JP2017094832A - Hybrid vehicle and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両及びその制御方法に関し、より詳細には、ハイブリッド車両の減速中に、モータージェネレーターの回生発電量を増加して、燃費を向上するハイブリッド車両及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method therefor, and more particularly, to a hybrid vehicle and a control method therefor that increase a regenerative power generation amount of a motor generator during deceleration of the hybrid vehicle and improve fuel efficiency.
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有したハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両(以下「HEV」という。)が注目されている。このHEVにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や減速時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる。 2. Description of the Related Art In recent years, a hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) including a hybrid system having an engine and a motor generator that are controlled in combination according to the driving state of the vehicle has been attracting attention from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental measures. ing. In this HEV, driving force is assisted by a motor generator when the vehicle is accelerated or started, while regenerative power generation is performed by the motor generator during inertial traveling or deceleration.
モータージェネレーターの回生発電量を効率よく増加するために、各車輪に制動力を付与するブレーキシステムによる摩擦制動力にモータージェネレーターの回生制動力を協調させる協調回生が知られている。 In order to efficiently increase the amount of regenerative power generation of the motor generator, cooperative regeneration is known in which the regenerative braking force of the motor generator is coordinated with the friction braking force by the brake system that applies braking force to each wheel.
これに関して、先行車両との車間距離や相対速度に応じて、モータージェネレーターによる回生発電量を増加する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In this regard, an apparatus has been proposed that increases the amount of regenerative power generated by a motor generator in accordance with the inter-vehicle distance and relative speed from the preceding vehicle (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この装置によると、運転者による減速指令やオートクルーズモードで走行中の制御装置による減速指令を待たずに、先行車両との車間距離や相対速度に応じて、モータージェネレーターによる回生制動力を生じさせることになる。 However, according to this device, the regenerative braking force by the motor generator can be increased according to the inter-vehicle distance and relative speed with the preceding vehicle without waiting for the deceleration command from the driver or the deceleration command from the control device running in the auto cruise mode. Will be generated.
従って、運転者によっては、意図しないHEVの減速を感じることで、違和感が生じて、ドライバビリティが悪化するという問題があった。 Therefore, depending on the driver, there is a problem that the driver feels uncomfortable because he / she feels unintended HEV deceleration, and drivability deteriorates.
本発明の目的は、ハイブリッド車両の減速中に、運転者に違和感を与えること無く、モータージェネレーターの回生発電量を増加して、燃費を向上することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle and a control method thereof that can improve fuel efficiency by increasing the regenerative power generation amount of the motor generator without causing the driver to feel uncomfortable during deceleration of the hybrid vehicle. It is.
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンの動力を伝達する出力軸に接続されたモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、各車輪に摩擦制動力を付与するブレーキシステムと、自車両及び先行車両の相対関係を取得する相対関係取得装置と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、減速指令が発せられ、前記エンジンの燃料の噴射を停止したエンジンブレーキによる抵抗制動力と、前記ブレーキシステムによる摩擦制動力と、前記モータージェネレーターによる回生制動力とのいずれか、あるいはいくつかの組み合わせを総合した総合制動力を、前記減速指令に基づいた要求制動力にする場合に、前記制御装置が、前記相対関係取得装置が取得した前記相対関係に基づいて、前記モータージェネレーターによる回生制動力のみを増加して、前記総合制動力を前記要求制動力よりも大きくする制御を行うように構成されたことを特徴とするも
のである。
The hybrid vehicle of the present invention that achieves the above object includes a hybrid system having a motor generator connected to an output shaft that transmits engine power, a brake system that applies friction braking force to each wheel, the host vehicle, and a preceding vehicle. In a hybrid vehicle including a relative relationship acquisition device that acquires a relative relationship of a vehicle and a control device, a resistance braking force by an engine brake that has issued a deceleration command and stopped fuel injection of the engine, and the brake system In the case where the total braking force obtained by combining the friction braking force by the motor generator and the regenerative braking force by the motor generator or some combination thereof is set to the required braking force based on the deceleration command, the control device includes: Based on the relative relationship acquired by the relative relationship acquisition device, the motor Increasing only the regenerative braking force by the aerator, it is characterized in that the total braking force is configured to perform control of larger than the required braking force.
また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの燃料の噴射を停止したエンジンブレーキによる抵抗制動力と、ブレーキシステムによる各車輪へ付与される摩擦制動力と、モータージェネレーターによる回生制動力とのいずれか、あるいはいくつかの組み合わせを総合した総合制動力により制動するハイブリッド車両の制御方法において、減速指令が発せられた後に、その減速指令に基づいて、前記総合制動力をその減速指令に基づいた要求制動力にするステップと、先行車に対する相対関係を取得するステップと、前記抵抗制動力及び前記摩擦制動力を維持しながら、取得した前記相対関係に基づいて前記回生制動力のみを増加して、前記総合制動力を前記要求制動力よりも大きくするステップと、を含むことを特徴とする方法である。 In addition, the hybrid vehicle control method of the present invention that achieves the above object includes a resistance braking force by an engine brake that stops the fuel injection of the engine, a friction braking force applied to each wheel by the brake system, and a motor generator. In a hybrid vehicle control method in which braking is performed with a total braking force obtained by combining any one of the regenerative braking force or a combination of several, the total braking force is determined based on the deceleration command after the deceleration command is issued. The step of obtaining the required braking force based on the deceleration command, the step of acquiring the relative relationship with the preceding vehicle, and the regenerative braking based on the acquired relative relationship while maintaining the resistance braking force and the friction braking force. Increasing only the power to make the total braking force larger than the required braking force. A method characterized by and.
