JP5870257B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料カット機能を有する車両用駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle drive device having a fuel cut function.
従来より、減速時に燃料カットを行う機能を有する車両用駆動装置が普及している。このような車両用駆動装置における燃料カット制御装置の構成図を図5に示す。 Conventionally, a vehicle drive device having a function of performing fuel cut at the time of deceleration has been widely used. FIG. 5 shows a configuration diagram of a fuel cut control device in such a vehicle drive device.
図5において、燃料カット制御装置は、内燃機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段101と、燃料カット制御手段102とを備え、さらに減速運転状態検出手段103と、ヒステリシス変化手段104とを具備する。燃料カット制御手段102は、減速運転状態において機関回転数が第1の所定値を越えたときに燃料カット信号を発生し、機関回転数が第1の所定値より低回転側の第2の所定値を下回ったとき燃料の供給を再開せしめる燃料復帰信号を発生し、燃料カット信号があったとき燃料カットを行い、燃料復帰信号によって燃料供給を回復する。減速運転状態検出手段103は、下り坂の勾配が変化するような減速運転状態を検出する。ヒステリシス変化手段104は、勾配の変化に応じて前記第1の所定値と前記第2の所定値との差を変化させる。
In FIG. 5, the fuel cut control device includes a fuel
これにより、燃料カットの度に燃料カット回転数を少しずつ増加側に更新してゆくことにより傾斜が次第に急になるような降坂路の走行において、傾斜が変化する度に燃料カットを行わしめることができ、ハンチング防止と、燃料消費効率の向上とを調和させることができる。 As a result, when driving on a downhill road where the slope gradually becomes steeper by gradually updating the fuel cut speed to the increasing side at each fuel cut, the fuel cut is performed each time the slope changes. Therefore, the prevention of hunting and the improvement of fuel consumption efficiency can be harmonized.
従来の燃料カット制御装置によれば、降坂路の走行において、傾斜が変化する度に燃料カットを行わしめることができ、ハンチング防止と、燃料消費効率の向上とを調和させることができると記載されているのであるが、加えて、エンジン回転数(車速に相当)が燃料カットの復帰回転数を下回ると、燃料供給状態に復帰されるとも記載されている。これは、エンジン回転数が燃料カットの復帰回転数を下回ってしまうとエンジン再始動ができなくなり、エンジンストールに至る可能性が高くなるためである。この際、車両が急な上り勾配に差し掛かると、ブレーキ力が急変するので、このような場面でもエンジンストールを抑制するために、前記復帰回転数は高めに設定せざるを得なかった。その結果、平坦道の走行など、本来なら前記復帰回転数を低く設定してもエンジンストールが起こらない領域でも燃料供給を回復してエンジン再始動を行うので、燃料カットによる十分な燃費改善効果を得ることができないという課題があった。 According to a conventional fuel cut control device, it is described that fuel can be cut every time the slope changes in traveling on a downhill road, and hunting prevention and improvement of fuel consumption efficiency can be harmonized. However, it is also described that when the engine speed (corresponding to the vehicle speed) falls below the fuel-cut return speed, the fuel supply state is restored. This is because if the engine speed falls below the fuel cut return speed, the engine cannot be restarted and the possibility of engine stall increases. At this time, since the braking force suddenly changes when the vehicle approaches a steep uphill, in order to suppress engine stall even in such a situation, the return rotational speed has to be set high. As a result, the fuel supply is recovered and the engine is restarted even in areas where the engine stall does not occur even if the return speed is set low, such as when driving on a flat road. There was a problem that it could not be obtained.
さらには、エンジン回転数を検出するための、一般の車両に用いられるクランク角センサや車輪速センサは、車載耐久性の観点から、歯車の凹凸とコイルとの距離の変化により回転数に応じたパルスを出力して、回転数や車速を検出しているが、歯車のピッチが存在するため、原理的に高精度化が困難である。そのため、エンジン再始動を行う判断基準となるエンジン回転数には誤差が含まれる。ゆえに、前記誤差の分、高めに前記復帰回転数を設定する必要があり、この面からも燃料カットによる十分な燃費改善効果を得ることができないという課題があった。 Furthermore, a crank angle sensor and a wheel speed sensor used for a general vehicle for detecting the engine rotational speed correspond to the rotational speed by changing the distance between the unevenness of the gear and the coil from the viewpoint of in-vehicle durability. Although the number of revolutions and the vehicle speed are detected by outputting a pulse, it is difficult to increase the accuracy in principle because of the gear pitch. For this reason, an error is included in the engine speed that is a criterion for performing engine restart. Therefore, it is necessary to set the return rotational speed higher by the amount of the error, and there is a problem that a sufficient fuel efficiency improvement effect by fuel cut cannot be obtained from this aspect.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、燃料カット機能を有する車両において、より多くの燃費改善効果を得ることができる車両用駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive device that can obtain more fuel consumption improvement effects in a vehicle having a fuel cut function.
