JP5092611B2 - Vehicle driving force control device - 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。 The present invention relates to a driving force control device for a vehicle, and more particularly to a driving force control device for a hybrid vehicle that can travel using an engine and an electric motor as power sources.
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。 In recent years, a hybrid vehicle has been proposed that is equipped with an engine that outputs torque by the combustion of fuel and an electric motor that outputs torque by supplying electric power, and can travel by transmitting the torque of the engine and the electric motor to wheels. Has been. In such a hybrid vehicle, driving and stopping of the engine and the electric motor are controlled according to the driving state, so that the wheel is driven only by the torque of the electric motor, or the wheel is driven by the torque of both the engine and the electric motor. The electric motor can be driven by the electric power stored in the battery. When the energy of the battery decreases, the engine is driven to charge the battery.
即ち、ハイブリッド車両において、駆動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。 That is, in the hybrid vehicle, an engine and an electric motor are provided as drive sources, and a planetary gear that combines the power of the engine and the electric motor and transmits it to the wheels is provided. Specifically, the output shaft of the engine is connected to the planetary gear carrier, the output shaft of the electric motor is connected to the ring gear of the planetary gear, and power is transmitted from the sprocket connected to the ring gear to the wheels. It is configured. A generator is provided between the planetary gear and the engine, and the rotating shaft of the generator is connected to the sun gear of the planetary gear. Therefore, the engine power is divided into wheels and a generator by the planetary gear, and the engine rotation speed can be controlled by controlling the rotation speed of the generator. That is, the power split mechanism constituted by the planetary gears has a function of converting the rotational speed of the engine and a function of splitting the engine power into wheels and a generator.
また、このハイブリッド車両には、ブレーキ装置として、ブレーキペダルから入力された操作量に応じて制動力、つまり、ブレーキホイールシリンダへ供給する制動油圧を電気的に制御する電子制御式ブレーキ装置(ECB:Electronically Controlled Brake)が知られている。このECBは、ブレーキペダルの操作量をブレーキペダルストロークセンサで検出し、このブレーキペダルの操作量に基づいて制動油圧を調整し、ブレーキホイールシリンダを作動して各車輪に制動力を発生させる。従って、ECBは、4輪独立でスムーズに制動力を制御することができ、ABS、ブレーキアシスト、TRC、VSCの各機能を最大限に発揮させることができる。 Further, in this hybrid vehicle, as a brake device, an electronically controlled brake device (ECB) that electrically controls a braking force, that is, a brake hydraulic pressure supplied to a brake wheel cylinder, according to an operation amount input from a brake pedal. Electronically Controlled Brake) is known. The ECB detects the operation amount of the brake pedal with a brake pedal stroke sensor, adjusts the brake hydraulic pressure based on the operation amount of the brake pedal, and operates the brake wheel cylinder to generate the braking force on each wheel. Therefore, the ECB can smoothly control the braking force independently of the four wheels, and can maximize the functions of ABS, brake assist, TRC, and VSC.
車両のモータトラクション制御装置として、下記特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された車両のモータトラクション制御装置では、ブレーキコントローラは、車輪速センサが検出した車輪速から車輪のスリップ量を演算し、このスリップ量からスリップ用トルク制限値を演算し、統合コントローラは、モータ回転数センサが検出した角速度から角加速度及び角加速度トルク制限値を演算し、スリップ用トルク制限値、角加速度及び角加速度トルク制限値、路面摩擦係数に基づいてモータトルク指令値を決定している。
As a motor traction control device for a vehicle, there is one described in
一般に、ハイブリット車両では、駆動系を制御するHV−ECU(統合コントローラ)と制動系を制御するブレーキECU(ブレーキコントローラ)とがCAN等の通信方式により接続されている。このシステムでは、通信による制御遅れが発生する。上述した従来の車両のモータトラクション制御装置では、ブレーキコントローラが車輪速からスリップ量を演算し、スリップ用トルク制限値をCAN通信により統合コントローラに出力し、この統合コントローラは、角速度から角加速度及び角加速度トルク制限値を演算し、スリップ用トルク制限値、角加速度及び角加速度トルク制限値、路面摩擦係数に基づいてモータトルク指令値を決定し、モータ駆動トルクを制御している。 Generally, in a hybrid vehicle, an HV-ECU (integrated controller) that controls a drive system and a brake ECU (brake controller) that controls a braking system are connected by a communication method such as CAN. In this system, control delay due to communication occurs. In the above-described conventional vehicle motor traction control device, the brake controller calculates the slip amount from the wheel speed, and outputs the slip torque limit value to the integrated controller through CAN communication. The integrated controller calculates the angular acceleration and angular acceleration from the angular velocity. An acceleration torque limit value is calculated, a motor torque command value is determined based on the slip torque limit value, the angular acceleration, the angular acceleration torque limit value, and the road surface friction coefficient, and the motor drive torque is controlled.
