JP2012076712A - Vehicle control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
従来から、内燃機関と変速機と電動機を駆動連結したハイブリッド車両が提案されている。例えば、下記特許文献1に記載された車両用走行装置では、マニュアルトランスミッションを備えたエンジンの駆動系とは別に、モータによる駆動系を車載し、このモータによってエンジンとは独立した駆動力を発生可能に構成し、セレクトレバーのドライバ操作に応じて変速段を機械的に切り換えるためのマニュアルトランスミッションの変速操作部に、モータの駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置を設定している。 Conventionally, there has been proposed a hybrid vehicle in which an internal combustion engine, a transmission, and an electric motor are drivingly connected. For example, in the vehicular traveling device described in Patent Document 1 below, a drive system using a motor is mounted on the vehicle separately from an engine drive system equipped with a manual transmission, and this motor can generate a driving force independent of the engine. And a select position for selecting a driving mode using only the driving force of the motor is set in the shift operation portion of the manual transmission for mechanically switching the gear position according to the driver operation of the select lever. Yes.
上述した従来の車両用走行装置では、運転者がセレクトレバーをモータの駆動力のみを用いた走行モードを選択するためのセレクト位置に操作したとき、車両はモータの駆動力のみで走行することとなる。しかし、車両が登坂路で停止したときに、運転者がセレクトレバーをこのモータによる走行モードのセレクト位置に操作すると、登坂路の傾斜が大きいときには、モータはトルク不足により車両を発進させることが困難となる。 In the conventional vehicle travel device described above, when the driver operates the select lever to the select position for selecting the travel mode using only the driving force of the motor, the vehicle travels only with the driving force of the motor. Become. However, when the vehicle stops on the uphill road, if the driver operates the select lever to the select position of the driving mode by this motor, it is difficult for the motor to start the vehicle due to insufficient torque when the uphill road is inclined. It becomes.
この場合、車両がモータの駆動力だけでは発進できないから、シフトレバーをエンジンによる走行モードのセレクト位置に操作する動作を促す指示を出すことが考えられる。しかし、運転者がこの指示に気が付かないときには、車両の発進が遅れて交通渋滞を招くおそれがある。一方で、運転者が、車両をモータの駆動力のみで発進させることが困難な場合が多いとの認識を持つと、モータの駆動力による車両の発進頻度が低下し、燃費が悪化してしまう。 In this case, since the vehicle cannot start with only the driving force of the motor, it is conceivable to issue an instruction for prompting the operation of operating the shift lever to the select position of the travel mode by the engine. However, if the driver is not aware of this instruction, the start of the vehicle may be delayed, resulting in traffic congestion. On the other hand, if the driver recognizes that it is often difficult to start the vehicle only with the driving force of the motor, the starting frequency of the vehicle due to the driving force of the motor is reduced, and the fuel consumption is deteriorated. .
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、電気モータ走行モードでの発進可能な領域を拡大して車両の良好な発進動作を可能とすると共に運転者に対する適正な発進支援を可能とする車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and expands a region in which the vehicle can start in the electric motor travel mode to enable a favorable start operation of the vehicle and provide appropriate start support to the driver. It is an object of the present invention to provide a vehicle control device that enables this.
本発明の車両の制御装置は、内燃機関と、電気モータと、前記内燃機関の駆動力または前記電気モータの駆動力を駆動輪側に伝達可能な駆動力伝達装置と、前記内燃機関の駆動力を前記駆動力伝達装置により前記駆動輪側へ伝達する内燃機関走行モードと前記電気モータの駆動力を前記駆動力伝達装置により前記駆動輪側へ伝達する電気モータ走行モードとを切替可能な走行モード切替手段と、運転者が選択操作することで選択された走行モードを前記走行モード切替手段に指示する走行モード選択手段と、車両を発進させるための必要駆動力が前記電気モータの制御限界駆動力より大きいかどうかを判定する発進駆動力判定手段と、該発進駆動力判定手段により必要駆動力が制御限界駆動力以下であると判定されたら電気モータ走行モードへの操作を運転者に指示する一方、必要駆動力が制御限界駆動力より大きいと判定されたら内燃機関走行モードへの操作を運転者に指示する走行モード指示手段と、該走行モード指示手段により運転者に内燃機関走行モードへの操作を指示したにも拘わらず前記走行モード選択手段により電気モータ走行モードが選択操作されたときに制御限界駆動力を前記電気モータにおける特性限界値まで上昇させる制御限界駆動力変更手段と、を備えることを特徴とする。 The vehicle control device of the present invention includes an internal combustion engine, an electric motor, a driving force transmission device capable of transmitting the driving force of the internal combustion engine or the driving force of the electric motor to a driving wheel, and the driving force of the internal combustion engine. A traveling mode in which an internal combustion engine traveling mode in which the driving force transmission device transmits the driving force to the driving wheel side and an electric motor traveling mode in which the driving force of the electric motor is transmitted to the driving wheel side by the driving force transmission device can be switched. A switching means, a driving mode selection means for instructing the driving mode switching means to the driving mode selected by the driver, and a driving force required for starting the vehicle is a control limit driving force of the electric motor. A starting driving force determining means for determining whether or not the driving force is larger, and an electric motor traveling mode when the required driving force is determined to be less than or equal to the control limit driving force by the starting driving force determining means Driving mode instruction means for instructing the driver to operate the internal combustion engine traveling mode when it is determined that the required driving force is greater than the control limit driving force, and driving by the traveling mode instruction means. A control limit for increasing the control limit driving force to the characteristic limit value in the electric motor when the electric motor travel mode is selected and operated by the travel mode selection means in spite of instructing the user to operate the internal combustion engine travel mode. And a driving force changing means.
