JP2008068704A - Vehicular drive source control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動源制御装置に関し、特に、駆動源としてエンジンとモータとを備える車両の駆動源制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive source control device, and more particularly to a vehicle drive source control device including an engine and a motor as drive sources.
いわゆるパラレル方式のハイブリッド車において、上記駆動源の特性の違いを利用し、発進時や加速時にモータによるトルクアシストを実施し、走行時のエンジン音低減や燃費向上を図る技術が知られている。 In a so-called parallel type hybrid vehicle, there is known a technique for reducing the engine noise and improving the fuel consumption during running by performing torque assist by a motor at the time of starting or accelerating by utilizing the difference in characteristics of the drive source.
例えば、特開2005−325804号公報には、エコラン(エコノミー&エコロジーランニング)中におけるアイドリングストップ状態から発進する際のドライバによるアクセルペダルの過剰な踏込みによる燃費悪化を防ぐため、発進から一定時間モータによるトルクアシストを実施することが提案されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-325804 discloses that a motor is used for a certain period of time from the start in order to prevent deterioration in fuel consumption due to excessive depression of the accelerator pedal by the driver when starting from an idling stop state during eco-run (economy & ecology running). It has been proposed to implement torque assist.
特許文献1の方式では、高応答性能確保のため、アクセル開度に応じてモータに対するトルク指示量を算出することが行われているが(例えば、特許文献1の段落0040等)、路面状況等の変化を考慮に入れていないため、特にドライバアクセルペダルを強く踏込んだような場合、図8に示すようにエンジントルクが立ち上がるに従ってトルク過剰となりタイヤがスリップしてしまうことが考えられる。
In the method of
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、発進時にモータによるトルクアシストを行う場合のアシストトルク指示値を最適化し、高応答な発進と安定した車両の挙動を両立できる車両の駆動源制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to optimize an assist torque instruction value when performing torque assist by a motor at the time of start, and to provide a vehicle with stable response and stable start. An object of the present invention is to provide a vehicle drive source control device capable of satisfying both of these behaviors.
本発明の第1の視点によれば、駆動源としてエンジンとモータとを備え、発進時に、アクセル開度に応じた指示トルクにて前記モータによるトルクアシストを実施する車両の駆動源制御装置であって、前記トルクアシスト中における車輪のスリップを検知する検知手段と、車輪のスリップが検知された場合に、前記モータのアシストトルクをスリップが検知されないときに比べ減少させるトルク減少手段と、を備えたこと、を特徴とする車両の駆動源制御装置が提供される。従って、この車両の駆動源制御装置は、所定のトルクアシスト期間中であっても、車輪スリップ検知後速やかにアシストトルクの減少制御を実行する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle drive source control device that includes an engine and a motor as drive sources, and that performs torque assist by the motor at an instruction torque according to an accelerator opening degree when starting. And detecting means for detecting slip of the wheel during the torque assist, and torque reducing means for reducing the assist torque of the motor when the slip of the wheel is detected compared to when the slip is not detected. A drive source control device for a vehicle is provided. Therefore, this vehicle drive source control device executes assist torque reduction control immediately after wheel slip detection even during a predetermined torque assist period.
本発明によれば、発進時にモータによるトルクアシストを行う場合のアシストトルク指示値を最適化し、高応答性と車両の挙動の安定とを両立させることができる。 According to the present invention, it is possible to optimize the assist torque instruction value when performing torque assist by the motor at the time of starting, and to achieve both high responsiveness and stable behavior of the vehicle.
