JP2013091355A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1で出力するエンジントルクTeを車両Mの駆動輪5を駆動する駆動トルクTvと発電機2、3を稼働する稼働トルクTgとに分配する車両の制御装置29において、ドライバの要求に基づく目標の駆動トルクTdを増加させる場合、エンジントルクTeモードライバの要求前のエンジントルクに維持しつつ稼動トルクTgの分配比率を減少させることを特徴とする車両の制御装置。
【選択図】図1
Description
ハイブリッド車は走行条件の異なる複数の運転域に応じて、最適な駆動力源を予め設定した駆動力源設定用のマップ等を用いて選択し、同選択した駆動力源を用いて走行する。 たとえば、車速が所定の閾値を上回る運転域では、エンジンの機械出力を主体としたパラレルモード走行する。更に、設定車速を下回る運転域で、高負荷であると、電動回転機を駆動源(モータ)として走行すると同時にエンジンの機械出力で電動回転機(ジェネレータ)を発電駆動させるシリーズモード走行する。更に、設定車速を下回る運転域で、中低負荷であると、電動回転機(モータ)を駆動源としてEVモードで走行する。
これに対し、ハイブリッド車がエンジンの機械出力を主体としたパラレルモード走行中において、加速操作されて目標駆動トルクT1が増加する場合、エンジントルクT3の立ち上がりがモータ駆動トルクT2に比べて遅く、シリーズモードやEVモード走行中に比べて加速フィーリングが劣り、モータに比べてエンジンの加速応答性が低いことによる違和感が生じてしまう。
図1にはこの発明の一実施形態としての車両の制御装置が適用さレータハイブリッド車両(以後単に車両と記す)の概略を示した。
この車両MはFF(フロントエンジン−フロントドライブ:エンジン前置き前輪駆動)形式の駆動装置(パワートレイン)とその制御系統を有する。車両Mの駆動力伝達系はエンジン1および第1、第2電動回転機2、3からの駆動力をトランスアクスル4を介して車輪5側の駆動軸10に分離可能に伝達する構成を採る。
また、インプットシャフト11の外側には、第1電動回転機である第1モータジェネレータ(MG1)2および第2電動回転機である第2モータジェネレータ(MG2)3が設けられている。
このような第1モータジェネレータ2および第2モータジェネレータ3には後述の電力制御手段31、32を介して電力を供給する蓄電装置が連結されている。なお、この蓄電装置としては、バッテリまたはキャパシタを用いることができるが、以後、ここではバッテリ30と記す。
インプットシャフト11の外側であって、第1モータジェネレータ2と第2モータジェネレータ3との間にトランスアクスル(動力分配機構)4が設けられる。このトランスアクスル4は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構を要部に備える。
更に、第1モータジェネレータ2のロ−タ23はロ−タ軸19と一体結合され、第2モータジェネレータ3のロ−タ24がロ−タ軸22に一体結合される。
次に、第2モータジェネレータ3は、リングギヤ15にロ−タ軸22を介して結合されていることから、モータ(電動機)として機能するときには、その動力を車輪5に伝達でき、一方、発電機として機能(回生発電)するときには、リングギヤ15に車輪側より入力される回転力(動力)で発電可能である。
このようなトランスアクスル4内の遊星歯車機構の構成に基づいて、第1モータジェネレータ2および第2モータジェネレータ3は共に発電機(ジェネレータ)として駆動することができるとともに、電動機(モータ)として駆動できる周知の同期発電電動機を構成しており、電力制御手段31、32を介してバッテリ30と電力のやり取りを行なう。
ここで、車両制御装置(HEV−ECU)29内に配備されるシステムコントローラ34には運転情報である、エンジン回転信号Ne、アクセル開度θa、車速Vc(変速機出力回転数に同期した値)、充電レベル信号SOC(バッテリ状態)、第1モータジェネレータMG1の入出力軸19の回転数Nmg1、第2モータジェネレータMG2の入出力軸22の回転数Nmg2、などが入力される。これに対して、システムコントローラ34は、スロットル開度センサの信号θs、外気温センサの信号Tair、蓄電装置の充電量センサの充電レベル(SOC)の信号SOCより、発電トルク指令値およびモータトルク指令値などを演算する。そして、この演算結果に基づき、両モータジェネレータ第1、第2モータジェネレータ2,3(MG1,MG2)やエンジン1に対する指令値を、各コントローラ35,33へと送信する。
