JPH11132070A - パラレル・ハイブリッド車両の車速制御装置 - Google Patents

パラレル・ハイブリッド車両の車速制御装置

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JPH11132070A
JPH11132070A JP29895897A JP29895897A JPH11132070A JP H11132070 A JPH11132070 A JP H11132070A JP 29895897 A JP29895897 A JP 29895897A JP 29895897 A JP29895897 A JP 29895897A JP H11132070 A JPH11132070 A JP H11132070A
Authority
JP
Japan
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motor
vehicle speed
torque
command value
torque command
Prior art date
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Pending
Application number
JP29895897A
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English (en)
Inventor
Kazuma Okura
一真 大蔵
Yasuhiko Kitajima
康彦 北島
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11132070A publication Critical patent/JPH11132070A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリーの充電状態に応じてモーターを駆
動モードと発電モードとに切り換えつつ高い車速制御性
能を達成する。 【解決手段】 車速検出値Vを車速目標値V*に一致さ
せるためのトルク目標値Te*を演算し、トルク目標値T
e*にしたがって電動機の駆動力を制御するとともに、蓄
電手段の充電状態検出値に基づいて電動機のトルク指令
値Te’を演算し、トルク目標値Te*がトルク指令値T
e’に一致するように内燃機関の駆動力を制御する。こ
れにより、蓄電手段の充電状態や車両の走行状態、内燃
機関の運転状態などに応じて電動機を駆動モードと発電
モードとに切り換えつつ、高い車速制御性能を達成する
ことができる。特に、内燃機関により車速を制御する場
合に比べて、トルク目標値またはトルク指令値が変化し
たときの応答性を著しく向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレル・ハイブ
リッド車両の車速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の走行速度が乗員の設定した目標車
速になるようにエンジンの出力トルクを制御する車速制
御装置が知られている(例えば、特開平8−20761
9号公報参照)。また、エンジンの駆動力および/また
はモーターの駆動力により走行するパラレル・ハイブリ
ッド車両が知られている。このパラレル・ハイブリッド
車両のモーターには、モーター駆動力とエンジン駆動力
とにより走行する駆動モードと、エンジンのみの駆動力
により車両の走行とモーターによる発電とを行う発電モ
ードとがあり、バッテリーの充電状態などに応じて切り
換えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パラレル・
ハイブリッド車両において、エンジントルクを制御して
車速を目標車速に一致させようとすると、次のような問
題が発生する。すなわち、車速制御中にバッテリーの充
電状態などに応じてモーターの運転モードが切り換わる
と、モーターの出力トルクが正と負の間で変化し、この
モーターの出力トルクの変化がエンジンに対して負荷外
乱として作用するため、車速が変動して満足できる車速
制御性能が期待できなくなる。
【0004】本発明の目的は、バッテリーの充電状態な
どに応じてモーターを駆動モードと発電モードとに切り
換えつつ、高い車速制御性能を達成するハイブリッド車
両の車速制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1) 請求項1の発明は、内燃機関の駆動力および/
または電動機の駆動力により走行するパラレル・ハイブ
リッド車両の車速制御装置であって、車速を検出する車
