JP4623062B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関し、特にエンジンと電気モータを動力源として走行可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置に関するものである。
近年、燃料の燃焼によりトルクを出力するエンジンと、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、このエンジンと電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するようにしており、電気モータはバッテリに蓄積された電力により駆動することができ、このバッテリのエネルギが低下したときには、エンジンを駆動してバッテリの充電を行うようにしている。
即ち、ハイブリッド車両において、駆動力源としてエンジン及び電気モータが設けられると共に、エンジン及び電気モータの動力を合成して車輪に伝達するプラネタリギヤが設けられている。具体的には、エンジンの出力軸がプラネタリギヤのキャリヤに連結され、電気モータの出力軸がプラネタリギヤのリングギヤに連結されると共に、リングギヤに連結されたスプロケットから車輪に対して動力が伝達されるように構成されている。また、プラネタリギヤとエンジンとの間には発電機が設けられており、この発電機の回転軸がプラネタリギヤのサンギヤに連結されている。そのため、エンジンの動力がプラネタリギヤにより車輪及び発電機に分割されることとなり、発電機の回転速度を制御することにより、エンジンの回転速度を制御することができる。つまり、プラネタリギヤにより構成される動力分割機構は、エンジンの回転速度を変換する機能と、エンジンの動力を車輪及び発電機に分割する機能を有している。
このハイブリッド車両にて、運転者が定速走行を行うために、オートクルーズスイッチを操作すると、この定速走行を行うための目標車速を設定し、現在の車速とこの目標車速との偏差が減少するように、エンジンと電気モータを駆動制御する。即ち、現在の車速と目標車速との偏差を打ち消す方向のエネルギを計算し、エンジンのトルクを増減すると共に電気モータのトルクを増減することで、車両を目標車速で安定して走行させる。
なお、このような自動車の走行制御装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
特開平０７−０４７８６２号公報
上述した従来の自動車の走行制御装置では、車両の走行中に、運転者がオートクルーズスイッチを操作して定速走行に入ると、コントローラは、現在の車速を維持することができるように車両の駆動力を制御して車両を走行させる。ところが、車両の定速走行中に、運転者がアクセルペダルを踏んで車速を上げようとしたり、ブレーキペダルを踏んで車速を下げようとすると、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み量に応じて的確に車速が変化せず、制御性が悪化すると共に運転者は違和感を感じてしまう。
図４は、従来の車両の駆動力制御装置に用いられる定速走行制御マップである。この図４に示すように、従来の制御装置は、アクセル開度に対する要求トルクを表す定速走行制御マップを有している。即ち、運転者がアクセルペダルを踏み込んで、アクセル開度がＡｃｃ１にあるとき、運転者がオートクルーズスイッチを操作すると、制御装置は、現在の車速を維持しようと、アクセル開度Ａｃｃ１のときの要求トルクＴｒ１を設定し、この要求トルクＴｒ１に応じて車両を制御することで、運転者がアクセルペダルを踏み込まなくても現在の車速で車両が走行することとなる。
ところが、この定速走行中に、運転者がアクセルペダルを踏みこんで車速を上げようとすると、アクセル開度が大きくなっても、アクセル開度Ａｃｃ１までは現在の要求トルクＴｒ１が維持され、アクセル開度Ａｃｃ１を超えてからマップに応じて要求トルクが上昇し、アクセル開度Ａｃｃ２に対して新たな要求トルクＴｒ２が設定される。そのため、運転者がアクセルペダルを踏みこんでも、アクセル開度がアクセル開度Ａｃｃ１を超えるまでは車速が上昇せず、制御の連続性が悪化すると共に、運転者はアクセルペダルを踏みこんでも一時的に車速が上がらずに違和感を感じてしまう。
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、定速走行から車速を変更するときのトルク変化の追従性を上げることで制御性を向上すると共にドライバビリティを向上する車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両の駆動力制御装置は、車速を検出する車速検出手段と、運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定する目標車速設定手段と、該目標車速設定手段により目標車速が設定されたとき、前記車速検出手段により検出された車速が前記目標車速になるように要求トルクを設定する定速走行用要求トルク設定手段と、前記定速走行用要求トルク設定手段により要求トルクが設定されたとき、この要求トルクと車両が出力可能な正の最大トルクと負の最大トルクを用いて、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作によるトルク指令値に対する要求トルクを表す定速走行用トルクマップを設定する定速走行用トルクマップ作成手段と、前記トルク指令値に応じて前記定速走行用トルクマップを用いて前記要求トルクを変更する要求トルク変更手段とを具えたことを特徴とするものである。
