JP5057279B2 - Drive control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はハイブリッド車両の駆動制御装置に係り、特に、ハイブリッド車両の車両速度が徐々に低下するような状態において、エンジン回転数が上昇することを防止し、運転者にとって違和感を感じるような状況を無くすことができるハイブリッド車両の駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device for a hybrid vehicle, and in particular, in a state where the vehicle speed of the hybrid vehicle gradually decreases, prevents the engine speed from increasing and makes the driver feel uncomfortable. The present invention relates to a drive control device for a hybrid vehicle that can be eliminated.
従来、燃費向上を目的として、動力源として内燃機関の他に電動機を備えたハイブリッド車両が提案されている。ハイブリッド車両は、駆動制御装置により内燃機関と電動機とからの出力を用いて車両を駆動制御する。 Conventionally, for the purpose of improving fuel consumption, a hybrid vehicle including an electric motor as a power source in addition to an internal combustion engine has been proposed. The hybrid vehicle uses a drive control device to drive and control the vehicle using outputs from the internal combustion engine and the electric motor.
従来のハイブリッド車両には、バッテリ充電量に応じてアクセル開度にエンジンの出力を対応させるとともに、このエンジンの出力を所定の変化率の範囲内に制限し、バッテリ充電量に応じてエンジンの出力の制限分を電動機の出力調整により補償し、エンジンの排ガスの清浄化を図るものがある。
また、ハイブリッド車両の制御装置には、電動機によるトルクアシスト実行中に、バッテリの残存容量が所定値以下となったとき、残存容量の減少度合いに応じて電動機のアシストトルク量を徐々に減少させるとともにエンジンの発生トルクを徐々に増大させる過渡的なトルクアシストを行うことにより、電動機によるエンジンの補助駆動を円滑に行うものがある。
さらに、ハイブリッド車両の駆動力制御装置には、アクセル開度と車速に基づいて目標駆動パワーを求めるとともに、バッテリ充電状態に基づいて目標充放電パワーを求め、目標駆動パワーから目標充放電パワーを減算することで目標エンジンパワーを求め、この目標エンジンパワーに基づき、エンジンの運転効率が良い動作点(エンジン回転数とエンジントルク)を決定し、エンジンがこの動作点で動作するよう制御して、燃費や駆動力等を最適に制御可能としたものがある。
ところで、特許文献3に開示される制御装置では、バッテリの充電状態であるSOC(state of charge)が高い場合は目標充放電パワーを正の値としてバッテリを放電し、SOCが低い場合は負の値としてバッテリを充電することにより、バッテリの充電状態をバッテリに適した範囲に維持することができる。
ところが、特許文献3に開示される制御装置では、目標充放電パワーは、バッテリの充電状態が変わらなければ一定の値となる。
このため、例えば、SOCが低く目標充放電パワーが負であり、かつ、アクセル開度が全閉の状態でハイブリッド車両が減速している場合は、図6に破線で示すように、目標駆動パワーが車両速度の低下にともなって増加する(目標駆動パワーは、負の値であるため絶対値は減少する)と、目標駆動パワーと目標充放電パワーとの差で表される目標エンジンパワーが増加することになる。
この結果、目標エンジンパワーが増加するとエンジン回転数も増加するため、運転者にとっては、車両速度が低下するほどエンジン音が上昇するという違和感のある現象が発生するという問題がある。
By the way, in the control device disclosed in
However, in the control device disclosed in
Therefore, for example, when the SOC is low and the target charge / discharge power is negative, and the hybrid vehicle is decelerating with the accelerator opening being fully closed, as shown by the broken line in FIG. When the vehicle speed increases as the vehicle speed decreases (the absolute value decreases because the target drive power is a negative value), the target engine power represented by the difference between the target drive power and the target charge / discharge power increases. Will do.
As a result, when the target engine power is increased, the engine speed is also increased. Therefore, the driver has a problem that an uncomfortable phenomenon that the engine sound increases as the vehicle speed decreases occurs.
この発明は、ハイブリッド車両の車両速度が徐々に低下するような状態において、エンジン回転数が上昇することを防止し、運転者にとって違和感を感じるような状況を無くすことを目的とする。 An object of the present invention is to prevent the engine speed from increasing in a state where the vehicle speed of the hybrid vehicle gradually decreases, and to eliminate the situation where the driver feels uncomfortable.
