JP2019051851A - Hybrid-vehicular drive force control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、駆動力源として内燃機関とモータ(もしくは発電機能のあるモータ)とを備え、前輪および後輪を駆動して走行することのできるハイブリッド車両における駆動力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force control device in a hybrid vehicle that includes an internal combustion engine and a motor (or a motor having a power generation function) as a driving force source and can drive by driving front wheels and rear wheels.
特許文献1には、エンジンと二つのモータ(MG1およびMG2)とを備えたハイブリッド車両の制御装置が記載されている。この特許文献1に記載された制御装置では、坂路で後進方向に発進する際に、モータの出力トルクを低減させてそのモータを保護するロック保護制御が実行された場合、ねじり振動における後進方向の加速度のピークと、ロック保護制御における振動トルク(モータトルク)の最大ピークとのタイミングを一致させるように制御される。より具体的には、リバースで坂路を発進した際に、特定の相のみに電流が流れることによりモータで発生する熱負荷が所定値以上になって、モータやインバータなどの電気回路もしくは電子回路の性能あるいは耐久性が低下した場合(いわゆる単相ロック状態)、モータを保護するために、上述したロック保護制御を実行するように構成されている。また、そのロック保護制御を実行すると、モータの出力トルクは低減されるから、特許文献1に記載された制御装置では、坂路でずり下がった際の駆動軸などの動力伝達系のねじり振動に起因する後進走行における加速度のピークと、モータ(MG2)の最大トルクの出力時とを一致させるように構成されている。
特許文献1に記載された制御装置では、上述したように坂路でリバース発進する際におけるロック保護制御を実行中に、ねじり振動に起因する後進走行における加速度のピークと、モータトルクのピーク(すなわち最大トルク)とを一致させるように構成されているから、より大きなトルクを作用させて発進することができる。一方、泥濘路や凹凸の激しい道路などのいわゆるオフロードを走行する場合には、運転者による要求駆動力が大きくなるから、モータトルクに加えてエンジントルクを出力する。また、オフロードでは、上述した単相ロックの状態になる可能性が高いものの、上記の特許文献1に記載された制御装置では、エンジンとモータとのトルクを出力する場合については考慮されていない。具体的にはエンジンは、モータに比べて運転者の駆動力の要求に対する応答が遅い。そのため、エンジンとモータとを協調して制御しなければ要求駆動力に対してトルク不足となるおそれがある。そのような場合、例えば凸凹の激しいオフロードを走行する際には、そのトルク不足により凸凹を乗り越えられず車両がずり下がるなど運転者に不安感を与えるおそれがあり、このような状況下で出力トルクを増大させるためには未だ改善の余地があった。
In the control device described in
この発明は上記の技術的課題に着目して成されたものであり、オフロードを走行する際に所定値以上のトルクを出力することが可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and provides a driving force control device for a hybrid vehicle capable of outputting a torque of a predetermined value or more when traveling off-road. It is the purpose.
この発明は、上記の目的を達成するために、車両の前輪と後輪とのうち少なくともいずれか一方に連結されたエンジンと、前記前輪と前記後輪とのうち少なくともいずれか他方に連結されたモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置において、前記車両の要求駆動力が所定値以上の場合に、前記エンジンのトルクを第1所定トルク以上に増大させ、前記エンジンのトルクが前記第1所定トルク未満の間は、前記モータの出力トルクを第2所定トルク未満に維持し、前記エンジンのトルクが前記第1所定トルク以上となったことを条件に前記モータの出力トルクを前記第2所定トルク以上に増大させることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention is connected to an engine connected to at least one of a front wheel and a rear wheel of a vehicle and to at least one of the front wheel and the rear wheel. In a driving force control apparatus for a hybrid vehicle including a motor as a driving force source, when the required driving force of the vehicle is equal to or greater than a predetermined value, the engine torque is increased to a first predetermined torque or more, and the engine torque is increased. Is less than the first predetermined torque, the motor output torque is maintained below the second predetermined torque, and the motor output torque is adjusted on condition that the engine torque is equal to or higher than the first predetermined torque. The second predetermined torque or more is increased.