上記車両の制御装置にて、前記内燃機関を自動始動可能な内燃機関自動始動手段を設け、前記発進駆動力判定手段により必要駆動力が上昇した制御限界駆動力より大きいと判定されたら、前記内燃機関自動始動手段により前記内燃機関を自動始動すると共に、前記走行モード指示手段により内燃機関走行モードへの操作を運転者に指示することが好ましい。 In the vehicle control device, the internal combustion engine automatic start means capable of automatically starting the internal combustion engine is provided, and when the start drive force determination means determines that the required drive force is greater than the control limit drive force, the internal combustion engine Preferably, the internal combustion engine is automatically started by the engine automatic starting means, and the driver is instructed to operate the internal combustion engine traveling mode by the traveling mode instruction means.
上記車両の制御装置にて、前記電気モータへ電力を供給可能な二次電池と、車両を発進させるための必要駆動力を出力するための必要電力が前記二次電池に蓄電されているかどうかを判定する電力判定手段とを設け、該電力判定手段により必要電力が前記二次電池に蓄電されていないと判定されたら、前記内燃機関自動始動手段により前記内燃機関を自動始動すると共に、前記走行モード指示手段により内燃機関走行モードへの操作を運転者に指示することが好ましい。 In the vehicle control device, a secondary battery capable of supplying electric power to the electric motor, and whether or not necessary power for outputting a necessary driving force for starting the vehicle is stored in the secondary battery. An electric power determination means for determining, and when the electric power determination means determines that the required electric power is not stored in the secondary battery, the internal combustion engine is automatically started by the internal combustion engine automatic start means, and the running mode is It is preferable to instruct the driver to operate the internal combustion engine travel mode by the instruction means.
本発明に係る車両の制御装置は、必要駆動力が電気モータの制御限界駆動力より大きいと判定されたら内燃機関走行モードへの操作を運転者に指示するが、このとき、電気モータ走行モードが選択操作されたときには、制御限界駆動力を電気モータにおける特性限界値まで上昇させるので、電気モータ走行モードでの発進可能な領域を拡大して車両の良好な発進動作を可能とすると共に運転者に対する適正な発進支援を可能とするという効果を奏する。 The vehicle control device according to the present invention instructs the driver to operate the internal combustion engine travel mode when it is determined that the required drive force is greater than the control limit drive force of the electric motor. When the selection operation is performed, the control limit driving force is increased to the characteristic limit value of the electric motor, so that the startable region in the electric motor traveling mode is expanded to enable a favorable start operation of the vehicle and to the driver. There is an effect of enabling appropriate start support.
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Embodiments of a vehicle control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, it includes those configured by combining the embodiments.
〔実施形態〕
図1は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を表す概略構成図、図2は、本実施形態の車両の制御装置における変速操作装置を表す概略図、図3は、本実施形態の車両の制御装置における発進制御の処理を表すフローチャート、図4は、モータにおける制御限界と特性限界を表すグラフである。
Embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a speed change operation device in the vehicle control device of the present embodiment, and FIG. 3 is the present embodiment. FIG. 4 is a graph showing a control limit and a characteristic limit in a motor.
本実施形態のハイブリッド車両は、図1に示すように、動力源としてのエンジン(内燃機関)11と、手動式(足踏み式)のクラッチ12と、手動式の多段変速機(動力伝達装置)13と、動力源としてのモータジェネレータ(電気モータ)14と、最終減速装置(動力伝達装置)15と、駆動輪16とを有している。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle of this embodiment includes an engine (internal combustion engine) 11 as a power source, a manual (stepping)
エンジン11としては、燃焼室内で燃料を燃焼させ、これにより発生した熱エネルギを機械的エネルギに変換する熱機関たる内燃機関であって、ガソリンを燃料とし、ピストンの往復運動によって出力軸(クランクシャフト)21から機械的な動力を出力可能となっている。このエンジン11は、燃料噴射装置及び点火装置を有しており、この燃料噴射装置及び点火装置は、動作がエンジン用の電子制御装置(以下、エンジンECUと称する。)101により制御される。このエンジンECU101は、燃料噴射装置の燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御すると共に、点火装置の点火時期を制御して、エンジン11の出力軸21から出力される機械的な動力(エンジン出力トルク)の大きさを調整することができる。
The engine 11 is an internal combustion engine that is a heat engine that burns fuel in a combustion chamber and converts thermal energy generated thereby into mechanical energy. The engine 11 uses gasoline as fuel and reciprocates the piston to output shaft (crankshaft). ) 21 can output mechanical power. The engine 11 includes a fuel injection device and an ignition device. The operation of the fuel injection device and the ignition device is controlled by an engine electronic control device (hereinafter referred to as an engine ECU) 101. The engine ECU 101 controls the fuel injection amount of the fuel injection device, the fuel injection timing, and the like, and also controls the ignition timing of the ignition device, and mechanical power (engine output torque) output from the
このエンジンECU101は、CPU(中央演算処理装置)、所定の制御プログラムなどを予め記憶しているROM(Read Only Memory)、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。 The engine ECU 101 is prepared in advance by a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a predetermined control program and the like, and a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores the calculation results of the CPU. It is composed of a backup RAM or the like for storing stored information.
