JP5338426B2 - ハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置 - Google Patents
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Description
そこで、前者の場合は、強制的にエンジン走行(HEVモード走行)に移行して、充電を行ない、後者の場合は、充電を停止したり、強制的にモータ走行(EVモード走行)に移行して放電を行なったりしている。
このように、強制的に走行モードを変更した場合、運転者に違和感を与えることがある。
駆動輪側に駆動力を伝達可能なモータと、このモータと駆動力を相互に伝達可能に設けられたエンジンと、このエンジンの駆動により発電を行なう発電機と、バッテリの充放電量に基づいて、前記モータおよび発電機による放電および充電を制御する充放電制御手段と、を備えている。そして、アクセル開度と車速とを含む車両状態に応じ、HEVモードとEVモードとに切り換える走行モード制御手段と、アクセルペダルの踏込反力を変更可能な踏込反力発生機構と、充放電量に基づき、充放電量があらかじめ設定された目標範囲に向かう方向に、踏込反力発生機構によりアクセルペダルの踏込反力を制御する踏込反力制御手段と、を備えている。この踏込反力制御手段は、前記HEVモードでは、前記充放電量が前記目標範囲よりも多い場合は、前記EVモードに移行されやすくなるように前記踏込反力を強くし、前記目標範囲よりも少ない場合は、前記HEVモードに保持されやすくなるように前記踏込反力を弱くし、一方、前記EVモードでは、前記充放電量が前記目標範囲よりも多い場合は、前記EVモードに保持されやすくなるように前記踏込反力を強くし、前記充放電量が前記目標範囲よりも少ない場合は、前記HEVモードに移行されやすくなるように前記踏込反力を弱くすることを特徴とするハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置とした。
加えて、HEVモード走行時に、充放電量が目標範囲よりも多い場合は、アクセルペダルの踏込反力を強くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルの踏込量を浅くするように促され、EVモードに移行しやすくなる。よって、モータで放電を行なって充放電量が目標範囲に向かって減少しやすくなる。
HEVモード走行時に、充放電量が目標範囲よりも少ない場合は、アクセルペダルの踏込反力を弱くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルの踏込量を深くするように促され、HEVモードに保持されやすくなり、よって、発電機で充電されて充放電量が目標範囲に向かって増加しやすくなる。
さらに、EVモード走行時に、充放電量が目標範囲よりも多い場合は、アクセルペダルの踏込反力を強くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルの踏込量を浅くするように促され、EVモードに保持されやすくなる。よって、モータで放電されて、充放電量が目標範囲に向かって減少しやすくなる。
EV走行時に、充放電量が目標範囲よりも少ない場合は、アクセルペダルの踏込反力を弱くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルの踏込量を深くするように促され、HEVモードに移行されやすくなる。よって、発電機で充電されて充放電量が目標範囲に向かって増加しやすくなる。
本発明の実施の形態のハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置は、駆動輪(RL,RR)側に駆動力を伝達可能なモータ(MG)と、このモータ(MG)と駆動力を相互に伝達可能に設けられたエンジン(Eng)と、このエンジン(Eng)の駆動により発電を行なう発電機(MG)と、アクセルペダル(AP)の踏込反力を変更可能な踏込反力発生機構(31)と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段(16)と、車速を検出する車速検出手段(17)と、バッテリ(4)の充放電量に基づいて、前記モータ(MG)および発電機(MG)による放電および充電を制御する充放電制御手段(2)と、前記アクセル開度と車速とを含む車両状態に応じ、前記エンジン(Eng)と前記モータ(MG)とを駆動させて走行するHEVモードと、前記モータ(MG)のみを駆動させて走行するEVモードとに切り換える走行モード制御手段(10)と、前記充放電量があらかじめ設定された目標範囲に向かう方向に、前記踏込反力発生機構により前記踏込反力を制御する踏込反力制御手段(10,30)と、を備えていることを特徴とすることを特徴とするハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置である。
図1は実施例1のハイブリッド車両のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動式のハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図であり、この図に基づいて、駆動系および制御系の構成を説明する。
