角補正係数前回値に設定して、ステップS3−4に進んで、上述した処理を行う。
ステップS3−3では、ステップS6より出力されたカウンタ操作状態信号を基に、カウンタ操作中かどうかを判定し、判定結果がYESであればステップS3−6に進み、判定結果がNOであればステップS3−4に進む。ステップS3−6では、カウンタ状態の計測時間が閾値より小さいか否かを判定し、判定結果がYESの場合はステップS3−9に進み、判定結果がNOの場合はステップS3−7に進む。
ステップS3−7では、カウンタ補正用係数をマップ(図13参照)により検索して求める。図13は横加速度とカウンタ補正係数との関係を示すグラフである。同図に示すように、車両の横加速度が0のときにはカウンタ補正係数は1に設定されているが、横加速度が所定値を超えるとカウンタ補正係数は減少しておき、横加速度がさらに大きな所定値に達するとカウンタ補正係数は0になる。
そして、ステップS3−8で舵角補正係数前回値にカウンタ補正係数を乗じて舵角補正係数とする。
そして、ステップS3−8で舵角補正係数前回値にカウンタ補正係数を乗じて舵角補正係数とする。
このように、前記舵角が減少した場合にリアモータM1の回生量を前記舵角の最大値における回生量に固定することで、前記リアモータM1により発生する制動力を一定に保持させることができる。従って、運転者に違和感を与えずに旋回動作を行わせることができ、燃費の向上を図りつつ操作性の向上に寄与することができる。
図9は図8に示すカウンタ状態判断制御のフローチャートである。同図に示すように、ステップS6−1では、ヨーレートセンサ26から車両1の横加速度(ヨーレート)の検出値を読み込む。ステップS6−2では、操舵角センサ24から操舵角の検出値を読み込む。ステップS6−3では、車体速度がある閾値γを超えていればステップS6−5に進み、そうでなければステップS6−4に進む。
ステップS6−4では、カウンタ状態になっていないと判定できるので、カウンタフラグ状態を「0」にセットする。
ステップS6−4では、カウンタ状態になっていないと判定できるので、カウンタフラグ状態を「0」にセットする。
ステップS6−5では、ステップS6−1、ステップS6−2で検出された操舵角と、横加速度の値を用いて、操舵角がある閾値αより大きくかつ横加速度が−βより小さい時、もしくは、操舵角がある閾値−αより小さくかつ横加速度がある閾値βより大きい時、のいずれかの条件が成立するときにはステップS6−8に進む。そうでなければステップS6−6に進む(図14、図15参照)。ここで、α、β、γはいずれも正の値である。
図14は車両の横加速度と操舵角との時間に関するグラフである。図15は操舵角と横加速度の一例を示す説明図である。図15に示すように、本実施の形態においては、ハンドル61の反時計回り方向を操舵角の正に設定し(同図(a))、横加速度は車両の進行方向に対して右方向を横加速度の正に設定している。
従って、ステップS6−5に示した、ハンドル61の操舵角度が閾値αより大きくなっているときは、ハンドル61を右に切っているときである。そして、このときに、車両1の横加速度が閾値βより大きいときは、車両1の横加速度が正(右方向)になっているときであるので、カウンタ状態と判定される。なお、ステップS6−5に示した逆の場合も同様である。
ステップS6−6では、前回の制御サイクルにおいて、カウンタ状態フラグが1であったらステップS6−7に移動する。そうでなければステップS6−4に移動する。ステップS6−7で、操舵角の絶対値がある閾値α’(>α)よりも小さく、かつ、横加速度の絶対値がある閾値βよりも大きければステップS6−8に、そうでなければステップS6−4に移動する。ステップS6−8では、カウンタ状態は解消していないと判定できるので、カウンタ状態フラグを「1」にセットする。
このように、カウンタ状態を判定することで、ステップS3−7に示すように補正係数を検索して、上述したようにリアモータM1の回生量に乗じる制御を行うので、リアモータM1による制動力を低く抑えることができる。従って、リアモータM1からの駆動力を旋回運動に最大限利用することができるので、カウンタ状態から速やかに抜け出すように制御することができ、操作性をさらに向上させることができる。
図16は車速や舵角、後輪制動力配分比の時間に関するグラフである。同図に示すように、車速が減少してリアモータM1による回生が可能なときに、舵角の大きさに応じて回生量を減少させる、換言すれば後輪制動力配分比を減少させることにより、操作性を向上させることができる(ラインA)。加えて、舵角が最大のときの回生量に保持しておき、直進状態になるまで固定をすることにより、さらに走行安定性を高めることが可能となる(ラインB)。
なお、本発明の内容は上述の実施の形態のみに限られるものでないことはもちろんである。例えば、本実施の形態では、メカニカルオイルポンプを用いたが、これに限らず、電動オイルポンプを用いてもよい。
E…エンジン
M1…リアモータ(ジェネレータ)
M2、M4…フロントモータ(トラクションモータ)
M3…フロントモータ(ジェネレータ)
T…自動変速機
C…発進クラッチ
Wf…前輪
Wr…後輪
7…バッテリ
24…操舵角センサ
25…前後Gセンサ
26…ヨーレートセンサ
30…マネージメントECU
61…ハンドル
M1…リアモータ(ジェネレータ)
M2、M4…フロントモータ(トラクションモータ)
M3…フロントモータ(ジェネレータ)
T…自動変速機
C…発進クラッチ
Wf…前輪
Wr…後輪
7…バッテリ
24…操舵角センサ
25…前後Gセンサ
26…ヨーレートセンサ
30…マネージメントECU
61…ハンドル
Claims (6)
- 前後輪の一方を第一の駆動源、前後輪の他方を第二の駆動源にて駆動し、該第二の駆動源は蓄電装置により蓄えられた電気エネルギーにより作動させられ、また車両の減速時に運動エネルギーを回収して蓄電装置に充電を行う電動モータにより構成されるハイブリッド車両の制御装置において、
車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、を備え、
前記減速状態検出手段により検出される減速状態と、前記旋回状態検出手段により検出される旋回状態とに応じて前記電動モータの回生量を算出し、該回生量に応じて電動モータを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 前記旋回状態検出手段は、操舵手段の舵角を検出する舵角検出部を有し、該舵角検出部により検出される舵角の旋回方向への増加に伴って前記電動モータの回生量を減少させ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。
- 前記電動モータは前後輪のうち後輪を駆動するものであって、前記舵角検出部により検出される舵角が設定値以上に増加した場合には、前記電動モータの回生量をゼロにすることを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記舵角検出部により検出される舵角の増加に伴って前記電動モータの回生量を減少させた後、前記舵角が減少した場合には、前記検出された舵角の最大値における回生量に前記電動モータの回生量を固定して前記電動モータを制御することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記車両が旋回状態から直進状態に移行した場合には、前記電動モータの回生量の固定を解除することを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記旋回状態検出手段は、前記操舵手段の舵角および操作方向と、ヨーレイトとにより、
車両の旋回状態の有無を判定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004116759A JP2005304182A (ja) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | ハイブリッド車両の制御装置 |
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