なお、減速指令としては、運転者の減速操作による操作指令や、オートクルーズモードにおける制御装置の制御指令を例示できる。具体的には、操作指令としては、アクセルペダルのオフを示すアクセルオフ指令、ブレーキペダルの操作量を示すブレーキ操作指令などを例示でき、制御指令としては、目標車速を維持するために、エンジンをアイドリング状態にする惰行指令、ブレーキシステムの作動指令などを例示できる。 Examples of the deceleration command include an operation command by a driver's deceleration operation and a control command of the control device in the auto cruise mode. Specifically, examples of the operation command include an accelerator-off command indicating that the accelerator pedal is turned off, a brake operation command indicating the amount of operation of the brake pedal, and the control command includes the engine in order to maintain the target vehicle speed. Examples include coasting commands for setting an idling state, brake system operation commands, and the like.
また、自車両及び先行車両の相対関係は、自車両と先行車両との相対的な関係であり、自車両と先行車両との車間距離や、自車両から見た先行車両の相対速度を例示できる。 The relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle is a relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle, and the distance between the host vehicle and the preceding vehicle and the relative speed of the preceding vehicle viewed from the host vehicle can be exemplified. .
この相対関係に基づいてモータージェネレーターによる回生制動力のみを増加することは、減速指令により総合制動力が要求制動力に維持された、つまり、現時点における自車両の制動力が維持されたと仮定した場合に、その相対関係が近接関係にならないように、モータージェネレーターによる回生制動力のみを増加することである。 Increasing only the regenerative braking force by the motor generator based on this relative relationship is based on the assumption that the total braking force is maintained at the required braking force by the deceleration command, that is, the current vehicle braking force is maintained. In addition, only the regenerative braking force by the motor generator is increased so that the relative relationship does not become a close relationship.
なお、近接関係とは、自車両と先行車両とが近接することによって、ブレーキシステムによる摩擦制動力が増加することが予想される関係である。つまり、相対関係が近接関係になることは、自車両と先行車両との車間距離が近くなった、あるいは、相対速度が負になり、先行車両が自車両に近づいたことを示す。 Note that the proximity relationship is a relationship in which the friction braking force by the brake system is expected to increase due to the proximity of the host vehicle and the preceding vehicle. That is, the fact that the relative relationship is a close relationship indicates that the distance between the host vehicle and the preceding vehicle has become shorter, or the relative speed has become negative and the preceding vehicle has approached the host vehicle.
このハイブリッド車両及びその制御方法によれば、減速指令が発せられた後の減速中に、総合制動力を減速指令に基づいた要求制動力にする場合に、自車両と先行車両との相対関係に基づいて、モータージェネレーターの回生制動力のみを増加して、総合制動力を要求制動力よりも大きくするようにしたので、自車両と先行車両との相対関係を適切に維持することができる。 According to this hybrid vehicle and its control method, when the total braking force is set to the required braking force based on the deceleration command during deceleration after the deceleration command is issued, the relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle is set. Based on this, only the regenerative braking force of the motor generator is increased so that the total braking force is greater than the required braking force, so that the relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle can be appropriately maintained.
この制御により、ハイブリッド車両はその減速指令で生じる減速度合いよりも減速することになるが、減速指令が発せられた後に、相対関係に基づいてモータージェネレーターの回生制動力のみを増加するようにしたことで、その減速指令により、自車両と先行車両との相対関係が適切に維持される印象を与えることができる。これにより、運転者は、意図しない減速を感じることが無くなるので、ドライバビリティを向上できる。 This control causes the hybrid vehicle to decelerate more than the degree of deceleration generated by the deceleration command, but only increases the regenerative braking force of the motor generator based on the relative relationship after the deceleration command is issued. Thus, the deceleration command can give an impression that the relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle is properly maintained. As a result, the driver does not feel unintended deceleration, and drivability can be improved.
また、この制御により、モータージェネレーターの回生制動力のみを増加することで、モータージェネレーターの回生発電量を増加することができる。加えて、ブレーキシステムによる摩擦制動力によって失われるエネルギーを回生により電気エネルギーに変換することで、燃料を使用して高電圧バッテリーを充電する機会を減少することができる。更に、高電圧バッテリーの充電量が増加することで、モータージェネレーターによりアシストする機会を増加できる。 Further, by this control, only the regenerative braking force of the motor generator can be increased, whereby the regenerative power generation amount of the motor generator can be increased. In addition, by converting the energy lost due to the frictional braking force by the brake system into electrical energy through regeneration, the opportunity to charge the high voltage battery using fuel can be reduced. Further, the amount of charge of the high voltage battery increases, so that the opportunity to assist with the motor generator can be increased.
従って、上記のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、ハイブリッド車両の減速中に、運転者に違和感を与えること無く、モータージェネレーターの回生発電量を増加して、燃費を向上することができる。 Therefore, according to the hybrid vehicle and the control method thereof, the regenerative power generation amount of the motor generator can be increased and the fuel consumption can be improved without causing the driver to feel uncomfortable during the deceleration of the hybrid vehicle.
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
このハイブリッド車両(以下「HEV」という。)は、普通乗用車のみならず、バスやトラック、ピックアップトラックなどを含む車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン10及びモータージェネレーター31を有するハイブリッドシステム30を備えている。また、このHEVは、各車輪に摩擦制動力を付与するブレーキシステムとして、ドラムブレーキ92を備えている。加えて、このHEVは、自車両及び先行車両の相対関係を取得する相対関係取得装置85を備えている。 The hybrid vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) is a vehicle including not only a normal passenger car but also a bus, a truck, a pickup truck, and the like, and an engine 10 and a motor generator that are controlled in combination according to the driving state of the vehicle. A hybrid system 30 having 31 is provided. The HEV also includes a drum brake 92 as a brake system that applies a friction braking force to each wheel. In addition, the HEV includes a relative relationship acquisition device 85 that acquires the relative relationship between the host vehicle and the preceding vehicle.