[第1の実施形態]
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の構成を示したブロック図である。図1を参照すると、内燃機関に代表されるエンジン(以下、「EG」ともいう)11と、バッテリ19に蓄積された電気で駆動されるモータジェネレータ(以下、「MG」ともいう)12との2種類の原動機とが並列に配置され、車輪を駆動できるような構成となっている。
[First Embodiment]
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hybrid vehicle to which the present invention can be applied. With reference to FIG. 1, an engine (hereinafter also referred to as “EG”) 11 typified by an internal combustion engine, and a motor generator (hereinafter also referred to as “MG”) 12 driven by electricity stored in a
エンジン11の出力は、変速機13に伝達され、次いで、出力部である差動装置(ディファレンシャル)14を経由してアクスルシャフト15、15’及び駆動輪16、16’に伝達され、車両を駆動する。MG12の出力も同様に差動装置(ディファレンシャル)14を経由して車両を駆動可能になっている。
The output of the
また、図1のハイブリッド車両は、車両全体の制御を掌るHV−ECU(Hybrid Vehicle Electronic Control Unit)21、MG12に駆動又は回生を指令するMG−ECU及びインバータ22、エンジン11の停止及び燃焼状態を制御するEG−ECU23、変速機13に組み込まれたクラッチアクチュエータ17、変速アクチュエータ18をコントロールし最適な変速を行なわしめるAMT−ECU24、バッテリ19の充電状態を管理する電池ECU25とを備えている。
Further, the hybrid vehicle of FIG. 1 includes an HV-ECU (Hybrid Electronic Control Unit) 21 that controls the entire vehicle, an MG-ECU and an
HV−ECU(トルク減少手段)21は、車両の駆動源制御装置として動作し、ドライバーの走行意志を受けてMG−ECU及びインバータ22、EG−ECU23、電池ECU25を制御・管理する。また、EG−ECU23は、AMT−ECU24と連携して最良の燃焼状態を生み出すとともに、スタータ20によるエンジン始動時の燃料制御を行なう。また、運転席には、車両の速度を表示するインジケータ26が設けられている。
The HV-ECU (torque reduction means) 21 operates as a vehicle drive source control device, and controls and manages the MG-ECU, the
図2は、ハイブリッド車両の駆動機構の概略構成(4速状態)を表したスケルトン図である。まず、変速機13側の構成について説明すると、エンジン11の出力軸31端部には、フライホイール32が固定されており、フライホイール32にはクラッチ要素33が取り付けられ、クラッチアクチュエータ17によって係脱可能になっている。クラッチの被動部材はスプライン等によって回転方向に対して、変速機13の入力軸34に一体的に取り付けられている。入力軸34には、クラッチ側から順に1st35、Rev36、2nd37の駆動ギヤが一体的に構成され、さらに3rd38、4th39、5th40、6th41の駆動ギヤが回転自在に装着されている。また、入力軸34と平行に、変速機13の出力軸42が設けられ、前記各ギヤと噛み合う位置に、1st43、2nd44被駆動ギヤが回転自在に、3rd45、4th46、5th47、6th48の各被駆動ギヤが一体的に装着されている。そして、変速機13の出力軸42のクラッチ側の端部には、差動装置(ディファレンシャル)14のケースに設けられたリングギヤ(ファイナルギヤ)70と噛合する駆動ギヤ49が一体的に装着されている。更に、変速機13側には、変速機13の入力軸34と平行な軸50が設けられ、Revアイドラギヤ51が回転自在に装着されている。Revアイドラギヤ51は軸方向にも移動可能で、クラッチ側の位置(太実線)ではRev駆動ギヤ36とは噛み合わないが、6th駆動ギヤ41側の位置(細線)ではRev駆動ギヤ36と噛み合い可能となっている。
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a schematic configuration (fourth speed state) of the drive mechanism of the hybrid vehicle. First, the structure on the
変速機13の入力軸34及び出力軸42の各駆動ギヤ、被駆動ギヤの間には、各軸と固定的に回転するハブ部材52、53、54が設けられている。夫々のハブ部材には外周にスプライン等の係合手段があり、更に外周に設けられるスリーブ部材55、56、57と噛み合い、該スリーブは変速アクチュエータ18により軸方向(図左右)に動かされることによって、左側のギヤ、右側のギヤに構成されたスプラインと噛み合い動力伝達可能な状態と、いずれのギヤとも噛み合わない中立状態になる。図2では、スリーブ部材56が左動し4速状態となっている。また、出力軸42の1st43、2nd44の間にあるスリーブ部材55には更に外周部に延びた部分にギヤ58が設けられ、ギヤ58はRevアイドラギヤ51がRev駆動ギヤ36と噛み合った状態でアイドラギヤ51と噛み合い、中立状態とRev駆動状態の2つの状態を構成する。