しかも、第1、第2電力制御手段31、32は、インバータ311,321からの直流電圧を降圧してバッテリ30を充電する。更に、バッテリ30から受ける直流電圧を昇圧して第1、第2モータジェネレータ2,3側に出力するコンバータ312,322としての機能を備える。これら第1、第2電力制御手段31、32の制御部(モータコントローラ)35は入力さレータモータトルク指令値Tr1,Tr2、モータジェネレータ2、3の各電流値、および不図示の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づくPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成してインバータ311,321を制御する。
なお、バッテリ30はバッテリコントローラ36を介してシステムコントローラ34に接続され、これによりバッテリ30の充電状態(バッテリ充放電量SOC)を管理し、その情報をシステムコントローラ34へ送信する。
次に、車両制御装置(HEV−ECU)29内に配備され、システムコントローラ34と接続され、信号の授受を行なうエンジン制御装置33について説明する。
システムコントローラ34は第1、第2電力制御手段31、32の制御部(モータコントローラ)35と協働して、第1モータジェネレータ2、第2モータジェネレータ3を制御する。なお、図1中には、これらの信号の一部として、第1モータジェネレータ2のトルク指令値Tr1および第2モータジェネレータ3のトルク指令値Tr2を例示している。
このように構成さレータ車両Mにおいては、車両制御装置29のシステムコントローラ34に入力される各信号およびシステムコントローラ34に記憶されているデ−タに基づいて、制御部(モータコントローラ)35を介してエンジン1、第1モータジェネレータ2、第2モータジェネレータ3が制御される。
このようにしてエンジン1をクランキングするとともに、エンジン制御装置33の駆動制御によりエンジン1での燃料の燃焼が行なわれて、エンジン1が自律回転可能となる。するとエンジン1のトルクがインプットシャフト11、キャリア17、リングギヤ15を経由して出力ギヤ列25に伝達され、更に、デファレンシャル6を経由して車輪5に伝達されて駆動力が発生する。
さらに、第2モータジェネレータ3を電動機として駆動させ、そのトルクを、トランスアクスル4内のリングギヤ15を経由させて車輪5へ伝達することができる。
このように、図1に示す車両Mは、エンジン1または第1、第2モータジェネレータ2、3のうちの少なくとも一方を駆動力源として用い、それらのトルクをトランスアクスル4によって、車輪5に伝達する。
なお、第1、第2モータジェネレータ2、3を電動機として駆動させる場合において、第1、第2モータジェネレータ2、3の出力トルクを正方向のトルクと呼ぶ。これに対して、第1、第2モータジェネレータ2、3を発電機として機能させる場合において、第1、第2モータジェネレータ2、3の発電トルク(回生トルク)を負方向のトルクと呼ぶ。
そこで本実施形態の特徴は、上述のようなパラレルモード中の加速時における加速フィーリングの低下を抑制するよう構成される。
即ち、システムコントローラ34にはパラレルモードにおいてノーマルモード(第1の走行モード)とパワーモード(第2の走行モード)との変更が可能なモード切換えスイッチ60が接続され、ここでノーマルモードを選択すると、加速応答性を抑えたエコノミー走行を可能とし、パワーモードを選択すると、ドライバ要求に対する加速応答性、車両レスポンスが向上する制御に切換えられる。
まず、図3(b)を用いてノーマルモード指令時を説明する。
ここで、アクセル開度θaと車速Vcとに応じた目標駆動トルクTdを算出し、更に、現アクセル開度θaと現車速Vcに応じてジェネレータトルクである稼動トルクTgを所定のノーマルモード指令に沿い、アクセル開度θa,エンジン回転数Ne(車速Vc基づいても良い)に応じてジェネレータトルク設定マップm1(図4参照)を用いて設定する。次いで、目標の駆動トルクTdに収束するよう現アクセル開度θaと現車速Vcに応じた実際の駆動輪駆動トルクTvを算出する。
この際、エンジントルクTeはそのままエンジン制御装置33に指令値として出力され、これに応じたエンジンの出力作動がなされる。一方、稼動トルクTgが第1、第2モータジェネレータ2、3に所定比率で分割して送信され、これに応じてトルク指令値Tr1,Tr2として出力される。この場合、第2モータジェネレータ3は停車時には不作動に保持されても良い。
アクセル開度θaと現車速Vcとに応じた目標の駆動トルクTdを算出し、更に、現アクセル開度θaとエンジン回転数Ne(車速Vcに基づいても良い)に応じてジェネレータトルクである稼動トルクTgを所定のジェネレータトルク設定マップm2(パワーモード用としてm1とは別に設定される)に応じて設定する。次いで、目標の駆動トルクTdに収束するよう、現アクセル開度θaと現車速Vcに応じた実際の駆動輪駆動トルクTvを算出する。