モータジェネレータ14は、供給された電力を機械的な動力(モータ出力トルク)に変換して出力軸22から出力するモータ(電動機)としての機能と、出力軸22に入力された機械的な動力を電力に変換して回収するジェネレータ(発電機)としての機能とを兼ね備えている。このモータジェネレータ14は、例えば、永久磁石型交流同期電動機として構成されており、インバータ23から三相の交流電力が供給されて回転磁界を形成するステータ24と、その回転磁界に引き付けられて回転する回転子としてのロータ25とを有している。そのロータ25は、出力軸22と一体になって回転する。また、このモータジェネレータ14は、ロータ25の回転角位置を検出する回転センサ(レゾルバ)が設けられており、その回転センサが検出信号をモータジェネレータ用の電子制御装置(以下、モータECUと称する。)102に送信する。このモータECU102は、CPU、所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されている。
The motor generator 14 converts the supplied electric power into mechanical power (motor output torque) and outputs it from the
また、モータジェネレータ14は、出力軸22が歯車対(動力伝達装置)26を介して多段変速機13の出力軸37に連結可能となっている。そして、モータジェネレータ14は、モータとして機能するときには、モータ出力トルクを多段変速機13の出力軸37に伝達する一方、ジェネレータとして機能するときには、多段変速機13の出力軸37からの機械的な動力が出力軸22に入力される。
In the motor generator 14, the
この歯車対26は、互いに噛み合い状態にある第1ギア26aと第2ギア26bとで構成される。第1ギア26aは、ロータ25と一体になって回転できるようにモータジェネレータ14の出力軸22に装着される。一方、第2ギア26bは、第1ギア26aよりも大径に成形され、多段変速機13の出力軸37と一体になって回転できるようにこの出力軸37に固定される。この場合、歯車対26は、ロータ25側から回転トルクが入力されることによって減速機構として機能する一方、多段変速機13の出力軸37側から回転トルクが入力されることによって増速機構として機能する。
The
モータジェネレータ14は、インバータ23を介してバッテリ(二次電池)27が接続されている。このバッテリ27からの直流電力は、インバータ23で交流電力に変換されてモータジェネレータ14に供給される。この交流電力が供給されたモータジェネレータ14は、モータとして作動して、出力軸22からモータ出力トルクを出力する。一方、このモータジェネレータ14をジェネレータとして作動させたときは、このモータジェネレータ14からの交流電力をインバータ23で直流電力に変換してバッテリ27に回収、または、電力の回生を行いながら駆動輪17に制動力(回生制動)を加えることができる。この場合、このモータジェネレータ14は、多段変速機13から出力された機械的な動力(出力トルク)が出力軸22を介してロータ25に入力され、この入力トルクを交流電力に変換する。このインバータ23の動作は、モータECU102によって制御される。
The motor generator 14 is connected to a battery (secondary battery) 27 via an
バッテリ27は、その充電状態(SOC:State of Charge)などを管理するバッテリ用の電子制御装置(以下、バッテリECUと称する。)103が接続されている。このバッテリECU103は、SOCセンサ61が検出したバッテリ27の充電状態に応じた信号として、充電状態量(SOC量)に関する信号をバッテリECU103に送信する。そのバッテリECU103は、この信号に基づいてバッテリ27の充電状態の判定を行い、充電及び放電の要否を判定する。
The
多段変速機13は、エンジン11の動力(エンジン出力トルク)やモータジェネレータ14の動力(モータ出力トルク)を駆動力とし、最終減速装置15を介して左右の駆動輪16に伝達するものである。
The
この手動式の多段変速機13は、前進4段、後退1段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第1速ギア段31、第2速ギア段32、第3速ギア段33、第4速ギア段34を有し、後退用の変速段として後退ギア段35を有している。前進用の変速段は、変速比が第1速ギア段31、第2速ギア段32、第3速ギア段33、第4速ギア段34の順に小さくなるよう構成されている。また、この多段変速機13は、エンジン11のエンジン出力トルクが伝達される入力軸36と、この入力軸36に対して間隔を空けて平行に配置された出力軸37を有している。なお、この多段変速機13は、その構成を簡易的に説明しており、各変速段の数や配置については、図1のものに限るものではない。
This manual
ここで、第1速ギア段31は、互いに噛み合い状態にある第1速ドライブギア31aと第1速ドリブンギア31bとで構成され、第1速ドライブギア31aは入力軸36上に配置され、第1速ドリブンギア31bは出力軸37上に配置される。第2速ギア段32は、互いに噛み合い状態にある第2速ドライブギア32aと第2速ドリブンギア32bとで構成され、第2速ドライブギア32aは入力軸36上に配置され、第2速ドリブンギア32bは出力軸37上に配置される。第3速ギア段33は、互いに噛み合い状態にある第3速ドライブギア33aと第3速ドリブンギア33bとで構成され、第3速ドライブギア33aは入力軸36上に配置され、第3速ドリブンギア33bは出力軸37上に配置される。第4速ギア段34は、互いに噛み合い状態にある第4速ドライブギア34aと第4速ドリブンギア34bとで構成され、第4速ドライブギア34aは入力軸36上に配置され、第4速ドリブンギア34bは出力軸37上に配置される。
Here, the first
後退ギア段35は、後退ドライブギア35aと後退ドリブンギア35bと後退中間ギア35cとで構成される。後退ドライブギア35aは入力軸36上に配置され、後退ドリブンギア35bは出力軸37上に配置され、後退中間ギア35cは、後退ドライブギア35a及び後退ドリブンギア35bと噛み合い状態にあり、回転軸38上に配置される。
The
なお、実際の多段変速機13の構成においては、各変速段のドライブギアのうちのいずれかが、入力軸36と一体回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸36に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、そのうちの何れかが出力軸37と一体回転するように配設される一方、残りが出力軸37に対して相対回転するように配設される。
In the actual configuration of the
また、入力軸36や出力軸37は、運転者による変速操作装置41により、軸線方向に移動するスリーブを有している。このスリーブは、変速操作装置41を運転者が操作したときに軸線方向へ移動し、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸36や出力軸37と一体回転させる。この手動式の多段変速機13は、スリーブが運転者の変速操作に対応した方向に移動し、変速操作に応じた変速段への切り替えやニュートラル位置への切り替えを行うことができる。
Further, the
この変速操作装置41は、図1及び図2に示すように、運転者が変速操作するときに操作するシフトレバー42と、このシフトレバー42を変速段ごとにガイドする、所謂、シフトゲージ43とを有している。ここで、シフトゲージ43は、ガイド溝43aを有すると共に、エンジン走行モードを実現するための第1速から第4速までの操作位置「1」〜「4」及び後退の操作位置「R」と、EV走行モードを実現するための発進用操作位置「EV1」及び定常走行用操作位置「EV2」とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shift operation device 41 includes a
