JP2005278293A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン及びそのエンジンと一体回転する電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段が、力行作動及び回生作動を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成されているハイブリッド車両に関する。 The present invention includes an engine and an electric motor that rotates integrally with the engine as a power source, and is configured to drive the traveling device. The control unit that controls the driving state of the vehicle performs the power running operation and the regenerative operation. And a hybrid vehicle configured to control the operation of the electric motor.
上記構成のハイブリッド車両において、従来では、アクセル操作量の情報に基づいて走行に必要な要求駆動力を求めるようになっており、電動モータに電力を供給するために車両に搭載されているバッテリーの充電状態が設定値よりも高い状態であるときに、電動モータによる力行作動を実行する構成となっていた(例えば、特許文献1参照。)。 In the hybrid vehicle having the above configuration, conventionally, the required driving force required for traveling is obtained based on the information on the accelerator operation amount, and the battery mounted on the vehicle for supplying electric power to the electric motor is obtained. When the state of charge is higher than the set value, the power running operation by the electric motor is executed (see, for example, Patent Document 1).
因みに、例示した特許文献1には、電動モータが力行作動を行うときの力行用トルクの目標値を求める構成については詳述していないが、アクセル操作量が大きいときは大きな要求駆動力が要求されていることになるので、アクセル操作量が大きいほど電動モータの力行用トルクの目標値は大きな値に設定するのが一般的であり、又、バッテリーの充電状態が大きいと電動モータに供給する電力も多くすることができるから、バッテリーの充電状態が大きいほど、電動モータの力行用トルクの目標値は大きな値に設定されるのが一般的である。
Incidentally, the
しかし、上記従来構成においては、車両が走行を停止している状態から車両を発進させてその後加速していくようなときにおいても、電動モータの力行用トルクの目標値はアクセル操作量の情報とバッテリーの充電状態から求められることになるから、車両の発進時において運転者が駆動力不足を感じるおそれがある。 However, in the above-described conventional configuration, even when the vehicle is started from a state where the vehicle is stopped and then accelerated, the target value of the power running torque of the electric motor is the information on the accelerator operation amount. Since it is calculated | required from the charge condition of a battery, a driver | operator may feel lack of driving force at the time of start of a vehicle.
説明を加えると、車両を運転する場合には、停止状態から車両を発進させたのちに所望の車速にまで加速されると、その後、その車速を維持するように走行させる定常走行状態に切り換わるように運転することになるが、上述したような定常走行状態においては、エンジンの回転速度も上昇しており、エンジンの動力により走行に必要な走行駆動力を得ることができるが、車両の発進時のように車速が低速であるときには、エンジンは回転速度が低く出力が低い状態となっていることが多いので、上述したように、アクセル操作量の情報とバッテリーの充電状態から求められる電動モータの力行用トルクでは、アクセル操作量が少ないと、走行駆動力が不足して車両がスムーズに発進することができないものとなるおそれがある。 In other words, when driving a vehicle, after starting the vehicle from a stopped state and accelerating to a desired vehicle speed, the vehicle then switches to a steady driving state in which the vehicle is driven to maintain the vehicle speed. However, in the steady running state as described above, the rotational speed of the engine is also increased, and the driving force required for running can be obtained by the power of the engine. When the vehicle speed is low, the engine often has a low rotational speed and a low output. Therefore, as described above, the electric motor obtained from the information on the accelerator operation amount and the state of charge of the battery With the power running torque, if the accelerator operation amount is small, the driving force may be insufficient and the vehicle may not start smoothly.
そこで、このような車両の発進時においては、充分な力行用のトルクにて電動モータによる力行作動を行うためには、アクセル操作量が充分に大きな値になるように運転者がアクセル操作を行う必要がある。 Therefore, at the time of starting of such a vehicle, in order to perform the power running operation by the electric motor with a sufficient power running torque, the driver performs the accelerator operation so that the accelerator operation amount becomes a sufficiently large value. There is a need.
従って、上記従来構成においては、車両を発進させるときには、運転者は常にアクセル操作量が充分大きな値になるようにアクセル操作を行う必要があり、アクセル操作量を大側に操作する頻度が多くなってエンジンに対する燃料供給量が多くなる。その結果、エンジンの燃料消費量を低減させるというハイブリッド車両の特有の利点が損なわれてしまうという不利がある。 Therefore, in the above-described conventional configuration, when starting the vehicle, the driver must always perform the accelerator operation so that the accelerator operation amount becomes a sufficiently large value, and the frequency of operating the accelerator operation amount to the large side increases. As a result, the amount of fuel supplied to the engine increases. As a result, there is a disadvantage that the unique advantage of the hybrid vehicle that reduces the fuel consumption of the engine is impaired.