この発明によれば、エンジントルクが増大され、そのエンジントルクが第1所定トルク以上になったことを条件に、モータの出力トルクを第2所定トルク以上に増大させるように構成されている。そのため、エンジントルクとモータトルクとにより所定値以上のトルクを出力することができる。したがって、例えば上述したオフロードを走行する際に、上記のエンジンの応答の遅れによって、トルク不足となることを抑制もしくは回避でき、その結果、車両がずり下がるなどの不都合が発生することを抑制もしくは回避することができる。一方、エンジンの出力トルクが未だ第1所定トルク未満の間は、モータの出力トルクを第2所定トルク未満で維持する。なお、その第2所定トルクは、例えば上記の単相ロックを回避するトルクであって、つまり上述したロック保護制御を行う。そのため、熱負荷によりモータの耐久性が低下することを抑制できる。 According to this invention, the engine torque is increased, and the motor output torque is increased to the second predetermined torque or more on condition that the engine torque is equal to or higher than the first predetermined torque. Therefore, it is possible to output a torque greater than a predetermined value by the engine torque and the motor torque. Therefore, for example, when traveling on the above-described off-road, it is possible to suppress or avoid the torque shortage due to the delay in the response of the engine, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience such as the vehicle sliding down or It can be avoided. On the other hand, while the engine output torque is still less than the first predetermined torque, the motor output torque is maintained below the second predetermined torque. Note that the second predetermined torque is, for example, torque that avoids the single-phase lock, that is, the lock protection control described above is performed. Therefore, it can suppress that the durability of a motor falls by heat load.
図1にこの発明の実施形態としての四輪駆動車(4WDあるいはAWDと称す)の一例を模式的に示してある。図1は主としてパワートレーンを示しており、ここに示す例は、エンジン1を車体(車両)2の前側に配置し、エンジン1の動力を後輪3に伝達するいわゆるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車をベースとした四輪駆動車の例である。また、エンジン1は前輪4側で左右の前輪4の間(車体2の幅方向でのほぼ中央部)に、後輪3側に向けて(後ろ向きに)配置されている。
FIG. 1 schematically shows an example of a four-wheel drive vehicle (referred to as 4WD or AWD) as an embodiment of the present invention. FIG. 1 mainly shows a power train. In the example shown here, an
エンジン1の出力側に変速機5が配置され、エンジン1の出力軸(クランクシャフト:図示せず)が変速機5の入力軸(図示せず)に連結されている。変速機5は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などによって構成することができる。変速機5は、より好ましくは、係合することによりトルクを伝達し、解放することによりトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構6を備えている。
A
エンジン1と変速機5とは、同一の軸線上に配置されており、そのエンジン1と変速機5との間に、第1モータ・ジェネレータ(MG1)7が配置されている。第1モータ・ジェネレータ(以下、単に第1モータと記す)7は、主として、走行のための駆動力を出力し、またエンジン1をモータリングするトルクを出力し、さらにはシリーズハイブリッドモードで発電を行う。したがって、第1モータ7は、エンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸に連結されている。第1モータ7は、エンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸に直接連結されていてもよく、あるいは適宜の伝動機構8を介してエンジン1の出力軸あるいは変速機5の入力軸に連結されていてよい。
The
その伝動機構8の一例を図2にスケルトン図で示してある。図2に示す例は、遊星歯車機構9からなる減速機構の例であり、サンギヤ9Sと、サンギヤ9Sに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ9Rと、サンギヤ9Sおよびリングギヤ9Rに噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ9Cとを有している。サンギヤ9Sはエンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸と同一軸線上に配置されている。また、リングギヤ9Rはケーシングなどの固定部10に固定されている。さらに、キャリヤ9Cはエンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸に連結されている。一方、第1モータ・ジェネレータ7は、上記の遊星歯車機構9と同一軸線上に並んで配置され、ロータ7Rとステータ7Sとを備え、ロータ7Rが上記のサンギヤ9Sに連結され、ステータ7Sが固定部10に固定されている。このように、伝動機構8として遊星歯車機構9を採用することにより、伝動機構8および第1モータ7をエンジン1や変速機5と同一の軸線上に配置して、パワートレーンの全体としてのコンパクト化が図られている。特にパワートレーンの全体としての最大外径が小さくなるように構成されている。