そのため、車両のスリップが発生してから、このスリップを収束させるためにモータの駆動トルクを低下させるまでの間に、CANの通信遅れが作用し、車両の初期スリップを適正に抑制することが困難となる。例えば、車両が上り坂の雪道で停止している状態から発進するとき、スリップを検出してからトルクダウン制御が実行されるまでに、CAN通信の遅れが発生すると、スリップを直ちに収束できずに登坂性能が低下してしまう。 For this reason, a CAN communication delay acts between the occurrence of a vehicle slip and the reduction of the motor drive torque to converge the slip, making it difficult to properly suppress the initial slip of the vehicle. It becomes. For example, when starting from a state where the vehicle is stopped on an uphill snow road, if a CAN communication delay occurs between the detection of the slip and the execution of torque-down control, the slip cannot be immediately converged. The climbing performance will be degraded.
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、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制して高精度なトラクション制御を可能と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。 The present invention is intended to solve such a problem, and provides a vehicle driving force control device that enables high-precision traction control by suppressing initial slip by suppressing control delay. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、車両の運転状態に応じてモータの駆動トルクを制御する駆動力制御部と、前記車両の運転状態に応じて車両の制動トルクを制御する制動力制御部と、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部と、駆動輪の回転速度を検出する駆動輪速度検出部とを備え、前記駆動力制御部は、前記モータ回転速度検出部が検出した前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第2トルクダウン量を算出し、該第2トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御すると共に、前記第2トルクダウン量を前記制動力制御部に出力し、前記制動力制御部は、前記駆動輪速度検出部が検出した駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第1トルクダウン量を算出し、前記第2トルクダウン量を加味して前記第1トルクダウン量を補正し、前記駆動力制御部に出力し、前記駆動力制御部は、補正した第1トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a driving force control unit that controls the driving torque of the motor according to the driving state of the vehicle, and a control that controls the braking torque of the vehicle according to the driving state of the vehicle. A power control unit; a motor rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the motor; and a drive wheel speed detection unit that detects a rotation speed of a drive wheel, wherein the drive force control unit is the motor rotation speed detection unit. Detecting the slip of the driving wheel based on the rotational speed of the motor detected by the motor, calculating a second torque down amount of the vehicle, controlling the driving torque of the motor according to the second torque down amount, The second torque reduction amount is output to the braking force control unit, and the braking force control unit detects slip of the driving wheel based on the rotational speed of the driving wheel detected by the driving wheel speed detection unit. A first torque down amount of the vehicle is calculated, the first torque down amount is corrected in consideration of the second torque down amount, and is output to the driving force control unit. The driving force control unit corrects the first torque down amount. The drive torque of the motor is controlled according to the amount of torque reduction .
本発明の車両の駆動力制御装置では、前記駆動力制御部は、前記モータの回転速度から角加速度を算出し、該角加速度と基準路面摩擦係数に基づいて設定された所定値を比較して前記駆動輪のスリップを検出すると共に、前記角加速度に基づいて前記第2トルクダウン量を算出することを特徴としている。 In the vehicle driving force control apparatus according to the present invention, the driving force control unit calculates angular acceleration from the rotational speed of the motor, and compares the angular acceleration with a predetermined value set based on a reference road surface friction coefficient. The slip of the drive wheel is detected, and the second torque down amount is calculated based on the angular acceleration.