まず、駆動系の構成を説明する。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の駆動系は、エンジンEngと、フライホイールFWと、第1クラッチ(クラッチ)CL1と、モータジェネレータ(モータ)MGと、第2クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪(駆動輪)RLと、右後輪(駆動輪)RRと、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例1におけるFRハイブリッド車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、第1クラッチコントローラ5と、第1クラッチ油圧ユニット6と、ATコントローラ7と、第2クラッチ油圧ユニット8と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10(走行モード制御手段、踏込反力制御手段)と、踏込反力コントローラ(踏込反力制御手段)30を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、第1クラッチコントローラ5と、ATコントローラ7と、ブレーキコントローラ9と、統合コントローラ10と、踏込反力コントローラ30は、情報交換が互いに可能なCAN通信線11を介して接続されている。
なお、踏込反力発生機構31は、アクセルペダルAPの回動中心部に設けられ、アクセルペダルAPをアクセル開度0の位置へ付勢する機械式や流体式のスプリングなどの付勢手段を有している。そして、踏込反力指令信号に応じて、サーボモータやステッピングモータなどのアクチュエータを駆動させて、付勢手段の付勢力を調節することで、運転者がアクセルペダルAPを踏み込んだときの反力を、あらかじめ設定された標準値よりも弱くしたり強くしたり変更可能に構成されている。
図2は、実施例1の制御装置が適用されたFRハイブリッド車両の統合コントローラ10にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図3は統合コントローラ10で目標定常トルクおよびモータアシストトルクを決定するのに用いられる特性図である。図4は、実施例1の制御装置が適用されたFRハイブリッド車両の統合コントローラ10でのモード選択処理を行なう際に用いられるEV-HEV選択マップを示す図である。図5は、実施例1の制御装置が適用されたFRハイブリッド車両の統合コントローラ10でバッテリ充電制御を行なう際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。以下、図2〜図5に基づき、実施例1の統合コントローラ10にて実行される演算処理を説明する。
次に、実施例1の統合コントローラ10にて実行される処理の流れを図7のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップS1では、あらかじめ設定された目標駆動トルクマップを用いて、アクセル開度APOおよび車速VSPから、定常的な目標駆動トルクtFo0を演算し、次のステップS2に進む。
なお、ステップS4では、現在の運転モードと目標運転モードとが一致していれば、現在の運転モードを保持する。また、現在の運転モードがEVモードで、目標運転モードがHEVモードであれば、EVモードからHEVモードへのモード切り換えを指令する。一方、現在の運転モードがHEVモードで、目標運転モードがEVモードであれば、HEVモードからEVモードへのモード切り換えを指令する。
なお、目標エンジントルクtTeは、運転モード(EVモード、HEVモード)や、モード切換に応じて、過渡目標駆動トルクtFoと、左右後輪RL,RRのタイヤ有効半径Rtと、ファイナルギヤ比ifと、現在の選択変速段により決まる自動変速機ATのギヤ比iGと、自動変速機ATの入力回転数Niと、エンジン回転数Neと、充放電量SOCに応じた目標充放電電力tPとから求める。
次に、統合コントローラ10において実行される踏込反力制御について説明する。
ステップS11では、アクセル開度APOが、一定であるか否か判定し、一定である場合はステップS19に進み、一定でない場合は、ステップS12に進む。
なお、アクセル開度APOが一定であるか否は、例えば、単位時間当たりの変化量が、設定値以内であるか否かなどで判定し、ある程度の幅が設定されている。
この第1反力係数K1は、図9に示す、第1反力係数マップを用いて充放電量SOCに基づいて設定する。この第1反力係数マップにおいて、充放電量SOCが目標範囲内であるときには、第1反力係数K1は、標準値(例えば、=1)とする。なお、目標範囲とは、本実施例1では、充放電量SOCが50〜60%の範囲とするが、この範囲はこれに限定されず、バッテリ4などの車両特性に基づいて、車両にとって最も好ましい値の範囲に設定するものとする。
一方、充放電量SOCが、目標範囲よりも多い場合は、充放電量SOCが多いほど、第1反力係数K1を、標準値よりも大きく設定する。すなわち、反力を強く設定する特性となっている。
このEVモード用の第2反力係数マップは、図10に示すように、充放電量SOCに応じて3種類設定されている。(a)は、充放電量SOCが目標範囲よりも少ない(例えば、30〜50%)場合の反力特性であり、EVモードとHEVモードとのモード切換線CHLに向かって、アクセル開度APOが大きくなるほど徐々に係数が小さくなる(反力が弱くなる)特性に設定されている。すなわち、モード切換線CHLが設定されている深さまでは、アクセルペダルAPを深く踏込むほど反力が弱くなり、深い踏込を促す特性に設定されている。