本発明の目的は、車両の発進時等のように低速で走行している場合において、走行駆動力の不足を補うことができるものでありながら、エンジンの燃料消費量を少ないものに抑制することが可能となるハイブリッド車両を提供する点にある。 An object of the present invention is to suppress the fuel consumption of an engine to a small amount while compensating for a shortage of driving force when the vehicle is traveling at a low speed such as when the vehicle is started. This is to provide a hybrid vehicle that enables the vehicle.
本発明の第1特徴構成は、エンジン及びそのエンジンと一体回転する電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段が、力行作動及び回生作動を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成されているハイブリッド車両であって、前記制御手段が、前記力行作動を行うときの目標トルクを、アクセル操作量が大きいほど大きくなり、バッテリーの充電状態が高いほど大きくなり、且つ、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなるように設定するよう構成されている点にある。 A first characteristic configuration of the present invention is configured to drive a traveling device by including an engine and an electric motor that rotates integrally with the engine as a power source, and a control unit that controls a driving state of the vehicle includes power running operation and regeneration. In the hybrid vehicle configured to control the operation of the electric motor so as to execute the operation, the target torque when the control unit performs the power running operation increases as the accelerator operation amount increases. The higher the state of charge of the battery is, the larger it is, and when the vehicle speed is in the low speed state, the battery is set to be larger than in the high speed state.
第1特徴構成によれば、アクセル操作量が大きいほど大きくなり、バッテリーの充電状態が高いほど大きくなり、且つ、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなるように、力行作動を行うときの目標トルクが設定される。すなわち、アクセル操作量が大きいほど力行作動を行うときの目標トルクが大きくなることから、アクセル操作量が大きく運転者が大きな走行駆動力を要求しているときには、電動モータにより大きなトルクを出力して力行作動させることができる。又、バッテリーの充電状態が高いほど力行作動を行うときの目標トルクが大きくなる、言い換えるとバッテリーの充電状態が低いほど目標トルクは小さくなることから、力行作動を実行することによってバッテリーの充電状態が大きく低下するおそれはないので、バッテリーの充電状態が低くなってその後の車両の運転に支障が生じるといった不利がない。 According to the first characteristic configuration, the power running is increased so that the accelerator operation amount increases, the battery charging state increases, and the vehicle speed increases when the vehicle speed is low and when the vehicle speed is low. A target torque for operation is set. That is, as the accelerator operation amount increases, the target torque for powering operation increases, so when the accelerator operation amount is large and the driver requests a large driving force, a large torque is output by the electric motor. Power running can be operated. In addition, the target torque for powering operation increases as the state of charge of the battery increases. In other words, the target torque decreases as the state of charge of the battery decreases. Since there is no risk of a significant drop, there is no disadvantage that the battery charge state becomes low and the subsequent driving of the vehicle is hindered.
そして、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも力行作動を行うときの目標トルクが大きくなることから、車両が走行停止している状態から車両を発進させる場合のように車速が低速であってエンジン回転速度が低い状態のときには、アクセル操作量の大きさにかかわらず、車速の情報に基づいて目標トルクが大きくなるように設定されることになる。 When the vehicle speed is low, the target torque for performing the power running operation is larger than when the vehicle is in the high speed state. Therefore, the vehicle speed is reduced as in the case where the vehicle is started from a state where the vehicle is stopped. When the engine speed is low and the engine speed is low, the target torque is set to be large based on the vehicle speed information regardless of the amount of accelerator operation.
従って、車速が低速でエンジン回転速度が低い状態のときには、アクセル操作量を多くしなくても大きめの力行用のトルクにて電動モータによる力行作動を行うことができるので、車両の発進時等のように低速走行状態で大きな走行駆動力を必要とするような場合において、走行駆動力の不足を補うことができるものでありながら、エンジンの燃料消費を抑制することが可能となるハイブリッド車両を提供できるに至った。 Therefore, when the vehicle speed is low and the engine rotational speed is low, the power running operation by the electric motor can be performed with a large power running torque without increasing the accelerator operation amount. As described above, a hybrid vehicle capable of compensating for the shortage of the driving force in a case where a large driving force is required in a low-speed driving state and capable of suppressing the fuel consumption of the engine is provided. I was able to do it.
本発明の第2特徴構成は、第1特徴構成に加えて、前記制御手段が、前記力行作動を行うときの目標トルクを求める処理として、前記アクセル操作量が大きいほど大きく且つ前記バッテリーの充電状態が高いほど大きくなる状態で求めたトルク出力率、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなる状態で求めたトルク変動係数、及び、前記トルク出力率が最大であり且つ前記トルク変動係数が前記高速状態であるときの値として前記電動モータの回転速度に応じて設定される最大トルク夫々の情報に基づいて前記目標トルクを求めるように構成されている点にある。 In addition to the first feature configuration, the second feature configuration of the present invention is a process in which the control means obtains a target torque when performing the power running operation. Torque output rate obtained in a state where the higher the vehicle is, the torque variation coefficient obtained in a state where the vehicle speed is lower than that in the high speed state when the vehicle speed is low, and the torque output rate is maximum and the The target torque is obtained based on information on each maximum torque set in accordance with the rotation speed of the electric motor as a value when the torque fluctuation coefficient is in the high speed state.