An example of the
なお、この発明の実施形態では、伝動機構8を遊星歯車機構9からなる動力分割機構として構成してもよい。その一例を図3にスケルトン図で示してある。図3に示す例は、シングルピニオン型の遊星歯車機構9を使用した例であり、サンギヤ9Sに第1モータ・ジェネレータ7が連結され、キャリヤ9Cにエンジン1の出力軸が連結され、リングギヤ9Rに変速機5の入力軸が連結されている。図3に示す構成では、エンジン1が出力した動力が第1モータ7と変速機5とに分割され、第1モータ7はエンジン1によって回転させられることにより発電を行い、それに伴う反力をサンギヤ9Sに加える。したがって、エンジン1の回転数が第1モータ7によって燃費効率の良い回転数に制御されるとともに、変速機5にはエンジン1の出力トルクと第1モータ7による反力トルクとが合算されて入力される。
In the embodiment of the present invention, the
なお、第1モータ7をエンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸に直接連結する場合には、エンジン1の出力軸もしくは変速機5の入力軸にロータ7Rを直接嵌合させて一体化すればよい。
When the
変速機5の出力側に四輪駆動用(4WD用)のトランスファ11が配置されている。トランスファ11は、エンジン1が出力した動力もしくは変速機5から出力されるトルクを後輪3側と前輪4側とに分配する機構であり、後輪3側にトルクを出力する部材(図示せず)に、リヤプロペラシャフト12が連結され、前輪4側にトルクを出力する部材(図示せず)に、フロントプロペラシャフト13が連結されている。
A
トランスファ11は、チェーンやベルトを使用した巻き掛け伝動機構や歯車機構によって構成することができる。また、トランスファ11は、前輪4と後輪3との差動回転を可能にする差動機構や、その差動回転を摩擦クラッチなどによって制限する差動制限機構を備えた差動機構からなるフルタイム四輪駆動機構、もしくは前輪4側へのトルクの伝達を選択的に遮断するパートタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。
The
リヤプロペラシャフト12は、変速機5またはトランスファ11から車両の後方に延びていて、リヤデファレンシャルギヤ14に連結されている。リヤデファレンシャルギヤ14は、左右の後輪3にトルクを伝達する終減速機である。また、フロントプロペラシャフト13は、車両の前方に延びていて、フロントデファレンシャルギヤ15に連結されている。なお、上記のリヤデファレンシャルギヤ14は、左右の前輪4にトルクを伝達する終減速機である。
The
エンジン1は、ガソリンなどの燃料と空気との混合気を燃焼させて機械的な動力を発生する熱機関であって、複数の気筒16を備えるとともに、燃焼排ガスを排出するための排気管路17を備えている。この排気管路17は従来知られている自動車用エンジンにおける排気管路と同様に、各気筒16に連通しているエキゾーストマニホールドと、そのエキゾーストマニホールドに連通されたエキゾーストパイプとを備え、燃焼排ガスを車体2の後方に向けて排出するように構成されている。その排気管路17の途中には、排ガスの流れ方向での上流側から、排ガス浄化触媒18とマフラー19とが設けられている。なお、上記のエンジン1は過給器を備えていてもよく、その過給器は例えば、エンジン1の出力軸の動力により駆動される機械式過給機(スーパーチャージャ)、または排気ガスの運動エネルギにより駆動される排気式過給機(ターボチャージャ)である。
The
図1に示すエンジン1は、気筒16が直線上に並んだ直列エンジンであり、エンジン1の右側もしくは左側のいずれか一方側に排気管路17が接続されている。そして、その排気管路17は、エンジン1や変速機5などが並んでいる幅方向での中心部に対して右側もしくは左側のいずれか一方側に偏った位置を通って車体2の後方側に延びている。これに対して、フロントプロペラシャフト13は、車体2の幅方向で、エンジン1や変速機5などを挟んで、排気管路17とは反対側に配置されている。なお、これら排気管路17およびフロントプロペラシャフト13、変速機5、トランスファ11、ならびにリヤプロペラシャフト12などは、図示しないフロアパネルの下側(すなわち床下)に配置されている。
The
上述したフロントプロペラシャフト13に、第2モータ・ジェネレータ(MG2)20が連結されている。第2モータ・ジェネレータ(以下、単に第2モータと記す)20は走行のための駆動力を出力し、また減速時にエネルギ回生を行うためのものであり、例えば永久磁石式の同期電動機のような発電機能のあるモータが採用されている。第2モータ20はフロントプロペラシャフト13に直接連結されていてもよい。また、適宜の伝動機構(減速機構)21を介して第2モータ・ジェネレータ20とフロントプロペラシャフト13とが連結されていてもよい。
A second motor / generator (MG2) 20 is connected to the
なお、図1で符号Ftは燃料タンクを示しており、上述した第2モータ20や伝動機構21は、燃料タンクFtに干渉しない位置に配置されている。また、第2モータ20や伝動機構21を優先的に配置し、それに伴って燃料タンクFtの配置や形状を変更するとしても、そのような変更は既存の車体2の構造を特には大きく変更することにはならない。
In FIG. 1, reference numeral Ft denotes a fuel tank, and the
この発明の実施形態におけるハイブリッド四輪駆動車は、上述したように、エンジン1と2つのモータ7,20とを備えているので、多様な駆動状態(動作状態)を設定することができる。また四輪駆動モードと二輪駆動モードとの走行モードの切り替えも可能である。このような各モードの設定や切り替え、エンジン1やモータ7,20の制御は、電子制御装置(ECU)22により実行される。このECU22は、この発明における「コントローラ」に相当し、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、例えば車速、前輪4および後輪3の車輪速、駆動要求量であるアクセル開度、蓄電装置の充電残量(SOC)、エンジン回転数ならびに出力トルク、各モータ7,20の回転数ならびにトルク、制動要求であるブレーキ踏力もしくはブレーキペダルの踏み込み量、路面の走行抵抗などであり、また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップなどである。そして、ECU22は、制御指令信号として、エンジン1の始動や停止の指令信号、第1モータ7のトルク指令信号、第2モータ20のトルク指令信号、エンジン1のトルク指令信号などを出力する。なお、図1では一つのECUが設けられた例を示しているものの、ECUは、例えば制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。なお、上記の四輪駆動モード(4WD)と二輪駆動モード(2WD)との選択は、運転者によるモード切替スイッチが操作されたことによりその駆動モードが選択されてもよい。
