JP3517356B2 - ハイブリッド駆動システム - Google Patents
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Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
ド駆動システムに関する。 【0002】 【従来の技術】車両の排気や燃費を改善するため、エン
ジンと電動機(モータ)を組み合わせるハイブリッド駆
動システムとして、エンジンで発電機のみを駆動し、発
電される電力をバッテリの充電や電動機の駆動に供給
し、車両を駆動するのは電動機のみに拠るタイプのもの
が知られている。このようなハイブリッド駆動システム
においても、電動機の制御にコントローラが設けられ、
アクセルペダルの踏み量(アクセル開度)に応じた運転
命令(トルク指令)を出力し、インバータがその命令に
相当する駆動トルクを発生させるように電動機を制御す
るようになっている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】このようなハイブリッ
ド駆動システムにあっては、アクセルペダルが解放され
ると、駆動系の負荷が反転し、駆動系で電動機が駆動さ
れ、発電機として作動するが、その制動トルクの発生を
絞るように制御しないと、図3のように電動機の駆動ト
ルクQnと絶対値が等しい制動トルクBnが発生するた
め、エンジンブレーキに較べて車両のショックが大きす
ぎるという不具合が考えられる。なお、アクセル検出器
がオフ(アクセル開度が0%)のときに電動機による発
電(電動制動)で回生される電力をバッテリに供給する
一方、エンジンで駆動される発電機の回転数を低下させ
ることにより、バッテリに過大な電力が供給されるのを
防止するようにしたものがある(特開平8ー79911
号公報)。 【0004】この発明はこのような課題に着目してなさ
れたものであり、車両の運転状態(アクセル開度と車
速)が水平路面における走行抵抗曲線よりも低下する
と、アクセル開度を0%にしなくても、エンジンブレー
キと同様の電気制動が発生するようにしようとするもの
である。 【0005】 【課題を解決するための手段】第1の発明では、エンジ
ンで駆動される発電機と、発電される電力を蓄えるバッ
テリと、これらを電源にインバータを介して駆動される
車両走行用の電動機と、を備えるハイブリッド駆動シス
テムにおいて、第1の制御マップとしてアクスル開度と
車速をパラメータに車両の水平路面における走行抵抗曲
線をトルク指令率0%に設定すると共に、その正領域に
等駆動トルク指令率ラインを、同じく負領域に等制動ト
ルク指令率ラインをそれぞれ設定する手段と、第2の制
御マップとして電動機のアクスル開度100%の最高駆
動トルクラインを設定する手段と、アクスル開度を検出
する手段と、車速を検出する手段と、これらの検出信号
に基づいて第1の制御マップからアクスル開度と車速に
応じたトルク指令率を、第2の制御マップから車速に応
じた最高駆動トルクを求める手段と、これらのトルク指
令率と最高駆動トルクの乗算値をインバータへのトルク
指令として出力する手段と、を設け、第1の制御マップ
に車両の水平路面における走行抵抗曲線を中心に所定幅
の帯状にトルク指令率0%領域を設定し、第1の制御マ
ップの等制動トルク指令率ラインは、車速に応じて制動
トルクが大きくなるように設定する。 【0006】 【0007】 【0008】 【発明の効果】第1の発明では、車両の運転状態(アク
セル開度と車速に依存する)が第1の制御マップの正領
域に入ると、等駆動トルク指令率ラインから求められる
駆動トルク指定率と、第2の制御マップの最高駆動トル
クラインから求められる最高駆動トルクとに基づいて、
これらの乗算値がトルク指令としてインバータに出力さ
れ、インバータがトルク指令に相当する駆動トルクを発
生させるように電動機を制御する。そのため、車両は電
動機で加速状態に駆動される。車両の運転状態が第1の
制御マップの負領域に入ると、等制動トルク指令率ライ
ンから求められる制動トルク指令率と、電動機の最高駆
動トルクラインから求められる最高駆動トルクとに基づ
いて、これらの乗算値がトルク指令としてインバータに
出力され、インバータがトルク指令に相当する制動トル