本実施形態のハイブリッド車両においては、その走行モードとして、エンジン走行モード、EV走行モード、ハイブリッド走行モードが少なくとも用意されている。そして、運転者が変速操作装置41を操作し、シフトレバー42を操作位置「1」〜「4」、「R」のいずれかに移動したときに、エンジン走行モードまたはハイブリッド走行モードが選択され、操作位置「EV1」または「EV2」に移動したときに、EV走行モードが選択される。
In the hybrid vehicle of this embodiment, at least an engine travel mode, an EV travel mode, and a hybrid travel mode are prepared as travel modes. When the driver operates the speed change operation device 41 and moves the
図1に戻り、クラッチ12は、エンジン11と多段変速機13との間に介装され、このエンジン11の出力軸21と多段変速機13の入力軸36との間で、動力を伝達可能な接続状態と、動力の伝達を遮断可能な切断状態とに切替可能となっている。このクラッチ12は、乾式または湿式の単板クラッチ、多板クラッチであって、円板状の摩擦板を有し、この摩擦板の摩擦力によりエンジン11のエンジン出力トルクを出力軸21から多段変速機13の入力軸36に伝達することができる。クラッチ12は、運転者によるクラッチペダル45の踏込み操作により、その作動状態の切替動作(接続状態と切断状態の切替動作)を行うことができる。
Returning to FIG. 1, the clutch 12 is interposed between the engine 11 and the
最終減速装置15は、多段変速機13の出力軸37から入力された入力トルクを減速して、左右の駆動輪16に分配するものである。この最終減速装置15は、出力軸37の端部に固定されたピニオンギア51と、このピニオンギア51に噛み合って回転トルクを減速させながら回転方向を直交方向へと変換するリングギア52と、このリングギア52を介して入力された回転トルクを左右の駆動輪16に分配する差動機構53とを有している。
The
更に、このハイブリッド車両は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置(以下、ハイブリッドECUと称する。)100が設けられている。このハイブリッドECU100は、CPU、所定の制御プログラム等を予め記憶しているROM、そのCPUの演算結果を一時記憶するRAM、予め用意された情報等を記憶するバックアップRAM等で構成されており、エンジンECU101、モータECU102、バッテリECU103との間で各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。
Further, this hybrid vehicle is provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as a hybrid ECU) 100 that comprehensively controls the operation of the entire vehicle. The
そして、ハイブリッドECU100は、運転者が変速操作装置41を操作した操作結果に基づいてエンジン走行モード、EV走行モード、ハイブリッド走行モードのいずれかを実現可能としている。変速操作装置41は、図2に示すように、シフトゲージ43に、シフトレバー42がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」、または、EV走行モードにおける定常走行操作位置「EV2」に位置しているのか否かを検出するEV走行モード選択位置検出部62が設けられている。このEV走行モード選択位置検出部62は、検出信号をハイブリッドECU100に送信可能となっている。
The
また、この変速操作装置41は、シフトゲージ43に、シフトレバー42がエンジン走行モード(ハイブリッド走行モード)における前進操作位置「1」〜「4」、または、後退操作位置「R」にあるのか否か、つまり、運転者がどの変速段を選択したのか否かを検出する変速位置検出部63が設けられている。この変速位置検出部63は、検出信号をハイブリッドECU100に送信可能となっている。
Further, in this shift operation device 41, whether or not the
シフトレバー42が前進操作位置「1」〜「4」または後退操作位置「R」に操作されている場合、ハイブリッドECU100は、エンジン走行モードまたはハイブリッド走行モードのうちのいずれか一方を選択する。例えば、このハイブリッドECU100は、設定した運転者の駆動要求(必要駆動力)、バッテリECU103から送られてきたバッテリ27の充電状態量、車両走行状態の情報(車両横加速度、駆動輪16のスリップ状態等の情報)に基づいて、エンジン走行モードとハイブリッド走行モードの切り替えを行う。
When the
ハイブリッドECU100は、エンジン走行モードを選択した場合、エンジントルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101、モータECU102に制御指令を送る。この場合に、エンジンECU101への制御指令として、例えば、現状の変速段または変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクの情報が送信される。これにより、そのエンジンECU101は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン11の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータECU102は、モータジェネレータ14がモータとしてもジェネレータとしても動作させないよう制御指令を送る。
When the engine running mode is selected, the
これに対して、このハイブリッドECU100は、ハイブリッド走行モードを選択した場合、エンジントルクとモータまたはジェネレータとしての出力で要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101及びモータECU102に制御指令を送る。この場合、エンジントルクとモータ力行トルクの双方を用いるときには、エンジンECU101とモータECU102への制御指令として、例えば、現状の変速段または変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクとモータ力行トルクの情報が夫々に送信される。これにより、そのエンジンECU101は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン11の制御を行い、モータECU102は、そのモータ力行トルクを発生させるようにモータジェネレータ14への給電量を制御する。また、モータジェネレータ14で電力の回生を行わせるときには、モータECU102に対してモータジェネレータ14をジェネレータとして動作させるよう制御指令を送る。その際、例えば、エンジンECU101には、モータ回生トルクの分だけ増加させたエンジントルクの情報が送られる。
On the other hand, when the hybrid travel mode is selected, the
また、シフトレバー42が発進操作位置「EV1」または定常走行操作位置「EV2」に操作されている場合、ハイブリッドECU100は、モータ力行トルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンECU101及びモータECU102に制御指令を送る。この場合には、モータECU102への制御指令として、その要求駆動力を満足させるモータ力行トルクの情報が送信される。多段変速機13がニュートラル状態のときにエンジン11が駆動していると、燃費を悪化させてしまうので、ハイブリッドECU100は、エンジンECU101に、燃費を向上させるようにエンジン11の動作を停止させる制御指令を送る。更に、このEV走行モードにおいては、運転者がアクセルペダルから足を離したとき、または、ブレーキ操作などでハイブリッド車両の減速要求を行ったときに、モータECU102に対して回生制動できるよう制御指令を送らせてもよい。