エンジン10においては、エンジン本体11に形成された複数(この例では4個)の気筒12内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト13が回転駆動される。このエンジン10には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。このクランクシャフト13の回転動力は、クランクシャフト13の一端部に接続するクラッチ14(例えば、湿式多板クラッチなど)を通じてトランスミッション20に伝達される。 In the engine 10, the crankshaft 13 is rotationally driven by thermal energy generated by the combustion of fuel in a plurality (four in this example) of cylinders 12 formed in the engine body 11. The engine 10 is a diesel engine or a gasoline engine. The rotational power of the crankshaft 13 is transmitted to the transmission 20 through a clutch 14 (for example, a wet multi-plate clutch) connected to one end of the crankshaft 13.
トランスミッション20には、HEVの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ、変速用アクチュエーター21を用いて自動的に変速するAMT又はATが用いられている。なお、トランスミッション20は、AMTのような自動変速式に限るものではなく、運転者が手動で変速するマニュアル式であってもよい。 The transmission 20 uses an AMT or an AT that automatically shifts to a target shift speed determined based on the HEV operating state and preset map data using the shift actuator 21. The transmission 20 is not limited to the automatic transmission type such as AMT, and may be a manual type in which the driver manually changes gears.
トランスミッション20で変速された回転動力は、プロペラシャフト22を通じてデファレンシャル23に伝達され、一対の駆動輪24にそれぞれ駆動力として分配される。 The rotational power changed by the transmission 20 is transmitted to the differential 23 through the propeller shaft 22 and distributed to each of the pair of drive wheels 24 as drive power.
ハイブリッドシステム30は、モータージェネレーター31と、そのモータージェネレーター31に順に電気的に接続するインバーター35、高電圧バッテリー32(例えば、48Vなど)、DC/DCコンバーター33及び低電圧バッテリー34(例えば、12Vなど)とを有している。 The hybrid system 30 includes a motor generator 31, an inverter 35 that is electrically connected to the motor generator 31 in order, a high voltage battery 32 (for example, 48V), a DC / DC converter 33, and a low voltage battery 34 (for example, 12V). ).
高電圧バッテリー32としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー34には鉛バッテリーが用いられる。DC/DCコンバーター33は、高電圧バッテリー32と低電圧バッテリー34との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。このDC/DCコンバーター33により、低電圧バッテリー34に加えて、高電圧バッテリー32からも、各種の車両電装品36に電力を供給可能になっている。 Preferred examples of the high voltage battery 32 include a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery. The low voltage battery 34 is a lead battery. The DC / DC converter 33 has a function of controlling the charge / discharge direction and the output voltage between the high voltage battery 32 and the low voltage battery 34. The DC / DC converter 33 can supply power to various vehicle electrical components 36 from the high voltage battery 32 in addition to the low voltage battery 34.
また、このハイブリッドシステム30の高電圧バッテリー32における種々のパラメータ、例えば、内部温度、電流値、電圧値や残存容量(SOC)などは、BMS(バッテリーマネージメントシステム)39により管理される。 Various parameters in the high voltage battery 32 of the hybrid system 30 such as internal temperature, current value, voltage value and remaining capacity (SOC) are managed by a BMS (battery management system) 39.
この実施形態では、高電圧バッテリー32の電力を消費する補機として、DC/DCコンバーター33や車両電装品36を例示するが、この補機としては、高電圧バッテリー32に電気的に接続された電動エアコンディショナー、電動油圧ポンプなども例示できる。 In this embodiment, the DC / DC converter 33 and the vehicle electrical component 36 are illustrated as auxiliary machines that consume the power of the high-voltage battery 32, but the auxiliary machines are electrically connected to the high-voltage battery 32. An electric air conditioner, an electric hydraulic pump, etc. can also be illustrated.
モータージェネレーター31は、回転軸37に取り付けられた第1プーリー15とエンジン本体11の出力軸であるクランクシャフト13の他端部に取り付けられた第2プーリー16との間に掛け回された無端状のベルト状部材17を介して、エンジン10との間で動力を伝達する。なお、2つのプーリー15、16及びベルト状部材17の代わりに、ギヤボックスなどを用いて動力を伝達することもできる。また、モータージェネレーター31に接続するエンジン本体11の出力軸は、クランクシャフト13に限るものではなく、例えばエンジン本体11とトランスミッション20との間の伝達軸やプロペラシャフト22であっても良い。 The motor generator 31 is an endless shape wound around a first pulley 15 attached to the rotating shaft 37 and a second pulley 16 attached to the other end of the crankshaft 13 which is an output shaft of the engine body 11. Power is transmitted to and from the engine 10 via the belt-shaped member 17. Note that power can be transmitted using a gear box or the like instead of the two pulleys 15 and 16 and the belt-like member 17. Further, the output shaft of the engine main body 11 connected to the motor generator 31 is not limited to the crankshaft 13, and may be a transmission shaft or the propeller shaft 22 between the engine main body 11 and the transmission 20, for example.
このモータージェネレーター31は、エンジン本体11を始動するスターターモーター(図示せず)の代わりに、クランキングを行う機能も有している。 The motor generator 31 has a function of cranking instead of a starter motor (not shown) that starts the engine body 11.
これらのエンジン10及びハイブリッドシステム30は、制御装置80により制御される。具体的には、HEVの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム30は高電圧バッテリー32から電力を供給されたモータージェネレーター31により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター31による回生発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー32を充電する。 The engine 10 and the hybrid system 30 are controlled by the control device 80. Specifically, at the time of HEV start or acceleration, the hybrid system 30 assists at least a part of the driving force by the motor generator 31 supplied with power from the high voltage battery 32, while at the time of inertia traveling or braking. Performs regenerative power generation by the motor generator 31, converts surplus kinetic energy into electric power, and charges the high voltage battery 32.