クを発生させるように電動機を制御する。そのため、電
動機は発電機として作動するため、その負荷で車両は制
動される。車両の運転状態がトルク指令率0%のとき
は、インバータへのトルク指令は0になり、電動機は駆
動トルクも制動トルクも発生しないから、車両は空走状
態になる。これらの結果、アクセルペダルの踏み量(ア
クセル開度)を減らす方向へ操作することにより、車両
の運転状態が第1の制御マップの負領域に入ると、また
車両が降坂走行に移行して車速が上昇することにより、
同じく第1の制御マップの負領域に入ると、既述のよう
に電動機による制動トルク(電動制動)が発生する。こ
の電動制動は、等制動トルク指令率ラインにより、その
ときの最高制動トルクを所定の割合(制動トルク指令
率)で絞るように効かせるため、エンジンブレーキと同
等のショックが少ない効き具合に設定することができ
る。第1の制御マップのトルク指令率0%領域は、電動
機の空転する不感帯として機能するため、運転状態が加
速から減速または減速から加速へ変化するに伴うショッ
クをさらに緩和する効果が得られる。第1の制御マップ
の負領域において、アクセル開度を戻されず一定に維持
しても、車速に応じて電動機による制動トルクが高まる
ため、降坂走行時に電動制動を有効に働かせることがで
きる。また、電力の回生効率も良くなる。 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【発明の実施の形態】図1において、10は駆動輪の車
軸(アクスル)であり、その中間部にデファレンシャル
11が介装される。デファレンシャル11のドライブピ
ニオンにプロペラシャフト12の一端が連結され、電動
機13(モータ)の回転軸は減速機18を介してプロペ
ラシャフト12の他端に連結される。図示しないが、エ
ンジンの出力軸に増速機を介して発電機の回転軸が連結
される。発電機で発電される電力はコンバータを介して
バッテリの充電や電動機12の駆動に供給される。 【0013】電動機13の運転を制御するため、インバ
ータ14とそのコントローラ15が設けられる。コント
ローラ15のメモリには、第1の制御マップと第2の制
御マップが格納される。第2の制御マップは、図3のよ
うに電動機13のアクセル開度100%の最高駆動トル
クラインLQが設定され、これを負に反転すると最高制
御トルクラインLBになる。たとえば、車速がV1のと
きは、最高駆動トルクはQMであり、最高制動トルクは
QMと絶対値の等しいBMになる。そのため、この例で
は最高駆動トルクQを用いて、後述のように電動機13
の制動トルクを制御する。 【0014】第1の制御マップは、図2のようにアクセ
ル開度θと車速Vをパラメータに車両の水平路面におけ
る走行抵抗曲線Rを中心に所定幅の帯状にトルク指令率
0%領域Pが設定されると共に、その正領域Aに等駆動
トルク指令率ラインQsLが、同じく負領域Cに等制動
トルク指令率ラインBsLがそれぞれ設定される。等制
御トルク指令率ラインBsLは、車速に応じて制動トル
クが大きくなるよう、走行抵抗曲線Rと略平行に変化す
るようになっている。 【0015】コントローラ15は、アクセルペダルの踏
み量を検出するアクセル開度(角度)センサ16と、車
速を検出する車速センサ17が設けられ、これらの検出
信号に基づいて、第1の制御マップからアクセル開度θ
と車速Vに応じたトルク指令率(±q%)と、第2の制
御マップから車速Vに応じた最高駆動トルクQを求め、
これらの乗算値(±q・Q)をトルク指令Tとしてイン
バータ14に出力する。 【0016】インバータ14はコントローラ15のトル
ク指令Tに相当する駆動トルク(+q・Q)または制動
トルク(−q・Q)を発生させるように電動機13を制
御する。トルク指令Tが正のときは、バッテリや発電機
からの電力を電動機14へ供給する一方、トルク指令T
が負のときは、電動機14からの電力をバッテリへ供給
する。また、トルク指令Tが0のときは、電力の供給を
停止するのである。 【0017】このような構成により、車両の運転状態
(アクセル開度と車速に依存する)が第1の制御マップ
の正領域Aに入ると、等駆動トルク指令率ラインQsL
から求められる駆動トルク指定率(+q%)と、第2の
制御マップの最高駆動トルクラインQLから求められる
最高駆動トルクQとに基づいて、これらの乗算値(+q