When the
本実施形態では、変速操作装置41は、シフトレバー42を、EV走行モードにおける発進操作位置「EV1」、EV走行モードにおける定常走行操作位置「EV2」に操作可能であると共に、エンジン走行モード(ハイブリッド走行モード)における前進操作位置「1」〜「4」、後退操作位置「R」に操作可能であることから、車両の走行モードをEV走行モードとエンジン走行モード(ハイブリッド走行モード)との間で切替可能な走行モード切替手段として機能し、また、シフトゲージ43は、走行モード選択手段として機能する。
In the present embodiment, the shift operation device 41 can operate the
このように構成された本実施形態の車両の制御装置では、車両の停止中に、運転者がシフトレバー42を発進操作位置「EV1」に操作したとき、車両はモータジェネレータ14の駆動力のみで発進することとなる。しかし、車両が停止している道路が大きな傾斜角度を有する登坂路であるとき、モータジェネレータ14は駆動力不足により車両を発進させることが困難となる場合がある。この場合、ハイブリッドECU100は、車両がモータジェネレータ14の駆動力だけでは発進することが困難であることから、シフトレバー42をエンジン走行モードにおける前進操作位置「1」に操作する動作を促す指示を出す。しかし、運転者がこの指示に気が付かないときには、車両の発進が遅れてしまう。
In the vehicle control apparatus of the present embodiment configured as described above, when the driver operates the
そこで、本実施形態では、車両を発進させるための必要駆動力がモータジェネレータ14の制御限界駆動力より大きいかどうかを判定する発進駆動力判定手段と、この発進駆動力判定手段により必要駆動力が制御限界駆動力以下であると判定されたらEV走行モードへの操作を運転者に指示する一方、必要駆動力が制御限界駆動力より大きいと判定されたらエンジン走行モードへの操作を運転者に指示する走行モード指示手段と、この走行モード指示手段により運転者にエンジン走行モードへの操作を指示したにも拘わらず走行モード選択手段によりEV走行モードが選択操作されたときに制御限界駆動力をモータジェネレータ14における特性限界値まで上昇させる制御限界駆動力変更手段とを設けている。 Therefore, in the present embodiment, the required driving force for starting the vehicle is determined by the starting driving force determining means for determining whether the required driving force for the vehicle is larger than the control limit driving force of the motor generator 14, and the required driving force is determined by the starting driving force determining means. If it is determined that the driving force is less than or equal to the control limit driving force, the driver is instructed to operate in the EV driving mode. A driving mode instructing means for controlling the driving force when the EV driving mode is selected by the driving mode selecting means in spite of instructing the driver to operate the engine driving mode by the driving mode instructing means. Control limit driving force changing means for raising the generator 14 to a characteristic limit value is provided.
ここで、発進駆動力判定手段、走行モード指示手段、制御限界駆動力変更手段は、ハイブリッドECU100が機能する。また、制御限界駆動力とは、車両が発進及び走行する上で、モータジェネレータ14が駆動力を出力する場合に最適燃費を実現可能な駆動力の上限値である。また、特性限界値(特性限界駆動力)とは、モータジェネレータ14自体が出力可能な駆動力の上限値である。
Here, the
また、本実施形態では、エンジン11を自動始動可能な内燃機関自動始動手段を設け、発進駆動力判定手段により必要駆動力が上昇した制御限界駆動力より大きいと判定されたら、内燃機関自動始動手段によりエンジン11を自動始動すると共に、走行モード指示手段によりエンジン走行モードへの操作を運転者に指示する。 Further, in this embodiment, an internal combustion engine automatic start means capable of automatically starting the engine 11 is provided, and if the start drive force determination means determines that the required drive force is greater than the control limit drive force, the internal combustion engine automatic start means Thus, the engine 11 is automatically started, and the driver is instructed to operate the engine travel mode by the travel mode instruction means.
また、本実施形態では、車両を発進させるための必要駆動力を出力するための必要電力がバッテリ27に蓄電されているかどうかを判定する電力判定手段を設け、電力判定手段により必要電力がバッテリ27に蓄電されていないと判定されたら、内燃機関自動始動手段によりエンジン11を自動始動すると共に、走行モード指示手段によりエンジン走行モードへの操作を運転者に指示する。
Further, in the present embodiment, a power determination unit that determines whether the necessary power for outputting the necessary driving force for starting the vehicle is stored in the
ここで、内燃機関自動始動手段、電力判定手段は、ハイブリッドECU100が機能する。
Here, the
ここで、本実施形態の車両の制御装置における発進制御の処理を図3のフローチャートに基づいて詳細に説明する。 Here, the start control process in the vehicle control apparatus of the present embodiment will be described in detail based on the flowchart of FIG.
