JP5672565B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
このハイブリッド車両においては、車両制動力の制御方法として、アクセル操作量と車速とをパラメータとして予め設定した目標駆動力に回生制動力を加算する制御を行っていた。この場合、駆動トルクの急な変化による運転の違和感を低減することを目的として、目標駆動力に回生制動力を加算した後で、予め定めた変化率で制限することによってモーターを制御するのが一般的である。
即ち、図5に示すように、車両用制御装置の制御手段117においては、一般的に、アクセル操作量検出手段及び車速検出手段に連絡して基本目標駆動力テーブルMを有する基本目標駆動力算出手段117Aと、ブレーキ操作量検出手段に連絡する回生制動力算出手段117Bと、基本目標駆動力算出手段117A及び回生制動力算出手段117Bに連絡する加算手段117Cと、この加算手段117Cに連絡する目標駆動力算出手段117Dと、この目標駆動力算出手段117Dに連絡する変化率制限手段117Eとを備え、そして、アクセル操作量と車速とによって予め設定した基本目標駆動力テーブルMから基本目標駆動力を算出し、制動要求の有無により回生制動力を算出し、基本目標駆動力に回生制動力を加算したのち、モータの駆動力が急変した場合の車両挙動を考慮した変化率制限処理をし、モータ出力を行っている。
このように、最終的な駆動トルクを変化率制限して出力させるので、アクセルオフ(アクセルペダルを踏み込んでいない状態)してブレーキオン(ブレーキペダルを踏み込んだ状態)した場合、モータによる制動トルクがブレーキオン(ブレーキペダルを踏み込んだ状態)した直後には増加せず、速感が遅れて発生するため、運転者へ違和感を与えていた。また、ブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)とした場合に、モータによる制動トルクがブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)した直後には減少せず、減速感が残って運転者へ違和感を与えるので、改善が望まれていた。
図1において、1は電動車両としてのハイブリッド車両の車両用制御装置である。
車両用制御装置1は、トルクを出力する駆動源であるエンジン2の出力軸3と、複数のモータとしての第一のモータ4及び第二のモータ5と、車輪としての駆動輪6に出力伝達機構7を介して接続される駆動軸8と、エンジン2の出力軸3と複数のモータ(電動機)としての第一のモータ4と第二のモータ5と駆動軸8とに夫々連結された動力伝達機構(差動歯車機構)9とを備えている。第一のモータ4・第二のモータ5は、動力伝達機構9の出力側となる駆動輪6を駆動するとともに、回生制動力を発生する。
エンジン2の出力軸3の途中には、エンジン2側で、ワンウェイクラッチ10が備えられている。このワンウェイクラッチ10は、エンジン2が逆回転しないようにするものであり、また、EV(電気車両)走行時には第二のモータ5のトルク反力を受けるものである。
第一のモータ4は、第一のロータ11と第一のステータ12とからなる。第二のモータ5は、第二のロータ13と第二のステータ14とからなる。
また、車両用制御装置1は、第一のモータ4を作動制御する第一のインバータ15と、第二のモータ5を作動制御する第二のインバータ16と、第一のインバータ15と第二のインバータ16とに連絡した制御手段(ECU)17とを備えている。
第一のインバータ15は、第一のモータ4の第一のステータ12に接続している。第二のインバータ16は、第二のモータ5の第二のステータ14に接続している。
第一のインバータ15と第二のインバータ16の各電源端子は、バッテリ(駆動用高電圧バッテリ)18に接続している。このバッテリ18は、第一のモータ4及び第二のモータ5と電力のやり取りが可能なものである。すなわち、第一のモータ4及び第二のモータ5は、力行(動力を車輪(駆動輪)に伝えて加速、又は上り勾配で均衡速度を保つこと)時には、第一のインバータ15及び第二のインバータ16を介してバッテリ18から電力を供給される。一方、第一のモータ4及び第二のモータ5は、回生時には、第一のインバータ15及び第二のインバータ16を介してバッテリ18を充電する。
この車両用制御装置1においては、エンジン2と第一のモータ4・第二のモータ5とからの出力を用いて、ハイブリッド車両を駆動制御する。
第一の遊星歯車機構19は、第一のサンギア21と、この第一のサンギア21に噛み合った第一のピニオンギア22と、この第一のピニオンギア22に噛み合った第一のリングギア23と、第一のピニオンギア22に連結した第一のキャリア24と、第一のリングギア23に連結した出力ギア25とを備えている。