第2特徴構成によれば、制御手段は、前記力行作動を行うときの目標トルクを求めるときは、アクセル操作量が大きいほど大きく且つバッテリーの充電状態が高いほど大きくなる状態でトルク出力率を求める。このトルク出力率は、例えば、アクセル操作量及びバッテリーの充電状態の夫々の検出結果と予め設定されているマップデータや演算式等から求めることができる。又、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなる状態でトルク変動係数を求める。このトルク変動係数は、例えば、車速の検出結果と予め設定されているマップデータや演算式等から求めることができる。 According to the second characteristic configuration, when obtaining the target torque for performing the power running operation, the control means obtains the torque output rate in such a state that the larger the accelerator operation amount is, the larger the battery charging state is. . This torque output rate can be obtained from, for example, the respective detection results of the accelerator operation amount and the battery charge state, preset map data, arithmetic expressions, and the like. In addition, the torque variation coefficient is obtained in a state where the vehicle speed is lower when the vehicle speed is lower than when the vehicle speed is higher. The torque fluctuation coefficient can be obtained from, for example, a vehicle speed detection result and preset map data, an arithmetic expression, or the like.
そして、前記トルク出力率、前記トルク変動係数、及び、そのときの電動モータの回転速度に対応する前記最大トルク夫々の情報に基づいて前記目標トルクを求めるのである。この最大トルクは、トルク出力率が最大であり且つトルク変動係数が高速状態であるときの値として電動モータの回転速度に対応して予め設定される値である。 And the said target torque is calculated | required based on each information of the said maximum torque corresponding to the said torque output rate, the said torque fluctuation coefficient, and the rotational speed of the electric motor at that time. This maximum torque is a value set in advance corresponding to the rotational speed of the electric motor as a value when the torque output rate is the maximum and the torque fluctuation coefficient is in the high speed state.
従って、車両が発進して走行して車速が高速状態になっているときは、アクセル操作量及びバッテリーの充電状態に応じて適切なトルクにて力行作動を行うことができ、発進している途中である低速状態であるときには、アクセル操作量が小さくても、電動モータにより大きめのトルクにて力行作動を行うことができて走行駆動力の不足を補うことができる。 Therefore, when the vehicle starts and runs and the vehicle speed is in a high speed state, the power running operation can be performed with an appropriate torque according to the accelerator operation amount and the state of charge of the battery. When the vehicle is in a low speed state, even if the accelerator operation amount is small, the power running operation can be performed with a large torque by the electric motor, and the shortage of the driving force can be compensated.
本発明の第3特徴構成は、第1特徴構成又は第2特徴構成に加えて、前記制御手段は、前記アクセル操作量が前記エンジンの回転速度に応じて予め設定されている開始判定用閾値を上回ると前記力行作動を実行するように構成され、前記アクセル操作量が、前記エンジンの回転速度に応じて前記エンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると前記力行作動を停止させるように構成されている点にある。 According to a third feature configuration of the present invention, in addition to the first feature configuration or the second feature configuration, the control means sets a threshold for start determination in which the accelerator operation amount is set in advance according to the rotation speed of the engine. If it exceeds, it is configured to execute the power running operation, and the accelerator operation amount is set to be lower than the start determination threshold when the engine rotation speed is the same according to the engine rotation speed. The power running operation is stopped when it falls below a threshold value.
第3特徴構成によれば、アクセル操作量がエンジンの回転速度に応じて予め設定される開始判定用閾値を上回ると電動モータによる力行作動を実行し、アクセル操作量がエンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると力行作動を停止することになる。 According to the third characteristic configuration, when the accelerator operation amount exceeds a start determination threshold value set in advance according to the engine rotation speed, a power running operation is performed by the electric motor, and the accelerator operation amount is the same as the engine rotation speed. The power running operation is stopped when the value falls below the stop determination threshold set lower than the start determination threshold.
このように、運転者にて操作される運転用の指令情報であるアクセル操作量の情報に基づいて、力行作動を実行する状態と力行作動を実行しない状態とに切り換わるようにしているので、極力、運転者の意思に沿う状態で電動モータの作動を制御することができる。 Thus, based on the information of the accelerator operation amount that is the command information for driving operated by the driver, it is switched between a state where the power running operation is executed and a state where the power running operation is not executed. The operation of the electric motor can be controlled as much as possible in accordance with the driver's intention.