本発明の車両の駆動力制御装置では、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、前記要求トルクとアクセル操作量が最大時における車両最大駆動力を用いて、運転者のアクセル操作量に対する要求駆動力を表す定速走行用トルクマップを設定することを特徴としている。
本発明の車両の駆動力制御装置では、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、前記要求トルクとブレーキ操作量が最大時における車両最大制動力を用いて、運転者のブレーキ操作量に対する要求制動力を表す定速走行用トルクマップを設定することを特徴としている。
本発明の車両の駆動力制御装置では、前記定速走行用トルクマップは、前記正の最大トルクと前記要求トルクと前記負の最大トルクを滑らかに連続する曲線により形成され、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作により前記要求トルク変更手段が前記要求トルクを変更するとき、前記要求トルクの変更初期の変更量が変更後期の変更量より小さく設定されることを特徴としている。
本発明の車両の駆動力制御装置では、要求トルク変更手段により前記要求トルクが変更されると、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、変更された前記要求トルクと前記正の最大トルクと前記負の最大トルクを用いて前記定速走行用トルクマップを変更することを特徴としている。
本発明の車両の駆動力制御装置では、予め原点と前記正の最大トルクと前記負の最大トルクを用いて前記トルク指令値に対する要求トルクを表す通常走行用トルクマップが設定されており、前記目標車速設定手段により目標車速が設定されていないとき、前記要求トルク変更手段は、前記通常走行用トルクマップを用いて前記要求トルクを変更することを特徴としている。
本発明の車両の駆動力制御装置によれば、定速走行用要求トルク設定手段により要求トルクが設定されたとき、この要求トルクと正の最大トルクと負の最大トルクを用いてトルク指令値に対する要求トルクを表す定速走行用トルクマップを設定し、トルク指令値に応じてこの定速走行用トルクマップを用いて要求トルクを変更するので、定速走行時にトルク指令値が変更されることで、車両が定速走行から車速を変更するとき、トルク指令値に応じて要求トルクが変更されるため、トルク変化の追従性が上がって制御性を向上することができると共に、ドライバビリティを向上することができる。
以下に、本発明に係る車両の駆動力制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例に係る車両の駆動力制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の車両の駆動力制御装置におけるトルク指令値に対する要求トルクを表すグラフ、図３は、本実施例の車両の駆動力制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。
本実施例の車両の駆動力制御装置が適用される車両は、ハイブリッド車両であって、動力源として、エンジンと電気モータと発電機が搭載されており、このエンジンと電気モータと発電機は、動力分配統合機構により接続され、エンジンの出力を発電機と駆動輪とに振り分けると共に、電気モータからの出力を駆動輪に伝達したり、減速機を介してドライブシャフトから駆動輪に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。
即ち、図１に示すように、本実施例のハイブリッド車両１１は、エンジン１２と、エンジン１２の出力軸としてのクランクシャフト１３にダンパ１４を介して接続された３軸式の動力分配統合機構１５と、動力分配統合機構１５に接続された発電可能なモータ（ＭＧ１）１６と、動力分配統合機構１５に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸１７に取り付けられた減速ギヤ１８と、この減速ギヤ１８に接続されたモータ（ＭＧ２）１９と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット２０とを有している。
エンジン１２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、このエンジン１２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２１により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御指令を受けている。エンジンＥＣＵ２１は、ハイブリッド用電子制御ユニット２０と通信可能であり、ハイブリッド用電子制御ユニット２０からの制御信号によりエンジン１２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット２０に出力する。
動力分配統合機構１５は、外歯歯車のサンギヤ２２と、このサンギヤ２２と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ２３と、サンギヤ２２に噛合すると共にリングギヤ２３に噛合する複数のピニオンギヤ２４と、複数のピニオンギヤ２４を自転、且つ、公転自在に保持するキャリア２５とを有し、サンギヤ２２とリングギヤ２３とキャリア２５とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構１５にて、キャリア２５にはエンジン１２のクランクシャフト１３が、サンギヤ２２にはモータ１９が、リングギヤ２３にはリングギヤ軸１７を介して減速ギヤ１８がそれぞれ連結されている。そして、モータ１６が発電機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力をサンギヤ２２側とリングギヤ２３側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ１６が電動機として機能するときにはキャリア２５から入力されるエンジン１２からの動力とサンギヤ２２から入力されるモータ１６からの動力を統合してリングギヤ２３側に出力する。リングギヤ２３に出力された動力は、リングギヤ軸１７からギヤ機構２６及びデファレンシャルギヤ２７を介して、最終的には車両の駆動輪２８に出力される。