この発明は、内燃機関と電動機とからの出力を用いて車両を駆動制御するハイブリッド車両の駆動制御装置において、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、車両速度を検出する車両速度検出手段を備え、バッテリの充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段を備え、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度と、前記車両速度検出手段により検出された車両速度とに基づいて目標駆動パワーを設定する目標駆動パワー設定手段を備え、少なくとも前記バッテリ充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に基づいて目標充放電パワーを設定する目標充放電パワー設定手段を備え、前記目標駆動パワー設定手段により設定された目標駆動パワーと前記目標充放電パワー設定手段により設定された目標充放電パワーとから目標エンジンパワーを算出する目標エンジンパワー算出手段を備え、前記目標充放電パワー設定手段は、同じ車両速度であれば充電状態が高いほど前記目標充放電パワーの絶対値が低い値に設定され、かつアクセル開度が全閉時において、目標エンジンパワーがほぼ一定になるように目標充放電パワーを設定し、この目標充放電パワーの絶対値が小さくなるように設定することを特徴とする。
The present invention relates to a hybrid vehicle drive control device for driving and controlling a vehicle using outputs from an internal combustion engine and an electric motor, and includes a vehicle speed detection unit that includes a throttle opening detection unit that detects a throttle opening and detects a vehicle speed. Battery charge state detection means for detecting the state of charge of the battery, and based on the accelerator opening detected by the accelerator opening detection means and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means Target drive power setting means for setting drive power, and target charge / discharge power setting means for setting target charge / discharge power based on at least the charge state of the battery detected by the battery charge state detection means, and the target drive Target drive power set by the power setting means and target charge / discharge power setting means Comprising a target engine power calculating means for calculating a target engine power from the ShimegiTakashi discharge power, the target charge-and-discharge power setting means, the low absolute value of the target charge-and-discharge power higher charge state when the same vehicle speed When the accelerator opening is fully closed, the target charge / discharge power is set so that the target engine power is almost constant, and the absolute value of this target charge / discharge power is set to be small. Features.
この発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、車両速度が徐々に低下するような状態(たとえば減速時やアクセル開度が全閉時)において、エンジン回転数が上昇することを防止でき、運転者にとって違和感を感じるような状況を無くすことができる。 The drive control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention can prevent the engine speed from increasing in a state where the vehicle speed gradually decreases (for example, when the vehicle is decelerated or when the accelerator opening is fully closed). You can eliminate situations that make you feel uncomfortable.
この発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、車両速度が徐々に低下するような状態(たとえば減速時やアクセル開度が全閉時)において、エンジン回転数が上昇することを防止するものである。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
The drive control device for a hybrid vehicle according to the present invention prevents the engine speed from increasing in a state where the vehicle speed gradually decreases (for example, when the vehicle is decelerated or when the accelerator opening is fully closed).
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図6は、この発明の実施例を示すものである。図1はハイブリッド車両の駆動制御装置のシステム構成図、図2は駆動制御装置の制御ブロック図、図3は目標駆動力検索マップを示す図、図4は目標充放電パワー検索マップを示す図、図5はエンジン動作点検索マップを示す図、図6は駆動制御装置の減速時の制御タイムチャートである。