以下、本発明に係るハイブリッド車両の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ハイブリッド車両は、走行駆動用のエンジン1と走行駆動用の電動モータ2とが一体回転するように直結されている。つまり、走行駆動用のエンジン1の出力軸1aに直結される状態で走行駆動用の電動モータ2を備えて、これらの動力により走行装置としての左右の車輪3を駆動して走行するように駆動手段としての駆動ユニットKUが構成されている。前記電動モータ2は、エンジン1の出力軸1aにロータ2aが同一軸芯で一体回動するように連結され、そのロータ2aの外周部を囲うステータ2bが位置固定状態で図示しない車体支持部に支持される構成となっている。
Hereinafter, embodiments of a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle is directly connected so that the
そして、この電動モータ2は、エンジン1の作動が停止している状態においてその出力軸1aに対して駆動力を与えてエンジン1を始動させるように構成され、且つ、エンジン1が始動した後は、出力軸1aに対してエンジン回転方向と同方向の駆動力を与えて動力の補助つまりアシストを行う力行状態と、前記出力軸1aから駆動力が与えられて発電する回生状態とに切り換え可能に構成されている。つまり、電動モータ2がエンジン1にて回転駆動される出力軸1aに対してその回転方向と同一方向にトルクを出力させる力行状態に切り換えることで、所望の走行駆動力を出力しながらエンジン1が低燃費状態となるように、エンジン1の出力に対する動力の補助を行うことができる構成となっている。この作動状態が力行作動に対応する。又、走行速度を減速させているとき等において電動モータ2が回生状態となって、出力軸1aから駆動力が与えられて発電して得られた回生電力をバッテリー4に充電することができる構成となっている。この作動状態が回生作動に対応する。
The
前記駆動ユニットKUの動力は、トランスミッション6に伝えられ、このトランスミッション6内部のギア式の自動変速機構により変速された後に差動機構7を介して左右の車輪3に伝えられる構成となっている。
The power of the drive unit KU is transmitted to the
次に、このハイブリッド車両における制御構成について説明する。
図1及び図2に示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両制御部8、この車両制御部8からの制御情報に基づいて電動モータ2の動作を制御するモータ制御部9、車両制御部8からの制御情報に基づいてエンジン1の出力、具体的には、電子スロットル弁10のスロットル開度及びインジェクタ11による燃料噴射量を自動調節するエンジン制御部12夫々が備えられ、アクセル操作具13の操作量を検出するポテンショメータ式のアクセル操作量検出センサS1、ブレーキ操作具14が踏み込み操作されているか否かを検出するスイッチ式のブレーキ操作検出センサS2、電動モータ2の回転速度、言い換えると、エンジン1の出力軸1aの回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度センサS3、車輪3の車軸の回転速度に基づいて、車両の走行状態としての車速を検出する走行状態検出手段の一例である車速センサS4、シフトポジションレバー17の位置を検出するシフトポジションセンサS5、バッテリー4の充電状態SOCを検出する充電状態検出部S6等による各種の検出情報が車両制御部8に入力される構成となっている。
Next, a control configuration in this hybrid vehicle will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
前記モータ制御部9は、図3に示すように、バッテリー4から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ2に供給する駆動用電力を制御したり、回生作動により電動モータ2にて発生してバッテリー4に供給される回生電力を制御するインバータ28と、車両制御部8からの制御情報に基づいてパルス幅変調(PWM)されたパルス駆動信号をインバータ28における各スイッチングトランジスタの各ベース端子に供給するPWM制御回路29等を備えて構成され、電動モータ2に通流する電流の大きさや交流電流の周波数を変更させることにより駆動トルクや回転速度を調整したり、前記バッテリー4に充電される回生電力を調整することができる構成となっている。
As shown in FIG. 3, the
前記ブレーキ操作具14により機械式制動手段KSを作動させて機械的な制動力を発生させるための構成について説明を加えると、運転者の足踏み操作にてブレーキ操作具14が操作されると、その足踏み操作力に対応させて制動用の油圧操作力を発生させる周知構成のマスターシリンダ15が備えられ、このマスターシリンダ15から作動油供給路15aを通して出力される油圧操作力にて前記車輪3の近傍に設けられた摩擦式の制動装置16を作動させて車体を制動させる構成となっている。このような機械式制動手段KSは、ブレーキ操作具14に対する運転者の操作力が大きくなるほど、その油圧操作力、すなわち、機械的な制動力が大となるように変更調節自在に構成されている。
When a description is given of a configuration for generating mechanical braking force by operating the mechanical braking means KS by the
前記シフトポジションレバー17の位置としては、「P」(駐車位置)、「R」(後進走行位置)、「N」(中立位置)、「D」(前進走行位置)があり、運転者により運転状況に応じて適宜切り換え操作されることになる。 The position of the shift position lever 17 includes “P” (parking position), “R” (reverse travel position), “N” (neutral position), and “D” (forward travel position). The switching operation is appropriately performed according to the situation.