この場合、図2(a)に2点鎖線Tveで示すように、第2モータジェネレータ3に分配されたトルクTr2を発電ではなく走行トルクTvの増加作動に振り分け、その走行トルク増加分だけエンジン1の駆動トルクTe1の出力を抑制しても良い。
次に、車両Mのシステムコントローラ34で行なうパラレルモード域での走行制御について図5に沿って説明する。
ここでは、図2(b)に示すように、例えば、アクセル開度がゼロで、時点tn1にあるとすると、目標の駆動トルクTd及び実際の駆動輪駆動トルクTvがゼロで、ノーマルモードでの所定の稼動トルクTgのみがエンジントルクTeを成し、停車状態で発電のみがトルク指令値Tr1を受けて第1モータジェネレータ2で成され、トルク指令値Tr2はゼロに保持される。
この駆動輪駆動トルクTvは遅れ時間dtrの後の時点tn3に目標の駆動トルクTdに収束し、この状態でエンジントルクTe、駆動輪駆動トルクTvの出力が維持され、第1モータジェネレータ2がその発電駆動を継続しつつ、走行する。これによりノーマルモードを選択した際に、加速応答性が低いエコノミー走行を可能とする。
このステップs2のノーマルモード制御が繰り返され、所定時点で、再度、ステップs2に達し、そこでモード切換えスイッチ60がオンに切り換わっているとする。すると、ステップs2からステップs4に進み、パワーモード制御に進む。
このように、時点tp2で目標の駆動トルクTd1に向けて駆動輪駆動トルクTvが上昇し、駆動輪駆動トルクTvが極短時間後の時点tp3に応答性よく目標の駆動トルクTd1に達し、加速前の駆動輪駆動トルクTvを上昇分駆動トルク∂Tdだけ上昇させることができる。
なお、減速時には、目標の駆動トルクTdが低下してTd2(図2の2点鎖線参照)となり、その低下分−δTd2を稼動トルクTg1に振り分けることとなる。これにより上昇分稼動トルク+δTd2を加算した修正稼動トルクTg2が算出される。この修正稼動トルクTg2相当のトルク指令値Tr2で第1モータジェネレータ2が発電駆動され、パワーモードでの走行が継続される。
このステップs4のパワーモード制御のあと、ステップs5に達すると、ここでは、パラレルモード走行が継続するか判断し、継続で無いとステップs6に、継続ではメインルーチンに戻る。ステップs6ではノーマルモード中を判断し、同モードであるとステップs3に戻り、ノーマルモードでないと、メインルーチンに戻る。
このように、パラレル走行域において、第1の走行モードを加速応答性を抑えたノーマルモードとしてエコノミー走行を可能とし、第2の走行モードでレスポンス、応答性を高めたパワーモードとして走破性の良い走行を可能とし、これらの切換えをモード切換えスイッチ60により容易に切り換えできる。
2,3 第1、第2モータジェネレータ(電動回転機)
29 車両制御装置
30 バッテリ
33 エンジン制御装置
34 システムコントローラ
35 制御部(モータコントローラ)
Td パラレルモード走行時の目標の駆動トルク
Te エンジントルク
Tg 稼動トルク
Tv 駆動輪駆動トルク
Tr1,Tr2 モータトルク指令値
δTd 変動(上昇,減少)トルク
M 車両
Claims (3)
- エンジンで出力するエンジントルクを車両の駆動輪を駆動する駆動トルクと発電機を稼働する稼働トルクとに分配する車両の制御装置において、
ドライバの要求に基づく目標の駆動トルクを増加させる場合、前記エンジントルクを前記ドライバの要求前のエンジントルクに維持しつつ前記稼動トルクの分配比率を減少させる
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 前記稼働トルクを一定の減少率で減少させる
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 - 前記車両は第1の走行モードと、第2の走行モードとを有し、
前記第1の走行モードでは、前記ドライバの要求に基づく目標の駆動トルクの増加と共に前記エンジントルクを増加させ、
前記第2の走行モードでは、前記ドライバの要求に基づく目標の駆動トルクを増加させる場合、前記エンジントルクを前記ドライバの要求前のエンジントルクに維持しつつ前記稼動トルクの分配比率を減少させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
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