JP5470821B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
図1は本願車両の駆動力制御装置を適用したハイブリッド車両のシステム構成図である。ハイブリッド車両は、エンジンE、第1、第2電動機MG1,MG2、第1、第2インバータ1a,1b、動力分割機構3、バッテリ2、コントローラCU、左後輪RL(駆動輪)、右後輪RR(駆動輪)を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
本願ハイブリッド車両は動力分割機構3の締結・解放状態に応じてEVモード(電動機MGの駆動力のみで走行)、およびHEVモード(電動機MGおよびエンジンEの駆動力を併用)の2走行モードを有する。
動力分割機構3によって第2電動機MG2とエンジンEとが解放状態とされる場合、エンジンEの駆動力は出力軸OUTには伝達されず、車両は第2電動機MG2の動力のみを動力源として走行するEVモードとなる。その際、動力分割機構3によって第1電動機MG1と第2電動機MG2を締結し、第1、第2電動機MG1,MG2双方の駆動力を出力軸OUTに伝達してもよい。
動力分割機構3が締結状態にある場合、エンジンEの駆動力は第2電動機MG2を介して出力軸OUTに伝達され、第2電動機MG2に加えてエンジンEの駆動力を併用するHEVモードとなる。この場合も、動力分割機構3によって第1、第2電動機MG1、MG2の双方の駆動力を出力軸OUTに伝達してもよい。
図2はコントローラCU内における駆動力の制御ブロック図である。駆動力マップ110に基づき。アクセル開度APOに対し遅れフィルタ処理を実行して出力軸駆動力を算出し、乗算部120においてこの出力軸駆動力に車速を乗じることで目標駆動力を演算する。
・アクセル開度APO
・車速V
・バッテリ2の残量
・単位時間当たりアクセル開度変化量ΔAPO
・アクセル開度APOおよび車速Vに基づいて演算される駆動力の変曲点(駆動力の時間変化率の正負が入れ替わる点)の個数
・変曲点間の偏差量
の少なくともいずれか1つに基づき時定数を算出し、この時定数により遅れフィルタ処理を行って出力軸駆動力を算出する(詳細は後述)。
図3は駆動力制御のフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。なお、以下では運転者の意図しない微小なアクセル開度APOをノイズと定義する。また、図3のフローにおける車両の走行モードはEVモードとし、第2電動機MG2の駆動力のみによって走行するものとする。
遅れフィルタの時定数は、アクセル開度APOのノイズ周波数−時定数マップ(図4参照)、およびバッテリ残量−時定数マップ(図5参照)から算出される。ノイズ周波数−時定数マップは車速Vにより複数のマップを備えている。検出されたアクセル開度APO、車速V、およびバッテリ2の残量に基づき最適なマップを1つまたは複数選択し、時定数を算出する。
複数のマップを選択する場合は複数の時定数が算出されるため、これら複数の時定数から最終的な時定数を決定する。最終的な時定数の算出には平均値等を用いてもよいし、それぞれの時定数に重み付けを行って算出してもよい。複数の時定数のうちの最大値あるいは最小値を用いてもよい。
複数の時定数マップのうち少なくともいずれか1つのマップを用いることにより、定常状態か否かを判断することなく車両状態に合わせた最適な時定数を決定し、意図しないアクセル開度APOの変動に基づく車両振動を低減する。
バッテリ2の残量が少ない場合は第1、第2電動機MG1,MG2の駆動力が小さくなり、アクセル開度APOのノイズが発生しても運転者が不快に感じるほどの車体振動は発生しない。そのため、実施例1ではバッテリ2の残量が40%以下の場合、ステップS7へ進んで遅れフィルタの選択を解除してアクセル操作に対する駆動力の応答性を向上させる。
駐車時や車庫入れ時など、車速が低いとき(例えば40km/h以下)にアクセル開度APOに対して遅れフィルタを施すと、アクセル開度APOに対する駆動力応答が急変して操作性が悪化する。そのため、ステップS7へ進んで遅れフィルタの選択を解除する。
アクセル開度APOが所定値以下であれば、運転者の意図は急加速または急減速ではない通常の走行意図と考えられるが、アクセル開度APOが所定値以上であれば急加速または急減速意図と考えられる。急加速または急減速意図がある際にアクセル開度APOに対し遅れフィルタを施すと運転者に違和感を与えるため、アクセル開度APOが所定値以上であればステップS7へ進んで遅れフィルタを施す制御を解除する。
加速または減速意図がある際にアクセル開度APOに対し遅れフィルタを施すと運転者に違和感を与えるため、アクセル開度APOが所定値以上であればステップS10へ進んで遅れフィルタを施す制御を解除する。
さらに、ステップS11に進んで第2電動機MG2の駆動力をアクセル開度APOに対応する目標値まで直ちに変化させ、駆動力の応答性を確保して車両コントロール性を向上させる。
図6はノイズ検知フロー(図3のステップS1)である。
変曲点の積算を所定時間T内に限ることで、変曲点の誤検出が頻出した場合でも所定時間T経過後は一旦積算が打ち切られる。そのため誤った変曲点の値が所定時間Tを越えて積算されることがなく、制御精度の悪化が回避される。
ここで、アクセル開度APOの偏差Aが上限値A0の範囲内(例:A0の範囲はアクセル開度変化0.5%〜2%)に存在する場合に遅れフィルタ処理を行う。偏差Aが0.5%以下であれば運転者の意図は極低速、2%以上であれば加速と考えられる。
加速または極低速意図がある場合にアクセル開度APOに対し遅れフィルタを施すと運転者に違和感を与えるため、アクセル開度APOの偏差が所定範囲外の場合は図3のステップS3においてNO判断がなされ、ステップS7へ進んで遅れフィルタの選択を解除する。