第二の遊星歯車機構20は、第二のサンギア26と、この第二のサンギア26に噛み合った第二のピニオンギア27と、この第二のピニオンギア27に噛み合った第二のリングギア28と、第二のピニオンギア27に連結した第二のキャリア29とを備えている。
第一のサンギア21には、第一のモータ出力軸30を介して第一のモータ4の第一のロータ11が接続する。第一のキャリア24・第二のサンギア26には、エンジン2の出力軸3が接続する。第一のリングギア23・第二のキャリア29には、出力ギア25及び出力伝達機構7を介して駆動軸8が接続する。第二のリングギア28には、第二のモータ出力軸31を介して第二のモータ5の第二のロータ13が接続する。
第二のモータ5は、第二のモータ出力軸31と第二のリングギア28と第二のキャリア29と第一のリングギア23と出力ギア25と出力伝達機構7と駆動軸8とを介して駆動輪6に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させる。
つまり、動力伝達機構9においては、第一の遊星歯車機構19の第一のキャリア24と第二の遊星歯車機構20の第二のサンギア26とを結合してエンジン2の出力軸3に接続し、第一の遊星歯車機構19の第一のリングギア23と第二の遊星歯車機構20の第二のキャリア29とを結合して駆動軸8に接続し、第一の遊星歯車機構19の第一のサンギア21に第一のモータ4を接続し、第二の遊星歯車機構20の第二のリングギア28に第二のモータ5を接続し、エンジン2、第一のモータ4、第二のモータ5、及び駆動軸8との間で動力の授受を行っている。
制御手段17には、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル操作量として検出するアクセル操作量検出手段32と、車速を検出する車速検出手段33と、ブレーキペダルの踏み込み量をブレーキ操作量として検出するブレーキ操作量検出手段34とが連絡している。
また、制御手段17には、エンジン2を制御するように、空気量調整機構35と、燃料供給機構36と、点火時期調整機構37とが連絡している。
基本目標駆動力算出手段17Aは、予め設定された基本目標駆動力マップMを備え、アクセル操作量検出手段32により検出されたアクセル操作量と車速検出手段33により検出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出する。
回生制動力算出手段17Bは、ブレーキ操作量検出手段34により検出されたブレーキ操作量に基づいて回生制動力を算出する。
駆動力制限手段17Cは、基本目標駆動力算出手段17Aにより算出された基本目標駆動力を第1の変化率(α)で制限する。
回生制動力制限手段17Dは、回生制動力算出手段17Bにより算出された回生制動力を第2の変化率(β)で制限する。この場合、回生制動力制限手段17Dは、前記第2の変化率(β)を、駆動力制限手段17Cでの第1の変化率(α)よりも大きく設定する(α<β)。また、第2の変化率(β)は、100%で、実質的に回生制動力を制限しない。
加算手段17Eは、駆動力制限手段17Cからの制限済みの基本目標駆動力と回生制動力制限手段17Dからの制限済みの回生制動力とを加算する。
目標駆動力算出手段17Fは、目標駆動力を算出して第一のモータ4・第二のモータ5へ出力値として送る。
この図3におけるルーチンは、周期的に実行される。
図3に示すように、制御手段17のプログラムがスタートすると(ステップ101)、先ず、予め設定された基本目標駆動力マップMから基本目標駆動力を算出し(ステップ102)、運転者の制動要求に応じた回生制動力を算出し(ステップ103)、基本目標駆動力を第1の変化率(α)で制限し(ステップ104)、また、回生制動力を第2の変化率(β)で制限し(ステップ105)、制限済みの基本目標駆動力と制限済みの回生制動力とを加算して目標駆動力を算出し(ステップ106)、そして、この目標駆動力に応じたモータ制御を実行し(ステップ107)、プログラムをリターンする(ステップ108)。
この図3のフローチャートでは、基本目標駆動力と回生制動力とを加算する前に、各々の駆動力の変化に合わせた変化率制限処理を行った後で、基本目標駆動力と回生制動力とを加算して目標駆動力としてモータ出力を行う。
この図4においては、アクセル操作量と制動要求によって求められる目標駆動力とを実線Pで示し、変化率制限処理によって制限したモータ出力値を破線R1、R2で示し、従来の場合を一点鎖線Qで示す。