本発明の車両の駆動力制御装置では、駆動源として前記モータ及びエンジンを有し、前記モータはモータ制御部によりモータトルクが制御可能であり、前記エンジンはエンジン制御部によりエンジントルクが制御可能であり、前記駆動力制御部は、前記モータ制御部及び前記エンジン制御部を制御することで車両の駆動トルクを制御可能であることを特徴としている。 In the vehicle driving force control apparatus according to the present invention, the motor has the motor and the engine as drive sources, the motor can control motor torque by the motor control unit, and the engine can control engine torque by the engine control unit. In addition, the driving force control unit can control the driving torque of the vehicle by controlling the motor control unit and the engine control unit.
本発明の車両の駆動力制御装置では、CAN通信により各種データの送受信が行わせることを特徴としている。 The vehicle driving force control apparatus of the present invention is characterized in that various data are transmitted and received by CAN communication.
本発明の車両の駆動力制御装置によれば、駆動力制御部は、モータの回転速度に基づいて駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第2トルクダウン量を算出し、第2トルクダウン量に応じてモータの駆動トルクを制御すると共に、第2トルクダウン量を制動力制御部に出力し、制動力制御部は、駆動輪の回転速度に基づいて駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第1トルクダウン量を算出し、第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を補正し、駆動力制御部に出力し、駆動力制御部は、補正した第1トルクダウン量に応じてモータの駆動トルクを制御するので、駆動力制御部は、制動力制御部からの第1トルクダウン量の入力遅れに拘らず、第2トルクダウン量に応じてモータの駆動トルクを制御することができ、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制し、高精度なトラクション制御を行うことができる。 According to the vehicle driving force control apparatus of the present invention, the driving force control unit detects slip of the driving wheel based on the rotation speed of the motor, calculates the second torque down amount of the vehicle, and calculates the second torque down amount. And the second torque reduction amount is output to the braking force control unit. The braking force control unit detects the slip of the driving wheel based on the rotational speed of the driving wheel and The first torque down amount is calculated, the second torque down amount is taken into account, the first torque down amount is corrected and output to the driving force control unit, and the driving force control unit responds to the corrected first torque down amount. and it controls the driving torque of the motor Te, the driving force control unit, regardless of the input delay of the first torque reduction amount from the braking force control unit, controlling the driving torque of the motor in response to the second torque reduction amount Control delay The initial slip is suppressed by suppressing, it is possible to perform highly accurate traction control.
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。 Embodiments of a vehicle driving force control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
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が適用されたハイブリッド車両の概略構成図、図3は、本実施例の車両の駆動力制御装置によるトラクション制御を表すフローチャートである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle driving force control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle to which the vehicle driving force control device of the present embodiment is applied. 3 is a flowchart showing the traction control by the vehicle driving force control apparatus of the present embodiment.
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。 The vehicle to which the driving force control apparatus for a vehicle according to the present embodiment is applied is a hybrid vehicle, and an engine, an electric motor, and a generator are mounted as a power source. The engine, the electric motor, and the generator are Connected by the power distribution and integration mechanism, the engine output is distributed to the generator and the drive wheel, and the output from the electric motor is transmitted to the drive wheel, or the drive shaft is transmitted from the drive shaft to the drive wheel via the reducer Acts as a power transmission.
