JP2018011429A - 自動車 - Google Patents

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【課題】アクセルオフ時において、運転者に違和感を与えることを抑制する。【解決手段】アクセルオフ時において、制動力の低減条件が成立しているときには、低減条件が成立していないときに比して小さい制動力が車両に作用するようにモータを制御する制動力低減制御を実行する。さらに、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により制動力低減制御が中止されるときには、制動力低減制御の実行中に安全機能が作動していない状態で制動力低減制御が中止されるときに比して大きなレート値で、車両に作用する制動力が低減条件が成立していないときの制動力に向けて変化するようにモータを制御する。【選択図】図3

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、走行用のモータを備える自動車に関する。
従来、この種の自動車としては、走行用のモータを備え、アクセルオフ時には、制動力が自動車に作用するようにモータを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、アクセルオフ時において、エコモードスイッチがオンされているときには、エコモードスイッチがオフされているときに比して車両に作用させる制動力を小さくする制動力低減制御を実行している。
特開2013−35370号公報
こうした自動車では、制動力低減制御を中止して車両に作用させる制動力を大きくするときには、比較的低いレート値で制動力を徐々に大きくする。しかしながら、スリップを抑制する機能などの車両の安全機能が作動した場合に比較的低いレート値で制動力を徐々に大きくすると、安全機能が作動したにも拘わらず緩慢に制動力が大きくなるから、運転者に違和感を与える場合がある。
本発明の自動車は、アクセルオフ時において、運転者に違和感を与えることを抑制することを主目的とする。
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記制御装置は、
アクセルオフ時において、制動力の低減条件が成立しているときには、前記低減条件が成立していないときに比して小さい制動力が車両に作用するように前記モータを制御する制動力低減制御を実行し、
さらに、前記制御装置は、
前記制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により前記制動力低減制御が中止されるときには、前記制動力低減制御の実行中に前記安全機能が作動していない状態で前記制動力低減制御が中止されるときに比して大きなレート値で、前記車両に作用する制動力が前記低減条件が成立していないときの制動力に向けて変化するように前記モータを制御する、
ことを要旨とする。
この本発明の自動車では、アクセルオフ時において、制動力の低減条件が成立しているときには、低減条件が成立していないときに比して小さい制動力が車両に作用するようにモータを制御する制動力低減制御を実行する。さらに、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により制動力低減制御が中止されるときには、制動力低減制御の実行中に前記安全機能が作動していない状態で制動力低減制御が中止されるときに比して大きなレート値で、車両に作用する制動力が低減条件が成立していないときの制動力に向けて変化するようにモータを制御する。したがって、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により制動力低減制御が中止されるときには、車両に作用する制動力を低減条件が成立していないときの制動力に向けてより迅速に変化させることができる。これにより、安全機能が作動しているときに制動力の変化が緩慢になるのを抑制して、運転者に違和感を与えることを抑制できる。ここで、「安全機能」とは、駐車場などで駐車している最中に障害物を検知して衝突を回避するインテリジェントクリアランスソナー(ICS)や走行中に障害物を感知して衝突を回避するプリクラッシュセーフティシステム(PCS),駐車場などでの後進時にアクセルが踏み込まれたまま後進用ポジション(Rレンジ)から前進用ポジション(Dポジション)へシフト操作されたときに前方への急発進を防止するドライブスタートコントロール(DSC),車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御(VSC),運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに駆動輪が空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール(TRC),運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに駆動輪や従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能(ABS)などが含まれる。
本発明の実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 実施例のHVECU70によって実行されるレート値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 制動力低減フラグFbrおよびトルクの時間変化の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。 変形例の電気自動車220の構成の概略を示す構成図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランク角θcrなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2と接続されると共に電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2などが入力ポートを介して入力されている。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。ここで、シフトポジションSPとしては、駐車ポジション(Pポジション)、後進ポジション(Rポジション)、ニュートラルポジション(Nポジション)、前進ポジション(Dポジション)などがある。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。さらに、走行モードMdとしてノーマルモードに比して燃費をより優先するエコモードを指示するエコスイッチ90からのエコスイッチ信号も挙げることができる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。