速検出手段と、車速検出値を車速目標値に一致させるた
めのトルク目標値を演算して車速を制御する車速制御手
段と、トルク目標値にしたがって電動機の駆動力を制御
する電動機制御手段と、電動機に電力を供給する蓄電手
段の充電状態を検出する充電状態検出手段と、充電状態
検出値に基づいて電動機のトルク指令値を演算するトル
ク指令値演算手段と、トルク目標値がトルク指令値に一
致するように内燃機関の駆動力を制御する内燃機関制御
手段とを備える。車速検出値を車速目標値に一致させる
ためのトルク目標値を演算し、トルク目標値にしたがっ
て電動機の駆動力を制御するとともに、蓄電手段の充電
状態検出値に基づいて電動機のトルク指令値を演算し、
トルク目標値がトルク指令値に一致するように内燃機関
の駆動力を制御する。 (2) 請求項2のパラレル・ハイブリッド車両の車速
制御装置は、トルク指令値演算手段によって、車両の走
行状態を考慮してトルク指令値を演算するようにしたも
のである。 (3) 請求項3のパラレル・ハイブリッド車両の車速
制御装置は、トルク指令値演算手段によって、内燃機関
の運転状態を考慮してトルク指令値を演算するようにし
たものである。
【0006】
【発明の効果】
(1) 請求項1の発明によれば、蓄電手段の充電状態
に応じて電動機を駆動モードと発電モードとに切り換え
つつ、高い車速制御性能を達成することができる。特
に、内燃機関により車速を制御する場合に比べて、トル
ク目標値またはトルク指令値が変化したときの応答性を
著しく向上させることができる。 (2) 請求項2および請求項3の発明によれば、車両
の走行状態あるいは内燃機関の運転状態に応じた最適な
トルク指令値を設定することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、一実施の形態のパラレル
・ハイブリッド車両の構成を示す図である。エンジン1
の主軸にはモーター2の回転子が直結されており、エン
ジン1および/またはモーター2の駆動力はトルクコン
バーターおよび自動変速機3を介して車軸に伝達され
る。なお、この実施の形態ではモーター2に三相同期機
を用いた例を示すが、同期機に限らず三相誘導機を用い
てもよい。
【0008】ここで、パラレル・ハイブリッド車両にお
けるモーター2の運転モードには、駆動モードと発電モ
ードとがある。車両自体の駆動モード、すなわち加速
時、平坦路走行時、登坂時に、モーター2へ電力を供給
するバッテリー4が十分な充電状態にあれば、モーター
2を駆動モードで運転してエンジン1とモーター2の両
駆動力により走行する。しかし、バッテリー4の充電状
態が低いと、モーター2を発電モードで運転し、エンジ
ン1の駆動力により走行を行うとともに、エンジン1の
駆動力によりモーター2を駆動してモーター2により発
電を行い、バッテリー4を充電する。
【0009】一方、車両の制動モード、すなわち減速時
や降坂時には、エンジン1とモーター2が車軸からトル
クコンバーターおよび自動変速機3を介して駆動され
る。このとき、モーター2を発電モードで運転し、回生
エネルギーを吸収してバッテリー4を充電する。
【0010】モーター2の駆動モードでは、バッテリー
4からインバーター5を介してモーター2に電力が供給
され、モーター2は正のトルクすなわち駆動トルクを発
生してエンジン1をアシストする。一方、モーター2の
発電モードでは、エンジン1の駆動力または上述した回
生駆動力によってモーター2が駆動され、モーター2は
発電機となってバッテリー4を充電する。ここで、発電
モードで運転しているモーター2は、負のトルク、すな
わち回生トルクを発生していると考えることができる。
【0011】電流センサー6は三相同期モーター2の三
相電流iu、iv、iwを検出し、バッテリー状態検出回
路7はバッテリー4の充電状態SOC[%]を検出す
る。また、車速センサー8は車両の走行速度Vを検出
し、回転センサー9はエンジン1とモーター2の回転速
度および回転位置を検出する。なお、バッテリーの充電
状態SOCの検出方法についてはすでに公知であるので
説明を省略する。目標車速設定回路10は、乗員により
操作可能な増速スイッチ、減速スイッチおよび設定スイ
ッチ(不図示)を有し、乗員の操作により車速目標値V
*を設定する。
【0012】車速制御回路11は、数式1に示す比例積
分制御などによって車速センサー8で検出した車速Vを
車速目標値V*に一致させるためのトルク目標値Te*を
演算し、車速を制御する。
【数1】
【0013】ベクトル制御回路12は、トルク目標値T
e*を実現するための三相同期モーター2の電流目標値を
演算する。この電流目標値は、三相同期機の回転子に同