ドラムブレーキ92は、駆動輪24を含む各車輪へ摩擦制動力を付与する装置であって、代わりにディスクブレーキを用いてもよい。このドラムブレーキ92を例とするブレーキシステムとしては、圧縮空気を利用する空気ブレーキ、油圧を利用する油圧ブレーキを例示できる。 The drum brake 92 is a device that applies a friction braking force to each wheel including the drive wheels 24, and a disc brake may be used instead. Examples of the brake system using the drum brake 92 as an example include an air brake using compressed air and a hydraulic brake using hydraulic pressure.
相対関係取得装置85は、このHEVと先行車両との相対関係R1を取得する装置である。この相対関係R1としては、このHEVと、このHEVと同一車線上を走行する先行車両との車間距離L1や、HEVからみた先行車両の相対速度ΔV1を例示できる。この相対関係取得装置85としては、カメラで撮像した映像から相対関係を推定する装置、ミリ波レーダで相対関係を測定する装置を例示でき、より具体的には、車線逸脱防止支援システムなどを例示できる。なお、相対速度ΔV1は、HEVから見た先行車両の相対速度であって、進行方向を正とする。つまり、HEVの車速が先行車両の車速よりも速い場合には、相対速度ΔV1は負の値となる。 The relative relationship acquisition device 85 is a device that acquires the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle. Examples of the relative relationship R1 include an inter-vehicle distance L1 between the HEV and a preceding vehicle traveling on the same lane as the HEV, and a relative speed ΔV1 of the preceding vehicle as viewed from HEV. Examples of the relative relationship acquisition device 85 include a device that estimates a relative relationship from an image captured by a camera, and a device that measures a relative relationship using a millimeter wave radar, and more specifically, a lane departure prevention support system and the like. it can. The relative speed ΔV1 is the relative speed of the preceding vehicle as viewed from HEV, and the traveling direction is positive. That is, when the vehicle speed of HEV is faster than the vehicle speed of the preceding vehicle, the relative speed ΔV1 is a negative value.
このようなHEVにおいて、減速指令C1が発せられ、総合制動力B1を、その減速指令C1に基づいた要求制動力B2にする場合に、制御装置80が、相対関係取得装置85が取得した相対関係R1に基づいて、モータージェネレーター31による回生制動力B5のみを増加して、総合制動力B1を要求制動力B2よりも大きくする制御を行うように構成される。 In such HEV, when the deceleration command C1 is issued and the total braking force B1 is set to the required braking force B2 based on the deceleration command C1, the control device 80 acquires the relative relationship acquired by the relative relationship acquisition device 85. Based on R1, only the regenerative braking force B5 by the motor generator 31 is increased, and the total braking force B1 is controlled to be larger than the required braking force B2.
制御装置80は、各種処理を行うCPU、その各種処理を行うために用いられるプログ
ラムや処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成される。
The control device 80 includes a CPU that performs various processes, an internal storage device that can read and write programs and processing results used to perform the various processes, and various interfaces.
この制御装置80は、信号線を介してハイブリッドシステム30(エンジン10及びインバーター35)、ドラムブレーキ92、及び相対関係取得装置85に接続される。また、この制御装置80は、信号線を介してアクセルペダル95の踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ96、ブレーキペダル90の踏み込み量(ブレーキ開度)を検出するブレーキ開度センサ97、及び車速V1を検出する車速センサ99に接続される。 The control device 80 is connected to the hybrid system 30 (the engine 10 and the inverter 35), the drum brake 92, and the relative relationship acquisition device 85 via signal lines. The control device 80 also includes an accelerator opening sensor 96 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 95 (accelerator opening) via a signal line, and a brake opening that detects the amount of depression of the brake pedal 90 (brake opening). The sensor 97 is connected to a vehicle speed sensor 99 that detects the vehicle speed V1.
制御装置80は、複数の実行プログラムが内部記憶装置に記憶されており、この実行プログラムとしては、減速指令C1に基づいて総合制動力B1を要求制動力B2にするプログラム、相対関係R1に基づいてモータージェネレーター31による回生制動力B5を増加するプログラムを例示できる。 In the control device 80, a plurality of execution programs are stored in the internal storage device. As the execution programs, a program for changing the total braking force B1 to the required braking force B2 based on the deceleration command C1, and a relative relationship R1. A program for increasing the regenerative braking force B5 by the motor generator 31 can be exemplified.
次に、上記のプログラムを実施したHEVの制御方法について、図2のフロー図を参照しながら制御装置80の機能として、以下に説明する。なお、この制御方法は、HEVの走行中に減速指令C1が発進されたことをトリガーにして開始されるものとする。 Next, the HEV control method in which the above program is executed will be described below as a function of the control device 80 with reference to the flowchart of FIG. This control method is assumed to be triggered by the fact that the deceleration command C1 is started while the HEV is running.
まず、ステップS10では、制御装置80が、減速指令C1を受信する。この減速指令C1としては、運転者の減速操作による操作指令やオートクルーズモードにおける制御装置80の制御指令を例示できる。 First, in step S10, the control device 80 receives a deceleration command C1. Examples of the deceleration command C1 include an operation command by the driver's deceleration operation and a control command of the control device 80 in the auto cruise mode.