本実施形態の車両の制御装置における発進制御において、図3に示すように、ステップS11にて、ハイブリッドECU100は、車両が停止中であるかどうかを判定する。この場合、車両には、車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ64(図1参照)が搭載されており、車速センサ64は、検出した車速をハイブリッドECU100に出力している。ハイブリッドECU100は、車速センサ64が検出した現在の車両の車速に基づいて車両が停止中であるかどうかを判定する。ここで、車両が停止中でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
In the start control in the vehicle control apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 3, in step S11, the
一方、ここで、車両が停止中であると判定されたら、ステップS12にて、車両が停止している道路の前後勾配、つまり、この道路が平坦路、登坂路、降坂路のいずれであるかを推定する。この場合、車両には、道路の前後勾配を検出する傾斜センサ65(図1参照)が搭載されており、傾斜センサ65は、検出した道路の前後勾配をハイブリッドECU100に出力している。ハイブリッドECU100は、傾斜センサ65が検出した道路の前後勾配に基づいて車両が停止している道路が平坦路、登坂路、降坂路のいずれであるかを推定する。
On the other hand, if it is determined here that the vehicle is stopped, in step S12, the front-back slope of the road where the vehicle is stopped, that is, whether the road is a flat road, an uphill road, or a downhill road. Is estimated. In this case, the vehicle is equipped with an inclination sensor 65 (see FIG. 1) for detecting the road front-rear gradient, and the
続いて、ステップS13にて、ハイブリッドECU100は、道路が登坂路であるかどうかを判定する。ここで、道路が平坦路または降坂路であると判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ここで、道路が登坂路であると判定されたら、ステップS14にて、車両が登坂路で停止している状態からモータジェネレータ14により発進するために必要な車両の必要駆動力を算出する。この場合、車両の重量、多段変速機13のギア比や伝達効率、駆動輪16の径、道路の傾斜角度などに基づいて算出する。
Subsequently, in step S13, the
ステップS15にて、ハイブリッドECU100は、シフトレバー42を変速操作装置41の発進操作位置「EV1」に操作し、車両がEV走行モードで発進することができるかどうかを判定する。具体的には、ステップS14で算出した車両の必要駆動力が制御限界駆動力以下であるかどうかを判定する。ここで、制御限界駆動力とは、上述したように、車両が発進する上で、モータジェネレータ14が駆動力を出力する場合に最適燃費を実現可能な駆動力の上限値である。
In step S15, the
ここで、シフトレバー42を発進操作位置「EV1」に操作して車両がEV走行モードで発進することができる、つまり、車両の必要駆動力が制御限界駆動力以下であると判定されたら、ステップS16に移行し、ここで、運転者に対して、EV走行モードにおける発進操作位置「EV1」の選択操作を指示する。この場合、インストルメントパネルへの表示、または、音声による指示などがある。一方、ここで、シフトレバー42を発進操作位置「EV1」に操作して車両がEV走行モードで発進することができない、つまり、車両の必要駆動力が制御限界駆動力より大きいと判定されたら、ステップS17に移行し、ここで、運転者に対して、エンジン走行モードにおける前進操作位置「1」の選択操作(変速操作)を指示する。
Here, if it is determined that the vehicle can start in the EV travel mode by operating the
ステップS18にて、ハイブリッドECU100は、運転者がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」へ選択操作したかを判定する。この場合、EV走行モード選択位置検出部62は、シフトレバー42がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」に位置しているのかを検出しており、ハイブリッドECU100は、EV走行モード選択位置検出部62の検出結果に基づいて判定する。ここで、運転者がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」へ選択操作したと判定されたら、ステップS19にて、ハイブリッドECU100は、ステップS14で算出した車両の必要駆動力が特性限界駆動力以下であるかどうかを判定する。ここで、特性限界駆動力とは、上述したように、モータジェネレータ14自体が出力可能な駆動力の上限値である。
In step S18,
ここで、車両の必要駆動力が特性限界駆動力以下であると判定されたら、ステップS20にて、車両の必要駆動力を出力するための必要電力がバッテリ27に蓄電されているかどうかを判定する。具体的には、バッテリ27の充電量SOCが車両の必要駆動力を出力するための必要電力SOCt以上かどうかを判定する。ここで、バッテリ27の充電量SOCが車両の必要駆動力を出力するための必要電力SOCt以上であると判定されたら、ステップS21にて、モータジェネレータ14における駆動力マップを切り替える。
If it is determined that the required driving force of the vehicle is equal to or less than the characteristic limit driving force, it is determined in step S20 whether or not the necessary power for outputting the required driving force of the vehicle is stored in the
即ち、ステップS15で、車両がEV走行モードの発進操作位置「EV1」では発進することができない(車両の必要駆動力が制御限界駆動力以下である)と判定され、ステップS17で、運転者に対してエンジン走行モードにおける前進操作位置「1」の選択操作を指示したにも拘わらず、ステップS18で、EV走行モードにおける発進操作位置「EV1」への選択操作が確認された場合、モータジェネレータ14における限界駆動力を上昇させる。 That is, in step S15, it is determined that the vehicle cannot start at the EV operation mode start operation position “EV1” (the required driving force of the vehicle is equal to or less than the control limit driving force), and in step S17, the driver is notified. On the other hand, if the selection operation to the start operation position “EV1” in the EV travel mode is confirmed in step S18 even though the selection operation of the forward operation position “1” in the engine travel mode is instructed, the motor generator 14 Increases the critical driving force at.