図7は駆動力制御のタイムチャートである。図8は図7の拡大図である。図8の各領域D1〜D5(太線の囲み)の縦軸の長さは、いずれも変曲点の差分Aの上限値A0である。
f=n/(2T)
と定義する。このノイズ周波数fに基づき、図4のマップを用いて時定数を算出する。
f=4/(2T)=2/T
となる。この値に基づき図4のマップを用いて時定数を算出し、遅れフィルタを施す。
(1)第1、第2電動機MG1、MG2と、
第1、第2電動機MG1、MG2によって駆動される駆動輪RL,RRと、
第1、第2電動機MG1、MG2に電力を供給するバッテリ2と、
運転者のアクセル操作によるアクセル開度APO(アクセル信号)に基づき、第1、第2電動機MG1、MG2を駆動制御するコントローラCU(制御手段)を備えた車両の駆動力制御装置において、
コントローラCUは、アクセル開度APOに対し遅れ処理を実行し、またはアクセル開度APOに対し不感帯を設定する遅れ処理手段(ステップS1〜S11)を備え、
遅れ処理手段は、アクセル開度APO、車速V、またはバッテリ2残量のうち少なくともいずれか1つに基づき、アクセル開度APOに対し遅れ処理を実行し、またはアクセル開度APOに対し不感帯を設定することとした。
例えば、図9のようなハイブリッド車両に適用してもよい。図9では、電動機MGの駆動力をトランスミッションATを介して駆動輪RL,RRに伝達している(コントローラCU等の制御構成については省略する)。このようなハイブリッド車両にあっても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
APO アクセル開度(アクセル信号)
CU コントローラ(制御手段)
MG1、MG2 第1、第2電動機
RL,RR 後輪(駆動輪)
S1〜S11 遅れ処理手段
Claims (9)
- 電動機と、
前記電動機によって駆動される駆動輪と、
前記電動機に電力を供給するバッテリと、
運転者のアクセル操作によるアクセル信号に基づき、前記電動機を駆動制御する制御手段と
を備えた車両の駆動力制御装置において、
前記制御手段は、前記アクセル信号に対し遅れ処理を実行し、または前記アクセル信号に対し不感帯を設定する遅れ処理手段を備え、
前記遅れ処理手段は、
前記アクセル信号に含まれるノイズを検知し、ノイズが検知されると、前記検知されたノイズの特性に応じて、前記アクセル信号に対し遅れ処理を実行し、または前記アクセル信号に対し不感帯を設定し、
前記バッテリの残量が所定値以下となった場合、前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を解除すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記アクセル信号の変曲点間の偏差が所定の範囲内にある場合、前記アクセル信号の変化をノイズとして検知し、前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を行うこと
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記検知されたノイズだけでなく、検出された車速ごとに、前記アクセル信号に対し遅れ処理を実行し、または前記アクセル信号に対し不感帯を設定すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記検知されたノイズだけでなく、検出されたバッテリの残量ごとに、前記アクセル信号に対し遅れ処理を実行し、または前記アクセル信号に対し不感帯を設定すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記ノイズの周波数に基づくマップを有し、このマップに基づき前記アクセル信号に対し遅れ処理を実行し、または前記アクセル信号に対し不感帯を設定すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、車速が所定値以下となった場合、前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を解除すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記アクセル信号と前記アクセル信号の変化量のうち、いずれか一方または両方が所定値以上となった場合、前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を解除すること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項7に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記アクセル信号と前記アクセル信号の変化量のうち、いずれか一方または両方に基づき前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を解除した場合、前記電動機の駆動力を直ちに目標値まで変化させること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置において、
前記遅れ処理手段は、前記バッテリの残量が所定値以下となった場合、または車速が所定値以下となった場合、前記遅れ処理の実行または前記不感帯の設定を解除し、前記電動機の駆動力を目標値まで線形に変化させること
を特徴とする車両の駆動力制御装置。
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