上記のとおり、エンジン11の駆動力は、クラッチアクチュエータ17によってクラッチが係合状態となり、変速アクチュエータ18によって選択された変速比に従って出力軸42端の第1の駆動ギヤ49に伝達される。
As described above, the driving force of the
一方、MG12で出力される駆動力は、MG出力軸60端に一体的に設けられた原動ギヤ61に伝達される。MG出力軸60と平行に配設された中間減速軸62には、原動ギヤ61と噛み合う被駆動ギヤ63と、差動装置(ディファレンシャル)14のケースに設けられたリングギヤ(ファイナルギヤ)70と噛合する第2の駆動ギヤ64と、が設けられ、MG12の駆動力は、所定の減速比にて、第2の駆動ギヤに伝達される。
On the other hand, the driving force output by the MG 12 is transmitted to a
上記構成により、HV−ECU(Hybrid Vehicle Electronic Control Unit)21によって、エンジン11並びにMG12の出力は、リングギヤ(ファイナルギヤ)70に伝達され、差動装置(ディファレンシャル)14を介して、必要に応じて回転数の差を吸収した上で、アクスルシャフト15、15’及び駆動輪16、16’が駆動される。
With the above configuration, the output of the
また、MG12は電力を受け取って駆動力に変換する力行状態と、駆動力を電力に変換する回生状態の両機能を有し、三相の電力によってステータ部材66で発生させた磁力がロータ部の鉄部分を通過して帰るのに最適な位置で多くの電流を流すことによって、駆動力の発生や回転方向の制御も含めて効率的な変換ができるように制御される。
The MG 12 has both functions of a power running state in which electric power is received and converted into driving force, and a regenerative state in which driving force is converted into electric power. The magnetic force generated in the
MG12の出力軸60の反対側には、回転検出センサとして、レゾルバ(検知手段)65が取り付けられている。レゾルバ65は、MG12のコイルの巻かれたステータ部材66と、MG出力軸60と一体的に回転するロータ部材67との間の相対角度を検出し、レゾルバ信号として利用可能である。例えば、レゾルバ信号を、MG12の極数に依存した数値及びMG12側のギヤ比で換算することによって、車両の速度として用いることが可能である。また、単位時間あたりのレゾルバ信号の変化を測定することにより、車輪のスリップ量を推定することができる。
On the opposite side of the
続いて、上記構成よりなるハイブリッド車両における駆動源の制御について図面を参照して詳細に説明する。図3は、上記HV−ECU21において発進の際に、所定時間毎に行われる処理を表したフローチャートである。
Subsequently, control of the drive source in the hybrid vehicle having the above configuration will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing a process performed every predetermined time when the HV-
図3を参照すると、まず、HV−ECU21は、バッテリ19の充電状態値SOC(State Of Charge)が所定値以上、MG12が所定温度以下といった所定のアシスト許可条件を満たしているか否か等のトルクアシスト条件を確認した後、アクセル開度に応じたMGトルクを算出する(ステップS010)。
Referring to FIG. 3, first, the HV-
続いて、HV−ECU21は、車両の現在車速が所定の閾値A未満であるか否かを確認する(ステップS020)。ここで、車両の現在車速が閾値A以上となっている場合には、前記アクセル開度から算出したMGトルクでなく、エンジントルクへの切り替えを滑らかに行うべく、MGトルクの漸減(序変)処理が実行される(ステップS070;図6参照)。
Subsequently, the HV-
ステップS020で車両の現在車速が閾値A未満となっている場合は、前記アクセル開度から算出したMGトルクでMG12への指示トルクが確定し、ステップS020で車両の現在車速が閾値A以上となっている場合は、上記ステップS070のMGトルクの漸減(序変)処理後のMGトルクでMG12への指示トルクが確定する。
If the current vehicle speed of the vehicle is less than the threshold value A in step S020, the command torque to the
続いて、HV−ECU21は、スリップ検出処理を実行する(ステップS040)。このスリップ検出は、例えば、前後の車輪速度の差や車速(MG12のレゾルバ65からのレゾルバ信号から算出した車速でもよい)と変速機の回転部材の加速度を用いた公知の方法を用いることができ、その結果は、例えば、スリップ判定フラグに保持される。
Subsequently, the HV-
上記スリップ検出処理の結果、スリップが発生していないと判断された場合は、HV−ECU21は、上記ステップS030で確定したMGトルクにて、MG−ECUへの指令を行う(ステップS050のNO)。
As a result of the slip detection process, when it is determined that no slip has occurred, the HV-