期して回転するd−q座標系(界磁磁束の方向をd軸と
する)を設定し、d軸電流(界磁分電流)id*とq軸電
流(トルク分電流)iq*とに分離して求める。
【数2】
【0014】電流制御回路13は、二相電流目標値id
*、iq*と、電流センサー6で検出した三相電流iu、i
v、iwと、回転センサー9で検出したモーター2の回転
位置とに基づいて、三相電流iu、iv、iwを二相電流
id、iqに変換し、二相電流id、iqをその目標値id
*、iq*にするための二相電圧目標値vd*、vq*を比例
積分制御などにより演算する。
【数3】 さらに、二相電圧目標値vd*、vq*を三相電圧目標値v
u*、vv*、vw*に変換する。
【数4】
【0015】インバーター5は、三相電圧目標値vu*、
vv*、vw*にしたがってPWM変調を行い、バッテリー
4の直流電力を三相交流電力に変換して三相同期モータ
ー2へ印加する。
【0016】エンジン制御回路14は、エンジン1の吸
入空気量センサー(不図示)からの信号、回転センサー
9からの信号などに基づいてエンジン1の点火時期制御
や燃料噴射制御などを行う。
【0017】モーター指令トルク演算回路15は、バッ
テリ状態検出回路7により検出されたバッテリー4の充
電状態SOCや、車両の走行状態、エンジン1の運転状
態などに基づいて、三相同期モーター2のトルク指令値
Te’を演算する。例えば、図2に示すように、バッテ
リー4が満充電状態(SOC=100%)に近い場合に
は正のトルク指令値+Te’(駆動トルク指令値)を、
放電末期(SOC=0%)に近い場合には負のトルク指
令値−Te’(回生トルク指令値)を設定する。さら
に、バッテリー4の温度などからバッテリー4の充放電
可能量を考慮してトルク指令値Te’を設定するととも
に、エンジン1の燃費効率がよくなるようにトルク指令
値Te’を決定する。
【0018】スロットル開度制御回路16は、比例積分
制御などによってトルク目標値Te*をトルク指令値T
e’とするためのスロットルバルブ開度目標値α*を演算
し、エンジン1のスロットルバルブ17を駆動制御す
る。
【数5】
【0019】なお、バッテリー4はモーター2へ電力を
供給する高圧バッテリーであり、他の車載機器や電子回
路へは不図示の補助バッテリーから電力を供給する。ま
た、バッテリー状態検出回路7、目標車速設定回路1
0、車速制御回路11、ベクトル制御回路12、電流制
御回路13、エンジン制御回路14、モーター指令トル
ク演算回路15およびスロットル開度制御回路16は、
マイクロコンピューターを中心とした電子回路により構
成される。
【0020】図3は一実施の形態の制御結果を示すタイ
ムチャートであり、(a)が車速目標値V*と実車速V
を、(b)がモーター2のトルク目標値Te*および実ト
ルクTeとトルク指令値Te’を、(c)がスロットル開
度目標値α*と実開度αを、(d)が実際のエンジント
ルクTengをそれぞれ示す。このタイムチャートを参照
して一実施の形態の動作を説明する。
【0021】今、車速制御中の時刻t1において、バッ
テリー4の温度が急に上昇して充電状態が変化し、モー
ター2への電力供給量を制限する必要が生じたとする。
この実施の形態では、車速制御は三相同期モーター2に
より行われる。三相同期モーター2のトルク制御は、ベ
クトル制御回路12、電流制御回路13およびインバー
ター5により電気的に行われるため、トルク目標値Te*
に対する実際の出力トルクTeの精度、応答性および安
定性は良好である。特に、応答性については、吸入空気
系の遅れの影響が大きいエンジン1によるトルク制御の
遅れが約100msであるのに対し、三相同期モーター
2によるトルク制御の遅れは1〜10ms程度であり、
車速制御性能が著しく向上する。
【0022】バッテリー4の充電状態SOC、車両の走
行状態、エンジン1の運転状態などの変化にともなって
トルク指令値Te’が減少した場合には、スロットル開
度αが増加してエンジン1への吸入空気量が増大し、そ
れに応じて燃料噴射量や点火時期が制御されてエンジン
1の出力トルクが増加する。車速はエンジン1およびモ
ーター2の出力トルクの和で維持されるので、エンジン
1の出力トルクが増加すると、負荷の変化がない限り車
速が増加しようとする。しかし、車速制御回路11によ
り車速フィードバック制御が行われるので、エンジン1
の出力トルクが増加した分だけトルク目標値Te*が減少
し、モーター2の出力トルクTeも減少する。このよう
にして、トルク目標値Te*とトルク指令値Te’とが一
致するようにエンジン1とモーター2の駆動力が制御さ
れる。このとき、車速制御は基本的にモーター2で行わ