この場合、モータジェネレータ14における駆動力マップは、図4に示すように、車速に対する駆動力(トルク)を表すものであり、制御限界駆動力と特性限界駆動力の線図を有している。通常は、車両の燃費(モータジェネレータ14による電力消費)を考慮し、制御限界駆動力の線図を適用し、これを限界駆動力としている。一方、特性限界駆動力は、車両の燃費を考慮しないモータジェネレータ14が出力可能な最大の限界駆動力であり、上述したステップS21では、この特性限界駆動力の線図を適用する。つまり、通常は、制御限界駆動力のラインの下側の領域を用いてモータジェネレータ14を駆動制御し、上述した所定の条件が成立したときには、制御限界駆動力のラインと特性限界駆動力のラインの間の領域を用いてモータジェネレータ14を駆動制御する。 In this case, as shown in FIG. 4, the driving force map in the motor generator 14 represents the driving force (torque) with respect to the vehicle speed, and has a diagram of the control limit driving force and the characteristic limit driving force. Normally, taking into account the fuel consumption of the vehicle (power consumption by the motor generator 14), a diagram of the control limit driving force is applied, which is used as the limit driving force. On the other hand, the characteristic limit driving force is the maximum limit driving force that can be output by the motor generator 14 without considering the fuel consumption of the vehicle. In step S21 described above, the characteristic limit driving force diagram is applied. That is, normally, when the motor generator 14 is driven and controlled using the lower region of the control limit driving force line, and the predetermined condition is satisfied, the control limit driving force line and the characteristic limit driving force line are set. The motor generator 14 is driven and controlled using the area between the two.
従って、車両がEV走行モードの発進操作位置「EV1」では発進することができない(車両の必要駆動力が制御限界駆動力以下である)状態であっても、運転者がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」へ選択操作したときに、車両の必要駆動力が特性限界駆動力以下であり、且つ、バッテリ27の充電量SOCが必要電力SOCt以上のときには、限界駆動力を特性限界駆動力まで上昇するように変更する。すると、ハイブリッドECU100は、EV走行モードの発進操作位置「EV1」で、車両を発進することが可能となる。なお、図示しないが、車両が発進した後に、シフトレバー42が発進操作位置「EV1」から定常走行操作位置「EV2」または、エンジン走行モードの各操作位置に操作されたら、限界駆動力を特性限界駆動力から下降して制御限界駆動力に変更する。
Accordingly, even when the vehicle cannot start at the start operation position “EV1” in the EV travel mode (the required drive force of the vehicle is equal to or less than the control limit drive force), the driver can perform the start operation in the EV travel mode. When the required driving force of the vehicle is equal to or lower than the characteristic limit driving force and the charge amount SOC of the
一方、ステップS18で、運転者がEV走行モードにおける発進操作位置「EV1」へ選択操作しないと判定されたり、ステップS19で、車両の必要駆動力が特性限界駆動力より大きいと判定されたり、ステップS20で、必要電力がバッテリ27に蓄電されていない(バッテリ27の充電量SOCが必要電力SOCtより低い)と判定されたりしたとき、ステップS22にて、ハイブリッドECU100は、エンジン11を自動始動する。この場合、ハイブリッドECU100は、エンジンECU101にエンジン11を始動するための指示を送る。なお、このとき、運転者に対して、エンジン走行モードにおける前進操作位置「1」の選択操作(変速操作)を再度指示してもよい。
On the other hand, in step S18, it is determined that the driver does not select the start operation position “EV1” in the EV travel mode, or in step S19, it is determined that the required driving force of the vehicle is greater than the characteristic limit driving force. When it is determined in S20 that the required power is not stored in the battery 27 (the charge amount SOC of the
このように本実施形態の車両の制御装置にあっては、エンジン11とモータジェネレータ14との駆動力を駆動輪16に伝達可能なハイブリッド車両にて、ハイブリッドECU100は、エンジン11の駆動力により車両を走行可能なエンジン走行モードとモータジェネレータ14の駆動力により車両を走行可能なEV走行モードとを切替可能であり、車両を発進させるための必要駆動力がモータジェネレータ14の制御限界駆動力より大きいときには、エンジン走行モードへの操作を運転者に指示するが、運転者によりEV走行モードが選択操作されたときには、制御限界駆動力を特性限界駆動力に変更するようにしている。
Thus, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, the
従って、必要駆動力がモータジェネレータ14の制御限界駆動力より大きいと判定されたら、エンジン走行モードへの操作を運転者に指示するが、このとき、EV走行モードが選択操作されたときには、制御限界駆動力をモータジェネレータ14における特性限界駆動力まで上昇させるので、EV走行モードでの発進可能な領域が拡大し、車両の良好な発進動作を可能とすることができると共に、運転者に対する適正な発進支援を可能とすることができる。 Therefore, if it is determined that the required driving force is greater than the control limit driving force of the motor generator 14, the driver is instructed to operate the engine travel mode. At this time, when the EV travel mode is selected, the control limit is reached. Since the driving force is increased to the characteristic limit driving force in the motor generator 14, the region where the vehicle can start in the EV driving mode is expanded, and the vehicle can be started in a favorable manner, and the vehicle can be started appropriately. Support can be made possible.