具体的には、運転者の減速操作による操作指令としては、アクセル開度センサ96のアクセルペダル95のオフを示すアクセルオフ指令C2や、ブレーキ開度センサ97のブレーキペダル90の操作量を示すブレーキ操作指令C3などを例示できる。また、制御指令としては、目標車速を維持するために降坂路においてエンジン10をアイドリング状態にする惰行指令C4、車速が目標車速を超過したときのドラムブレーキ92のブレーキ作動指令C5などを例示できる。この他に、エンジン10が排気ブレーキや圧縮開放ブレーキなどの補助ブレーキを備える場合には、それらの作動指令なども例示できる。 Specifically, as an operation command by the driver's deceleration operation, an accelerator off command C2 indicating that the accelerator pedal 95 of the accelerator opening sensor 96 is turned off, or a brake indicating an operation amount of the brake pedal 90 of the brake opening sensor 97 is displayed. An operation command C3 can be exemplified. Further, examples of the control command include a coasting command C4 for setting the engine 10 in an idling state on a downhill road to maintain the target vehicle speed, a brake operation command C5 for the drum brake 92 when the vehicle speed exceeds the target vehicle speed, and the like. In addition, when the engine 10 includes an auxiliary brake such as an exhaust brake or a compression release brake, an operation command thereof can be exemplified.
オートクルーズモードは、特に高速道路を走行する際に使用されており、制御装置80に記憶されたプログラムが、運転者によって図示しないオートクルーズ作動スイッチが投入された場合にHEVを自動走行させて予定通りに運行させるモードである。 The auto-cruise mode is used especially when traveling on a highway, and the program stored in the control device 80 automatically schedules HEV when an unillustrated auto-cruise switch is turned on by the driver. It is a mode that runs on the street.
このオートクルーズモードとしては、エンジン走行、アシスト走行、モータ走行、及び惰性走行を、走行路の勾配、HEVの車重などのパラメータに基づいて適時選択して、HEVの車速を予め設定された目標速度範囲に維持してHEVを自動走行させるモードや、先行車両に追従するように適時選択して、HEVに先行車を追従させるモードを例示できる。 In this auto-cruise mode, engine travel, assist travel, motor travel, and inertia travel are selected in a timely manner based on parameters such as the gradient of the travel path and the weight of the HEV, and the HEV vehicle speed is set in advance. Examples include a mode in which the HEV is automatically driven while maintaining the speed range, and a mode in which the HEV is made to follow the preceding vehicle by appropriately selecting to follow the preceding vehicle.
次いで、ステップS20では、制御装置80が、減速指令C1に基づいて要求制動力B2を算出する。具体的には、減速指令C1をパラメータとして、予め実験や試験により作成され、内部記憶装置に記憶させておいたマップデータを参照して、要求制動力B2を算出する。 Next, in step S20, the control device 80 calculates the required braking force B2 based on the deceleration command C1. Specifically, the required braking force B2 is calculated with reference to map data that has been created in advance through experiments and tests and stored in the internal storage device using the deceleration command C1 as a parameter.
例えば、ステップS10でアクセルオフ指令C2や惰行指令C4を受信すると、要求制動力B2はHEVの車速に応じたエンジンブレーキ相当の制動力に設定される。また、ステップS10でブレーキ操作指令C3やブレーキ作動指令C5を受信すると、ブレーキ開度又は指示された指示操作量に応じた制動力に設定される。 For example, when the accelerator-off command C2 and the coasting command C4 are received in step S10, the required braking force B2 is set to a braking force corresponding to the engine brake according to the HEV vehicle speed. Further, when the brake operation command C3 or the brake operation command C5 is received in step S10, the braking force is set according to the brake opening degree or the instructed instruction operation amount.
図3は、ブレーキ開度(指示操作量)と要求制動力B2との相関を例示したマップデータである。この図3に示すように、ブレーキ開度(指示操作量)と要求制動力B2とは正の相関になる。 FIG. 3 is map data illustrating the correlation between the brake opening (instructed operation amount) and the required braking force B2. As shown in FIG. 3, the brake opening degree (instructed operation amount) and the required braking force B2 have a positive correlation.
このステップS20では、HEVの車重や走行路の勾配に応じて、要求制動力B2を増減するとよい。具体的には、車重や勾配をパラメータとして取得し、予め実験や試験により作成され、内部記憶装置に記憶させておいたマップデータを参照して、要求制動力B2の増減量を算出する。 In this step S20, the required braking force B2 may be increased or decreased in accordance with the HEV vehicle weight or the traveling road gradient. Specifically, the vehicle weight and the gradient are acquired as parameters, and the increase / decrease amount of the required braking force B2 is calculated with reference to map data that is created in advance by experiments and tests and stored in the internal storage device.
図4は、車重が所定値の場合の走行路の勾配と要求制動力B2の増加量との相関を例示したマップデータである。図中では、実線を所定の車重M1に、点線をその車重M1よりも軽い車重M2に、一点鎖線をその車重M1よりも重い車重M3に設定している。この図4に示すように、車重及びその増加量、並びに、勾配及びその増加量は、釣合勾配θ以上では、正の相関になる。 FIG. 4 is map data illustrating the correlation between the gradient of the traveling road and the increase amount of the required braking force B2 when the vehicle weight is a predetermined value. In the drawing, the solid line is set to a predetermined vehicle weight M1, the dotted line is set to a vehicle weight M2 that is lighter than the vehicle weight M1, and the alternate long and short dash line is set to a vehicle weight M3 that is heavier than the vehicle weight M1. As shown in FIG. 4, the vehicle weight and the increase amount thereof, and the gradient and the increase amount thereof have a positive correlation at a balance gradient θ or more.
釣合勾配θは、HEVの車重に基づいており、車重に対して負の相関になり、車重が重くなるほど釣合勾配θは小さくなる。この釣合勾配θは、HEVに加わる重力加速度による前進方向の力が走行抵抗以上になり、エンジン10及びモータージェネレーター31の駆動力を付与しなくても、車速V1が減速しない勾配である。この釣合勾配θとしては、例えば、HEVの車重が25tの場合には、2%の勾配を例示できる。 The balance gradient θ is based on the HEV vehicle weight, and has a negative correlation with the vehicle weight. As the vehicle weight increases, the balance gradient θ decreases. The balance gradient θ is a gradient in which the forward speed due to the gravitational acceleration applied to the HEV is equal to or greater than the running resistance, and the vehicle speed V1 does not decelerate even if the driving force of the engine 10 and the motor generator 31 is not applied. As the balance gradient θ, for example, when the vehicle weight of HEV is 25 t, a gradient of 2% can be exemplified.