・Q)がコントローラ15からトルク指令Tとして出力
され、インバータ14がトルク指令Tに相当する駆動ト
ルク(+q・Q)を発生させるように電動機13を制御
する。 【0018】そのため、電動機13はインバータ14か
らトルク指令Tに応じた電力を受けて車両を加速状態に
駆動する。たとえば、等駆動トルク指令率20%ライン
に沿って車両を加速させてゆくには、アクセル開度20
%を図2のx点から徐々に増加させることが必要にな
る。 【0019】車両の運転状態が第1の制御マップの負領
域に入ると、等制動トルク指令率ラインBsLから求め
られる制動トルク指令率(−q%)と、電動機13の最
高駆動トルクラインQLから求められる最高駆動トルク
Q(図3の最高制動トルクBと絶対値が等しい)とに基
づいて、これらの乗算値(−q・Q)がコントローラ1
4からトルク指令Tとして出力され、インバータ14が
トルク指令Tに相当する制動トルク(−q・Q)を発生
させるように電動機13を制御する。 【0020】これにより、電動機13は発電機として作
動するため、その負荷で車両は制動される。たとえば、
等制動トルク指令率20%ラインのy点から車速Vが上
昇すると、アクセル開度θは戻さず一定に維持しても、
制動トルク指令率(−q%)の絶対値が大きくなる方向
に変化するため、電動機13による制動トルク(−q・
Q)は増大する。 【0021】車両の運転状態がトルク指令率0%領域の
ときは、インバータ14へのトルク指令Tは0になり、
電動機13は駆動トルク(+q・Q)も制動トルク(−
q・Q)も発生しないから、車両は空走状態になる。 【0022】これらの結果、アクセルペダルの踏み量を
減少させる方向へ操作することにより、車両の運転状態
が第1の制御マップの負領域に入ると、また車両が降坂
走行に移行して車速が上昇することにより、同じく第1
の制御マップの負領域に入ると、既述のように電動制動
が作動する。この電動制動は、等制動トルク指令率ライ
ンBsLに基づいて、そのときの最高制動トルクQを所
定の割合(制動トルク指令率)で絞るように効かせるた
め、エンジンブレーキと同等の効き具合(ショックの少
ない電動制動)に設定することができる。 【0023】トルク指令率0%領域は、電動機13の空
転する不感帯として機能するため、車両の運転状態が変
化(加速から減速または減速から加速)するに伴うショ
ックをさらに緩和する効果が得られる。また、電動機1
3による制動トルク(−q・Q)は、車速に応じて大き
くなるため、降坂走行時に電動制動を有効に働かせるこ
とができる。また、電力の回生効率も良くなる。
ステムの一部構成図である。 【図2】同じく第1の制御マップを表す説明図である。 【図3】同じく第2の制御マップを表す説明である。 【符号の説明】 13 電動機 14 インバータ 15 コントローラ 16 アクセル開度センサ 17 車速センサ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】エンジンで駆動される発電機と、発電され
る電力を蓄えるバッテリと、これらを電源にインバータ
を介して駆動される車両走行用の電動機と、を備えるハ
イブリッド駆動システムにおいて、第1の制御マップと
してアクスル開度と車速をパラメータに車両の水平路面
における走行抵抗曲線をトルク指令率0%に設定すると
共に、その正領域に等駆動トルク指令率ラインを、同じ
く負領域に等制動トルク指令率ラインをそれぞれ設定す
る手段と、第2の制御マップとして電動機の最高駆動ト
ルクラインを設定する手段と、アクスル開度を検出する
手段と、車速を検出する手段と、これらの検出信号に基
づいて第1の制御マップからアクスル開度と車速に応じ
たトルク指令率を、第2の制御マップから車速に応じた
最高駆動トルクを求める手段と、これらのトルク指令率
と最高駆動トルクとの乗算値をインバータへのトルク指
令として出力する手段と、を設け、第1の制御マップに
車両の水平路面における走行抵抗曲線を中心に所定幅の
帯状にトルク指令率0%領域を設定し、第1の制御マッ
プの等制動トルク指令率ラインは、車速に応じて制動ト
ルクが大きくなるように設定した、ことを特徴とするハ
イブリッド駆動システム。
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