図1において、1はハイブリッド車両の駆動制御装置である。駆動制御装置1は、駆動系として、燃料の燃焼により駆動力を発生させる内燃機関2の出力軸3と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第1電動機4及び第2電動機5と、ハイブリッド車両の駆動輪6に接続される駆動軸7と、出力軸3、第1電動機4、第2電動機5、駆動軸7にそれぞれ連結された第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9と、を備えている。
前記内燃機関2は、アクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段10と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段11と、燃料に着火する点火装置等の着火手段12とを備えている。内燃機関2は、空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第1電動機4は、第1モータロータ軸13と第1モータロータ14と第1モータステータ15とを備えている。前記第2電動機5は、第2モータロータ軸16と第2モータロータ17と第2モータステータ18とを備えている。第1電動機4の第1モータステータ15は、第1インバータ19に接続されている。第2電動機5の第2モータステータ18は、第2インバータ20に接続されている。第1電動機4と第2電動機5とは、それぞれ第1インバータ19と第2インバータ20とによりバッテリ21から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動により電気エネルギを発生してバッテリ21を充電する。
前記第1遊星歯車機構8は、第1サンギア22と、この第1サンギア22に噛み合う第1プラネタリギア23を支持する第1プラネタリキャリア24と、第1プラネタリギア23に噛み合う第1リングギア25とを備えている。前記第2遊星歯車機構9は、第2サンギア26と、この第2サンギア26に噛み合う第2プラネタリギア27を支持する第1プラネタリキャリア28と、第2プラネタリギア27に噛み合う第2リングギア29とを備えている。
第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、内燃機関2と第1遊星歯車機構8との間に第1電動機4を配置し、第2遊星歯車機構9の内燃機関2から離れる側に第2電動機5を配置している。第2電動機5は、単独出力のみでハイブリッド車両を走行させることができる性能を備えている。
第1遊星歯車機構8の第1サンギア22には、第1電動機4の第1モータロータ軸13を接続している。第1遊星歯車機構8の第1プラネタリキャリア24と第2遊星歯車機構9の第2サンギア26とは、結合して内燃機関2の出力軸3に接続している。第1遊星歯車機構8の第1リングギア25と第2遊星歯車機構9の第2プラネタリキャリア28とは、結合して出力部30に連結するとともにこの出力部30を歯車やチェーン等の出力伝達機構31を介して駆動軸7に接続している。第2遊星歯車機構9の第2リングギア29には、第2電動機5の第2モータロータ軸16を接続している。
これにより、ハイブリッド車両の駆動系においては、内燃機関2と第1電動機4と第2電動機5と駆動軸7との間で、駆動力の授受を行う。
1 to 6 show an embodiment of the present invention. 1 is a system configuration diagram of a drive control apparatus for a hybrid vehicle, FIG. 2 is a control block diagram of the drive control apparatus, FIG. 3 is a view showing a target drive force search map, and FIG. 4 is a view showing a target charge / discharge power search map. FIG. 5 is a diagram showing an engine operating point search map, and FIG. 6 is a control time chart during deceleration of the drive control device.
In FIG. 1,
The
The first electric motor 4 includes a first
The first
The first
A first
Thus, in the drive system of the hybrid vehicle, driving force is exchanged among the
前記内燃機関2の空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12と、前記第1電動機4の第1モータステータ15と、前記第2電動機5の第2モータステータ18とは、駆動制御装置1の制御系である駆動制御部32に接続されている。
駆動制御部32は、アクセル開度検出手段33と、車両速度検出手段34と、エンジン回転数検出手段35と、バッテリ充電状態検出手段36と、を備えている。また、駆動制御部32は、目標駆動力設定手段37と、目標駆動パワー設定手段38と、目標充放電パワー設定手段39と、目標エンジンパワー算出手段40と、内燃機関制御手段41と、電動機制御手段42と、を備えている。
アクセル開度検出手段33は、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度tvoを検出する。車両速度検出手段34は、ハイブリッド車両の車両速度(車速)Vsを検出する。エンジン回転数検出手段35は、内燃機関2のエンジン回転数Neを検出する。バッテリ充電状態検出手段36は、バッテリ21の充電状態SOCを検出する。
目標駆動力設定手段37は、アクセル開度検出手段33により検出されたアクセル開度tvoと、車両速度検出手段34により検出された車両速度Vsとに応じて、ハイブリッド車両を駆動するための目標駆動力Fdrvを、図3に示す目標駆動力検索マップにより検索して決定する。
目標駆動パワー設定手段38は、アクセル開度検出手段33により検出されたアクセル開度tvoと、車両速度検出手段34により検出された車両速度Vsとに基づいて、目標駆動パワーPdrvを設定する。この実施例においては、目標駆動力Fdrvと車両速度Vsとを乗算して、目標駆動パワーPdrvを設定する。
目標充放電パワー設定手段39は、少なくともバッテリ充電状態検出手段36により検出されたバッテリ21の充電状態SOCに基づいて、目標充放電パワーPbatを設定する。この実施例においては、バッテリ充電状態SOCと車両速度Vsに応じて、目標充放電パワーPbatを、図4に示す目標充放電パワー検索マップにより検索して設定する。