れるので、実車速Vが目標値V*に良好に追従してい
る。
【0023】以上の一実施の形態の構成において、エン
ジン1が内燃機関を、モーター2が電動機を、車速セン
サー8が車速検出手段を、車速制御回路11が車速制御
手段を、ベクトル制御回路12、電流制御回路13およ
びインバーター5が電動機制御手段を、バッテリー状態
検出回路7が充電状態検出手段を、モーター指令トルク
演算回路15がトルク指令値演算手段を、エンジン制御
回路14が内燃機関制御手段をそれぞれ構成する。
【0024】なお、上述した一実施の形態では、エンジ
ンの主軸がモーターの回転子に直結されたパワートレイ
ンを例にあげて説明したが、エンジンとモーターがベル
トや歯車などを介して接続されるパワートレインに対し
ても本発明を適用することができ、同様な効果が得られ
る。また、上記実施の形態では蓄電手段にバッテリーを
用いた例を示したが、パワーキャパシター(電気二重層
コンデンサ)を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図2】 バッテリーの充電状態SOCに応じたトルク
指令値Te’の設定例を示す図である。
【図3】 一実施の形態の制御結果を示すタイムチャー
トである。
【符号の説明】 1 エンジン 2 モーター 3 トルクコンバーターおよび自動変速機 4 バッテリー 5 インバーター 6 電流センサー 7 バッテリー状態検出回路 8 車速センサー 9 回転センサー 10 目標車速設定回路 11 車速制御回路 12 ベクトル制御回路 13 電流制御回路 14 エンジン制御回路 15 モーター指令トルク演算回路 16 スロットル開度制御回路 17 スロットルバルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の駆動力および/または電動機
    の駆動力により走行するパラレル・ハイブリッド車両の
    車速制御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 前記車速検出値を車速目標値に一致させるためのトルク
    目標値を演算して車速を制御する車速制御手段と、 前記トルク目標値にしたがって前記電動機の駆動力を制
    御する電動機制御手段と、 前記電動機に電力を供給する蓄電手段の充電状態を検出
    する充電状態検出手段と、 前記充電状態検出値に基づいて前記電動機のトルク指令
    値を演算するトルク指令値演算手段と、 前記トルク目標値が前記トルク指令値に一致するように
    前記内燃機関の駆動力を制御する内燃機関制御手段とを
    備えることを特徴とするパラレル・ハイブリッド車両の
    車速制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のパラレル・ハイブリッ
    ド車両の車速制御装置において、 前記トルク指令値演算手段は、車両の走行状態を考慮し
    てトルク指令値を演算することを特徴とするパラレル・
    ハイブリッド車両の車速制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のパラレ
    ル・ハイブリッド車両の車速制御装置において、 前記トルク指令値演算手段は、前記内燃機関の運転状態
    を考慮してトルク指令値を演算することを特徴とするパ
    ラレル・ハイブリッド車両の車速制御装置。
JP29895897A 1997-10-30 1997-10-30 パラレル・ハイブリッド車両の車速制御装置 Pending JPH11132070A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7917557B2 (en) 2002-09-05 2011-03-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and devices for creating a second playlist based on a first playlist

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7917557B2 (en) 2002-09-05 2011-03-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and devices for creating a second playlist based on a first playlist

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