モータ１６及びモータ１９は、いずれも発電機として駆動することができると共に、電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ２９，３０を介してバッテリ３１と電力のやりとりを行なう。インバータ２９，３０とバッテリ３１とを接続する電力ライン３２は、各インバータ２９，３０が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータ１６，１９いずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。従って、バッテリ３１は、モータ１６，１９のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータ１６，１９により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３１は充放電されない。
モータ１６，１９は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）３３により駆動制御されている。モータＥＣＵ３３には、モータ１６，１９を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータ１６，１９の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ３４，３５からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ１６，１９に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ３３からは、インバータ２９，３０へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ３３は、ハイブリッド用電子制御ユニット２０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット２０からの制御信号によってモータ１６，１９を駆動制御すると共に必要に応じてモータ１６，１９の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット２０に出力する。
バッテリ３１は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）３６によって管理されている。バッテリＥＣＵ３６には、バッテリ３１を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ３１の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ３１の出力端子に接続された電力ライン３２に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ３１に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ３１の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット２０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ３６では、バッテリ３１を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
ハイブリッド用電子制御ユニット２０は、ＣＰＵ４１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、ＣＰＵ４１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４３と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを有している。ハイブリッド用電子制御ユニット２０には、イグニッションスイッチ４４からのイグニッション信号、シフトレバー４５の操作位置を検出するシフトポジションセンサ４６からのシフトポジション信号ＳＰ、アクセルペダル４７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４８からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ５０からのペダルストロークＳｐ、車速センサ５１からの車速Ｖ、ステアリングホイール近傍に設けられたオートクルーズスイッチ５２からの定速走行用のセット信号やキャンセル信号などが入力ポートを介して入力されている。