Since the hybrid four-wheel drive vehicle according to the embodiment of the present invention includes the
このように構成された四輪駆動車は、例えば泥濘路や凹凸の激しい道路などのいわゆるオフロードを走行する場合には、モータ(例えば第2モータ20)における特定の相のみに電流が流れる単相ロックの状態になる可能性が高く、その単相ロックの状態では、モータの温度が上昇するから、そのモータの温度の上昇を抑制するロック保護制御を行う。なお、ここでいう単相ロック(あるいは単相ロックの状態)とは、上述したようにモータの特定の相のみに電流が流れることにより所定期間内にモータで発生する熱負荷が予め定めた所定値以上になって、モータやその制御機器であるインバータなどの電気回路あるいは電子回路の性能や耐久性が熱負荷によって低下する状態である。また、ロック保護制御とは、前掲の特許文献1に記載されているように、単相ロックにおけるモータの熱負荷を抑制するために、モータの出力トルクを小さくする制御である。
When the four-wheel drive vehicle configured in this way travels on a so-called off-road such as a muddy road or a road with severe irregularities, a current flows only in a specific phase of the motor (for example, the second motor 20). There is a high possibility that the phase will be locked. In the single phase locked state, the motor temperature rises, so lock protection control is performed to suppress the rise in the motor temperature. The single-phase lock (or the state of the single-phase lock) referred to here means a predetermined heat load generated in the motor within a predetermined period due to a current flowing only in a specific phase of the motor as described above. When the value exceeds the value, the performance and durability of an electric circuit or an electronic circuit such as an inverter which is a motor and its control device are in a state of being deteriorated by a thermal load. Further, the lock protection control is a control for reducing the output torque of the motor in order to suppress the thermal load of the motor in the single-phase lock, as described in
一方、そのようにロック保護制御を実行すると、上述したようにモータの熱負荷を抑制するためにモータの出力トルクは小さく制御されるから、例えば凸凹が激しいオフロードで停車時から発進する場合、あるいはそのオフロードを低車速で走行する場合には、要求駆動力が大きくなるにも拘らず、トルク不足が要因となって上記の凸凹を乗り越えられず、車両がずり下がるおそれがある。そして、そのように車両のずり下がりが発生すると、運転者に不安感あるいは不快感を与える可能性がある。そこで、この発明の実施形態では、オフロードにおける車両のずり下がりの発生などトルク不足となることを抑制もしくは回避するように構成されている。以下に、コントローラ22によって実行される制御例の一例について説明する。
On the other hand, when the lock protection control is executed as described above, the motor output torque is controlled to be small in order to suppress the heat load of the motor as described above. Alternatively, when traveling on the off-road at a low vehicle speed, although the required driving force becomes large, the above-described unevenness cannot be overcome due to insufficient torque, and the vehicle may slide down. Then, when the vehicle slips down like this, there is a possibility that the driver may feel uneasy or uncomfortable. In view of this, the embodiment of the present invention is configured to suppress or avoid the occurrence of torque shortage such as the occurrence of vehicle slippage during off-road. Below, an example of the control example performed by the