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用駆動装置は、減速時燃料カットを行う車両の車両用駆動装置であって、前記車両の車軸に接続される、力行および回生が可能なモータと、前記モータと電気的に接続され、前記力行および前記回生を制御するインバータと、前記モータの回転数(rn)を検出する回転数検出手段と、前記インバータと前記回転数検出手段と電気的に接続される前記車両の制御手段と、を備える。そして、前記制御手段は、減速時に、前記回転数検出手段から得られる回転数(rn)を検出し、前記回転数(rn)を前回回転数(rn−1)で除して1から差し引くことで得られる減速度(Δr=1−rn/rn−1)が所定の許容可能減速度(Δrs)以下なら、前記モータにより前記回生を行うとともに、前記減速時燃料カットを行う。一方、前記減速度(Δr)が前記許容可能減速度(Δrs)より大きくなれば、前記減速度(Δr)が前記許容可能減速度(Δrs)となるように前記モータを前記回生から前記力行に切り替えるとともに、前記減速時燃料カットを中止し、前記車両のエンジン再始動が完了した状態である前記モータの停止条件が成立すると前記モータの前記力行を停止するようにしたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a vehicle drive device according to the present invention is a vehicle drive device for a vehicle that performs fuel cut during deceleration, and is capable of powering and regeneration connected to an axle of the vehicle. A motor, an inverter electrically connected to the motor and controlling the power running and the regeneration, a rotation speed detection means for detecting a rotation speed (rn) of the motor, the inverter, the rotation speed detection means and the electric Control means for the vehicle connected to each other. The control means detects the rotational speed (rn) obtained from the rotational speed detection means at the time of deceleration , and subtracts the rotational speed (rn) from 1 by dividing the rotational speed (rn) by the previous rotational speed (rn-1). If the deceleration obtained in step (Δr = 1−rn / rn−1) is equal to or less than a predetermined allowable deceleration (Δrs), the regeneration is performed by the motor and the fuel cut during deceleration is performed. On the other hand, if the deceleration (Δr) becomes larger than the allowable deceleration (Δrs), the motor is moved from the regeneration to the power running so that the deceleration (Δr) becomes the allowable deceleration (Δrs). At the same time, the fuel cut during deceleration is stopped, and the power running of the motor is stopped when a stop condition of the motor, which is a state where the engine restart of the vehicle is completed, is satisfied.
そして、前記回転数検出手段はレゾルバであってもよい。 The rotational speed detection means may be a resolver.
また、前記制御回路は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにもかかわらず減速が継続される場合、前記モータの前記停止条件が成立していないと判断し、さらなる前記アクセルペダルの踏み込み量に応じて、前記モータの前記力行を継続するようにしてもよい。 The control circuit determines that the stop condition of the motor is not satisfied when deceleration continues despite the driver's depression of the accelerator pedal, and further determines the amount of depression of the accelerator pedal. The power running of the motor may be continued.
また、前記車両は、前記車軸、または他の車軸と接続される他のモータをさらに備え、前記他のモータは前記制御手段に電気的に接続され、前記制御手段は、前記モータを前記回生から前記力行に切り替える際に、前記他のモータを回生させるようにしてもよい。 The vehicle further includes another motor connected to the axle or another axle, the other motor is electrically connected to the control means, and the control means removes the motor from the regeneration. When switching to the power running, the other motor may be regenerated.
本発明の車両用駆動装置は、回転数検出手段により、モータの回転数(rn)を検出しているので、従来のクランク角センサや車輪速センサに比べ、車速を高精度に検出できる。また、モータの応答性はエンジンより速いため、高速に制御が可能となる。これらの結果、従来のように、車速誤差を見込んだ分、早めにエンジン再始動を行う必要性が少なくなり、燃料カット領域を増すことが可能となる。 In the vehicle drive device of the present invention, the rotational speed (r n ) of the motor is detected by the rotational speed detection means, so that the vehicle speed can be detected with higher accuracy than conventional crank angle sensors and wheel speed sensors. In addition, since the motor response is faster than that of the engine, it can be controlled at high speed. As a result, it is possible to increase the fuel cut region by reducing the necessity of restarting the engine earlier as much as the conventional vehicle speed error is expected.
さらに、減速中に、車両が急な登坂道に差し掛かった場合など、その減速度(Δr)が許容可能減速度(Δrs)より大きくなれば、直ちに回生していたモータを力行し、減速時燃料カットを中止する。その結果、拡張した燃料カット領域であってもエンジン再始動が可能となり、エンジンストールの可能性を低減できる。 Further, if the deceleration (Δr) becomes larger than the allowable deceleration (Δr s ), such as when the vehicle approaches a steep slope during deceleration, the motor that has been regenerated is immediately powered and decelerated. Stop the fuel cut. As a result, the engine can be restarted even in the expanded fuel cut region, and the possibility of engine stall can be reduced.
また、上記の場合に、減速度(Δr)が許容可能減速度(Δrs)となるようにモータを回生から力行に切り替えるので、不必要な力行による電力消費が抑制されるとともに、急激な減速度(Δr)の変化を低減することができるので、運転者への減速感を損なう可能性も低減できる。 In the above case, since the motor is switched from regeneration to power running so that the deceleration (Δr) becomes an allowable deceleration (Δr s ), power consumption due to unnecessary power running is suppressed and a rapid decrease is achieved. Since the change in the speed (Δr) can be reduced, the possibility of impairing the driver's feeling of deceleration can also be reduced.