ハイブリッド用電子制御ユニット２０は、オートクルーズスイッチ５２からのセット信号が入力されたときに、そのときの車速Ｖを目標車速Ｖｔに設定して定速走行モード（オートクルーズモード）とし、オートクルーズスイッチ５２からのキャンセル信号が入力されたときに、設定した目標車速Ｖｔを解除して定速走行モードを解除する。また、定速走行モード中に、アクセルペダルポジションセンサ４８からのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダルストロークセンサ５０からのペダルストロークＳｐが入力されたときに、設定した目標車速Ｖｔが変更される。また、ハイブリッド用電子制御ユニット２０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２１やモータＥＣＵ３３、バッテリＥＣＵ３６と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
このように構成された実施例のハイブリッド車両１１は、運転者によるアクセルペダル４７の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸１７に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるように、エンジン１２とモータ１６とモータ１９が駆動制御される。エンジン１２とモータ１６とモータ１９の駆動制御としては、要求駆動力に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、エンジン１２から出力される駆動力の全てが動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによってトルク変換されてリングギヤ軸１７に出力されるように、モータ１６及びモータ１９を駆動制御するトルク変換運転モード、要求駆動力とバッテリ３１の充放電に必要な電力との和に見合う駆動力がエンジン１２から出力されるようにエンジン１２を駆動制御すると共に、バッテリ３１の充放電を伴ってエンジン１２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構１５とモータ１６とモータ１９とによるトルク変換を伴って要求駆動力がリングギヤ軸１７に出力されるようモータ１６及びモータ１９を駆動制御する充放電運転モード、エンジン１２の駆動を停止してモータ１９からの要求駆動力に見合う駆動力をリングギヤ軸１７に出力するよう駆動制御するモータ運転モードなどがある。
そして、本実施例のハイブリッド車両１１にて、車速Ｖを検出する車速検出手段として車速センサ５１を適用し、ハイブリッド用電子制御ユニット２０は、運転者のオートクルーズスイッチ（目標車速設定手段）５２の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速Ｖｔを設定し、この目標車速Ｖｔが設定されたとき、車速センサ５１により検出された車速Ｖが目標車速Ｖｔになるように要求トルクＴｒｔを設定（定速走行用要求トルク設定手段）し、この要求トルクＴｒｔが設定されたとき、この要求トルクＴｒｔと車両が出力可能な正の最大トルクＴｒａｍａｘと負の最大トルクＴｒｂｍａｘを用いて、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作によるトルク指令値に対する要求トルクＶｒｔを表す定速走行用トルクマップを設定（定速走行用トルクマップ作成手段）し、トルク指令値に応じて定速走行用トルクマップを用いて要求トルクＴｒｔを変更（要求トルク変更手段）するように制御している。
また、本実施例にて、トルク指令値は、アクセルペダルポジションセンサ４８が検出したアクセル開度Ａｃｃ、または、ブレーキペダルストロークセンサ５０が検出したペダルストロークＳｐである。そして、ハイブリッド用電子制御ユニット（定速走行用トルクマップ作成手段）２０は、図２に示すように、要求トルクＴｒｔとアクセル開度Ａｃｃが最大開度Ａｃｃｍａｘのときの車両最大正トルク（車両最大駆動力）Ｔｒａｍａｘを用いて、運転者のアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒｔを表す定速走行用トルクマップ曲線Ｘを設定する。また、ハイブリッド用電子制御ユニット（定速走行用トルクマップ）２０は、要求トルクＴｒｔとペダルストロークＳｐが最大ストロークＳｐｍａｘのときの車両最大負トルク（車両最大制動力）Ｔｒｂｍａｘを用いて、運転者のペダルストロークＳｐに対する要求トルクＴｒｔを表す定速走行用トルクマップ曲線Ｙを設定するようにしている。
この場合、ハイブリッド用電子制御ユニット２０が設定した定速走行用トルクマップは、正の最大トルク（車両最大正トルクＴｒａｍａｘ）と要求トルクＴｒｔと負の最大トルク（車両最大負トルクＴｒｂｍａｘ）を滑らかに連続する曲線Ｘ−Ｙにより形成され、ハイブリッド用電子制御ユニット（要求トルク変更手段）２０による要求トルクＴｒｔの変更初期の変更量が変更後期の変更量より小さく設定されている。なお、ハイブリッド車両１１が下り坂を走行するときは、負の要求駆動力Ｔｒｔ、つまり、制動力のみが発生することとなり、定速走行用トルクマップ曲線Ｘ−Ｙは、図２に二点鎖線で表すものとなる。つまり、アクセル開度Ａｃｃ及びペダルストロークＳｐにより設定される要求トルクＴｒｔに応じて定速走行用トルクマップ曲線Ｘ−Ｙが設定されるものとなる。
なお、アクセル最大開度Ａｃｃｍａｘに対する車両最大トルクＴｒａｍａｘと、ブレーキペダル最大ストロークＳｐｍａｘに対する車両最大トルクＴｒｂｍａｘは、ハイブリッド車両１１の諸元により設定される固定値である。
そして、ハイブリッド用電子制御ユニット（要求トルク変更手段）２０により要求トルクＴｒｔが変更されると、変更された要求トルクＴｒｔと正の最大トルク（最大開度Ａｃｃｍａｘ）と要求トルクＴｒｔと負の最大トルク（最大ストロークＳｐｍａｘ）を用いて定速走行用トルクマップを変更するようにしている。