即ち、図2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(以下、HV−ECUと称する。)20とを有している。
That is, as shown in FIG. 2, the
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と称する。)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、HV−ECU20と通信可能であり、HV−ECU20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HV−ECU20に出力する。
The
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。
The power distribution and
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。
Each of the
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と称する。)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、HV−ECU20と通信しており、HV−ECU20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HV−ECU20に出力する。
The
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と称する。)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HV−ECU20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。
The
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の踏み込み量に対応するアクセル開度と、車速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。
The
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。
As the drive control of the
また、車両には、電気制御式油圧ブレーキ装置が設けられている。この油圧ブレーキ装置は、ブレーキペダルのペダルストローク(操作量)に応じて作動するマスタシリンダ37と、車両の走行状態に応じてマスタシリンダ37からの制動油圧を制御するブレーキアクチュエータ(油圧制御部)38と、各駆動輪28に対応して設けられたブレーキホイールシリンダ39を有している。上述したHV−ECU20には、このブレーキアクチュエータ38を制御するブレーキ用電子制御ユニット(以下、ブレーキECUと称する。)40も接続されている。
The vehicle is also provided with an electrically controlled hydraulic brake device. The hydraulic brake device includes a
なお、上述したモータ19は、主として駆動力を発生させるが、駆動輪28の回転を利用して発電(回生発電)することもでき、発電機として機能することも可能である。このとき、駆動輪28には回生ブレーキが作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。
The
従って、このブレーキECU40は、ブレーキペダルのペダルストロークまたはそれによって得られるマスタシリンダ37の液圧に応じてドライバの要求制動力を検出し、HV−ECU20に対してこの要求制動力を出力する。HV−ECU20は、モータECU33にこの要求制動力を出力し、モータECU33は回生ブレーキを制御すると共に、その実行値、つまり、実行した回生制動力をHV−ECU20に出力する。HV−ECU20は要求制動力から回生制動力を減算して要求油圧制動力を設定し、ブレーキECU40は、この要求油圧制動力に基づいてブレーキアクチュエータ38を制御し、各ブレーキホイールシリンダ39を作動する。
Therefore, the
HV−ECU20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。
The HV-
そして、このHV−ECU20には、図1及び図2に示すように、イグニッション信号を出力するイグニッションスイッチ44、アクセルペダルのペダルストローク踏み込み量(以下、アクセル開度)を検出するアクセルペダルポジションセンサ45、シフトレバーの操作位置を検出するシフト位置センサ46が入力ポートを介して接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the HV-
一方、ブレーキECU40には、各駆動輪28の回転速度を検出する車輪速センサ47、ステアリングによる操舵角を検出するステアリングセンサ48、車両の加速度及び減速度を検出するGセンサ49、車両のヨー角を検出するヨーレイトセンサ50、車両の速度を検出する車速センサ51、ブレーキペダルの踏み込み量(ブレーキペダルストローク)を検出するブレーキペダルストロークセンサ52が入力ポートを介して接続されている。
On the other hand, the
HV−ECU20は、エンジンECU21、モータECU33、バッテリECU36とはシリアル通信により接続され、ブレーキECU40とはCAN(Control Area Network)通信により接続されており、HV−ECU20、エンジンECU21、モータECU33、バッテリECU36、ブレーキECU40との間で、各種制御信号やデータのやりとりを行っている。
The HV-
ところで、ハイブリット車両11では、エンジン12やモータ16,19などの駆動系を制御するHV−ECU20と、制動系を制御するブレーキECU40とがCAN通信により接続されており、このCAN通信は、シリアル通信に比べて通信速度が遅くて制御遅れが発生するおそれがある。
By the way, in the
即ち、ブレーキECU40は、車両のスリップを検出すると、このスリップ量と路面摩擦係数に基づいてトルクダウン量を算出し、このトルクダウン量をHV−ECU20に出力する。HV−ECU20は、受取ったトルクダウン量に基づいてエンジンECU21やモータECU33を制御してエンジン12やモータ16,19の駆動トルクを低下させ、車両のスリップを抑制している。そのため、ブレーキECU40とHV−ECU20との間でのCAN通信による遅れが発生すると、車両がスリップしてから、このスリップを収束させるために駆動トルクを低下させるまでの時間が長くなり、車両の初期スリップを適正に抑制することが困難となる。
That is, when detecting the slip of the vehicle, the
そこで、本実施例のハイブリッド車両11における駆動力制御装置では、ハイブリッド車両11の運転状態に応じてモータ19の駆動トルクを制御する駆動力制御部としてのHV−ECU20と、ハイブリッド車両11の運転状態に応じて制動トルクを制御する制動力制御部としてのブレーキECU40と、モータ19の回転速度を検出するモータ回転速度検出部としての回転位置検出センサ35と、駆動輪28の回転速度を検出する駆動輪速度検出部としての車輪速センサ47を有し、ブレーキECU40は、車輪速センサ47が検出した駆動輪28の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に第1トルクダウン量を算出し、CAN通信を用いてHV−ECU20に出力する一方、このHV−ECU20は、回転位置検出センサ35が検出したモータ回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に第2トルクダウン量を算出し、第1トルクダウン量及び第2トルクダウン量に応じてエンジン12やモータ19の駆動トルクを制御している。