これらのことから、高精度な回転数検出手段により、かつ、エンジンストールの可能性を低減するように、燃料カット領域を広げることができるとともに、不必要な力行も抑制されるので、より多くの燃費改善効果を得ることができる車両用駆動装置が得られるという効果を奏する。 From these facts, it is possible to widen the fuel cut region and reduce unnecessary power running so as to reduce the possibility of engine stall by means of highly accurate rotation speed detection means. There is an effect that a vehicle drive device capable of obtaining a fuel efficiency improvement effect can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における車両用駆動装置の概略構成図である。図2は、本発明の実施の形態1における車両用駆動装置を用いた車両の車速における経時特性図で、(a)は従来の車両の車速における経時特性図、(b)は本願の車両における回転数検出手段を用いたときの平坦道走行時における車速の経時特性図、(c)は本願の車両における回転数検出手段を用いたときの減速中、急な登坂走行時における車速の経時特性図、(d)は図2(c)の破線円部分の拡大図である。図3は、本発明の実施の形態1における車両用駆動装置の回転数検出手段を用いたときの減速中、急な登坂走行時における動作を示すフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle drive device according to
図1において、車両用駆動装置1は、減速時燃料カットを行う車両に搭載されるものであって、前記車両の車軸11に接続される、力行および回生が可能なモータ13と、前記モータと電気的に接続され、前記力行および前記回生を制御するインバータ14と、モータ13の回転数rnを検出する回転数検出手段15と、インバータ14と回転数検出手段15と電気的に接続される前記車両の制御手段17と、を備える。そして、制御手段17は、減速時に、回転数検出手段15から得られる回転数rnを検出し、回転数rnを前回回転数rn−1で除して1から差し引くことで得られる減速度Δr(=1−rn/rn−1)が所定の許容可能減速度Δrs以下なら、モータ13により前記回生を行うとともに、前記減速時燃料カットを行う。一方、減速度Δrが前記許容可能減速度Δrsより大きくなれば、減速度Δrが許容可能減速度Δrsとなるようにモータ13を前記回生から前記力行に切り替えるとともに、前記減速時燃料カットを中止し、前記車両のエンジン再始動が完了した状態であるモータ13の停止条件が成立するとモータ13の前記力行を停止する。
In FIG. 1, a
これにより、高精度な回転数検出手段により、かつ、エンジンストールの可能性を低減するように、燃料カット領域を広げることができるとともに、不必要な力行も抑制されるので、より多くの燃費改善効果を得ることができる車両用駆動装置が得られる。 As a result, the fuel cut area can be widened with high-accuracy rotational speed detection means and the possibility of engine stall is reduced, and unnecessary power running is also suppressed, resulting in more fuel efficiency improvement. A vehicle drive device capable of obtaining the effect is obtained.
以下、より具体的に本実施の形態の構成、動作について説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the present embodiment will be described more specifically.
図1において、車両の車体21には、その駆動のために、エンジン23が搭載されている。本実施の形態1では、エンジン23は車体21の前部に搭載され、前輪を駆動する。したがって、車両はFF(フロントエンジン、フロントドライブ)車である。このエンジン23により前輪を駆動する構成については、一般的なFF車と同じであるので、詳細な説明を省略する。
In FIG. 1, an
一方、車体21の後輪側の車軸11には、モータ13が接続されている。ここで、モータ13は、車軸11を駆動するとともに、車両の減速時には、車軸11により回転させられることで発電を行う。ゆえに、モータ13は力行、および回生が可能な構成となる。
On the other hand, a
モータ13には回転数検出手段15が取り付けられている。本実施の形態1では回転数検出手段15として、レゾルバを用いている。回転数検出手段15(レゾルバ)は2相交流電圧からモータ13の回転数rnを検出するものであるので、上記したクランク角センサや車輪速センサのように、その精度が歯車のピッチに影響されるものではなく、アナログ的に角度出力が可能となる。その結果、高精度に回転数rnを検出することができる。また、レゾルバは基本構造がたとえば2組のコイルと鉄芯からなる簡単な構造であるので、車載耐久性を得ることも可能である。
A rotation
なお、回転数検出手段15はレゾルバに限定されるものではなく、同様の原理のものでもよいし、光学エンコーダなど他の原理のものでもよい。さらに、レゾルバを別途モータ13に取り付ける構成に限定されるものではなく、たとえばモータ13が回生時に発生する電圧に基づいて回転数rnを検出するセンサレス構成としてもよい。この場合、回転数検出手段15はモータ13に含まれる構成となる。
The rotational speed detection means 15 is not limited to a resolver, and may have the same principle or another principle such as an optical encoder. Further, the invention is not limited to the configuration of attaching the resolver separately motor 13 may be for example a sensorless configuration the
加えて、モータ13は車軸11と、図示しない変速ギアを介して接続されており、その変速比は車軸11に対してモータ13の回転数rnが大きくなるように設定されている。したがって、モータ13の回転数rnは車軸11の回転数よりも大きくなるので、回転数rnの測定レンジが拡大され、その分、たとえば従来の車輪速センサを回転数検出手段15としてモータ13に取り付けても、変速比によっては必要な精度が得られる。ゆえに、このような構成により回転数rnを検出するようにしてもよい。
In addition, the
モータ13には、インバータ14が電気的に接続される。また、このインバータ14には高圧バッテリ27が電気的に接続される。したがって、モータ13が発電した回生電力はインバータ14により高圧バッテリ27に充電される。さらに、高圧バッテリ27の電力によりインバータ14を介してモータ13の力行動作が行われる。なお、高圧バッテリ27はたとえば48Vの定格充電電圧を有するリチウムイオンバッテリである。また、高圧バッテリ27には48Vで駆動可能な高圧負荷29が電気的に接続されている。高圧負荷29は、たとえば電動パワーステアリングなど主に大電力を消費する負荷である。
An
高圧バッテリ27には、さらにDC/DCコンバータ31を介して低圧バッテリ33と電気的に接続される。低圧バッテリ33は12Vの低圧充電電圧を有する鉛バッテリである。
The
なお、低圧バッテリ33には低圧負荷35が電気的に接続される。低圧負荷35は高圧負荷29に比べ低消費電力なものである。また、低圧バッテリ33にはスタータ37やオルタネータ39が電気的に接続される。これらの構成は一般的な車両と同じである。
Note that a
このような構成により、たとえば高圧バッテリ27の電力をDC/DCコンバータ31により低圧バッテリ33や低圧負荷35に供給することができる。また、その逆の動作ができる構成としてもよい。さらに、DC/DCコンバータ31を双方向型とすることで、高圧系の電力と低圧系の電力を自在にやり取りできる。このように、DC/DCコンバータ31の構成により電力のやり取りを制御できるので、必要となる機能を有するDC/DCコンバータ31を用いればよい。