加えて、特に、HEVがバスやトラック、ピックアップトラックなどの車両の場合には、積荷や乗客数によって車重が大きく変動するので、車重に応じた釣合勾配θや増加量を設定することが望ましい。 In addition, especially when the HEV is a vehicle such as a bus, a truck, or a pickup truck, the vehicle weight varies greatly depending on the load and the number of passengers. Therefore, a balance gradient θ and an increase amount corresponding to the vehicle weight should be set. Is desirable.
このような制御を行うことで、車重が比較的重い場合には、モータージェネレーター31の回生電力量をより増加させることができるので、燃費の向上に有利になる。また、車重が比較的軽い場合には、回生による過剰な制動力によってハイブリッド車両が減速し過ぎることを回避できるので、ドライバビリティの向上に有利になる。 By performing such control, when the vehicle weight is relatively heavy, the amount of regenerative electric power of the motor generator 31 can be increased, which is advantageous in improving fuel consumption. Further, when the vehicle weight is relatively light, it is possible to avoid that the hybrid vehicle is excessively decelerated due to excessive braking force due to regeneration, which is advantageous in improving drivability.
なお、HEVの車重を取得する手段としては、発進時や変速時に駆動輪24に伝達される駆動力が走行抵抗に等しくなるとして車重を推定するプログラムを例示できる。また、走行路の勾配を取得する手段としては、図示しない加速度センサ(Gセンサ)、輪速センサ、ジャイロセンサなどの各種センサの検出値に基づいて算出するプログラムや、図示しないナビゲーションシステムに登録されている勾配情報を参照するプログラムを例示できる。 As a means for acquiring the HEV vehicle weight, a program for estimating the vehicle weight on the assumption that the driving force transmitted to the drive wheels 24 at the time of starting or shifting is equal to the running resistance can be exemplified. In addition, as means for acquiring the gradient of the traveling road, a program that is calculated based on detection values of various sensors such as an acceleration sensor (G sensor), a wheel speed sensor, and a gyro sensor (not shown) and a navigation system (not shown) are registered. An example of a program that refers to current gradient information.
次いで、ステップS30では、制御装置80が、総合制動力B1を要求制動力B2にする制御を行う。総合制動力B1は、エンジン10の燃料の噴射を停止したエンジンブレーキによる抵抗制動力B3と、ドラムブレーキ92による摩擦制動力B4と、モータージェネレーター31による回生制動力B5とのいずれか、あるいはいくつかの組み合わせを総合した制動力である。なお、この総合制動力B1には、排気ブレーキ、圧縮開放ブレーキ、リターダなどの補助ブレーキによる制動力を含めてもよい。 Next, in step S30, the control device 80 performs control to change the total braking force B1 to the required braking force B2. The total braking force B1 is any one or some of a resistance braking force B3 by the engine brake that stops the fuel injection of the engine 10, a friction braking force B4 by the drum brake 92, and a regenerative braking force B5 by the motor generator 31. This is the total braking force. The total braking force B1 may include braking force by an auxiliary brake such as an exhaust brake, a compression release brake, and a retarder.
このステップS30では、例えば、ステップS10でアクセルオフ指令C2や惰行指令C4を受信した場合で、走行路の勾配が釣合勾配θよりも大きいときに、抵抗制動力B3に回生制動力B5を加えて、総合制動力B1を要求制動力B2にする。また、ステップS10でブレーキ操作指令C3やブレーキ作動指令C5を受信すると、抵抗制動力B3にブレーキ開度(指示作動量)に応じた摩擦制動力B4を加えて、総合制動力B1を要求制動
力B2にする。なお、HEVのブレーキシステムが協調回生システムを搭載する場合には、抵抗制動力B3に回生制動力B5を加え、それらと要求制動力B2との差分に応じた摩擦制動力B4を加えて、総合制動力B1を要求制動力B2にする。
In this step S30, for example, when the accelerator off command C2 or the coasting command C4 is received in step S10, the regenerative braking force B5 is added to the resistance braking force B3 when the gradient of the travel path is larger than the balancing gradient θ. Thus, the total braking force B1 is set to the required braking force B2. Further, when the brake operation command C3 or the brake operation command C5 is received in step S10, the friction braking force B4 corresponding to the brake opening degree (instructed operation amount) is added to the resistance braking force B3, and the total braking force B1 is obtained as the required braking force. Set to B2. When the HEV brake system is equipped with a cooperative regeneration system, the regenerative braking force B5 is added to the resistance braking force B3, and the friction braking force B4 corresponding to the difference between them and the required braking force B2 is added. The braking force B1 is set to the required braking force B2.
次いで、ステップS40では、相対関係取得装置85が、HEVと先行車両との相対関係R1を取得する。 Next, in step S40, the relative relationship acquisition device 85 acquires the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle.
次いで、ステップS50では、制御装置80が、条件が成立したか否かを判定する。この条件は、総合制動力B1を要求制動力B2に維持したと仮定した場合に、相対関係R1がドラムブレーキ92による摩擦制動力B4が増加することが予想される近接関係R2になると成立する。 Next, in step S50, the control device 80 determines whether or not a condition is satisfied. This condition is established when the relative relationship R1 becomes the proximity relationship R2 where the friction braking force B4 by the drum brake 92 is expected to increase, assuming that the total braking force B1 is maintained at the required braking force B2.