目標エンジンパワー算出手段40は、目標駆動パワー設定手段38により設定された目標駆動パワーPdrvと目標充放電パワー設定手段39により設定された目標充放電パワーPbatとから、目標エンジンパワーPegを算出する。この実施例においては、目標駆動パワーPdrvから目標充放電パワーPbatを減算することにより、目標エンジンパワーPegを得る。
内燃機関制御手段41は、目標エンジンパワーPegに基づいて決定される、図5に示すような内燃機関2の運転効率が良い動作点(エンジン回転数とエンジントルク)で、内燃機関2が動作するように、空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12との駆動状態を制御する。
電動機制御手段42は、第1電動機4及び第2電動機5の合計電力が目標充放電パワーPbatとなるように、第1インバータ19と第2インバータ20との駆動状態を制御する。
前記目標充放電パワー設定手段39は、車両速度Vsが低くなるほど、目標充放電パワーPbatの絶対値が、図6に実線で示すように、小さくなるように設定する。
The air amount adjusting means 10, the fuel supply means 11, the ignition means 12, the
The
The accelerator opening degree detecting means 33 detects an accelerator opening degree tvo that is a depression amount of the accelerator pedal. The vehicle speed detection means 34 detects the vehicle speed (vehicle speed) Vs of the hybrid vehicle. The engine speed detection means 35 detects the engine speed Ne of the
The target driving force setting means 37 is a target drive for driving the hybrid vehicle according to the accelerator opening degree tvo detected by the accelerator opening
The target drive power setting means 38 sets the target drive power Pdrv based on the accelerator opening degree tvo detected by the accelerator opening degree detection means 33 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed detection means 34. In this embodiment, the target drive power Pdrv is set by multiplying the target drive force Fdrv and the vehicle speed Vs.
The target charge / discharge power setting means 39 sets the target charge / discharge power Pbat based on at least the charge state SOC of the
The target engine power calculation means 40 calculates the target engine power Peg from the target drive power Pdrv set by the target drive power setting means 38 and the target charge / discharge power Pbat set by the target charge / discharge power setting means 39. In this embodiment, the target engine power Peg is obtained by subtracting the target charge / discharge power Pbat from the target drive power Pdrv.
The internal combustion engine control means 41 operates on the
The motor control means 42 controls the drive state of the
The target charge / discharge power setting means 39 sets the absolute value of the target charge / discharge power Pbat so as to decrease as the vehicle speed Vs decreases, as shown by the solid line in FIG.
次に作用を説明する。
ハイブリッド車両の駆動制御装置1は、アクセル開度検出手段33が検出するアクセル開度tvoと、車両速度検出手段34が検出する車両速度(車速)Vsと、エンジン回転数検出手段35が検出するエンジン回転数Neと、バッテリ充電状態検出手段36が検出するバッテリ21の充電状態SOCとを、駆動制御部32に取り込む。
駆動制御装置1は、図2に示すように、目標駆動力設定手段37によりアクセル開度tvoと車両速度Vsとに応じて、ハイブリッド車両を駆動するための目標駆動力Fdrvを、図3に示す目標駆動力検索マップにより検索して決定する。目標駆動力Fdrvは、目標駆動パワー設定手段38により車速Vsと乗算されて、目標駆動パワーPdrvに設定される。
また、駆動制御装置1は、目標充放電パワー設定手段39によりバッテリ充電状態SOCと車両速度Vsとに応じて、目標充放電パワーPbatを、図4に示す目標充放電パワー検索マップにより検索して設定する。
駆動制御装置1は、目標エンジンパワー算出手段40により目標駆動パワーPdrvから目標充放電パワーPbatを減算し、目標エンジンパワーPegを算出する。
駆動制御装置1は、目標エンジンパワーPegに基づき、図5に示すように内燃機関2の運転効率が良い動作点(エンジン回転数とエンジントルク)を決定し、内燃機関2がこの動作点で動作するように、内燃機関制御手段41により空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12とを駆動し、また、第1電動機4及び第2電動機5の合計電力が目標充放電パワーPbatとなるように、電動機制御手段42により第1インバータ19と第2インバータ20とを駆動し、内燃機関2、第1電動機4、第2電動機5の各トルクを制御する。
内燃機関2、第1電動機4、第2電動機5の発生する駆動力は、第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9を介して駆動軸7から駆動輪6に伝達され、ハイブリッド車両を走行させる。
Next, the operation will be described.