With such a configuration, for example, the power of the
なお、高圧系の電力と低圧系の電力のやり取りが不要な場合は、DC/DCコンバータ31がなく、それぞれの電力系統が独立した構成であってもよい。
In the case where it is not necessary to exchange the high-voltage power and the low-voltage power, the DC /
インバータ14と回転数検出手段15は制御手段17と電気的に接続される。制御手段17はマイクロコンピュータとメモリなどの周辺回路で構成され、モータ13の回転数rnを回転数検出手段15から検出したり、インバータ14を制御してモータ13の力行、回生を行ったりする。制御手段17は、上記以外にも、車体21の全体的な制御を行うので、たとえばエンジン23、スタータ37、あるいはオルタネータ39など各種電装品にも接続される。
The
次に、このような車両用駆動装置1の動作について、図2、図3を用いて詳細に説明する。
Next, operation | movement of such a
まず、図2は、車両が停止状態から加速、定速、減速の順に走行し、再び停止するまでの、車速における経時変化を示す。図2(a)はモータ13が搭載されていない従来の車両(FF車)の経時変化である。時刻t0から時刻t10までは車速が0である。時刻t10で加速が始まる。このときは、走行のためにエンジン23は燃料噴射を行っている。
First, FIG. 2 shows a change over time in the vehicle speed until the vehicle travels in the order of acceleration, constant speed, and deceleration from the stop state until it stops again. FIG. 2A shows a change with time of a conventional vehicle (FF vehicle) in which the
次に、時刻t20で車速V1にいたると、車両は定速走行を行う。この場合もエンジン23は燃料噴射を継続している。
Next, when the vehicle speed V1 is reached at time t20, the vehicle travels at a constant speed. Also in this case, the
次に、時刻t30で車両が減速すると、制御手段17は、エンジン23に対して燃料カットを行うように制御する。その結果、燃料を節約することが可能となる。
Next, when the vehicle decelerates at time t30, the control means 17 controls the
次に、時刻t40で車速V2まで減速すると、制御手段17は、エンジン23に対し燃料カットを中止する。すなわち、時刻t40以降で再び燃料噴射が行われる。この車速V2に相当するエンジン23の回転数は、前記回転数の検出誤差や、急な登板時にエンジンストールが起こらないようにする最低限の回転数を確保するために、その分、余裕を持って車速が高いところになるように設定されている。
Next, when the vehicle speed is reduced to the vehicle speed V <b> 2 at time t <b> 40, the
そして、時刻t80で車両が停止すると、以降はアイドリングストップを行い、再び燃料カット状態となる。 When the vehicle stops at time t80, idling stop is performed thereafter, and the fuel cut state is entered again.
以上が、従来の車両における動作であるが、本実施の形態1における動作を、まず図2(b)により説明する。なお、図2(b)では、車両は平坦道を走行している場合である。 The above is the operation in the conventional vehicle. First, the operation in the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2 (b), the vehicle is traveling on a flat road.
時刻t0から時刻t30までは図2(a)と同じであるので説明を省略する。時刻t30で減速が始まると、制御手段17は燃料カットを開始するとともに、モータ13により回生電力を取り出し、高圧バッテリ27へ充電するようにインバータ14を制御する。そして、従来の車両であれば燃料噴射を再開する車速V2に至っても、燃料カット状態を維持する。その後、車速V2よりもさらに低い車速V3に至って燃料噴射を開始する。したがって、図2(b)の白抜き矢印に示すように、時刻t40から時刻t70までの期間、燃料カット領域を拡大することができる。これは、本実施の形態1では、モータ13の回転数rnを2相交流電圧から高精度に検出することができる回転数検出手段15を用いており、回転数rnの誤差を考慮して燃料噴射を再開する車速を低く設定することができるためである。
From time t0 to time t30 is the same as FIG. When deceleration starts at time t <b> 30, the
時刻t70に至ると、制御手段17は燃料噴射を再開してエンジン23を再始動する。その後の時刻t80以降の動作は図2(a)と同じである。
When reaching time t70, the control means 17 restarts the fuel injection and restarts the
次に、本実施の形態1において、車両が急な登坂を含む道路を走行中の場合について図2(c)、(d)により説明する。時刻t0から時刻t30までは図2(a)と同じであるので説明を省略する。時刻t30で減速が始まると、制御手段17は燃料カットを開始するとともに、上記したように前記回生電力を取り出す。そして、制御手段17は、車速が車速V3に至るまで燃料カットを継続するように制御する。しかし、その途中の時刻t50で急な登坂道に差し掛かったとする。このとき、車両は急減速するので、図2(d)の時刻t50から時刻t60までにおける車速が、それぞれ車速V21から車速V22までに示されるように、これまで(車速V2から車速V21まで)に比べ急に車速が低下する。すなわち、減速度Δrが増大する。 Next, a case where the vehicle is traveling on a road including a steep climb in the first embodiment will be described with reference to FIGS. From time t0 to time t30 is the same as FIG. When deceleration starts at time t30, the control means 17 starts fuel cut and takes out the regenerative power as described above. Then, the control means 17 performs control so that the fuel cut is continued until the vehicle speed reaches the vehicle speed V3. However, it is assumed that a steep climb is reached at the time t50 on the way. At this time, since the vehicle decelerates rapidly, the vehicle speed from time t50 to time t60 in FIG. 2 (d) is shown so far (from vehicle speed V2 to vehicle speed V21) as indicated by vehicle speed V21 to vehicle speed V22, respectively. Compared to this, the vehicle speed suddenly decreases. That is, the deceleration Δr increases.