HEVモード用の第2反力特性マップも、図11に示すように、充放電量SOCに応じて3種類設定されている。(a)は、充放電量SOCが目標範囲よりも少ない(例えば、30〜50%)であるときの反力特性であり、モード切換線CHLの直後は係数が小さく(反力が弱く)、この位置からアクセル開度APOが大きくなるほど徐々に係数が大きく(反力が強く)なる特性に設定されている。すなわち、モード切換線CHLが設定されている深さでは、標準値よりも反力が弱いが、そこからアクセルペダルAPの踏込量が増えると、標準値に向けて徐々に反力が強くなる特性に設定されている。
次に、実施例1の動作例を図13〜図16のタイムチャートに基づいて説明する。
図13はEVモード走行時で、充放電量SOCが目標範囲よりも低い場合の動作例を示している。
この場合、ステップS12において、第1反力係数K1として、充放電量SOCに応じ標準値よりも低い値に設定される。
また、EVモードで進むステップS14において、第2反力係数K2が設定され、この場合、充放電量SOCに基づいて、図10(a)に示す反力特性が選択される。
また、このときの反力係数Kの変更速度Δtchは、アクセル開速度ΔAPOの大きさで決定される。このタイムチャートに示す例では、アクセル開速度ΔAPOは、中間的な値であり、変更速度として、Δtch2が選択されたものとする。
また、HEVモードに切り換わった場合、第2反力係数K2は、ステップS15に基づいて決定され、図11(a)に示す反力係数が選択される。このため、反力係数Kは、モード切換線CHLを越えると、徐々に反力が強くなる特性となり、モード切換線CHLを越えて深く踏み込むのが抑制される。
このため、図示の例では、t13の時点で、アクセル開度APOの変化が止まっている。
図14はHEVモード走行時で、充放電量SOCが目標範囲よりも低い場合の動作例を示している。
この場合、ステップS12において、第1反力係数K1として、充放電量SOCに応じ標準値よりも低い値に設定される。
また、HEVモードで進むステップS15において、第2反力係数K2は、充放電量SOCに応じ、図11(a)に示す特性が選択されるとともに、アクセル開度APOに応じた値に決定される。
そして、このときの反力係数Kの変更速度Δtchは、アクセル開速度ΔAPOの大きさで決定される。このタイムチャートに示す例では、アクセル開速度ΔAPOは、ゆっくりとした値であり、変更速度として、Δtch3が選択さる。
したがって、モータジェネレータMGにおける発電が促進され、充放電量SOCは、目標範囲に向けて上昇する。
図15はEVモード走行時で、充放電量SOCが目標範囲よりも高い場合の動作例を示している。
この場合、ステップS12において、第1反力係数K1として、充放電量SOCに応じ標準値よりも高い値に設定される。
また、EVモードで進むステップS14において、第2反力係数K2は、充放電量SOCに応じ、図10(c)に示す特性が選択されるとともに、アクセル開度APOに応じた値に決定される。
また、このときの反力係数Kの変更速度Δtchは、アクセル開速度ΔAPOの大きさで決定される。このタイムチャートに示す例では、アクセル開速度ΔAPOは、ゆっくりとした値であり、変更速度として、Δtch3が選択さる。
また、この場合、踏込反力が、モード切換線CHLの深さの手前で強くなるとともに、棚部TN1が形成され、しかも、モード切換線CHLを越えてHEVモードとなる深さになると反力がいったん弱くなる反力段差が形成されているため、運転者はアクセルペダルAPをモード切換線CHLよりも深く踏むのが好ましくない車両状態であることを知ることができる。
図16はHEVモード走行時で、充放電量SOCが目標範囲よりも高い場合の動作例を示している。
この場合、ステップS12において、第1反力係数K1として、充放電量SOCに応じ標準値よりも高い値に設定される。
また、HEVモードで進むステップS15において、第2反力係数K2は、充放電量SOCに応じ、図11(c)に示す特性が選択されるとともに、アクセル開度APOに応じた値に決定される。
また、この場合、EVモードに移行された時点で、踏込反力特性は、図15に示す例と同様に、モード切換線CHLの深さの手前で強くなる特性となり、EVモードに維持される傾向が強くなる。
以上説明した本実施例1では、以下に列挙する効果が得られる。
a)実施例1では、充放電量SOCに基づき、充放電量SOCが目標範囲(50〜60%の範囲)に向かう方向にアクセルペダルAPの踏込反力を変化させるようにした。すなわち、アクセルペダルAPの踏込反力に基づいて、運転者が、充放電量SOCが目標範囲に向かうようなアクセル操作を行なうことを促し、充放電量SOCを適切に管理することが可能である。そして、充放電量SOCを適切な範囲(目標範囲)に収束させることで、燃費の向上を図ることが可能である。
HEVモード走行時に、充放電量SOCが目標範囲よりも少ない場合は、アクセルペダルAPの踏込反力を弱くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルAPの踏込量を深くするように促され、HEVモードに保持されやすくなり、よって、モータジェネレータMGで充電されて充放電量SOCが目標範囲に向かって増加しやすくなる。
