JP4321569B2 - 車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の車両における機械的構成の一例を示すブロック図である。
パワートレインは、内燃機関(エンジン)10と、変速機11と、モータ12と、減速装置19と、クラッチ20とから構成される駆動力伝達経路を有する。パワートレインは、さらに、モータ13と、モータ14とから構成される駆動力伝達経路を持ち、四輪駆動可能な車両である。
モータ12〜14は、三相同期電動機や三相誘導電動機等の力行運転および回生運転可能な交流電動機であり、蓄電装置9はニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池である。インバータ16〜18は、モータ12〜14で発電された交流電流を直流電流に変換し蓄電装置9に充電する、或いは蓄電装置9が放電した直流電流を交流電流に変換しモータ12〜14に供給する。
車両の加速時、即ち、車両の前後方向に働く力(後述のFx*)が正の場合において、モータ13、14は力行状態にあるので、内燃機関10に駆動されるモータ12の発電電力が、蓄電装置9への充電電力となる。車両の制動時、即ち、車両の前後方向に働く力(後述のFx*)が負の場合、モータ12〜14の回生電力が、蓄電装置9への充電電力となる。なお、車両を前方に加速させる力の向きを正とする。
内燃機関10のトルク、または蓄電装置9から供給される電力により駆動されるモータ12のトルク、または内燃機関10とモータ12の両方により発生するトルクは、変速機11および減速装置19を介して左前輪1および右前輪2に伝達される。また、蓄電装置9から供給される電力またはモータ12で発電された電力、さらにはそれら両方の電力により駆動されるモータ13のトルクは、左後輪3に伝達され、同様にモータ14のトルクは右後輪4に伝達される。
各車輪の速度は車輪速センサ21〜24によって検出され、検出された各車輪の回転速度はコントローラ8に送信される。
・ステップS100では、蓄電装置9の蓄電状態に応じて、蓄電装置9への充電電力の基本目標値を演算する。
・ステップS200では、アクセル開度APと車速Vとステアリングホイール5の操舵角θから、目標車両挙動(目標ヨーレートγ、目標横加速度GY、又は車体横すべり角β等)を演算する。
・ステップS300では、旋回要求値(目標ヨーレートγ等)に基づいて、旋回要求があるか否かを判定する。なお、本実施形態において、旋回要求値とは、車両への旋回の要求の大きさを表すものであって、それに基づいて旋回時の車両挙動制御が行なわれ得るものをいう。本実施形態では、旋回要求値は、ステアリングホイール5の検出操舵角θ、目標ヨーレートγ、目標横加速度GY、又は、目標横すべり角βである。旋回要求がある場合は充電電力増大のためステップS400に進み、旋回要求がない場合はステップS400を迂回してステップS500に進む。
・ステップS400では、ステップS300の旋回要求値に応じて充電電力増大量を演算し、ステップS100で演算した充電電力目標値を増大する補正を行なう。
・ステップS500では、ステップS200で演算した目標車両挙動を実現する各輪の駆動力指令値を演算する。
・ステップS600では、ステップS400で演算した駆動力指令値および、ステップS100で演算した充電電力目標値を実現するよう、内燃機関10、モータ12〜14の動作点を設定してこれらを制御する。また、変速機11、クラッチ20も動作点を実現するよう適切に制御する。
ステップS100の充電電力目標値演算では、図3のマップを参照して、蓄電装置9の蓄電状態(SOC)に応じて蓄電装置9への充電電力の基本目標値P_soc(kW)を演算する。図3は、蓄電状態に応じて充電電力の基本目標値P_socを演算するマップの一例であり、目標SOCに対して検出されたSOCが低くなるほど充電電力基本目標値P_socが大きくなるように設定してある。図3では、SOC目標値から検出SOCを引いた差分に比例して、充電電力基本目標値P_socが大きくなるように設定している。なお、充電電力基本目標値P_socは、負の場合には、放電電力を意味する。
以下に、目標車両挙動を目標ヨーレートとした場合を中心に説明する。図6にS200の目標車両挙動演算の処理の流れを説明するフローチャートを示す。
ステップS202では、アクセルストロークセンサ26およびブレーキストロークセンサ27によってアクセルペダル6の踏込量AP(%)とブレーキペダル7の踏込量BP(%)をそれぞれ検出し、ステアリング角センサ25によってステアリングホイール5の操舵角θ(rad)を検出する。
式(2)中のFax*は、アクセルペダル6の踏込量APおよび車速Vに基づいて目標駆動力マップを参照して求める目標駆動力である。またFbx*は、ブレーキペダル7の踏込量BPに基づいて目標制動力マップを参照して求める目標制動力である。
なお、目標駆動力マップおよび目標制動力マップは例えばそれぞれ図7および図8のように設定される。また、Fx*、Fax*、Fbx*何れも車両を前方に加速させる力の向きを正とする。