一方、スリップが発生していると判断された場合は、HV−ECU21は、現MGトルク指示値を所定幅減少させるMGトルク減少処理を行う(ステップS060)。最終的には、上記ステップS060で減少させたMGトルクにて、MG−ECUへの指令が行われる(図6参照)。
On the other hand, if it is determined that slip has occurred, the HV-
以上のように、本実施形態によれば、モータによるトルクアシスト実施中のスリップ発生を確実に捉え、MGトルク指示値に反映させることが可能となる。このため、ドライバーの意思(アクセル操作)どおりの高応答な発進と、発進時の車両の挙動の安定性とを両立することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the occurrence of slip during torque assist by the motor can be reliably captured and reflected in the MG torque instruction value. For this reason, it is possible to achieve both a highly responsive start according to the driver's intention (accelerator operation) and the stability of the behavior of the vehicle at the start.
[第2の実施形態]
続いて、路面状況に応じてMGトルクの減少幅を変更するという機能を追加した本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、上記した第1の実施形態と略同様の構成にて実現可能であるので、その相違点を中心に詳説する。
[Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the present invention to which a function of changing the MG torque reduction range according to the road surface condition is added will be described. Since the present embodiment can be realized with a configuration substantially similar to that of the first embodiment described above, the difference will be mainly described.
図4は、車輪のスリップ量と推定される路面状態の対応関係を表したテーブルの一例である。図5は、スリップ量と、スリップ検出時に適用される補正係数(0〜1.0)の関係を表したマップである。 FIG. 4 is an example of a table showing the correspondence between the slip amount of the wheel and the estimated road surface state. FIG. 5 is a map showing the relationship between the slip amount and the correction coefficient (0 to 1.0) applied at the time of slip detection.
図4のテーブルは、MG12の出力軸に取り付けられたレゾルバ65からのレゾルバ信号の単位時間あたりの回転変化量から路面状況を推定することが可能となっている。例えば、回転変化量が、最も小さい範囲であるレベル1であれば、スリップ量は「小」であり、路面状態は、「ドライ」であると推定される。また例えば、回転変化量が、もっとも大きい範囲にあるレベル10であれば、スリップ量は「大」であり、路面状態は、「凍結」であると推定される。
The table of FIG. 4 can estimate the road surface condition from the amount of change in rotation per unit time of the resolver signal from the
ここで、図5のマップを参照すると、回転変化量(スリップ量)が大きくなるに従って、大幅な減少補正がなされるよう、ベースとなる基本補正量に乗じる補正係数(0〜1.0)が設定されている。また、補正係数は、回転変化量(スリップ量)に一律に比例して減少するのではなく、回転変化量(スリップ量)が2つの閾値Th1、Th2を超えると、それぞれ減少率が大きくなるよう設定されている。 Here, referring to the map of FIG. 5, the correction coefficient (0 to 1.0) to be multiplied by the basic correction amount serving as a base is set so that the significant decrease correction is performed as the rotation change amount (slip amount) increases. Is set. In addition, the correction coefficient does not decrease in proportion to the rotation change amount (slip amount), but when the rotation change amount (slip amount) exceeds the two threshold values Th1 and Th2, the decrease rate increases. Is set.