前記車両制御部8は、シフトポジションセンサS5の検出情報、アクセル操作量検出センサS1の検出情報、車速センサS4の検出情報、及び、充電状態検出部S6にて検出されるバッテリー4の充電状態の情報等に基づいて、モータ制御部9およびエンジン制御部12に制御情報を指令するように構成され、モータ制御部9およびエンジン制御部12はその指令情報に基づいて電動モータ2及びエンジン1の作動を制御するように構成されている。従って、車両制御部8、モータ制御部9、エンジン制御部12の夫々により、車両の運転状態を制御する制御手段Hが構成される。
The
次に、制御手段Hによるエンジン1及び電動モータ2の制御について説明する。
シフトポジションレバー17が「P」(駐車位置)や「N」(中立位置)にあるときは、基本的にはエンジン1を停止し電動モータ2による力行作動や回生作動は行わない。しかし、バッテリー4の充電状態が設定量以下にまで低下してバッテリー4を充電する必要があるような場合には、エンジン1を作動させてエンジン1の動力を電動モータ2の回生作動により発電した電力をバッテリー4に充電するように、エンジン1及び電動モータ2の作動を制御するように構成されている。
Next, control of the
When the shift position lever 17 is at “P” (parking position) or “N” (neutral position), the
又、制御手段Hは、シフトポジションレバー17が「D」(前進走行位置)に操作されて、車体進行方向として前進方向が指令されている場合には、アクセル操作具13が踏み込み操作されて車体を発進させるときは、そのときエンジン1が停止していれば電動モータ2を回転させてエンジン1を始動させ、車体が前進走行すると、アクセル操作量に応じてエンジン1の出力を調整するとともに、後述するように電動モータ2が力行作動や回生作動を実行するように制御を実行するよう構成されている。シフトポジションレバー17が「D」(前進走行位置)に操作されていても、アクセル操作が行われていない状態で車両が走行を停止しており、しかも、バッテリー4の充電状態が設定値以上の高い状態であるときには、エンジン1を停止させるアイドルストップ制御を実行するように構成されている。このようにアイドルストップ制御を実行することでエンジン1の燃料消費をできるだけ少なくするようにしている。
Further, when the shift position lever 17 is operated to “D” (forward travel position) and the forward direction is commanded as the vehicle body traveling direction, the control means H is operated by depressing the
そして、シフトポジションレバー17が「R」(後進走行位置)に操作されて、車体進行方向として後進方向が指令されている場合には、アクセル操作量に応じてエンジン1の出力を調整することになるが、電動モータ2については力行作動及び回生作動のいずれも行わないようになっている。
When the shift position lever 17 is operated to “R” (reverse travel position) and the reverse direction is commanded as the vehicle body travel direction, the output of the
次に、制御手段Hによる電動モータ2の力行作動および回生作動について説明する。
電動モータ2の力行作動や回生作動は、後述するような各種の情報に基づいて目標トルクを求めて、その求めた目標トルクを発生させるように電動モータ2の作動を制御することにより行われる。説明を加えると、力行作動においては、エンジン1の回転方向と同じ方向に電動モータ2が力行用トルクの目標値を出力するように、その力行用トルクの目標値に対応する制御情報がPWM制御回路29に与えられ、PWM制御回路29からその力行用の目標トルクに対応するパルス信号がインバータ28の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ2が目標トルクにてエンジン1をアシストすることになる。又、回生作動においては、電動モータ2がエンジン1の回転方向とは反対方向に回生用トルクの目標値を出力するように、その回生用トルクの目標値に対応する制御情報がPWM制御回路29に与えられ、PWM制御回路29がその回生用の目標トルクに対応するパルス信号がインバータ28の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ2がエンジン1に対して逆向きのトルク、つまり、回生制動力を付与するように作用することになる。そうすると、電動モータ2がエンジン1の動力によって駆動されて発電機として作用して、インバータ28によって前記回生制動力に対応する回生電力に変更調整される状態でバッテリー4に充電されることになる。
Next, the power running operation and regenerative operation of the
The power running operation and the regenerative operation of the
そして、前記制御手段Hは、アクセル操作量がエンジンの回転速度に応じて予め設定されている開始判定用閾値を上回ると力行作動を実行するように構成され、アクセル操作量がエンジンの回転速度に応じて前記エンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると力行作動を停止させるように構成されている。 The control means H is configured to execute a power running operation when the accelerator operation amount exceeds a preset threshold value for start determination according to the engine rotation speed, and the accelerator operation amount is set to the engine rotation speed. Accordingly, the power running operation is stopped when the rotation speed of the engine falls below a stop determination threshold set lower than the start determination threshold at the same time.
