JP2013107586A - 車両および車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン、モータ、ジェネレータ、モータおよびジェネレータに電気的に接続されたバッテリ、モータと駆動輪に連結された出力軸との間に設けられた変速機を備える車両において、ECUは、バッテリの故障時に、バッテリをモータおよびジェネレータから切離し、アクセルペダル操作量Aに応じたトルクをジェネレータから発生させることでジェネレータに発電させ、ジェネレータが発電した電力でモータを駆動させて車両を走行させる「バッテリレス走行制御」を行なう。ECUは、バッテリレス走行制御中(S20にてYES)、車速Vが制限車速Vshを越えると(S24にてYES)、アクセルペダル操作量Aのフィルタ処理を行なう(S25)ことで、ジェネレータとモータとの間の電力収支の崩れを抑制する。
【選択図】図8
Description
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態に従う車両1の全体ブロック図である。車両1は、エンジン100と、第1MG(Motor Generator)200と、動力分割機構300と、第2MG400と、変速機500と、プロペラ軸(出力軸)560と、PCU(Power Control Unit)600と、バッテリ700と、SMR(System Main Relay)710と、ECU(Electronic Control Unit)1000と、を備える。
変速機500は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速機500は、第1サンギヤ(S1)510と、第2サンギヤ(S2)520と、第1サンギヤ(S1)510に噛合する第1ピニオン(P1)531と、第1ピニオン(P1)531および第2サンギヤ(S2)520に噛合する第2ピニオン(P2)532と、第2ピニオン(P2)532に噛合するリングギヤ(R1)540と、各ピニオン531,532を自転かつ公転自在に保持しているキャリア(C1)550とを有する。したがって、第1サンギヤ(S1)510とリングギヤ(R1)540とは、各ピニオン531,532と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第2サンギヤ(S2)520とリングギヤ(R1)540とは、第2ピニオン(P2)532と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
動力分割機構300が上述のように構成されることによって、サンギヤ(S)310の回転速度(=第1MG回転速度Nm1)、キャリア(C)330の回転速度(=エンジン回転速度Ne)、リングギヤ(R)320の回転速度は、動力分割機構300の共線図上で直線で結ばれる関係(いずれか2つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係)になる。
コンバータ610は、リアクトルおよび2つのスイッチング素子によって構成される、一般的な昇圧チョッパ回路の構成を有する。各スイッチング素子には、逆並列ダイオードが接続される。
インバータ620は、コンバータ610と第1MG200との間に接続される。インバータ620は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つスイッチング素子(上アームおよび下アーム)を有する。各スイッチング素子には逆並列ダイオードが設けられている。
なお、バッテリレス走行制御中は、第1MG200を発電状態とするために、第1MGトルク目標値T1reqは負(T1req<0)の値にされる。第1MGトルク目標値T1reqが小さいほど、第1MG200が発電によって発生するトルク(以下「第1MG200の負トルク」ともいう)が増加し、第1MG200の発電量が増加することになる。
S15にて、ECU1000は、算出されたエンジントルク目標値Tereq、第1MGトルク目標値T1req、第2MGトルク目標値T2reqをそれぞれエンジントルク指令値Tecom、第1MGトルク指令値T1com、第2MGトルク指令値T2comに設定する。
切替部1040は、変速機500で形成されている変速段(変速機500の変速比)に応じて、第2判定部1020の判定に用いられる制限車速Vshを切り替える。切替部1040は、低速段Lo形成時は制限車速Vshを「Vsh1」とし、低速段Loよりも変速比が小さい高速段Hi形成時は制限車速VshをVsh1よりも高い「Vsh2」とする。本実施の形態では、低速段Lo形成時の制限車速Vsh1は、低速段Lo形成時の制御境界ラインL1の最も低速側の値に設定される。また、高速段Hi形成時の制限車速Vsh2は、高速段Hi形成時の制御境界ラインL2の最も低速側の値に設定される(図5参照)。