また、本実施例では、予め原点０と正の最大トルク（最大開度Ａｃｃｍａｘ）と負の最大トルク（最大ストロークＳｐｍａｘ）を用いてトルク指令値に対する要求トルクＴｒｔを表す通常走行用トルクマップ、つまり、通常走行用トルクマップ直線Ｚを設定している。そして、運転者のオートクルーズスイッチ（設定操作）５２に基づいて定速走行用の目標車速Ｖｔが設定されていないとき、ハイブリッド用電子制御ユニット（要求トルク変更手段）２０は、通常走行用トルクマップを用いて要求トルクＴｒｔを変更するようにしている。
ここで、上述した本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置による駆動力制御、特に、定速走行制御について、図３のフローチャートに基づいて詳細説明する。なお、図３のフローチャートに表すハイブリッド用電子制御ユニット２０により実行される駆動力制御のルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。また、定速走行時（オートクルーズ時）の動作を考えているから、ハイブリッド車両１１はトルク変換運転モードや充放電運転モードとして運転されているものとして説明する。
本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置による駆動力制御において、図３に示すよう、ステップＳ１１にて、ハイブリッド用電子制御ユニット２０のＣＰＵ４１は、アクセルペダルポジションセンサ４８からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダルストロークセンサ５０からのブレーキペダルストロークＳｐ、車速センサ５１からの車速Ｖ、目標車速Ｖｔ、モータ１６，１９の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２など、制御に必要なデータを読み込む処理を実行する。ここで、本実施例では、目標車速Ｖｔについては、オートクルーズスイッチ５２からのセット信号が入力されたときに、車速センサ５１が検出した車速Ｖに基づいて設定されてＲＡＭ４３の所定アドレスに記憶されたものを読み込むものとする。また、モータ１６，１９の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２については、回転位置検出センサ３４，３５により検出されるモータ１６，１９の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ３３から通信により入力するものとする。
ステップＳ１２では、オートクルーズスイッチ５２による目標車速Ｖｔの設定の有無、または、定速走行モードの設定フラグなどから定速走行モードであるかどうかを判定する。ここで、定速走行モードでないと判定されたときは、ステップＳ１３に移行し、予め設定された通常走行用トルクマップ直線Ｚを読み込む。一方、ステップＳ１２にて、定速走行モードであると判定されたときには、ステップＳ１４にて、オートクルーズスイッチ５２からセット信号が入力されたときのアクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）をトルク指令値として設定する。そして、ステップＳ１５にて、上述した定速走行用トルクマップ曲線Ｘ−Ｙを設定する。
そして、ステップＳ１６にて、アクセルペダルポジションセンサ４８が検出した現在のアクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）または設定したアクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）と車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒｔを設定すると共に、エンジン１２から出力すべき要求パワーＰｅｔとを設定する。本実施例にて、この要求トルクＴｒｔは、アクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）と車速Ｖと要求トルクＴｒｔとの関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ４２に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）と車速Ｖとが与えられると、記憶したマップから対応する要求トルクＴｒｔを算出して設定している。また、要求パワーＰｅｔは、設定した要求トルクＴｒｔにリングギヤ軸１７の回転数Ｎｒを乗じたものに、バッテリ３１の充放電要求量Ｐｂｔとロスとを加えたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸１７の回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータ１９の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ１８のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。充放電要求量Ｐｂｔは、バッテリ３１の残容量（ＳＯＣ）やアクセル開度Ａｃｃ（または、ブレーキペダルストロークＳｐ）などによって設定することができる。
要求トルクＴｒｔと要求パワーＰｅｔが設定されると、ステップＳ１７にて、この要求パワーＰｅｔに基づいてエンジン１２の目標回転数Ｎｅｔと目標トルクＴｅｔとを設定する。この設定は、要求パワーＰｅｔに要求トルクＴｒｔが設定されているときには、エンジン１２を効率良く動作させる動作ラインと要求パワーＰｅｔとに基づいて目標回転数Ｎｅと目標トルクＴｅｔとを設定する。