又、前記制御手段Hは、前記力行作動を行うときの目標トルクを、アクセル操作量が大きいほど大きくなり、バッテリーの充電状態が高いほど大きくなり、且つ、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなるように設定するよう構成されている。つまり、前記力行作動を行うときの目標トルクを求める処理として、アクセル操作量が大きいほど大きく且つバッテリーの充電状態が高いほど大きくなる状態で求めたトルク出力率、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなる状態で求めたトルク変動係数、及び、前記トルク出力率が最大であり且つ前記トルク変動係数が前記高速状態であるときの値として電動モータの回転速度に応じて設定される最大トルク夫々の情報に基づいて前記目標トルクを求めるように構成されている。 In addition, the control means H increases the target torque when performing the power running operation as the accelerator operation amount increases, increases as the battery is charged, and increases when the vehicle speed is low. It is comprised so that it may set so that it may become larger than. That is, as a process for obtaining the target torque when performing the power running operation, the torque output rate obtained when the accelerator operation amount is larger and the battery charging state is larger, and the vehicle speed is low when the vehicle speed is low. The torque fluctuation coefficient obtained in a state larger than that in the state and the value when the torque output rate is maximum and the torque fluctuation coefficient is in the high speed state are set according to the rotation speed of the electric motor. The target torque is determined based on information on each of the maximum torques.
以下、図4に示す制御フローチャートに基づいてシフトポジションレバー17が「D」(前進走行位置)に操作されている状態における制御手段Hの電動モータ2の制御動作について説明する。
Hereinafter, the control operation of the
先ず、電動モータ2により力行作動を行うか回生作動を行うかについてのモータ作動条件を判断する(ステップ1)。このモータ作動条件の判断について説明を加えると、アクセル操作量検出センサS1にて検出されるアクセル操作量が、図5に示すように、そのときのエンジン回転速度に対して予めマップデータにて設定されている力行開始用閾値ACHを越えると、力行作動条件が成立していると判断する構成となっている。そして、アクセル操作量検出センサS1にて検出されるアクセル操作量が、図5に示すように、エンジン1の回転速度に応じてエンジン1の回転速度が同じときの開始判定用閾値ACHよりも設定量だけ低い値として予めマップデータにて設定される開始判定用閾値ACHよりも低い状態になると、力行作動条件が成立していないと判断する構成となっている。
First, a motor operating condition is determined as to whether the
前記力行作動条件が成立していると判断すると、そのとき回生作動が行われているときには回生用トルクの出力処理を停止して(ステップ2、3)、アクセル操作量の情報に基づいてモータトルク出力率A(トルク出力率の一例)を求める(ステップ4)。このモータトルク出力率Aの求め方について説明すると、図6に示すように、アクセル操作量が変化した場合の力行用トルクの変化割合であるモータトルク出力率Aについての変化特性が予めマップデータ又は演算式により設定されている。図6に示されるラインq1はバッテリー4の充電状態SOCが高い領域にある場合の変化特性であり、ラインq2はバッテリー4の充電状態SOCが中程度の領域にある場合の変化特性であり、ラインq3はバッテリー4の充電状態SOCが低い領域にある場合の変化特性である。アクセル操作量が零であればモータトルク出力率Aは略零であるが、アクセル操作量が増加するほどモータトルク出力率Aは大きな値が設定されることになる。そして、そのときのバッテリーの充電状態がどのような充電状態になっているかに応じて、3本のラインq1、q2、q3の中のいずれかのラインが適用されることになる。
When it is determined that the power running operation condition is satisfied, when the regenerative operation is performed at that time, the output processing of the regenerative torque is stopped (
つまり、前記充電状態検出部S6にて検出されるバッテリー4の充電状態SOCの情報に基づいて、3本のラインq1、q2、q3のいずれか対応するラインを特定する。そして、そのラインとアクセル操作量検出センサS1にて検出されるアクセル操作量の情報からモータトルク出力率Aを求める。
That is, the line corresponding to any of the three lines q1, q2, and q3 is specified based on the information on the state of charge SOC of the
次に、そのときの電動モータ2の回転速度に対応する電動モータ2の力行用トルクの最大値である最大トルクTmを求める(ステップ5)。この最大トルクTmは、モータトルク出力率Aが最大値(100%)であるとき力行用トルクの値に対応するものである。図7に示すように、電動モータ2の回転速度に対する前記最大トルクの変化特性が予めマップデータにより設定されており、この変化特性と回転速度センサS3にて検出される回転速度の情報とから、そのときの電動モータ2の回転速度に対応する最大トルクTmを求めるのである。
Next, the maximum torque Tm that is the maximum value of the power running torque of the
次に、車速の情報に基づいてモータトルク変動係数Bを求める(ステップ6)。図8に示すように、車速の変化に対するモータトルク変動係数Bの変化特性が予めマップデータにより設定されており、この変化特性と車速センサS4にて検出される車速の情報とから、そのときの車速に対応するモータトルク変動係数Bを求めるのである。このモータトルク変動係数Bは、図8から明らかなように、車速が設定車速V1以下の低速状態であるときは車速が設定車速V1よりも高速であるときに比べて大きくなる状態で設定されることになる。因みに、車速が設定車速V1よりも高速であるときには同じ係数値(1.0)が維持されるように設定されている。 Next, a motor torque variation coefficient B is obtained based on the vehicle speed information (step 6). As shown in FIG. 8, the change characteristic of the motor torque fluctuation coefficient B with respect to the change in the vehicle speed is set in advance by map data. From this change characteristic and the vehicle speed information detected by the vehicle speed sensor S4, The motor torque fluctuation coefficient B corresponding to the vehicle speed is obtained. As is apparent from FIG. 8, the motor torque variation coefficient B is set in a state where the vehicle speed is higher when the vehicle speed is lower than the set vehicle speed V1 compared to when the vehicle speed is higher than the set vehicle speed V1. It will be. Incidentally, it is set so that the same coefficient value (1.0) is maintained when the vehicle speed is higher than the set vehicle speed V1.