EV走行時に、充放電量SOCが目標範囲よりも少ない場合は、アクセルペダルAPの踏込反力を弱くするようにした。これにより、運転者は、アクセルペダルAPの踏込量を深くするように促され、HEVモードに移行されやすくなる。よって、モータジェネレータMGで充電されて充放電量SOCが目標範囲に向かって増加しやすくなる。
このように、運転者がアクセルペダルAPを操作したタイミングに合わせて、アクセルペダルAPの踏込反力を変更するようにしたため、操作前のタイミングでアクセルペダルAPの踏込反力を変更するものと比較して、運転者に、反力変化を体感させやすく、充放電量SOCが目標範囲に向かうアクセルペダル操作を促しやすい。
したがって、運転者が、アクセルペダルAPの急操作を行なった場合に、変更前の反力係数Kに基づいて、アクセル開度APOが変化するの抑制でき、上述のような充放電量SOCを目標範囲に向けるアクセル操作とは異なる操作が行なわれるのを抑制し、充放電量SOCが目標範囲に向かうことを促進できる。
したがって、通常値以上に反力が強くなったり、通常操作以上に深く踏み込んだりすることによる運転者の負担を軽減できる。
一方、アクセルペダルAPをモード切換線CHLよりも深く踏み込んでいる場合は、モード切換線CHLよりも浅くなるまで戻すように促される。
したがって、充放電量SOCに基づく第1反力係数K1のみを用いるものと比較して、走行モードに応じた細かな反力チューニングが可能となる。
具体的には、上記f)のように、モード切換線CHLを境として踏込反力変化を与えたり、モード切換線CHLを越えやすいが、さらに深く踏むのは抑制する踏込反力特性を与えたり、モード切換線CHLを越えにくい踏込反力特性を与えたりすることが可能となる。
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例1の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例1あるいは他の実施例と共通する構成については共通する符号を付けることで説明を省略する。
すなわち、実施例2では、変更時間は、充放電量SOCにより決定するもので、図17に示すように、充放電量SOCが低くなるほど変更速度Δtchが早くなるように設定されている。
16 アクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)
30 踏込反力コントローラ(踏込反力制御手段)
31 踏込反力発生機構
AP アクセルペダル
APO アクセル開度
AT 自動変速機
Eng エンジン
K 反力係数
K1 第1反力係数
K2 第2反力係数
MG モータジェネレータ(モータ、発電機)
RL 左後輪(駆動輪)
RR 右後輪(駆動輪)
ΔAPO アクセル開速度
Δtch 変更速度
Δtch1 変更速度
Δtch2 変更速度
Δtch3 変更速度
Claims (5)
- 駆動輪側に駆動力を伝達可能なモータと、
このモータと駆動力を相互に伝達可能に設けられたエンジンと、
このエンジンの駆動により発電を行なう発電機と、
アクセルペダルの踏込反力を変更可能な踏込反力発生機構と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
バッテリの充放電量に基づいて、前記モータおよび発電機による放電および充電を制御する充放電制御手段と、
前記アクセル開度を含む車両状態に応じ、前記エンジンと前記モータとを駆動させて走行するHEVモードと、前記モータのみを駆動させて走行するEVモードとに切り換える走行モード制御手段と、
前記充放電量に基づき、前記充放電量があらかじめ設定された目標範囲に向かう方向に前記踏込反力発生機構により前記踏込反力を制御する踏込反力制御手段と、
を備え、
前記踏込反力制御手段は、前記HEVモードでは、前記充放電量が前記目標範囲よりも多い場合は、前記EVモードに移行されやすくなるように前記踏込反力を強くし、前記目標範囲よりも少ない場合は、前記HEVモードに保持されやすくなるように前記踏込反力を弱くし、一方、前記EVモードでは、前記充放電量が前記目標範囲よりも多い場合は、前記EVモードに保持されやすくなるように前記踏込反力を強くし、前記充放電量が前記目標範囲よりも少ない場合は、前記HEVモードに移行されやすくなるように前記踏込反力を弱くする
ことを特徴とするハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置。 - 前記踏込反力制御手段は、前記アクセル開度の変化が大きいほど、前記踏込反力の変更速度を早くすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置。
- 前記踏込反力制御手段は、前記充放電量が低いほど、前記踏込反力の変更時間を早くすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置。
- 前記踏込反力制御手段は、前記アクセル開度の変化を検出して、前記踏込反力の変更を開始することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置。
- 前記踏込反力制御手段は、あらかじめ設定された設定時間を越えて前記アクセル開度に変化がない場合、通常の反力に戻すことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置。
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