続いて、ステップ１８にて、設定した目標回転数Ｎｅｔとリングギヤ軸１７の回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構１５のギヤ比とを用いてモータ１６の目標回転数Ｎｍ１ｔを計算すると共に、計算した目標回転数Ｎｍ１ｔと現在の回転数Ｎｍ１とに基づいてモータ１６のトルク指令Ｔｍ１ｔを計算する。そして、モータ１６の目標回転数Ｎｍ１ｔとトルク指令Ｔｍ１ｔが計算されると、ステップＳ１９にて、バッテリ３１の出力制限Ｗｏｕｔと計算したモータ１６のトルク指令Ｔｍ１ｔに現在のモータ１６の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータ１６の消費電力（発電電力）との偏差をモータ１９の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ１９から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを計算する。また、ステップＳ２０にて、要求トルクＴｒｔとトルク指令Ｔｍ１ｔと動力分配統合機構１５のギヤ比を用いてモータ１９から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算する。また、ステップＳ２１にて、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータ１９のトルク指令Ｔｍ２ｔとして設定する。そして、このようにモータ１９のトルク指令Ｔｍ２ｔを設定することで、駆動軸としてのリングギヤ軸１７に出力する要求トルクＴｒｔを、バッテリ３１の出力制限の範囲内で制限したトルクとして設定することができる。その後、ステップＳ２２にて、目標回転数Ｎｅｔ、目標トルクＴｅｔ、トルク指令Ｔｍ１ｔ，Ｔｍ２ｔ、目標回転数Ｎｍ１ｔを送信する。
従って、オートクルーズスイッチ５２からセット信号が入力されないときには、予め設定された通常走行用トルクマップ（直線Ｚ）を用い、アクセルポジションセンサ４８が検出した現在のアクセル開度Ａｃｃまたはブレーキペダルストロークセンサ５０が検出したブレーキペダルストロークＳｐに応じて要求トルクＴｒｔを変更する。即ち、アクセルペダル４７やブレーキペダル４９によりトルク指令値が変更されると、図２に表す通常走行用トルクマップ直線Ｚに沿って要求トルクＴｒｔが変更される。
一方、オートクルーズスイッチ５２からセット信号が入力されたときには、要求トルクＴｒｔと車両最大正トルクＴｒａｍａｘと車両最大負トルクＴｒｂｍａｘを用いて、トルク指令値（アクセル開度ＡｃｃまたはブレーキペダルストロークＳｐ）に対する要求トルクＴｒｔを表す定速走行用トルクマップ曲線Ｙを設定する。そして、この定速走行時に、運転者によりアクセルペダル４７やブレーキペダル４９が踏み込まれたときには、そのときのアクセル開度ＡｃｃまたはブレーキペダルストロークＳｐに応じて要求トルクＴｒｔを変更する。即ち、アクセルペダル４７やブレーキペダル４９によりトルク指令値が変更されると、定速走行制御は解除されずに、図２に表す定速走行用トルクマップ曲線Ｘ−Ｙに沿って要求トルクＴｒｔが変更される。
このように本実施例の車両の駆動力制御装置にあっては、ハイブリッド用電子制御ユニット２０が、運転者のオートクルーズスイッチ５２の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速Ｖｔを設定し、この目標車速Ｖｔが設定されたとき、車速センサ５１により検出された車速Ｖが目標車速Ｖｔになるように要求トルクＴｒｔを設定し、この要求トルクＴｒｔが設定されたとき、この要求トルクＴｒｔと車両が出力可能な正の最大トルクＴｒａｍａｘと負の最大トルクＴｒｂｍａｘを用いて、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作によるトルク指令値に対する要求トルクＶｒｔを表す定速走行用トルクマップを設定し、トルク指令値に応じて定速走行用トルクマップを用いて要求トルクＴｒｔを変更するように制御している。
従って、車両の定速走行時には、定速走行用トルクマップが設定されることで、この定速走行時にトルク指令値としてのアクセル開度またはブレーキペダルストロークが変更されたときには、トルク指令値に応じて定速走行用トルクマップを用いて要求トルクが変更されることとなり、定速走行状態からのトルク変化の追従性が上がって制御性を向上することができると共に、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、要求トルクとアクセル開度が最大時における車両最大駆動力を用いて、運転者のアクセル開度に対する要求駆動力を表す定速走行用トルクマップを設定する。また、要求トルクとブレーキペダルストロークが最大時における車両最大制動力を用いて、運転者のブレーキペダルストロークに対する要求制動力を表す定速走行用トルクマップを設定する。
従って、車両の定速走行時に、運転者から車両の加速要求や減速要求があったとき、この定速走行用トルクマップにより早期に加速または減速することができ、制御性を向上することができる。また、この場合、加速から減速まで一つの定速走行用トルクマップ曲線により制御することとなり、制御トルクの一元管理を可能として制御プログラムを簡素化することができる。