そして、上述したようにして求めたモータトルク出力率A、最大トルクTm、モータトルク変動係数Bを掛け合わせて力行用トルクの目標値Tsを求めて(Ts=Tm×A×B)、電動モータ2がその求めた力行用トルクの目標値Tsを出力するように電動モータ2に対する出力処理を実行する(ステップ7、8)。つまり、力行用トルクの目標値Tsjに対応する制御情報がPWM制御回路29に与えられ、PWM制御回路29からパルス信号がインバータ28の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ2が力行作動することになる。尚、車速が設定車速V1よりも高速であるときには、モータトルク変動係数Bは1.0であるから、力行用トルクの目標値Tsはモータトルク出力率Aと最大トルクTmとを掛け合わせた値と同じである。つまり、前記最大トルクTmは、前記トルク出力率Aが最大(100%)であり且つ前記トルク変動係数Bが前記高速状態であるときの値として設定されることになる。
Then, by multiplying the motor torque output rate A, the maximum torque Tm, and the motor torque fluctuation coefficient B obtained as described above, the target value Ts of the power running torque is obtained (Ts = Tm × A × B), and the electric motor The output process for the
尚、上述したような電動モータ2の力行用トルクを求めるために設定される各種のマップデータは、エンジン1が燃焼効率が高い状態を維持することができるように、エンジン1の回転速度(電動モータ2の回転速度と同じ)に応じて適切な力行用トルクを出力すべく予め実測データ等に基づいて設定されることになる。
The various map data set for obtaining the power running torque of the
又、ステップ2にて力行作動条件が成立していないと判別された場合には、力行用トルクの出力を停止して、回生用トルクの目標値を演算にて求めて、その回生用トルクの目標値を出力するように電動モータ2に対する出力処理を実行する(ステップ9、10、11)。この回生用トルクの目標値の求め方については、ここでは詳述しないが、バッテリー4の充電状態、車速、及び、アクセル操作量の夫々の情報に基づいて、そのときの車両の状況に適した回生トルクを得られるように電動モータ2の作動を制御することになる。
If it is determined in
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
(1)上記実施形態では、前記力行作動を行うときの目標トルクを設定する構成として、車速の変化に対するモータトルク変動係数Bの変化特性が予めマップデータにより設定されており、この変化特性と車速の情報とから、車速が設定車速以下の低速状態であるときは車速が設定車速よりも高速であるときに比べて大きくなる状態でモータトルク変動係数を求めて、このモータトルク変動係数と、前記モータトルク出力率、並びに、前記電動モータの回転速度に対応して予め設定される最大トルクの夫々の情報に基づいて目標トルクを求める構成としたが、このような構成に代えて、次のように構成してもよい。 (1) In the above embodiment, as a configuration for setting the target torque for performing the power running operation, the change characteristic of the motor torque variation coefficient B with respect to the change in the vehicle speed is set in advance by map data. From the above information, when the vehicle speed is a low speed state lower than the set vehicle speed, the motor torque fluctuation coefficient is obtained in a state where the vehicle speed is higher than when the vehicle speed is higher than the set vehicle speed. The target torque is determined based on the motor torque output rate and the information on the maximum torque set in advance corresponding to the rotation speed of the electric motor. Instead of such a configuration, the following is used. You may comprise.