近接関係R2とは、HEVと先行車両とが近接することによって、ドラムブレーキ92による摩擦制動力B4が増加することが予想される関係である。この近接関係R2としては、HEVと先行車両との車間距離L1が近接距離L2になる、あるいは、HEVと先行車両との相対速度ΔV1が近接速度ΔV2になる関係を例示できる。 The proximity relationship R2 is a relationship in which the friction braking force B4 by the drum brake 92 is expected to increase as the HEV and the preceding vehicle approach each other. Examples of the proximity relationship R2 include a relationship in which the inter-vehicle distance L1 between the HEV and the preceding vehicle becomes the proximity distance L2, or the relative speed ΔV1 between the HEV and the preceding vehicle becomes the proximity speed ΔV2.
近接距離L2は、HEVの車速V1に応じて設定されており、車速V1が60km/h以下の場合はその車速V1の値から所定の値を減算した距離(例えば、車速が40km/h、所定の値を「15」とすると、近接距離L2は25km)や、車速V1が60km/hを超える場合は、その車速V1と同程度の距離(例えば、車速が80km/hとすると、近接距離L2は80km)を例示できる。 The proximity distance L2 is set according to the HEV vehicle speed V1, and when the vehicle speed V1 is 60 km / h or less, a distance obtained by subtracting a predetermined value from the value of the vehicle speed V1 (for example, the vehicle speed is 40 km / h, the predetermined speed). When the vehicle speed V1 exceeds 60 km / h, the proximity distance L2 is approximately the same as the vehicle speed V1 (for example, the vehicle speed is 80 km / h). Can be exemplified by 80 km).
近接速度ΔV2としては、車間距離L1が近接距離L2以下の場合で、−10km/h以下を例示できる。なお、この近接速度ΔV2は、車間距離L1に応じて増減することが好ましい。例えば、車間距離L1が近接距離L2以下で、その車間距離L1が近くなるごとに、近接速度ΔV2を小さくする(ゼロに近づける)。 An example of the proximity speed ΔV2 is −10 km / h or less when the inter-vehicle distance L1 is equal to or less than the proximity distance L2. The proximity speed ΔV2 is preferably increased or decreased according to the inter-vehicle distance L1. For example, the proximity speed ΔV2 is decreased (approached to zero) each time the inter-vehicle distance L1 is equal to or smaller than the proximity distance L2 and the inter-vehicle distance L1 is reduced.
このステップS50で、条件が成立しないと判定した場合には、スタートへ戻る。一方、条件が成立する、つまり、総合制動力B1を現在の状態に維持した場合に、相対関係R1が近接関係R2になると判定した場合には、ステップS60へ進む。 If it is determined in step S50 that the condition is not satisfied, the process returns to the start. On the other hand, when the condition is satisfied, that is, when it is determined that the relative relationship R1 becomes the proximity relationship R2 when the total braking force B1 is maintained in the current state, the process proceeds to step S60.
次いで、ステップS60では、制御装置80が、モータージェネレーター31による回生制動力B5の増加量ΔBを算出する。具体的には、車速V1、車間距離L1、相対速度ΔV1をパラメータとして、予め実験や試験により作成し、内部記憶装置に記憶させておいたマップデータを参照して、増加量ΔBを算出する。 Next, in step S60, the control device 80 calculates the increase amount ΔB of the regenerative braking force B5 by the motor generator 31. Specifically, the increase amount ΔB is calculated with reference to map data that has been created in advance through experiments and tests using the vehicle speed V1, the inter-vehicle distance L1, and the relative speed ΔV1 as parameters, and stored in the internal storage device.
図5は、車速V1が所定の速度の場合の車間距離L1と増加量ΔBとの関係を例示したマップデータである。図6は、車間距離L1が近接距離L2以下の場合の相対速度ΔV1と増加量ΔBとの関係を例示したマップデータである。 FIG. 5 is map data illustrating the relationship between the inter-vehicle distance L1 and the increase amount ΔB when the vehicle speed V1 is a predetermined speed. FIG. 6 is map data illustrating the relationship between the relative speed ΔV1 and the increase amount ΔB when the inter-vehicle distance L1 is equal to or less than the proximity distance L2.
前述したように車速V1と車間距離L1とは正の相関になり、また、これらのマップデータによれば、車間距離L1と増加量ΔBとは負の相関になり、相対速度ΔV1と増加量ΔBとは負の相関になる。 As described above, the vehicle speed V1 and the inter-vehicle distance L1 have a positive correlation. According to these map data, the inter-vehicle distance L1 and the increase amount ΔB have a negative correlation, and the relative speed ΔV1 and the increase amount ΔB. And negative correlation.
次いで、ステップS70では、制御装置80が、モータージェネレーター31の回生制動力B5を、算出した増加量ΔBの分だけ増加する。このステップS70が完了すると、スタートへ戻り、HEVの走行が停止するまで、ステップS10〜ステップS70が繰り返される。 Next, in step S70, the control device 80 increases the regenerative braking force B5 of the motor generator 31 by the calculated increase amount ΔB. When step S70 is completed, the process returns to the start, and steps S10 to S70 are repeated until the HEV travel stops.
図7は、各減速指令C1のそれぞれと、回生制動力B5を増加した後の総合制動力B1との関係を例示している。 FIG. 7 illustrates the relationship between each deceleration command C1 and the total braking force B1 after increasing the regenerative braking force B5.
図7に示すように、上記の制御を行うことで、減速指令C1が発せられた後の減速中に、HEVと先行車両との相対関係R1が近接関係R2になると判定された場合に、モータージェネレーター31の回生制動力B5のみが増加して、総合制動力B1が要求制動力B2よりも大きくなる。そして、この回生制動力B5の増加分により、HEVと先行車両との相対関係R1を近接関係R2にならないように適切に維持することができる。 As shown in FIG. 7, by performing the above control, when it is determined that the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle becomes the proximity relationship R2 during deceleration after the deceleration command C1 is issued, the motor Only the regenerative braking force B5 of the generator 31 increases, and the total braking force B1 becomes larger than the required braking force B2. Then, by the increase in the regenerative braking force B5, the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle can be appropriately maintained so as not to become the proximity relationship R2.