本実施形態では、図3のステップS050で、スリップが検知されると、次のステップS060のMGトルク減少処理で、スリップ量に応じたMGトルクの減少処理が行われる。 In the present embodiment, when slip is detected in step S050 of FIG. 3, MG torque reduction processing corresponding to the slip amount is performed in the MG torque reduction processing of next step S060.
図6は、スリップが検知されたが、スリップ量が少ない場合(路面状態=「ドライ」)における本発明に係る車両の動作を表した図である。図6を参照すると、車輪軸トルク線に表れたスリップ発生と同時に、スリップ判定フラグが立ち、図5のマップ等を用いて求められる補正係数(補正幅:小)を用いたMGトルクの減少処理が開始されている。その後、車輪がグリップを回復し、車速が閾値A以上となると、MGトルクの漸減処理が開始され、MGトルクは、より緩やかに減少してゆき、最終的にトルクアシストが終了する。 FIG. 6 is a diagram showing the operation of the vehicle according to the present invention when slip is detected but the slip amount is small (road surface state = “dry”). Referring to FIG. 6, simultaneously with the occurrence of slip appearing on the wheel axis torque line, a slip determination flag is set, and MG torque reduction processing using a correction coefficient (correction width: small) obtained using the map of FIG. Has been started. Thereafter, when the wheel recovers the grip and the vehicle speed becomes equal to or higher than the threshold value A, the MG torque gradually decreasing process is started, the MG torque gradually decreases, and finally the torque assist is finished.
図7は、スリップが検知され、なおかつ、スリップ量が大きい場合(路面状態=「凍結」)における本発明に係る車両の動作を表した図である。図7を参照すると、車輪軸トルク線に表れたスリップ発生と同時に、スリップ判定フラグが立ち、MGトルクの減少処理が開始されている点は図6と同様である。但し、適用される補正係数は小さく(補正幅:大)、図6に比較してMGトルクが大きく落ち込むような波形となっている。また、大きな補正幅を適用することにより、MGトルク指示値が負の値となる区間が発生しているが、これは、MG12を負荷にするトルク吸収動作(制動動作)を行わせ、スリップを速やかに抑制させるためである。前記トルク吸収動作(制動動作)により、車輪がグリップを回復した後は、上記スリップ量が少ない場合と同様であるが、MGトルクは既に落ち込んでいるため、MGトルク漸減処理は不要となる。
FIG. 7 is a diagram showing the operation of the vehicle according to the present invention when a slip is detected and the slip amount is large (road surface condition = “freezing”). Referring to FIG. 7, the slip determination flag is set simultaneously with the occurrence of the slip appearing on the wheel shaft torque line, and the MG torque reduction process is started as in FIG. 6. However, the applied correction coefficient is small (correction width: large), and the waveform is such that the MG torque drops significantly compared to FIG. In addition, by applying a large correction range, there is a section where the MG torque command value becomes a negative value. This causes a torque absorption operation (braking operation) with the
以上のように動作する本実施形態によれば、上記第1の実施形態の効果に加えて、推定される路面状態に応じたきめ細かなアシストトルク制御が可能となる。例えば、車両が氷上にあり、駆動輪が空転しているような状況では、MG12のトルク減少だけでなく、トルク吸収動作が行われるため、より速やかにグリップを回復することが可能となる。
According to the present embodiment that operates as described above, in addition to the effects of the first embodiment, fine assist torque control according to the estimated road surface condition is possible. For example, in a situation where the vehicle is on ice and the driving wheels are idling, not only the torque of the
以上、本発明を実施するための好適な形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態の記載に限定されるものではなく、適用される車両の仕様等に応じて、各種の変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although the suitable form for implementing this invention was demonstrated, the technical scope of this invention is not limited to description of each embodiment mentioned above, According to the specification of the vehicle etc. which are applied. Various modifications can be made.