図4は、その制御の一例を示すフローチャートであって、上述したように、オフロードでのトルク不足により車両がずり下がることを抑制するための制御の一例である。また、この制御が実行される状況あるいは状態としては、例えば凸凹が激しい道路であって、その凸凹を乗り越えるために停車している状況、あるいは、そのような凸凹な道路を低車速(あるいは極低車速)で走行している状況など、運転者の要求駆動力が比較的大きい状況である。なお、上記のオフロードとは、凸凹が激しい道路の他、例えば泥濘路、山道、雪道、沼地など舗装されていない道路が挙げられる。以下に、この制御について具体的に説明する。 FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the control, and as described above, is an example of the control for suppressing the vehicle from sliding down due to insufficient torque during off-road. The situation or state in which this control is executed is, for example, a road with severe unevenness, where the vehicle stops to get over the unevenness, or such uneven road has a low vehicle speed (or extremely low speed). This is a situation where the driver's required driving force is relatively large, such as a situation where the vehicle is traveling at a vehicle speed. In addition, the above-mentioned off-road includes roads that are not highly paved, such as muddy roads, mountain roads, snowy roads, and swamps, as well as roads that are extremely uneven. This control will be specifically described below.
図4に示す例では、先ず、図1に示した車両が4WD(AWD:全輪駆動)の状態であるか否かを判断する(ステップS1)。これは、車両が四輪駆動の状態であるかを判断するステップであって、具体的には、例えば車両がパートタイム式の四輪駆動車であれば、運転者によるモード切替スイッチが操作されたことにより四輪駆動モードが選択されたと判断される。なお、運転者がその四輪駆動モードに切り替える状況としては、例えば上述したオフロードを走行する場合である。また、上述した車両がスタンバイ式の四輪駆動車であればECU22によって走行路がオフロードか否かを判断して四輪駆動モードに切り替えるように構成されてもよい。つまり、このステップS1における4WDか否かの判断は、現在の走行路がオフロードか否かによっても判断することができる。なお、オフロードは、舗装された道路と比べて走行抵抗が過大であって、かつ摩擦係数が小さい。したがって、上記のECU22でオフロードか否かを判断する場合には、例えば現在の走行路における走行抵抗が予め定められた閾値より大きい場合にはオフロードと判断する。
In the example shown in FIG. 4, it is first determined whether or not the vehicle shown in FIG. 1 is in a 4WD (AWD: all-wheel drive) state (step S1). This is a step of determining whether or not the vehicle is in a four-wheel drive state. Specifically, for example, if the vehicle is a part-time four-wheel drive vehicle, the mode switch is operated by the driver. Thus, it is determined that the four-wheel drive mode has been selected. The situation where the driver switches to the four-wheel drive mode is, for example, a case where the vehicle travels on the above-described off-road. Further, if the vehicle described above is a standby type four-wheel drive vehicle, the
したがって、このステップS1で否定的に判断された場合、すなわち運転者によって、四輪駆動モードが選択されていない場合、あるいは、オフロードを走行していないと判断された場合には、これ以降の制御を実行することなくこのルーチンを一旦終了する。これとは反対に、このステップS1で肯定的に判断された場合、すなわち運転者によって四輪駆動モードの選択がされた場合やオフロードを走行していると判断された場合には、ついでエンジントルクTeが所定値α以上であるか否かを判断する(ステップS2)。 Therefore, if a negative determination is made in step S1, that is, if the four-wheel drive mode is not selected by the driver, or if it is determined that the vehicle is not traveling off-road, the subsequent steps are performed. This routine is temporarily terminated without executing the control. On the contrary, if the determination in step S1 is affirmative, that is, if the driver selects the four-wheel drive mode or if it is determined that the vehicle is traveling off-road, then the engine It is determined whether or not the torque Te is equal to or greater than a predetermined value α (step S2).