Therefore, in the driving force control apparatus in the
具体的には、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に第2トルクダウン量を算出し、第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御すると共に、第2トルクダウン量をCAN通信を用いてブレーキECU40に出力し、このブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出し、第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を算出し、CAN通信を用いてHV−ECU20に出力している。
Specifically, the HV-
即ち、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に、第2トルクダウン量を算出し、第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御する。そのため、CAN通信による制御遅れをなくして初期スリップを適正に抑制することができる。また、HV−ECU20は、この第2トルクダウン量の実行値をCAN通信を用いてブレーキECU40に出力すると、このブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出し、第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を算出し、CAN通信を用いてHV−ECU20に出力する。そのため、初期のスリップが抑制されて後のスリップを高精度に抑制することができる。
That is, the HV-
なお、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置にて、ブレーキECU40は、ABS制御と、TRC・VSC制御と、回生ブレーキ制御が可能となっている。このABS制御は、車両の前後車輪における制動力配分と左右車輪における制動力配分とを適切に行うことで、積載状態、加減速時、旋回制動時における車両安定性を確保する。TRC制御は、滑りやすい路面での車両の走行時や旋回走行時に、モータの駆動制御とブレーキ装置の制動制御を行うことでスリップを抑制し、路面状況に応じた駆動力を確保して車両の発進加速性、直進性及び旋回安定性を確保する。VSC制御は、車両の旋回走行時に、モータ及びエンジンの駆動制御とブレーキ装置の制動制御を行うことで、車輪の横滑りを抑制する。回生ブレーキ制御は、車両の減速時に、路面から駆動輪に伝わる駆動力を利用してモータで発電を行うと共に、回生ブレーキを作用させることで、燃費を向上する。
In the hybrid vehicle driving force control apparatus of this embodiment, the
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トラクション制御について、図3のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、図3のフローチャートに表すトラクション制御ルーチンは、HV−ECU20により初期スリップを抑制するために実行されるものであり、同時に、ブレーキECU40によりスリップを抑制するためのトラクション制御が実行される。なお、このHV−ECU20により実行されるトラクション制御にて、使用されるTRC制御の許可信号、基本路面摩擦抵抗μ、基準トルクTsは、所定のサンプリング周期でブレーキECU40から入力されており、CAN通信による遅れは発生しない。
Here, the traction control by the driving force control apparatus of the hybrid vehicle of the above-described embodiment will be described in detail based on the flowchart of FIG. The traction control routine shown in the flowchart of FIG. 3 is executed by the HV-
本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置によるトラクション制御において、図3に示すよう、HV−ECU20は、ステップS11にて、回転位置検出センサ35が検出したモータ回転速度(角速度)ωを読込み、ステップS12にて、このモータ回転速度、つまり、角速度ωを微分することで、角加速度dω/dtを算出する。そして、ステップS13にて、モータ19によるTRC制御が許可されるか、つまり、HV−ECU20が正常にモータ19を制御しているかどうかを判定する。ここで、モータ19によるTRC制御が許可されないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
In the traction control by the driving force control device for the hybrid vehicle of this embodiment, as shown in FIG. 3, the HV-
一方、ステップS13にて、モータ19によるTRC制御が許可されると判定されたら、ステップS14にて、角加速度dω/dtが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きいかどうかを判定する。即ち、この角加速度dω/dtが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きい場合には、駆動輪28のスリップが発生するものと推定される。
On the other hand, if it is determined in step S13 that TRC control by the
ステップS14にて、角加速度dω/dtが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きいと判定されたら、駆動輪28のスリップが発生するものと推定されることから、ステップS15にて、トルクダウン量Tdown(第2トルクダウン量)を算出する。ここでは、トルクダウン量Tdownを、角加速度dω/dtに基づいて、予め設定されたトルクダウンマップTdownMap、トルクダウン計算式Tdown2、前回のトルクダウン量Tdown(n−1)で求められたものうちの最も大きいものを選択して用いる。この場合、トルクダウンマップTdownMapは、予め実験により求められたマップであり、トルクダウン計算式Tdown2は、急激なスリップが発生したときに適用される計算式である。また、前回のトルクダウン量Tdown(n−1)を用いるのは、スリップしたときの角加速度dω/dtを前回よりも小さくするためである。
If it is determined in step S14 that the angular acceleration dω / dt is greater than a predetermined value set based on the basic road surface frictional resistance μ, it is estimated that slip of the