目標車両挙動演算S200で演算した目標ヨーレートを旋回要求値として、旋回要求があるか否かを判定する。つまり、旋回要求の有無は目標ヨーレートつまり旋回要求値が0か否かで判断する。目標ヨーレートが0でない場合は旋回要求があると判定し、ステップS400で充電電力目標値を補正する演算処理を行う。目標ヨーレートが0である場合は旋回要求がないと判定し、ステップS500に進む。なお、旋回要求の有無は、ステアリングホイール5の検出操舵角θ、目標横加速度又は、目標横すべり角が0か否かで判断してもよい。なお、目標ヨーレート、目標横加速度又は、目標横すべり角を基に旋回要求の有無を判定すれば、レーンキープや障害物回避などの目的で目標ヨーレートを演算する手段を備えた場合には、操舵角θがゼロでも目標ヨーレート、目標横加速度又は目標横すべり角が0ではないため、より適格に旋回要求の有無を判定できる。
図10に充電電力目標値増大演算の処理の流れを説明するフローチャートを示す。
ステップS403では、蓄電装置9への充電電力目標値を、充電電力基本目標値P_socから最終的な充電電力目標値P_newへ更新する。
ステップS500では、ステップS200で演算した目標車両挙動を実現する各輪の駆動力指令値が演算される。
ステップS600では、駆動力指令値Fxi*(i=1,2,3,4)を実現するように内燃機関10、モータ13、モータ14の出力トルク、また、変速機11の変速比およびクラッチ20の締結/開放を制御する。
2 右前輪
3 左後輪
4 右後輪
5 ステアリングホイール
8 コントローラ
9 蓄電装置
10 内燃機関
12、13、14 モータ
16、17、18 インバータ
21〜24 車輪速センサ
26 アクセルストロークセンサ
27 ブレーキストロークセンサ
50 カーナビゲーションシステム
51 道路状況記憶部
53 位置検出部
55 道路データ検出部
Claims (5)
- 少なくとも左右の駆動輪に対して独立の駆動力を発生可能なモータと、
前記モータに電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置への充電電力を前記蓄電装置の蓄電状態に応じて設定する充電電力制御手段と、
車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
検出した車両状態に基づいてモータの発生する制動力又は駆動力を制御する制駆動力制御手段と、
車両旋回の有無を判断する旋回判断手段と、
車両旋回時に、設定された蓄電装置への充電電力を補正する充電電力補正手段と、を備え、
前記旋回判断手段が、車両の旋回要求値を検出する手段を備えて、前記旋回要求値に基づいて車両旋回の有無を判断し、
前記充電電力補正手段が、前記旋回要求値に応じて、充電電力を増大させることを特徴とする車両の制御装置。 - 前記旋回要求値が、車両のステアリングホイール操舵角、目標ヨーレート、目標横加速度、又は、目標横すべり角であることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記旋回要求値が、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムにより得られる車両前方の道路の曲率、当該曲率から得られるステアリングホイール操舵角の予測値、当該曲率から得られる目標ヨーレート、当該曲率から得られる目標横加速度、又は、当該曲率から得られる目標横すべり角であることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記旋回要求値が、目標ヨーレート、目標横加速度、及び目標横すべり角のうちの一つであり、
前記制駆動力制御手段が、前記旋回要求値に応じて、モータの発生する制動力又は駆動力を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 - 少なくとも左右の駆動輪に対して独立の駆動力を発生可能なモータと、前記モータに電力を供給する蓄電装置とを有する車両における車両制御方法であって、
充電電力制御手段が、前記蓄電装置への充電電力を前記蓄電装置の蓄電状態に応じて設定するステップと、
車両状態検出手段が、車両の状態を検出するステップと、
旋回判断手段が、車両旋回の有無を判断するステップと、
充電電力補正手段が、車両旋回時に、設定された蓄電装置への充電電力を補正するステップと、
制駆動力制御手段が、検出した車両状態に基づいてモータの発生する制動力又は駆動力を制御するステップと、を含み、
前記旋回判断手段が、車両の旋回要求値を検出する手段を備えて、前記旋回要求値に基づいて車両旋回の有無を判断し、
前記充電電力補正手段が、前記旋回要求値に応じて、充電電力を増大させることを特徴とする車両制御方法。
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