例えば、上記した実施形態では、MGで出力される駆動力が、差動装置(ディファレンシャル)14に伝達される構成のハイブリッド車の例を挙げて説明したが、エンジンとモータが並列的な関係にあって車両を駆動させるその他の車両の発進制御にも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, an example of a hybrid vehicle in which the driving force output by the MG is transmitted to the differential device (differential) 14 has been described, but the engine and the motor are in a parallel relationship. Therefore, it can also be applied to start control of other vehicles that drive the vehicle.
11 エンジン(EG)
12 モータジェネレータ(MG)
13 変速機
14 差動装置(ディファレンシャル)
15、15’ アクスルシャフト
16、16’ 駆動輪
17 クラッチアクチュエータ
18 変速アクチュエータ
19 バッテリ
20 スタータ
21 HV−ECU(車両の駆動源制御装置、トルク減少手段)
22 MG−ECU及びインバータ
23 EG−ECU
24 AMT−ECU
25 電池ECU
26 インジケータ
31 出力軸
32 フライホイール
33 クラッチ要素
34 変速機入力軸
35〜41、49 駆動ギヤ
42 変速機出力軸
43〜48 被駆動ギヤ
50 Revアイドラギヤ軸
51 Revアイドラギヤ
52〜54 ハブ部材
55〜57 スリーブ部材
58 ギヤ
60 MG出力軸
61 原動ギヤ
62 中間減速軸
63 被駆動ギヤ
64 第2駆動ギヤ
65 レゾルバ(検知手段)
66 ステータ部材
67 ロータ部材
70 リングギヤ(ファイナルギヤ)
11 Engine (EG)
12 Motor generator (MG)
13
15, 15 '
22 MG-ECU and
24 AMT-ECU
25 Battery ECU
26
66
Claims (4)
前記トルクアシスト中における車輪のスリップを検知する検知手段と、
車輪のスリップが検知された場合に、前記モータのアシストトルクをスリップが検知されないときに比べ減少させるトルク減少手段と、を備えたこと、
を特徴とする車両の駆動源制御装置。 A drive source control device for a vehicle, which includes an engine and a motor as drive sources, and performs torque assist by the motor at an instruction torque according to an accelerator opening degree when starting,
Detecting means for detecting wheel slip during the torque assist;
Torque reduction means for reducing the assist torque of the motor when a slip of the wheel is detected compared to when the slip is not detected,
A vehicle drive source control device.
を特徴とする請求項1に記載の車両の駆動源制御装置。 The detecting means detects slip of the wheel by a change in the number of rotations detected by a rotation detection sensor provided at one end of an output shaft of the motor;
The vehicle drive source control device according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は2に記載の車両の駆動源制御装置。 The torque reduction means reduces the assist torque of the motor according to the slip amount of the wheel;
The vehicle drive source control device according to claim 1 or 2, wherein
前記車輪のスリップ量が所定の閾値を超えている場合には、前記モータのアシストトルクを急減するとともに、電力回生制御を実行し、トルク吸収を行うこと、
を特徴とする請求項1乃至3いずれか一に記載の車両の駆動源制御装置。 Furthermore, it comprises means for executing power regeneration control for regenerating the kinetic energy of the vehicle as power,
When the slip amount of the wheel exceeds a predetermined threshold, the assist torque of the motor is suddenly reduced, and power regeneration control is executed to absorb torque.
The vehicle drive source control device according to any one of claims 1 to 3.
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