図4に示すように、アクセルオン(アクセルペダルを踏み込んだ状態)且つブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)の場合(時間t1)、目標駆動力が所定の第1値G1とになり、そして、アクセルオフ(アクセルペダルを踏み込んでいない状態)且つブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)になると(時間t2)、制動力が働いて目標駆動力が所定の第2値G2となり、そして、アクセルオフ(アクセルペダルを踏み込んでいない状態)且つブレーキオン(ブレーキペダルを踏み込んだ状態)になると(時間t3)、さらに、制動力が働いて目標駆動力が所定の第3値G3となる。この場合、目標駆動力の算出の基となる回生制動力の変化を制限する第2の変化率(β)は目標駆動力の算出の基となる基本駆動力の変化を制限する第1の変化率(α)よりも大きいので(破線R1参照)、従来(一点鎖線Q)と比較して、応答性が良くなっている。
その後、再度、アクセルオフ(アクセルペダルを踏み込んでいない状態)且つブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)になり、目標駆動力が第2値G2に戻った場合でも(時間t4)、目標駆動力の算出の基となる回生制動力の変化を制限する第2の変化率(β)は目標駆動力の算出の基となる基本駆動力の変化を制限する第1の変化率(α)よりも大きいので(破線R2参照)、従来(一点鎖線Q)と比較して、応答性が良くなっている。
そして、アクセルオン(アクセルペダルを踏み込んだ状態)且つブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)に戻ると(時間t5)、目標駆動力が第1値G1に戻る。
即ち、アクセルオフ(アクセルペダルを踏み込んでいない状態)とした後でブレーキオン(ブレーキペダルを踏み込んだ状態)、又はブレーキオン(ブレーキペダルを踏み込んだ状態)からブレーキオフ(ブレーキペダルを踏み込んでいない状態)とした場合のどちらでも、従来の方法に対して応答性が良くなっていることが明白である。
これにより、運転者の制動要求に応じた応答性を確保しつつ、制動力の急変によるショック等の発生を防ぐことができる。また、運転者の駆動要求に応じた応答性を確保しつつ、駆動力の急変によるショック等の発生を防ぐことができる。
また、アクセルオフした後でブレーキオンした場合に、減速感が遅れて発生することによる違和感を解消することができる。また、ブレーキオフした場合、減速感が残ることによる違和感を解消することができる。
2 エンジン
4 第一のモータ
5 第二のモータ
6 駆動輪(車輪)
8 駆動軸
9 動力伝達機構
15 第一のインバータ
16 第二のインバータ
17 制御手段
17A 基本目標駆動力算出手段
17B 回生制動力算出手段
17C 駆動力制限手段
17D 回生制動力制限手段
17E 加算手段
17F 目標駆動力算出手段
32 アクセル操作量検出手段
33 車速検出手段
34 ブレーキ操作量検出手段
Claims (1)
- 車輪を駆動するとともに回生制動力を発生するモータを備えた車両用制御装置において、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段を設け、
車速を検出する車速検出手段を設け、
ブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出手段を設け、
前記アクセル操作量検出手段により検出されたアクセル操作量と前記車速検出手段により検出された車速とに基づいて基本目標駆動力を算出する基本目標駆動力算出手段と、
前記ブレーキ操作量検出手段により検出されたブレーキ操作量に基づいて回生制動力を算出する回生制動力算出手段と、
前記基本目標駆動力算出手段により算出された基本目標駆動力を第1の変化率で制限する駆動力制限手段と、
前記回生制動力算出手段により算出された回生制動力を第2の変化率で制限する回生制動力制限手段と、
前記駆動力制限手段により制限された基本目標駆動力と前記回生制動力制限手段により制限された回生制動力とを加算して前記モータから発生させる目標駆動力とする目標駆動力算出手段とを備える制御手段を設け、
前記回生制動力制限手段は、前記第2の変化率を前記第1の変化率よりも大きく設定することを特徴とする車両用制御装置。
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