ステップS16では、ステップS15で求めたトルクダウン量Tdownから各種誤差const(=0でもよい)を減算することで、過剰なトルクダウンを抑制する。そして、ステップS17にて、車両の基準トルクTsからトルクダウン量Tdownを減算することで、車両の目標トルクTt(n)を算出し、ステップS18にて、HV−ECU20は、この目標トルクTt(n)に基づいてモータ19の駆動力を低下させる。
In step S16, excessive torque reduction is suppressed by subtracting various errors const (may be = 0) from the torque reduction amount Tdown obtained in step S15. In step S17, the target torque Tt (n) of the vehicle is calculated by subtracting the torque down amount Tdown from the reference torque Ts of the vehicle. In step S18, the HV-
一方、ステップS14にて、角加速度dω/dtが基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定された所定値より大きくないと判定されたら、駆動輪28のスリップが発生しないものと推定されることから、ステップS19にて、前回の目標トルクTt(n−1)が基準トルクTsより小さいかどうかを判定する。ここで、前回の目標トルクTt(n−1)が基準トルクTsより小さいと判定されたら、ステップS20にて、基準トルクTs(n−1)に基本路面摩擦抵抗μに基づいて設定されたトルクアップ量Tupを加算することで、車両の目標トルクTt(n)を算出する。また、ステップS19にて、前回の目標トルクTt(n−1)が基準トルクTsより小さくないと判定されたら、ステップS21にて、前回の目標トルクTt(n−1)を車両の目標トルクTt(n)に設定する。そして、ステップS18にて、HV−ECU20は、この目標トルクTt(n)に基づいてモータ19の駆動力を制御する。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the angular acceleration dω / dt is not larger than the predetermined value set based on the basic road surface frictional resistance μ, it is estimated that no slip of the
なお、上述したように、HV−ECU20が、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に第2トルクダウン量(トルクダウン量Tdown)を算出し、この第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを低下させるとき、ブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出し、このスリップ量に基づいて第1トルクダウン量を算出している。そして、HV−ECU20は、実行した第2トルクダウン量をCAN通信を用いてブレーキECU40に出力すると、このブレーキECU40は、第1トルクダウン量に第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を補正し、このトルクダウン量をCAN通信を用いてHV−ECU20に出力する。
As described above, the HV-
従って、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出し、角加速度dω/dtに基づいて第2トルクダウン量(トルクダウン量Tdown)を算出し、この第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御するため、CAN通信による制御遅れがなく、駆動輪28の初期スリップが早期に抑制される。また、HV−ECU20は、この第2トルクダウン量の実行値をCAN通信を用いてブレーキECU40に出力し、ブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出し、第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を算出し、CAN通信を用いてHV−ECU20に出力するため、初期のスリップが抑制されて後のスリップを高精度に適正に継続して抑制される。
Therefore, the HV-
例えば、車両が上り坂の雪道で停止している状態から発進するとき、初期スリップが発生すると、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出してモータ19の駆動トルクを低下させるため、スリップを検出してからトルクダウン制御が実行されるまでの制御時間が短縮され、ハイブリッド車両11の登坂性能が低下することがない。
For example, when the vehicle starts from a state where the vehicle is stopped on an uphill snow road, if an initial slip occurs, the HV-
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、エンジン12とモータ16,19の駆動トルクを制御するHV−ECU20と、ブレーキアクチュエータ38の制動トルクを制御するブレーキECU40と、モータ19の回転速度を検出する回転位置検出センサ35と、駆動輪28の回転速度を検出する車輪速センサ47とを設け、ブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいてスリップを検出すると共に第1トルクダウン量を算出し、HV−ECU20に出力する一方、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に第2トルクダウン量を算出し、第1トルクダウン量と第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御している。
Thus, in the vehicle driving force control apparatus of the present embodiment, the HV-
従って、HV−ECU20は、ブレーキECU40からの第1トルクダウン量の入力遅れに拘らず、第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御することができ、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制し、高精度なトラクション制御を行うことができる。
Therefore, the HV-
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいて駆動輪28のスリップを検出すると共に第2トルクダウン量を算出し、この第2トルクダウン量に応じてモータ19の駆動トルクを制御すると共に、第2トルクダウン量をブレーキECU40に出力し、このブレーキECU40は、駆動輪28の回転速度に基づいてスリップを検出し、第2トルクダウン量を加味して第1トルクダウン量を算出し、HV−ECU20に出力している。
Further, in the vehicle driving force control apparatus of the present embodiment, the HV-