この制御により、HEVはその減速指令C1より生じる減速度合いよりも減速することになるが、減速指令C1が発せられた後に、相対関係R1に基づいてモータージェネレーター31の回生制動力B5のみを増加するようにしたことで、その減速指令C1により、HEVと先行車両との相対関係R1が近接関係R2にならないように適切に維持される印象を与えることができる。これにより、運転者は、意図しない減速を感じることが無くなるので、ドライバビリティを向上できる。 By this control, the HEV is decelerated more than the degree of deceleration generated by the deceleration command C1, but after the deceleration command C1 is issued, only the regenerative braking force B5 of the motor generator 31 is increased based on the relative relationship R1. By doing so, the deceleration command C1 can give an impression that the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle is appropriately maintained so as not to become the proximity relationship R2. As a result, the driver does not feel unintended deceleration, and drivability can be improved.
また、モータージェネレーター31の回生制動力B5のみを増加することで、モータージェネレーター31の回生発電量を増加することができる。加えて、HEVと先行車両との相対関係R1が近接関係R2になった場合にドラムブレーキ92による摩擦制動力B4によって失われるエネルギーを改正により電気エネルギーに変換することで、燃料を使用して高電圧バッテリー32を充電する機会を減少することができる。更に、高電圧バッテリー32の充電量が増加することで、モータージェネレーター31によりアシストする機会を増加できる。 Further, the regenerative power generation amount of the motor generator 31 can be increased by increasing only the regenerative braking force B5 of the motor generator 31. In addition, when the relative relationship R1 between the HEV and the preceding vehicle becomes the proximity relationship R2, the energy lost due to the friction braking force B4 by the drum brake 92 is converted into electric energy by amendment, so that high fuel is used. Opportunities for charging the voltage battery 32 can be reduced. Furthermore, since the amount of charge of the high voltage battery 32 increases, the opportunity to assist the motor generator 31 can be increased.
これらの結果により、上記のHEVによれば、HEVの減速中に、運転者に違和感を与えること無く、モータージェネレーター31の回生発電量を増加することができるので、燃費を向上することができる。 From these results, according to the HEV described above, the regenerative power generation amount of the motor generator 31 can be increased without causing the driver to feel uncomfortable during the deceleration of the HEV, so that the fuel consumption can be improved.
上記の制御方法は、特に、制御が複雑で、且つコストが高くなる協調回生システムを有さないHEVでも、モータージェネレーター31による回生制動力B5が増加することができるので、モータージェネレーター31による回生発電量を増加することができる。 In the above-described control method, the regenerative braking force B5 by the motor generator 31 can be increased even in an HEV that does not have a coordinated regenerative system that is complicated in control and high in cost. The amount can be increased.
10 エンジン
30 ハイブリッドシステム
31 モータージェネレーター
80 制御装置
85 相対関係取得装置
92 ドラムブレーキ(ブレーキシステム)
B1 総合制動力
B2 要求制動力
B3 抵抗制動力
B4 摩擦制動力
B5 回生制動力
C1 減速指令
R1 相対関係
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 30 Hybrid system 31 Motor generator 80 Control apparatus 85 Relative relationship acquisition apparatus 92 Drum brake (brake system)
B1 Total braking force B2 Required braking force B3 Resistance braking force B4 Friction braking force B5 Regenerative braking force C1 Deceleration command R1 Relative relationship
Claims (3)
減速指令が発せられ、前記エンジンの燃料の噴射を停止したエンジンブレーキによる抵抗制動力と、前記ブレーキシステムによる摩擦制動力と、前記モータージェネレーターによる回生制動力とのいずれか、あるいはいくつかの組み合わせを総合した総合制動力を、前記減速指令に基づいた要求制動力にする場合に、
前記制御装置が、前記相対関係取得装置が取得した前記相対関係に基づいて、前記モータージェネレーターによる回生制動力のみを増加して、前記総合制動力を前記要求制動力よりも大きくする制御を行うように構成されたことを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid system having a motor generator connected to an output shaft for transmitting engine power; a brake system for applying friction braking force to each wheel; and a relative relationship acquisition device for acquiring a relative relationship between the host vehicle and a preceding vehicle; A hybrid vehicle comprising a control device,
Any one or some combination of a resistance braking force by an engine brake that has issued a deceleration command and stopped fuel injection of the engine, a friction braking force by the brake system, and a regenerative braking force by the motor generator When the total braking force combined is a required braking force based on the deceleration command,
The control device performs control to increase only the regenerative braking force by the motor generator based on the relative relationship acquired by the relative relationship acquisition device and to make the total braking force larger than the required braking force. A hybrid vehicle characterized by being configured as described above.
減速指令が発せられた後に、
その減速指令に基づいて、前記総合制動力をその減速指令に基づいた要求制動力にするステップと、
先行車に対する相対関係を取得するステップと、
前記抵抗制動力及び前記摩擦制動力を維持しながら、取得した前記相対関係に基づいて前記回生制動力のみを増加して、前記総合制動力を前記要求制動力よりも大きくするステップと、を含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 Comprehensive synthesis of either one or some combination of the resistance braking force by the engine brake that stopped the fuel injection of the engine, the friction braking force applied to each wheel by the brake system, and the regenerative braking force by the motor generator In a control method of a hybrid vehicle that brakes by a braking force,
After the deceleration command is issued,
Based on the deceleration command, the step of making the total braking force a required braking force based on the deceleration command;
Obtaining a relative relationship with the preceding vehicle;
Maintaining the resistance braking force and the friction braking force, and increasing only the regenerative braking force based on the acquired relative relationship to make the total braking force larger than the required braking force. A control method of a hybrid vehicle characterized by the above.
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