上述したように、ステップS1で肯定的に判断されているから、車両は四輪駆動モードであり、またその車両は、例えば凸凹が激しい道路で停車している状態である。そのような場合、運転者による要求駆動力は大きくなるので第2モータ20のトルクTmおよびエンジン1のトルクTeを出力する。一方、エンジン1とモータとでは、モータの方が応答性がよく、すなわちエンジン1は、モータより運転者の駆動力の要求に対する応答の遅れが大きく、特に過給器を用いた場合にはターボラグによる遅れが発生する。そのため、このステップS2では、エンジン1の応答性の遅れを考慮して、先にエンジントルクTeが所定値α以上か否かを判断する。なお、この所定値αは、例えばエンジン1が出力可能な最大トルクより僅かに小さいトルク値であり、この発明の実施形態における「第1所定トルク」に相当する。
As described above, since the determination in step S1 is affirmative, the vehicle is in the four-wheel drive mode, and the vehicle is in a state of being stopped, for example, on a road with severe unevenness. In such a case, since the required driving force by the driver increases, the torque Tm of the
したがって、このステップS2で肯定的に判断された場合、すなわちエンジントルクTeが所定値α以上の場合には、第2モータ20のモータトルクTmを所定値β(あるいは所定値β以上)のトルク値に制御(増大させる)する(ステップS3)。これはエンジン1のトルクTeと第2モータ20のトルクTmとを出力するためのステップであって、上述したエンジントルクTeが所定値α以上のトルクになったことを条件に、モータトルクTmを増大させる。そのモータトルクTmは、例えば第2モータ20における最大トルクであって、これにより、ステップS2で出力されたエンジントルクTeに加えてモータトルクTmが所定値βとなるためエンジン1と第2モータ20とのトルクで要求駆動力に相当するトルクを出力することができる。つまり、エンジン1の出力可能な最大トルクと第2モータ20が出力可能な最大トルクとが同じタイミングで出力できるように制御される。言い換えればエンジン1と第2モータ20とのそれぞれのトルクのピークを一致させるように構成されている。なお、上記の所定値βは、第2モータ20の出力可能な最大トルクに限られず、上述したエンジントルクTeとによって、要求駆動力を満たす値であれば適宜変更されてよい。また、これ以降の説明では、特に説明する場合を除いて、所定値βは第2モータ20における最大トルクとして説明する。そして、所定値βが、この発明の実施形態における「第2所定トルク」に相当する
Therefore, if the determination in step S2 is affirmative, that is, if the engine torque Te is greater than or equal to the predetermined value α, the motor torque Tm of the
一方、上記のステップS2で否定的に判断された場合、すなわちエンジントルクTeが所定値α未満の場合には、第2モータ20のモータトルクTmを連続許容トルクに制御する(ステップS4)。これは、エンジントルクTeが所定値α未満であるから、この状態でエンジン1と第2モータ20とでトルクを出力した場合であっても、運転者の要求駆動力を満たさず、例えば上述した激しい凸凹の道路などで発進することができない。また、そのような状況で、第2モータ20の出力トルクTmを所定値βに増大させると、単相ロックする可能性がある。したがって、このようにエンジントルクTeが未だ所定値α未満の場合(間)には、モータトルクTmを、前掲の特許文献1に記載されたロック保護制御(すなわち第2モータ20の出力トルクを小さくする制御)、あるいはそのロック保護制御におけるトルクより小さいトルクで維持する。つまり、モータトルクTmを所定値β未満で維持する。なお、上記の連続許容トルクとは、所定値β未満のトルクであって、かつロック保護制御におけるトルク以下のトルク値である。したがって、そのモータトルクTmを小さくすることにより、モータの熱負荷を抑制する。
On the other hand, if a negative determination is made in step S2, that is, if the engine torque Te is less than the predetermined value α, the motor torque Tm of the
図5は、上述した図4の制御例を実行したときのタイムチャートを説明する図であって、特に、走行状態、車速、要求駆動力、エンジントルクTe、ならびに、モータトルクTmの変化の一例を示すタイムチャートである。 FIG. 5 is a diagram for explaining a time chart when the above-described control example of FIG. 4 is executed, and in particular, an example of changes in running state, vehicle speed, required driving force, engine torque Te, and motor torque Tm. It is a time chart which shows.