例えば、前記モータトルク出力率を上記実施形態のように1種類のマップデータにより求めるのではなく、車速が設定車速よりも高い状態であるときに対応する高速用のマップデータと、車速が設定車速よりも低い状態であるときに対応させて高速用のマップデータよりも高トルク側に補正した状態の低速用のマップデータという2種類の異なるマップデータを用意しておき、車速の検出情報に応じてそのうちのいずれか対応するマップデータを用いて目標トルクを求めるようにしてもよい。 For example, the motor torque output rate is not obtained from one type of map data as in the above embodiment, but the high-speed map data corresponding to the vehicle speed being higher than the set vehicle speed and the vehicle speed is the set vehicle speed. Prepare two different types of map data, low-speed map data that is corrected to a higher torque than high-speed map data in response to the vehicle's lower speed, and respond to vehicle speed detection information. The target torque may be obtained using map data corresponding to any of them.
又、前記モータトルク出力率に対するマップデータを2種類備えるのではなく、最大トルクに対するマップデータとして、車速が設定車速よりも高い状態であるときに対応する高速用のものと、車速が設定車速よりも低い状態であるときに対応させて高速用のものよりも高トルク側に補正した状態の低速用のものという2種類の異なるマップデータを用意しておき、車速の検出情報に応じてそのうちのいずれか対応するマップデータを用いて目標トルクを求めるようにしてもよい。
又、上記したようなマップデータに代えて、演算式にて上記各変化特性を設定するものでもよい。
Further, the map data for the maximum torque is not provided with two types of map data for the motor torque output rate, but the map data for the maximum torque is for high speed when the vehicle speed is higher than the set vehicle speed, and the vehicle speed is higher than the set vehicle speed. Two different types of map data are prepared, one for low speed in a state corrected to a higher torque side than that for high speed in correspondence with the low state, and depending on the detection information of the vehicle speed, The target torque may be obtained using any corresponding map data.
Further, instead of the map data as described above, each change characteristic may be set by an arithmetic expression.
(2)上記実施形態では、前記エンジンと前記電動モータとが一体回転するように軸を直結する構成のものを例示したが、このような軸を直結する構成のものに限らず、伝動ベルトや伝動ギアを介して一体回転する状態で連動連結する構成としてもよい。 (2) In the above embodiment, the configuration in which the shaft is directly connected so that the engine and the electric motor rotate integrally is exemplified. However, the configuration is not limited to such a configuration in which the shaft is directly connected. It is good also as a structure linked and interlocked in the state rotated integrally via a transmission gear.
1 エンジン
2 電動モータ
3 走行装置
4 バッテリー
H 制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御手段が、
前記力行作動を行うときの目標トルクを、アクセル操作量が大きいほど大きくなり、バッテリーの充電状態が高いほど大きくなり、且つ、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなるように設定するよう構成されているハイブリッド車両。 The electric motor includes an engine and an electric motor that rotates integrally with the engine as a power source, and is configured to drive the travel device. The electric motor controls the driving state of the vehicle so as to execute a power running operation and a regenerative operation. A hybrid vehicle configured to control the operation of the vehicle,
The control means is
The target torque for performing the power running operation increases as the accelerator operation amount increases, increases as the battery is charged, and increases when the vehicle speed is low and when the vehicle speed is low. A hybrid vehicle that is configured to set to.
前記アクセル操作量が大きいほど大きく且つ前記バッテリーの充電状態が高いほど大きくなる状態で求めたトルク出力率、車速が低速状態であるときは高速状態であるときよりも大きくなる状態で求めたトルク変動係数、及び、前記トルク出力率が最大であり且つ前記トルク変動係数が前記高速状態であるときの値として前記電動モータの回転速度に応じて設定される最大トルク夫々の情報に基づいて前記目標トルクを求めるように構成されている請求項1記載のハイブリッド車両。 As a process for obtaining a target torque when the control means performs the power running operation,
Torque output rate obtained when the accelerator operation amount is larger and larger when the battery is charged, and torque fluctuation obtained when the vehicle speed is lower than when it is in a high speed state. The target torque based on information on the coefficient and the maximum torque set according to the rotational speed of the electric motor as a value when the torque output rate is maximum and the torque fluctuation coefficient is in the high speed state. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the hybrid vehicle is configured to obtain
前記アクセル操作量が前記エンジンの回転速度に応じて予め設定されている開始判定用閾値を上回ると前記力行作動を実行するように構成され、
前記アクセル操作量が、前記エンジンの回転速度に応じて前記エンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると前記力行作動を停止させるように構成されている請求項1又は2記載のハイブリッド車両。 The control means includes
The accelerator operation amount is configured to execute the power running operation when a start determination threshold value which is set in advance according to the rotation speed of the engine is exceeded.
The power running operation is stopped when the accelerator operation amount falls below a stop determination threshold value set lower than the start determination threshold value when the engine rotation speed is the same according to the engine rotation speed. The hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016153268A (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | スズキ株式会社 | Driving control device |
| US9487205B2 (en) | 2011-11-29 | 2016-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller of hybrid system |
| JP2021087345A (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | ダイハツ工業株式会社 | Control device for electric vehicle |
-
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