S21にて、ECU1000は、変速機500で形成されている変速段が低速段Loであるか否かを判定する。
[実施の形態2]
実施の形態1ではフィルタ処理の対象を「アクセルペダル操作量A」とした。これに対し、本実施の形態2ではフィルタ処理の対象を「車両要求トルクTreq」とする。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態1と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
[実施の形態3]
実施の形態1、2ではフィルタ処理によってアクセルペダル操作量Aあるいは車両要求トルクTreqの変化を緩やかにすることで矩形制御中における電圧安定化を実現した。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (5)
- エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力を用いて駆動輪に連結された出力軸を回転させて走行する車両であって、
前記エンジンの動力を用いて発電するジェネレータと、
前記モータおよび前記ジェネレータに接続可能に構成されたバッテリと、
前記モータおよび前記ジェネレータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、車速がしきい値未満である場合はパルス幅変調制御で前記モータを駆動し、車速が前記しきい値を超える場合は前記パルス幅変調制御よりも出力は向上するが制御性は劣る矩形制御で前記モータを駆動し、
前記制御装置は、前記バッテリの異常時に、前記バッテリを前記モータおよび前記ジェネレータから切り離し、アクセル操作量および車両要求トルクの少なくともいずれかに応じたトルクを前記ジェネレータから発生させることで前記ジェネレータに発電させ、前記ジェネレータが発電した電力で前記モータを駆動させるバッテリレス走行制御を行ない、
前記制御装置は、前記バッテリレス走行制御を行なう際、車速が前記しきい値に対応する制限値を超える場合には、前記アクセル操作量の変化率を制限する第1処理、前記車両要求トルクの変化率を制限する第2処理、前記ジェネレータのトルクを制限する第3処理の少なくともいずれかの処理を行なうことによって、前記ジェネレータと前記モータとの間の電力収支の崩れを抑制する、車両。 - 前記車両は、前記モータと前記出力軸との間に設けられた変速機をさらに備え、
前記制御装置は、前記変速機の変速比に応じて前記制限値を変更する、請求項1に記載の車両。 - 前記変速機は、低速段と前記低速段よりも変速比の小さい高速段とのいずれかを形成し、
前記制御装置は、前記高速段の形成時は前記低速段の形成時よりも前記しきい値および前記制限値を大きくする、請求項2に記載の車両。 - 前記車両は、前記モータに連結されるリングギヤと、前記ジェネレータに連結されるサンギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤと係合するピニオンギヤと、前記エンジンに連結され前記ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアとを含む遊星歯車装置をさらに備える、請求項1に記載の車両。
- エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力を用いて駆動輪に連結された出力軸を回転させて走行する車両の制御方法であって、
前記車両は、
前記エンジンの動力を用いて発電するジェネレータと、
前記モータおよび前記ジェネレータに接続可能に構成されたバッテリと、
前記モータおよび前記ジェネレータを制御する制御装置とを備え、
前記制御方法は、
車速がしきい値未満である場合はパルス幅変調制御で前記モータを駆動し、車速が前記しきい値を超える場合は前記パルス幅変調制御よりも出力は向上するが制御性は劣る矩形制御で前記モータを駆動するステップと、
前記バッテリの異常時に、前記バッテリを前記モータおよび前記ジェネレータから切り離し、アクセル操作量および車両要求トルクの少なくともいずれかに応じたトルクを前記ジェネレータから発生させることで前記ジェネレータに発電させ、前記ジェネレータが発電した電力で前記モータを駆動させるバッテリレス走行制御を行なうステップと、
前記バッテリレス走行制御を行なう際、車速が前記しきい値に対応する制限値を超える場合には、前記アクセル操作量の変化率を制限する第1処理、前記車両要求トルクの変化率を制限する第2処理、前記ジェネレータのトルクを制限する第3処理の少なくともいずれかの処理を行なうことによって、前記ジェネレータと前記モータとの間の電力収支の崩れを抑制するステップとを含む、車両の制御方法。
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