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、定速走行用トルクマップを、正の最大トルクと要求トルクと負の最大トルクを滑らかに連続する曲線により形成し、トルク指令値の変更に応じて要求トルクが変更されるとき、その要求トルクの変更初期の変更量が変更後期の変更量より小さく設定されている。従って、車両の定速走行から加速または減速するとき、変更初期の変更量が小さいため、運転者に対して加速ショックや減速ショックが抑制され、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、要求トルクが変更されると、変更された要求トルクと正の最大トルクと負の最大トルクを用いて定速走行用トルクマップを変更している。従って、要求トルクの変更に応じて定速走行用トルクマップが随時変更されることとなり、定速走行状態からのトルク変化の追従性を向上することができる。
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、予め原点と正の最大トルクと負の最大トルクを用いてトルク指令値に対する要求トルクを表す通常走行用トルクマップを設定し、目標車速が設定されていないとき、この通常走行用トルクマップを用いて要求トルクを変更している。従って、通常走行時であっても、通常走行用トルクマップにより要求トルクが適正に設定されることとなり、制御性を向上することができる。
以上のように、本発明に係る車両の駆動力制御装置は、定速走行から車速を変更するときのトルク変化の追従性を上げることで制御性を向上すると共にドライバビリティを向上するものであり、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に適用して有用である。
本発明の一実施例に係る車両の駆動力制御装置を表す概略構成図である。 本実施例の車両の駆動力制御装置におけるトルク指令値に対する要求トルクを表すグラフである。 本実施例の車両の駆動力制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。 従来の車両の駆動力制御装置に用いられる定速走行制御マップである。
符号の説明
１１ ハイブリッド車両
１２ エンジン
１５ 動力分配統合機構
１６ モータ（ＭＧ１、電動機）
１９ モータ（ＭＧ２、発電機）
２０ ハイブリッド用電子制御ユニット（定速走行用要求トルク設定手段、定速走行用トルクマップ作成手段、要求トルク変更手段）
２１ エンジン用電子制御ユニット、エンジンＥＣＵ
３１ バッテリ
３３ モータ用電子制御ユニット、モータＥＣＵ
３６ バッテリ用電子制御ユニット、バッテリＥＣＵ
４８ アクセルペダルポジションセンサ
５０ ブレーキペダルストロークセンサ
５１ 車速センサ（車速検出手段）
５２ オートクルーズスイッチ（目標車速設定手段）

Claims (6)

  1. 車速を検出する車速検出手段と、
    運転者の設定操作に基づいて定速走行用の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
    該目標車速設定手段により目標車速が設定されたとき、前記車速検出手段により検出された車速が前記目標車速になるように要求トルクを設定する定速走行用要求トルク設定手段と、
    前記定速走行用要求トルク設定手段により要求トルクが設定されたとき、この要求トルクと車両が出力可能な正の最大トルクと負の最大トルクを用いて、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作によるトルク指令値に対する要求トルクを表す定速走行用トルクマップを設定する定速走行用トルクマップ作成手段と、
    前記トルク指令値に応じて前記定速走行用トルクマップを用いて前記要求トルクを変更する要求トルク変更手段とを具えたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、前記要求トルクとアクセル操作量が最大時における車両最大駆動力を用いて、運転者のアクセル操作量に対する要求駆動力を表す定速走行用トルクマップを設定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、前記要求トルクとブレーキ操作量が最大時における車両最大制動力を用いて、運転者のブレーキ操作量に対する要求制動力を表す定速走行用トルクマップを設定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の車両の駆動力制御装置において、前記定速走行用トルクマップは、前記正の最大トルクと前記要求トルクと前記負の最大トルクを滑らかに連続する曲線により形成され、運転者のアクセル操作またはブレーキ操作により前記要求トルク変更手段が前記要求トルクを変更するとき、前記要求トルクの変更初期の変更量が変更後期の変更量より小さく設定されることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の駆動力制御装置において、要求トルク変更手段により前記要求トルクが変更されると、前記定速走行用トルクマップ作成手段は、変更された前記要求トルクと前記正の最大トルクと前記負の最大トルクを用いて前記定速走行用トルクマップを変更することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の車両の駆動力制御装置において、予め原点と前記正の最大トルクと前記負の最大トルクを用いて前記トルク指令値に対する要求トルクを表す通常走行用トルクマップが設定されており、前記目標車速設定手段により目標車速が設定されていないとき、前記要求トルク変更手段は、前記通常走行用トルクマップを用いて前記要求トルクを変更することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
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