先ず、このタイムチャートは、図5における車速が示すように、停車している場合であって、例えば上述した凸凹が激しい道路(オフロード)で停車している状態である。したがって、走行状態を示す4WDのスイッチはこのタイムチャートでは常時ONとされている。 First, this time chart is a case where the vehicle is stopped as shown by the vehicle speed in FIG. 5, for example, a state where the vehicle is stopped on a road (off-road) where the unevenness described above is severe. Therefore, the 4WD switch indicating the running state is always ON in this time chart.
そして、t1時点で運転者による要求駆動力が増大させられる。これは上述したオフロードで停車している状況から発進する場合であるから、大きな駆動力を要し、したがって、この発明の実施形態では、その要求駆動力は出力可能なトルクのうちの最大トルクとされる。また、このように運転者により駆動力の要求がなされることにより、併せてエンジントルクTeおよびモータトルクTmが増大する。エンジントルクTeは上述したように、運転者の駆動力の要求に対してタイムラグが発生するため、所定の変化率で増大する。一方、モータトルクは上記の応答性が良いものの、この発明の実施形態では、上述したようにエンジントルクTeの最大トルクの出力に併せて第2モータ20の最大トルクを出力するように制御されるから、この時点では、モータの熱負荷を抑制するロック保護制御以下のトルクに維持され、つまり所定値β未満のトルクに維持される。なお、破線は、図4の制御を実行しない場合のモータトルクTmの変化を示すものである。
Then, the required driving force by the driver is increased at time t1. Since this is a case where the vehicle starts off from the above-described off-road stop condition, a large driving force is required. Therefore, in the embodiment of the present invention, the required driving force is the maximum torque among the torques that can be output. It is said. Further, when the driver requests the driving force in this way, the engine torque Te and the motor torque Tm are also increased. As described above, the engine torque Te increases at a predetermined rate of change because a time lag occurs with respect to the driver's request for driving force. On the other hand, although the motor torque has good responsiveness as described above, in the embodiment of the present invention, as described above, the maximum torque of the
ついで、t2時点で、エンジントルクTeが所定値αに達する。具体的には、この所定値αは、上述したようにエンジントルクTeのうち最大トルクよりやや小さいトルク値であって、その最大トルクに近似する値である。したがって、このt2時点で併せてモータトルクTmを所定値βに制御する。つまり、エンジントルクTeが所定値αに達したことを条件に、所定値β未満のトルクに維持していたモータトルクTmを第2モータ20が出力可能な最大トルクまで増大させる。
Next, at time t2, the engine torque Te reaches a predetermined value α. Specifically, the predetermined value α is a torque value slightly smaller than the maximum torque of the engine torque Te as described above, and is a value that approximates the maximum torque. Therefore, the motor torque Tm is controlled to the predetermined value β at the time t2. That is, on the condition that the engine torque Te has reached the predetermined value α, the motor torque Tm maintained at a torque lower than the predetermined value β is increased to the maximum torque that can be output by the
そして、そのようにt2時点でモータトルクTmを制御することにより、この発明の実施形態ではt3時点でエンジントルクTeおよびモータトルクTmがそれぞれ最大トルクに達する。そして、このt3時点でエンジン1および第2モータ20とでそれぞれ最大トルクを出力することにより、車速が増大され、すなわち車両が発進する。
Then, by controlling the motor torque Tm at time t2, the engine torque Te and the motor torque Tm reach the maximum torque at time t3 in the embodiment of the present invention. Then, at this time t3, the
このように、この発明の実施形態では、所定値α以上のエンジントルクTeと所定値βのモータトルクTmとを併せて出力するように構成されている。つまり、エンジントルクTeの応答性の遅れを考慮してエンジントルクTeを先に増大させ、そのエンジントルクTeが所定値α以上のトルクを出力したことを条件に、モータトルクTmの出力を所定値βに制御(増大させる)する。言い換えれば、エンジン1の出力トルクTeにおけるピークと第2モータ20の出力トルクTmにおけるピークとを一致させるように制御される。これにより要求駆動力に対するトルク(例えば車両が出力可能な最大トルク)を出力することができるから、例えば凸凹が激しい道路で停車中の状態から発進することができ、その結果、車両がずり下がるなどの不都合が発生することを抑制もしくは回避することができる。また、泥濘路や山道などいわゆるオフロードで発進する際、あるいは、そのようなオフロードを低車速で走行する際に、上述した制御を実行することにより、トルク不足となることを抑制もしくは回避でき、その結果、運転者に不安感あるいは不快感を与えることを抑制もしくは回避することができる。