ここで、減速度Δrを次のように定義する。制御手段17は車速に相当するモータ13の回転数rnを所定の期間(たとえば0.1秒)ごとに回転数検出手段15の出力から検出している。そこで、前回検出した前回回転数rn-1と今回検出した回転数rnを用いて、
Δr=1−rn/rn-1 (1)
により減速度Δrを求めることと定義する。したがって、急に減速すれば減速度Δrは大きくなる。
Here, the deceleration Δr is defined as follows. Control means 17 detects from the output of the
Δr = 1−r n / r n−1 (1)
Is defined as obtaining the deceleration Δr. Therefore, the deceleration Δr increases if the vehicle is suddenly decelerated.
制御手段17は、(1)式により減速度Δrを求め、あらかじめ決定された所定の許容可能減速度Δrsと比較する。ここで、許容可能減速度Δrsとは、これ以上、減速度Δrが大きくなると、エンジン再始動ができなくなる値であると定義する。ここでは、時刻t50から時刻t60までで求められた減速度Δrが許容可能減速度Δrsより大きかったとする。この場合、すぐにエンジンを再始動する必要があるが、減速度Δrが大きいので、このままではエンジン再始動ができなくなる可能性が高い。そこで、制御手段17は、直ちにモータ13を回生から力行に切り替えるようにインバータ14を制御して、エンジン再始動が可能な許容可能減速度Δrsに、減速度Δrがなるように車両を駆動する。さらに、燃料噴射のためのプロセスを再開する。これにより、図2(d)の時刻t60から時刻t65に示すように、車速V22から車速V23までの車速変化が抑制され、減速度Δrが小さくなることがわかる。そして、この状態で時刻t65のタイミングにて制御手段17はエンジン再始動を行う。そして、エンジン再始動が完了すればモータ13の力行を停止する。なお、この時刻t65の時点でのエンジン23は回転中であるので、いわゆる押しがけができる状態である。したがって、エンジン再始動は具体的には燃料噴射を行い点火することで可能であり、スタータ37による始動は不要である。
The control means 17 obtains the deceleration Δr by the equation (1) and compares it with a predetermined allowable deceleration Δr s determined in advance. Here, the allowable deceleration Δr s is defined as a value at which the engine cannot be restarted when the deceleration Δr becomes larger than this. Here, the deceleration [Delta] r determined by the time t50 to the time t60 is greater than the allowable deceleration [Delta] r s. In this case, it is necessary to restart the engine immediately. However, since the deceleration Δr is large, there is a high possibility that the engine cannot be restarted as it is. Therefore, the control means 17 controls the
以上の動作により、図2(d)の時刻t65以降でエンジン再始動が完了し、以後は登坂道であってもエンジン23が駆動しているので、エンジンストールを起こす可能性が低減される。その後、時刻t80以降の動作は図2(a)と同じである。
With the above operation, the engine restart is completed after time t65 in FIG. 2D, and thereafter, the
このような図2(c)、(d)の動作をまとめると次のようになる。制御手段17は、減速中に急な登坂道に差し掛かるなどして減速度Δrが許容可能減速度Δrsを超えると、燃料カット拡大領域であっても、エンジンストールの可能性を低減するために、直ちにモータ13を回生から力行に制御し、減速度Δrが許容可能減速度Δrsとなるようにする。そして、燃料噴射プロセスを再開し、エンジン再始動を行う。その後、モータ13の力行を停止する。
The operations shown in FIGS. 2C and 2D are summarized as follows. Control means 17, the deceleration [Delta] r and the like approaches the steep uphill road during deceleration exceeds the allowable deceleration [Delta] r s, even fuel cut enlarged region to reduce the possibility of engine stalling to immediately controls the
このような制御により、エンジンストールの可能性を低減しつつ、できるだけ燃料カット領域を拡大することができるうえ、減速度Δrが許容可能減速度Δrsとなるようにモータを回生から力行に切り替えるので、不必要な力行による電力消費が抑制されるので、より多くの燃費改善効果を得ることができる。 Such control while reducing the possibility of the engine stall, upon which can be expanded as much as possible the fuel cut region, the switches the motor to the deceleration [Delta] r is allowable deceleration [Delta] r s power running from the regenerative Since power consumption due to unnecessary power running is suppressed, more fuel efficiency improvement effects can be obtained.
さらに、減速度Δrが許容可能減速度Δrsとなるようにモータを回生から力行に切り替えることで、急激な減速度Δrの変化を低減することができるので、運転者への減速感を損なう可能性も低減でき、違和感の少ない運転が可能となる。 Further, by switching the motor from regeneration to power running so that the deceleration Δr becomes the allowable deceleration Δr s , the rapid change in the deceleration Δr can be reduced, so that the driver may feel a sense of deceleration. Performance can be reduced, and driving with less discomfort is possible.