The hybrid vehicle
As shown in FIG. 2, the
Further, the
The
Based on the target engine power Peg, the
The driving force generated by the
このハイブリッド車両の駆動制御装置1は、目標充放電パワー設定手段39によって、車両速度Vsが低くなるほど、目標充放電パワーPbatの絶対値が、図6に実線で示すように、小さくなるように設定する。
これにより、駆動制御装置1は、車両速度Vsの減少にともなって目標駆動パワーPdrvが減少するとともに、目標充放電パワーPbatも減少するため、目標エンジンパワーPegとエンジン回転数Neをほぼ一定にすることができる。
一方、従来例では、目標充放電パワーPbatが一定であるため、車両速度Vsの減少にともなって目標エンジンパワーPegとエンジン回転数Neが増加している。
このように、このハイブリッド車両の駆動制御装置1は、車両速度Vsが低くなるほど、目標充放電パワーPbatの絶対値が小さくなるように設定することで、車両速度Vsが徐々に低下するような状態(たとえば減速時やアクセル開度が全閉時)において、エンジン回転数Neが上昇することを防止できるため、運転者にとって違和感を感じるような状況を無くすことができる。
In the hybrid vehicle
As a result, the
On the other hand, in the conventional example, since the target charge / discharge power Pbat is constant, the target engine power Peg and the engine rotational speed Ne increase as the vehicle speed Vs decreases.
Thus, the hybrid vehicle
なお、この実施例においては、車両速度Vsが低くなるほど、目標充放電パワーPbatの絶対値が小さくなるように設定したが、アクセル開度tvoが全閉時において、目標エンジンパワーPegがほぼ一定になるように目標充放電パワーPbatを設定することで、車両速度Vsが徐々に低下するような状態(たとえば減速時やアクセル開度が全閉時)において、エンジン回転数Neが上昇することを防止し、運転者にとって違和感を感じるような状況を無くすことができる。
また、この実施例においては、目標充放電パワーPbatの絶対値が小さくなるように設定したが、目標充放電パワー設定手段39により設定される目標充放電パワーPbatの絶対値と、目標駆動パワー設定手段38により設定される目標駆動パワーPdrvとを、車両速度Vsが低下するに従って減少するように設定することもできる。
これにより、駆動制御装置1は、目標駆動パワーPbatと目標充放電パワーPdrvとを適切に設定するだけで、スムーズなハイブリッド車両の減速制御を実現することができる。
In this embodiment, the absolute value of the target charge / discharge power Pbat is reduced as the vehicle speed Vs decreases. However, when the accelerator opening degree tvo is fully closed, the target engine power Peg is substantially constant. By setting the target charging / discharging power Pbat so as to prevent the engine speed Ne from increasing in a state where the vehicle speed Vs gradually decreases (for example, when the vehicle is decelerated or the accelerator opening is fully closed). In addition, it is possible to eliminate a situation in which the driver feels uncomfortable.
In this embodiment, the absolute value of the target charge / discharge power Pbat is set to be small. However, the absolute value of the target charge / discharge power Pbat set by the target charge / discharge power setting means 39 and the target drive power setting are set. The target drive power Pdrv set by the
Thereby, the
この発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、車両速度が徐々に低下するような状態(たとえば減速時やアクセル開度が全閉時)において、エンジン回転数が上昇することを防止できるものであり、ハイブリッド車両の駆動力伝達装置に適用することができる。 The drive control device for a hybrid vehicle of the present invention can prevent the engine speed from increasing in a state where the vehicle speed gradually decreases (for example, when the vehicle is decelerated or the accelerator opening is fully closed) The present invention can be applied to a driving force transmission device for a hybrid vehicle.
1 駆動制御装置
2 内燃機関
4 第1電動機
5 第2電動機
7 駆動軸
8 第1遊星歯車機構
9 第2遊星歯車機構
10 空気量調整手段
11 燃料供給手段
12 着火手段
19 第1インバータ
20 第2インバータ
21 バッテリ
32 駆動制御部
33 アクセル開度検出手段
34 車両速度検出手段
35 エンジン回転数検出手段
36 バッテリ充電状態検出手段
37 目標駆動力設定手段
38 目標駆動パワー設定手段
39 目標充放電パワー設定手段
40 目標エンジンパワー算出手段
41 内燃機関制御手段
42 電動機制御手段
43 減速時制御手段
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