Thus, in the embodiment of the present invention, the engine torque Te equal to or greater than the predetermined value α and the motor torque Tm equal to the predetermined value β are output together. That is, the output of the motor torque Tm is set to a predetermined value on the condition that the engine torque Te is first increased in consideration of the delay in response of the engine torque Te and the engine torque Te outputs a torque equal to or greater than the predetermined value α. Control (increase) to β. In other words, control is performed so that the peak in the output torque Te of the
また、エンジントルクTeが未だ所定値αに達せず、すなわち所定値α未満の間には、第2モータ20の出力トルクTmは所定値β未満で維持され、さらにロック保護制御のトルク値、あるいは、そのロック保護制御におけるトルク値以下のトルクに維持されるから、熱負荷によるモータの耐久性の低下を抑制することができる。
Further, when the engine torque Te has not yet reached the predetermined value α, that is, when the engine torque Te is less than the predetermined value α, the output torque Tm of the
以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した四輪駆動車の一例として、エンジン1を後輪3側に車体2の前方に向けて配置し、エンジン1の駆動トルクは前輪4に対して伝達する一方、トランスファ11から後輪3に駆動トルクを伝達するように構成してもよい。また、トランスファ11やプロペラシャフト12,13を搭載せず、前輪と後輪を電気的につなぎ、モータで後輪を駆動させる車両であってもよい(電気式4WD)。
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described example, and may be appropriately changed within the scope of achieving the object of the present invention. As an example of the above-described four-wheel drive vehicle, the
また、上述した所定値αはエンジン1の出力可能な最大トルクより僅かに小さいトルク値、ならびに、所定値βは第2モータ20の出力可能な最大トルクとして説明したものの、この所定値は、エンジン1および第2モータ20のトルクにより、オフロードで要求される駆動力より大きいトルクを出力することが可能であれば、所定値αおよび所定値βは適宜の値に設定されてよい。そして、上述した図4の制御が実行される状況としては、凸凹が激しい道路を例として説明したものの、この制御は、泥濘路や沼地など上述したその他のオフロードで適用されてよい。
Further, although the above-described predetermined value α has been described as a torque value slightly smaller than the maximum torque that can be output by the
1…エンジン、 2…車体、 3…後輪、 4…前輪、 7,20…モータ・ジェネレータ、 22…電子制御装置(ECU)。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記車両の要求駆動力が所定値以上の場合に、前記エンジンのトルクを第1所定トルク以上に増大させ、
前記エンジンのトルクが前記第1所定トルク未満の間は、前記モータの出力トルクを第2所定トルク未満に維持し、
前記エンジンのトルクが前記第1所定トルク以上となったことを条件に前記モータの出力トルクを前記第2所定トルク以上に増大させる
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
Driving a hybrid vehicle comprising an engine connected to at least one of a front wheel and a rear wheel of the vehicle and a motor connected to at least one of the front wheel and the rear wheel as a driving force source In the force control device,
When the required driving force of the vehicle is equal to or greater than a predetermined value, the torque of the engine is increased to be equal to or greater than a first predetermined torque;
While the engine torque is less than the first predetermined torque, the output torque of the motor is maintained below the second predetermined torque,
A driving force control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the output torque of the motor is increased to be equal to or greater than the second predetermined torque on condition that the torque of the engine is equal to or greater than the first predetermined torque.
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