次に、このような、車速V3以上における減速時の動作について、図3のフローチャートを用いて説明する。このとき、モータ13は回生を行っている。なお、図3のフローチャートは前記マイクロコンピュータの図示しないメインルーチンから定期的(たとえば0.1秒ごと)に実行されるサブルーチンである。
Next, the operation at the time of deceleration at the vehicle speed V3 or higher will be described with reference to the flowchart of FIG. At this time, the
図3のサブルーチンが実行されると、制御手段17は、回転数検出手段15の出力から回転数rnを検出する(ステップ番号S1)。次に、制御手段17は、前記メモリに記憶された前回回転数rn-1に対する減速度Δrを(1)式により算出する(S2)。
When the subroutine of FIG. 3 is executed, the
次に、制御手段17は、減速度Δrと許容可能減速度Δrsとを比較する(S3)。ここで、許容可能減速度Δrsは前記メモリにあらかじめ記憶されている。
Next, the
もし、減速度Δrが許容可能減速度Δrs以下であれば(S3のNo)、急な登坂道に差し掛かってはいないので、制御手段17は後述するS8以降の動作を行う。
If any deceleration [Delta] r is less acceptable deceleration Δr s (S3 No) of, because is not approaching a steep uphill road, the
一方、減速度Δrが許容可能減速度Δrsより大きければ(S3のYes)、制御手段17は、急な登坂道に差し掛かっていると判断し、直ちにモータ13を回生から力行に切り替える(S4)。その後、燃料噴射を行うことで(S5)、エンジン再始動を行う。
On the other hand, is larger than the deceleration [Delta] r is allowable deceleration Δr s (S3 Yes in), the
次に、モータ停止条件が成立したか否かを判断する(S6)。本実施の形態1では、モータ停止条件とはエンジン再始動が完了した状態であると定義する。もし、モータ停止条件が成立していなければ(S6のNo)、エンジン23は再始動が完了していないので、制御手段17は、再始動が完了するまでS6に戻って待機する。
Next, it is determined whether or not a motor stop condition is satisfied (S6). In the first embodiment, the motor stop condition is defined as a state where the engine restart is completed. If the motor stop condition is not satisfied (No in S6), since the
一方、モータ停止条件が成立すれば(S6のYes)、制御手段17はモータ13を停止する(S7)。そして、S1で検出した回転数rnを前回回転数rn-1として前記メモリに記憶する(S8)。その後、図3のサブルーチンを終了してメインルーチンへ戻る。 On the other hand, if the motor stop condition is satisfied (Yes in S6), the control means 17 stops the motor 13 (S7). Then, stored in the memory a rotational speed r n detected at step S1 as the previous rotation speed r n-1 (S8). Thereafter, the subroutine of FIG. 3 is terminated and the process returns to the main routine.
以上の構成、動作により、車両用駆動装置1は、モータ13の回転数rnを2相交流電圧から検出する回転数検出手段15により回転数rnを検出しているので、車速を高精度に検出できる。その結果、従来のように、車速誤差を見込んだ分、早めにエンジン再始動を行う必要性が少なくなり、燃料カット領域を増すことが可能となる。
With the above-described structure and operation, the
さらに、減速中に、車両が急な登坂道に差し掛かった場合など、その減速度Δrが許容可能減速度Δrsより大きくなれば、直ちに回生していたモータ13を力行し、減速時燃料カットを中止する。その結果、拡張した燃料カット領域であっても、エンジン再始動が可能となり、エンジンストールの可能性を低減できる。
Further, during deceleration, such as when the vehicle is approaching a steep uphill road, the larger than its deceleration [Delta] r is allowable deceleration [Delta] r s, and powering the
また、上記の場合に、減速度Δrが許容可能減速度Δrsとなるようにモータ13を回生から力行に切り替えるので、不必要な力行による電力消費が抑制されるとともに、急激な減速度Δrの変化を低減することができるので、運転者への減速感を損なう可能性も低減できる。
Further, in the case described above, the switching between the
これらのことから、高精度な回転数検出手段により、かつ、エンジンストールの可能性を低減するように、燃料カット領域を広げることができるとともに、不必要な力行も抑制されるので、より多くの燃費改善効果を得ることができる車両用駆動装置1が得られる。
From these facts, it is possible to widen the fuel cut region and reduce unnecessary power running so as to reduce the possibility of engine stall by means of highly accurate rotation speed detection means. The
なお、本実施の形態1では、車軸11にモータ13が接続される構成としたが、これはモータ13が他の車軸41(ここでは前輪の車軸)に接続される構成としてもよい。
In the first embodiment, the
(実施の形態2)
本実施の形態2の構成は実施の形態1と同じであるため、本実施の形態2の特徴となる動作について説明する。
(Embodiment 2)
Since the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the operation that characterizes the second embodiment will be described.
すなわち、本実施の形態2の特徴となる動作は、制御手段17が、運転者によるアクセルペダル(図示せず)の踏み込みにもかかわらず減速が継続される場合、モータ13の停止条件が成立していないと判断し、さらなる前記アクセルペダルの踏み込み量に応じて、モータ13の力行を継続するようにした点である。
In other words, the operation that characterizes the second embodiment is that when the control means 17 continues to decelerate despite the driver depressing an accelerator pedal (not shown), the stop condition of the
これにより、登坂道が続く場合でも、それに応じてモータ13が力行を継続するので、エンジン23の燃料消費量を抑制することが可能となる。
As a result, even when the uphill road continues, the
以下、詳細な動作について説明する。 The detailed operation will be described below.