HVECU70は、各種センサにより検出された検出値に基づいて、駐車場などで駐車している最中に障害物を検知して衝突を回避するインテリジェントクリアランスソナー(ICS)や走行中に障害物を感知して衝突を回避するプリクラッシュセーフティ制御(PCS),駐車場などでの後進時にアクセルが踏み込まれたまま後進用ポジション(Rレンジ)から前進用ポジション(Dポジション)へシフト操作されたときに前方への急発進を防止するドライブスタートコントロール(DSC),車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御(VSC),運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに駆動輪が空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール(TRC),運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに駆動輪や従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能(ABS)などの安全機能を必要に応じて作動させる。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1,MG2とを運転制御する。エンジン22とモータMG1,MG2との運転モードとしては、以下の(1)〜(3)のモードがある。
(1)トルク変換運転モード:要求動力に対応する動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード
(2)充放電運転モード:要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ50の充放電を伴ってプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード
(3)モータ運転モード:エンジン22の運転を停止して、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG2を駆動制御するモード
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、前進走行中のアクセルオフ時には、以下のようにモータMG2を制御する。なお、モータMG2の制御と並行して、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40との協調制御により、エンジン22を運転停止すると共にモータMG1からトルクが出力されないようにインバータ41の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
前進走行中のアクセルオフ時には、まず、車速Vと制動力低減フラグFbrとに基づいて、車両に要求される(駆動軸36に要求される)要求トルクTd*を設定する。ここで、車速Vは、車速センサ88によって検出されたものを入力している。制動力低減フラグFbrは、アクセルオフ時の制動力を低減するか否かを示すフラグである。制動力低減フラグFbrは、エコスイッチ90がオフのとき(ノーマルモードのとき)や、ブレーキペダル85がオンのとき(ブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPに基づくブレーキペダル85の踏み込み量がオフ閾値を超えているとき)や、上述した安全機能が作動しているときに、値0に設定される。制動力低減フラグFbrは、エコスイッチ90がオンのときであり、且つ、ブレーキペダル85がオフのとき(ブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPに基づくブレーキペダル85の踏み込み量がオフ閾値以下のとき)であり、且つ、上述した安全機能が作動していないときに、値1に設定される。要求トルクTd*は、実施例では、車速Vと制動力低減フラグFbrと要求トルクTd*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、車速Vと制動力低減フラグFbrとが与えられると、このマップから対応する要求トルクTd*を導出して設定する。要求トルク設定用マップの一例を図2に示す。要求トルクTd*が負の場合、車両(駆動軸36)に制動トルクが要求されていることを意味する。要求トルクTd*は、図示するように、制動力低減フラグFbrが値1のときには値0のときに比して大きくなる(制動力としては小さくなる)ように設定している。
こうして要求トルクTd*を設定すると、トルク指令Tm2*が要求トルクTd*に向けてレート値Rで徐々に変化するようにトルク指令Tm2*を設定して、モータMG2がトルク指令Tm2*で駆動されるようにインバータ42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。要求トルクTd*即ちモータMG2のトルク指令Tm2*が負の場合(制動トルクである場合)、モータMG2の回生駆動によって、駆動軸36に負のトルク即ち制動トルクが出力される。こうした制御により、制動力低減フラグFbrが値1のときには、制動力低減フラグFbrが値0のときに比して、要求トルクTd*即ちモータMG2のトルク指令Tm2*を大きく(制動力としては小さく)してモータMG2を制御する。したがって、以下、制動力低減フラグFbrが値1のときの制御を「制動力低減制御」という。また、このとき、トルク指令Tm2*は、要求トルクTd*に向けてレート値Rで徐々に変化する。
次に、制動力低減フラグFbrが値1から値0となったときのレート値Rの設定について説明する。図3は、実施例のHVECU70によって実行されるレート値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制動力低減フラグFbrが値1から値0となったときに実行される。