また、本実施形態の車両の制御装置では、ハイブリッドECU100は、車両を発進させるための必要駆動力が特性限界駆動力より大きいと判定されたら、エンジン11を自動始動すると共に、エンジン走行モードへの操作を運転者に指示している。運転者に対して、エンジン走行モードによる発進の支持を適正に行うことができる。
Further, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, the
また、本実施形態の車両の制御装置では、ハイブリッドECU100は、車両を発進させるための必要駆動力を出力するための必要電力がバッテリ27に充電されていないと判定されたら、エンジン11を自動始動すると共に、エンジン走行モードへの操作を運転者に指示している。従って、EV走行モードによる発進の判断を適正に行うことができると共に、運転者に対してエンジン走行モードによる発進の支持を適正に行うことができる。
Further, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, the
なお、上述した実施形態では、本実施形態のハイブリッド車両を、エンジン11、クラッチ12、手動式の多段変速機13、モータジェネレータ14、最終減速装置15、駆動輪16により構成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、エンジン11から駆動輪16への駆動力伝達経路やモータジェネレータ14から駆動輪16への駆動力伝達経路は、これに限るものではない。
In the above-described embodiment, the hybrid vehicle of this embodiment is configured by the engine 11, the clutch 12, the manual
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、必要に応じて電気モータにおける限界駆動力を変更して車両を電気モータにより発進可能することで、電気モータ走行モードでの発進可能な領域を拡大して車両の良好な発進動作を可能とすると共に運転者に対する適正な発進支援を可能とするものであり、いずれの車両の走行を制御する装置にも有用である。 As described above, the vehicle control apparatus according to the present invention can start in the electric motor traveling mode by changing the limit driving force in the electric motor as needed to start the vehicle with the electric motor. This makes it possible to perform a favorable start operation of the vehicle and to enable appropriate start support for the driver, and is useful for an apparatus for controlling the travel of any vehicle.
11 エンジン(内燃機関)
12 クラッチ
13 多段変速機(動力伝達装置)
14 モータジェネレータ(電気モータ)
15 最終減速装置(動力伝達装置)
16 駆動輪
23 インバータ
26 歯車対(動力伝達装置)
27 バッテリ(二次電池)
41 変速操作装置(走行モード切替手段)
42 シフトレバー(走行モード選択手段)
61 SOCセンサ
62 EV走行モード選択位置検出部
63 変速位置検出部
64 車速センサ
65 傾斜センサ
100 ハイブリッドECU(発進駆動力判定手段、走行モード指示手段、制御限界駆動力変更手段、内燃機関自動始動手段、電力判定手段)
101 エンジンECU
102 モータECU
103 バッテリECU
11 Engine (Internal combustion engine)
12
14 Motor generator (electric motor)
15 Final reduction gear (power transmission device)
16
27 Battery (secondary battery)
41 Speed change operation device (travel mode switching means)
42 Shift lever (travel mode selection means)
61
101 engine ECU
102 motor ECU
103 battery ECU
Claims (3)
電気モータと、
前記内燃機関の駆動力または前記電気モータの駆動力を駆動輪側に伝達可能な駆動力伝達装置と、
前記内燃機関の駆動力を前記駆動力伝達装置により前記駆動輪側へ伝達する内燃機関走行モードと前記電気モータの駆動力を前記駆動力伝達装置により前記駆動輪側へ伝達する電気モータ走行モードとを切替可能な走行モード切替手段と、
運転者が選択操作することで選択された走行モードを前記走行モード切替手段に指示する走行モード選択手段と、
車両を発進させるための必要駆動力が前記電気モータの制御限界駆動力より大きいかどうかを判定する発進駆動力判定手段と、
該発進駆動力判定手段により必要駆動力が制御限界駆動力以下であると判定されたら電気モータ走行モードへの操作を運転者に指示する一方、必要駆動力が制御限界駆動力より大きいと判定されたら内燃機関走行モードへの操作を運転者に指示する走行モード指示手段と、
該走行モード指示手段により運転者に内燃機関走行モードへの操作を指示したにも拘わらず前記走行モード選択手段により電気モータ走行モードが選択操作されたときに制御限界駆動力を前記電気モータにおける特性限界値まで上昇させる制御限界駆動力変更手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。 An internal combustion engine;
An electric motor;
A driving force transmission device capable of transmitting the driving force of the internal combustion engine or the driving force of the electric motor to a driving wheel;
An internal combustion engine traveling mode in which the driving force of the internal combustion engine is transmitted to the driving wheel side by the driving force transmission device, and an electric motor traveling mode in which the driving force of the electric motor is transmitted to the driving wheel side by the driving force transmission device. Driving mode switching means capable of switching between,
Driving mode selection means for instructing the driving mode switching means to select the driving mode selected by the driver;
Start driving force determination means for determining whether a required driving force for starting the vehicle is larger than a control limit driving force of the electric motor;
When the starting driving force determining means determines that the required driving force is less than or equal to the control limit driving force, the driver is instructed to operate the electric motor travel mode, while the required driving force is determined to be greater than the control limit driving force. A running mode instructing means for instructing the driver to operate the internal combustion engine running mode;
The control limit driving force is a characteristic of the electric motor when the electric motor driving mode is selected by the driving mode selection means even though the driving mode instruction means instructs the driver to operate the internal combustion engine driving mode. Control limit driving force changing means for increasing to the limit value,
A vehicle control apparatus comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014069281A1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Ntn株式会社 | Electric vehicle control device and electric vehicle |
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KR102422145B1 (en) * | 2021-04-06 | 2022-07-19 | 현대자동차주식회사 | Launch Control Device for Electric Vehicle and Method for Controlling the Same |
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-
2010
- 2010-10-06 JP JP2010226409A patent/JP2012076712A/en not_active Withdrawn
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