車両が減速時で、車速が実施の形態1で述べた車速V3以上の場合、制御手段17は図3のサブルーチンを定期的に実行する。ここで、本実施の形態2の場合、まず図3のサブルーチンのS1からS5までは実施の形態1と同じ動作である。また、S3でNoの場合の動作も実施の形態1で同じである。 When the vehicle is decelerating and the vehicle speed is equal to or higher than the vehicle speed V3 described in the first embodiment, the control means 17 periodically executes the subroutine of FIG. Here, in the case of the second embodiment, first, operations from S1 to S5 in the subroutine of FIG. 3 are the same as those in the first embodiment. The operation in the case of No in S3 is the same as that in the first embodiment.
図3のS6において、制御手段17は、モータ停止条件としてエンジンの再始動完了以外にも、運転者による前記アクセルペダルの踏み込みにもかかわらず減速が継続されるか否かを条件とする。すなわち、登坂道において、運転者が前記アクセルペダルを踏み込んで車両が加速すれば、運転者の意思どおりに車両が走行しているので、モータ停止条件は成立するものと定義する。逆に、運転者が前記アクセルペダルを踏み込んでも減速が続けば、運転者の意思に反して車両が減速していることになるので、運転者に大きな違和感を与えることになる。そこで、制御手段17は、この場合にモータ停止条件が成立していないと判断し、力行を継続する。したがって、図3のS6では、エンジン23が既に再始動している状態で、かつ、運転者が前記アクセルペダルを踏み込んで車両が加速すれば、車両は運転者の意思に応じて登坂しているので、モータ停止条件が成立する(S6のYes)。
In S6 of FIG. 3, the control means 17 is based on whether or not the deceleration is continued despite the depression of the accelerator pedal by the driver, in addition to the completion of the engine restart as the motor stop condition. That is, when the driver depresses the accelerator pedal and the vehicle accelerates on an uphill road, the vehicle is traveling as intended by the driver, and therefore the motor stop condition is defined to be satisfied. Conversely, if the driver continues to decelerate even when the accelerator pedal is depressed, the vehicle is decelerating against the driver's intention, which gives the driver a great sense of discomfort. Therefore, the control means 17 determines that the motor stop condition is not satisfied in this case, and continues the power running. Therefore, in S6 of FIG. 3, if the
一方、エンジン23がまだ再始動を完了していないか、または、運転者が前記アクセルペダルを踏み込んでも車両が減速を続ければ、モータ停止条件は成立しない(S6のNo)。
On the other hand, if the
なお、車両が加速しているか減速しているかは減速度Δrから求められる。すなわち、減速度Δrが正であれば減速、負であれば加速である。なお、この方法以外にも、一般的な車速信号の変化を見て減速か加速かを判断するようにしてもよい。 Whether the vehicle is accelerating or decelerating can be obtained from the deceleration Δr. That is, if the deceleration Δr is positive, it is decelerated, and if it is negative, it is acceleration. In addition to this method, it may be determined whether the vehicle is decelerating or accelerating by referring to a change in a general vehicle speed signal.
以上のように制御することで、エンジン23だけで登坂しても十分な加速が得られない場合に、モータ13を力行させることで、エンジン23の負担を減らすことができ、燃費改善につながる。さらに、運転者への違和感の低減も可能となる。
By controlling as described above, when sufficient acceleration cannot be obtained even when climbing only with the
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3における車両用駆動装置の回転数検出手段を用いたときの減速中、急な登坂走行時における動作を示すフローチャートである。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a flowchart showing an operation at the time of steep climbing while decelerating when the rotational speed detection means of the vehicle drive device according to Embodiment 3 of the present invention is used.
本実施の形態3における車両用駆動装置1の構成において、実施の形態1の図1と同じ部分には同じ符号を付して特徴となる部分についてのみ説明する。
In the configuration of the
すなわち、図1において、本実施の形態3の車両用駆動装置1は、車軸11、または他の車軸41と接続される他のモータをさらに備え、前記他のモータは制御手段17に電気的に接続されることを特徴とする。
That is, in FIG. 1, the
この詳細な構成について説明する。車軸11には既にモータ13が接続されているので、本実施の形態3では、さらに他の車軸41に他のモータ、すなわちオルタネータ39が接続されている。ここで、オルタネータ39は発電機でありモータと同じ構成を有するので、ここでは、他のモータとしてオルタネータ39を用いることと定義する。また、図1よりオルタネータ39は他の車軸41と直接接続されていないが、エンジン23を介して接続されるので、この場合、オルタネータ39が他の車軸41と接続されていると定義する。
This detailed configuration will be described. Since the
次に、このような構成の車両用駆動装置1の動作について特徴となる部分を説明する。制御手段17は、モータ13を回生から力行に切り替える際に、他のモータ(オルタネータ39)を回生させるように制御する。これにより、図2(d)の時刻t65以降のエンジン再始動時における車速ピークを低減することができる。
Next, a characteristic part of the operation of the
この動作の詳細について図4を参照しながら説明する。なお、図4において、図3と同じ動作には同じステップ番号を付して、詳細な説明を省略する。 Details of this operation will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same operations as those in FIG. 3 are denoted by the same step numbers, and detailed description thereof is omitted.
まず、図4のS1からS4までは図3と同じである。なお、S3でNoの場合の動作も図3と同じである。 First, S1 to S4 in FIG. 4 are the same as those in FIG. Note that the operation in the case of No in S3 is the same as in FIG.