本ルーチンが実行されると、HVECU70は、安全機能が作動したことにより制動力低減フラグFbrが値0となったか否かを判定する(ステップS100)。安全機能の作動ではなく、エコスイッチ90がオフとなったことや、ブレーキペダル85がオンとなったことにより制動力低減フラグFbrが値0となったと判定されたときには、要求トルクTd*を変化させるためのレート値Rに値R1を設定し(ステップS110)、安全機能が作動したことにより制動力低減フラグFbrが値0となったと判定されたときには、レート値Rに値R2を設定して(ステップS120)、本ルーチンを終了する。ここで、値R1,R2は、値0より大きい実数である。値R1は、比較的小さい値であり、例えば、4.3Nm/sなどである。値R2は、値R1に比して大きい値であり、847Nm/sなどである。トルク指令Tm2*を受信したモータECU24は、要求トルクTd*に向かってレート値Rで変化する(要求トルクTd*が負の値であるときにはレート値Rで減少する)トルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようにインバータ42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
図4は、制動力低減フラグFbrおよびトルクの時間変化の一例を示す説明図である。図中、トルクの時間変化において、実線は、要求トルクTd*の時間変化の一例を示している。一点鎖線は、安全機能の作動ではなく、エコスイッチ90がオフとなったことや、ブレーキペダル85がオンとなったことにより制動力低減フラグFbrが値0となったときのトルク指令Tm2*の時間変化の一例を示している。破線は、安全機能が作動することにより制動力低減フラグFbrが値0となったときのトルク指令Tm2*の時間変化の一例を示している。図示するように、安全機能が作動することにより制動力低減フラグFbrが値0となったときには、エコスイッチ90がオフとなったことや、ブレーキペダル85がオンとなったことにより制動力低減フラグFbrが値0となったときに比して、大きなレート値R(値R2)でトルク指令Tm2*を要求トルクTd*に向けて変化させる。これにより、安全機能が作動することにより制動力低減フラグFbrが値0となったときには、モータMG2からのトルクをより迅速に要求トルクTd*とすることができる。よって、安全機能が作動しているときに制動力の変化が緩慢になるのを抑制して、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、アクセルオフ時において、制動力低減フラグFbrが値1のときには、制動力低減フラグFbrが値0のときに比して小さい制動力が車両に作用するようにモータMG2を制御する制動力低減制御を実行する。さらに、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により制動力低減フラグFbrが値0となって制動力低減制御を中止するときには、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動と異なる条件で制動力低減フラグFbrが値0となって制動力低減制御を中止するときに比して大きなレート値で、車両に作用する制動力が要求トルクTd*に向けて変化するようにモータMG2を制御する。したがって、制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により制動力低減制御が中止されるときには、車両に作用する制動力を低減条件が成立していないときの制動力に向けてより迅速に変化させることができる。これにより、安全機能が作動しているときに制動力の変化が緩慢になるのを抑制して、運転者に違和感を与えることを抑制できる。
実施例のハイブリッド自動車20では、制動力低減フラグFbrが値0のときには、安全機能が作動しているか否かに拘わらず、図2に例示した要求トルク設定用マップを用いて要求トルクTd*を設定している。しかし、安全機能が作動せずに制動力低減フラグFbrが値0となったときと安全機能が作動することにより制動力低減フラグFbrが値0となったときとで要求トルクTd*を異なる値としてもよい。この場合、安全機能が作動することにより制動力低減フラグFbrが値0となったときには、安全機能が作動せずに制動力低減フラグFbrが値0となったときに比して、小さい値(制動力としては大きい値)として要求トルクTd*を設定してもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24とモータECU40とHVECU70とを備えるものとした。しかし、エンジンECU24とモータECU40とHVECU70とを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動輪39a,39bに連結された駆動軸36にプラネタリギヤ30を介してエンジン22およびモータMG1を接続すると共に駆動軸36にモータMG2を接続する構成とした。しかし、図5の変形例のハイブリッド自動車120に示すように、駆動輪39a,39bに連結された駆動軸36に変速機130を介してモータMGを接続すると共にモータMGの回転軸にクラッチ129を介してエンジン22を接続する構成としてもよい。また、図6の変形例の電気自動車220に示すように、駆動輪39a,39bに連結された駆動軸36に走行用のモータMGを接続する電気自動車の構成としてもよい。即ち、走行用のモータを備える構成であれば如何なる構成としてもよいのである。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG2が「モータ」に相当し、HVECU70とモータECU40とが「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 エコスイッチ、129 クラッチ、130 変速機、220 電気自動車、MG,MG1,MG2 モータ。

Claims (1)

  1. 走行用のモータと、
    前記モータを制御する制御装置と、
    を備える自動車であって、
    前記制御装置は、
    アクセルオフ時において、制動力の低減条件が成立しているときには、前記低減条件が成立していないときに比して小さい制動力が車両に作用するように前記モータを制御する制動力低減制御を実行し、
    さらに、前記制御装置は、
    前記制動力低減制御の実行中に安全機能の作動により前記制動力低減制御が中止されるときには、前記制動力低減制御の実行中に前記安全機能が作動していない状態で前記制動力低減制御が中止されるときに比して大きなレート値で、前記車両に作用する制動力が前記低減条件が成立していないときの制動力に向けて変化するように前記モータを制御する、
    自動車。
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