従って、HV−ECU20は、モータ19の回転速度に基づいてモータ19の駆動トルクを低下することで、駆動輪28の初期スリップを抑制することができ、その後、駆動輪28の回転速度を加味してモータ19の駆動トルクを制御することで、駆動輪28のスリップを継続して抑制することができ、高精度なスリップ制御を行うことができる。
Therefore, the HV-
また、本実施例の車両の駆動力制御装置では、HV−ECU20は、モータ19の回転速度から角加速度を算出し、この角加速度と基準路面摩擦係数を比較して駆動輪28のスリップを検出すると共に、角加速度に基づいて第2トルクダウン量を算出している。従って、常時、HV−ECU20に入力されているモータ19の回転速度に基づいて角加速度を算出し、この角加速度と基準路面摩擦係数を比較してモータ19の駆動トルクを制御することで、駆動輪28のスリップを早期に抑制することができる。
In the vehicle driving force control apparatus of the present embodiment, the HV-
以上のように、本発明に係る車両の駆動力制御装置は、制御遅れを抑制することで初期スリップを抑制して高精度なトラクション制御を可能とするものであり、特に、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。 As described above, the vehicle driving force control device according to the present invention is capable of suppressing the initial slip by suppressing the control delay and enabling highly accurate traction control. It is useful when applied to a hybrid vehicle that can be driven using a power source.
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)
19 モータ(MG2)
20 ハイブリッド用電子制御ユニット、HV−ECU(駆動力制御部)
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
35 回転位置検出センサ(モータ回転速度検出部)
36 バッテリ用電子制御ユニット、バッテリECU
37 ブレーキマスタシリンダ
38 ブレーキアクチュエータ
39 ブレーキホイールシリンダ
40 ブレーキ用電子制御ユニット、ブレーキECU(制動力制御部)
47 車輪速センサ(駆動輪速度検出部)
51 車速センサ
52 ブレーキペダルストロークセンサ
DESCRIPTION OF
19 Motor (MG2)
20 Hybrid electronic control unit, HV-ECU (driving force control unit)
21 Electronic control unit for engine, engine ECU
31 battery 33 electronic control unit for motor, motor ECU
35 Rotational position detection sensor (Motor rotational speed detector)
36 Electronic control unit for battery, battery ECU
37
47 Wheel speed sensor (drive wheel speed detector)
51
Claims (4)
前記駆動力制御部は、前記モータ回転速度検出部が検出した前記モータの回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第2トルクダウン量を算出し、該第2トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御すると共に、前記第2トルクダウン量を前記制動力制御部に出力し、
前記制動力制御部は、前記駆動輪速度検出部が検出した駆動輪の回転速度に基づいて前記駆動輪のスリップを検出すると共に車両の第1トルクダウン量を算出し、前記第2トルクダウン量を加味して前記第1トルクダウン量を補正し、前記駆動力制御部に出力し、
前記駆動力制御部は、補正した第1トルクダウン量に応じて前記モータの駆動トルクを制御することを特徴とする車両の駆動力制御装置。 A driving force control unit that controls the driving torque of the motor according to the driving state of the vehicle, a braking force control unit that controls the braking torque of the vehicle according to the driving state of the vehicle, and a motor that detects the rotational speed of the motor A rotation speed detection unit, and a drive wheel speed detection unit for detecting the rotation speed of the drive wheel,
The driving force control unit detects slip of the driving wheel based on the rotation speed of the motor detected by the motor rotation speed detection unit, calculates a second torque down amount of the vehicle, and outputs the second torque down amount. And controlling the driving torque of the motor in accordance with the output of the second torque reduction amount to the braking force control unit,
The braking force control unit detects slip of the driving wheel based on the rotational speed of the driving wheel detected by the driving wheel speed detection unit, calculates a first torque down amount of the vehicle, and calculates the second torque down amount. In consideration of the above, the first torque reduction amount is corrected and output to the driving force control unit,
The driving force control device for a vehicle, wherein the driving force control unit controls the driving torque of the motor according to the corrected first torque reduction amount .
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