図4のS4ではモータ13が力行制御されるため、エンジンを再始動しようとしている。このとき、制御手段17は、他のモータ(オルタネータ39)が回生を行うように制御する。具体的には、制御手段17は、オルタネータ39の界磁電流を調整する。次に、制御手段17は燃料噴射を行い(S5)、エンジン再始動を行う。
In S4 of FIG. 4, since the
この一連の動作で、実施の形態1では図2(d)に示すように時刻t65以降で、一瞬、車速のピークを有し、車両が加速される方向となるのであるが、本実施の形態3では、車両が加速しようとする分、オルタネータ39が回生するように制御されるので、加速分を相殺することが可能となる。その結果、加速分のエネルギに相当する電力をオルタネータ39で回収し、低圧バッテリ33に充電することができる。さらに、減速中の車両が一瞬加速するといった運転者にとって違和感の大きい車両の動作を抑制することができる。
With this series of operations, in the first embodiment, as shown in FIG. 2D, after the time t65, there is a peak of the vehicle speed for a moment, and the vehicle is accelerated. 3, since the
次に、モータ停止条件が成立すれば(S6のYes)、制御手段17はモータ13だけでなく他のモータの動作を停止する(S12)。その後の動作は図3と同じである。
Next, if the motor stop condition is satisfied (Yes in S6), the control means 17 stops not only the
なお、S12で他のモータの動作を停止しているが、これは、本実施の形態3では他のモータとしてオルタネータ39を使用しているので、低圧バッテリ33の充電残量に応じて、その後も継続して発電するようにしてもよい。
Although the operation of the other motor is stopped in S12, this is because the
以上の構成、動作により、車速ピーク分のエネルギを回生することで燃費改善を図ることが可能であるとともに、減速中の一瞬の加速といった運転者にとって違和感の大きい車両の動作を抑制することができる車両用駆動装置1が得られる。
With the above-described configuration and operation, it is possible to improve fuel efficiency by regenerating energy for the vehicle speed peak, and it is possible to suppress the operation of the vehicle, which is very uncomfortable for the driver, such as instantaneous acceleration during deceleration. The
なお、本実施の形態3では他のモータとしてオルタネータ39を用いたが、それに限定されるものではなく、オルタネータ39とは別に、前記他のモータを設ける構成としてもよい。
In the third embodiment, the
また、本実施の形態3では、車軸11にモータ13が、他の車軸41に他のモータ(オルタネータ39)が、それぞれ配置される構成としたが、それに限定されるものではなく、モータ13と前記他のモータが逆になる構成でもよいし、一方の車軸にモータ13と前記他のモータの両方が接続される構成でもよい。
In the third embodiment, the
本発明にかかる車両用駆動装置は、より多くの燃費改善効果を得ることができるので、特に燃料カット機能を有する車両用駆動装置等として有用である。 Since the vehicle drive device according to the present invention can obtain more fuel efficiency improvement effects, it is particularly useful as a vehicle drive device having a fuel cut function.
1 車両用駆動装置
11 車軸
13 モータ
14 インバータ
15 回転数検出手段
17 制御手段
39 オルタネータ(他のモータ)
41 他の車軸
DESCRIPTION OF
41 Other axles
Claims (4)
前記車両の車軸に接続される、力行および回生が可能なモータと、
前記モータと電気的に接続され、前記力行および前記回生を制御するインバータと、
前記モータの回転数(rn)を検出する回転数検出手段と、
前記インバータと前記回転数検出手段と電気的に接続される前記車両の制御手段と、を備え、
前記制御手段は、減速時に、前記回転数検出手段から得られる回転数(rn)を検出し、
前記回転数(rn)を前回回転数(rn−1)で除して1から差し引くことで得られる減速度(Δr=1−rn/rn−1)が所定の許容可能減速度(Δrs)以下なら、前記モータにより前記回生を行うとともに、前記減速時燃料カットを行い、
前記減速度(Δr)が前記許容可能減速度(Δrs)より大きくなれば、前記減速度(Δr)が前記許容可能減速度(Δrs)となるように前記モータを前記回生から前記力行に切り替えるとともに、前記減速時燃料カットを中止し、前記車両のエンジン再始動が完了した状態である前記モータの停止条件が成立すると前記モータの前記力行を停止するようにした車両用駆動装置。 A vehicle drive device for a vehicle that performs fuel cut during deceleration,
A motor capable of power running and regeneration connected to the axle of the vehicle;
An inverter electrically connected to the motor and controlling the power running and the regeneration;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed (rn) of the motor;
Control means for the vehicle electrically connected to the inverter and the rotation speed detection means,
The control means detects the rotational speed (rn) obtained from the rotational speed detection means during deceleration ,
The deceleration (Δr = 1−rn / rn−1) obtained by dividing the rotational speed (rn) by the previous rotational speed (rn−1) and subtracting from 1 is equal to or less than a predetermined allowable deceleration (Δrs). Then, while performing the regeneration by the motor, performing the fuel cut at the time of deceleration,
When the deceleration (Δr) becomes larger than the allowable deceleration (Δrs), the motor is switched from the regeneration to the power running so that the deceleration (Δr) becomes the allowable deceleration (Δrs). The vehicle drive device which stops the power running of the motor when the motor stop condition is satisfied, in which the fuel cut at deceleration is stopped and the engine restart of the vehicle is completed .
前記他のモータは前記制御手段に電気的に接続され、
前記制御手段は、前記モータを前記回生から前記力行に切り替える際に、前記他のモータを回生させるようにした請求項1に記載の車両用駆動装置。 The vehicle further includes another motor connected to the axle or another axle,
The other motor is electrically connected to the control means;
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the control unit regenerates the other motor when the motor is switched from the regeneration to the power running.
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