JP2007216840A - Vehicle and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、複数の電動機を備える車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof, and more particularly, to a vehicle including a plurality of electric motors and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、前輪に変速機を介してエンジンとモータとが接続され、後輪にギヤを介してモータが接続されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、車両の状態や車両の運転状態,道路の状態に基づいて4輪駆動が必要か否かを判定し、4輪駆動が必要なときには、アクセル開度と車速とから求められる目標駆動力を駆動力分配して前輪駆動力と後輪駆動力として前輪と後輪とに出力している。
上述の車両では、目標駆動力を駆動力分配して前輪駆動力と後輪駆動力として前輪と後輪とに出力するが、前輪駆動力の変化に対する変速機やエンジン,モータの応答性と後輪駆動力の変化に対するモータの応答性とが異なることや前輪系の駆動装置と後輪系の駆動装置が異なるために異なる制御が必要となることなどにより、前後輪に駆動力分配したとおりの駆動力が出力されず、予期しないバッテリの充放電が行なわれる場合が生じる。 In the vehicle described above, the target driving force is distributed to the front wheels and the rear wheels as the front wheel driving force and the rear wheel driving force, which are output to the front wheels and the rear wheels. Due to the difference in motor responsiveness to changes in wheel drive force and the need for different control due to the difference between the front wheel drive system and the rear wheel drive system, driving force distribution to the front and rear wheels There is a case where the driving force is not output and the battery is unexpectedly charged / discharged.
本発明の車両およびその制御方法は、複数の車軸に動力を出力する複数の電動機を備える車両において、電力収支をより適正に行なうことを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、複数の車軸に動力を出力する複数の電動機を備える車両において、予期しない蓄電装置の充放電を抑制することを目的の一つとする。 One object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to more appropriately balance the power in a vehicle including a plurality of electric motors that output power to a plurality of axles. Another object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to suppress unexpected charge / discharge of the power storage device in a vehicle including a plurality of electric motors that output power to a plurality of axles.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の車両は、
第1の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第1電動機と、
第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定する要求駆動力設定手段と、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定する指令駆動力設定手段と、
前記設定された第1指令駆動力のうち前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と前記設定された第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と前記設定された入出力制限とに基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定する上下限電力設定手段と、
前記第1駆動力を前記設定された第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定された第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定する電動機駆動力指令設定手段と、
前記設定された第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定された第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
A first electric motor as one of driving sources for outputting a driving force to the first axle;
A second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to the second axle;
Power storage means capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
Input / output limit setting means for setting an input / output limit as the maximum power allowed to charge / discharge the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a first requested driving force to be output to the first axle and a second requested driving force to be output to the second axle based on the requested driving force required for traveling; ,
Command driving force setting means for setting the first command driving force and the second command driving force by correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process;
Of the set first command driving force, the first driving force to be output from the first motor, and among the set second command driving force, the second driving force to be output from the second motor and the setting. Upper and lower limits for setting a first allowable upper / lower limit power that is allowed to be input / output from the first motor and a second allowable upper / lower limit power that is allowed to be input / output from the second motor based on the input / output restriction Power setting means;
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force with the set first allowable upper and lower limit power, and the second driving force is increased with the set second allowable upper and lower limit power. Electric motor driving force command setting means for limiting the lower limit and setting the second electric motor driving force command;
The first motor and the second motor are driven so that the first motor is driven based on the set first motor driving force command and the second motor is driven based on the set second motor driving force command. Control means for controlling the electric motor;
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、所定の補正処理により、走行に要求される要求駆動力に基づいて設定される第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、設定した第1指令駆動力のうち第1電動機から出力すべき第1駆動力と設定した第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限とに基づいて第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定する。そして、第1駆動力を設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に第2駆動力を設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、設定した第1電動機駆動力指令に基づいて第1電動機が駆動すると共に設定した第2電動機駆動力指令に基づいて第2電動機が駆動するよう第1電動機と第2電動機とを制御する。即ち、第1要求駆動力と第2要求駆動力とに所定の補正処理を施して得られる第1指令駆動力と第2指令駆動力とを用いて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2許容上下限電力を設定し、その制限下で第1電動機と第2電動機とを駆動するのである。これにより、補正前の第1要求駆動力や第2要求駆動力に基づいて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される上下限電力を設定するものに比して、電力収支をより適正に行なうことができると共に予期しない蓄電手段の充放電を抑制することができる。ここで、前記指令駆動力設定手段としては、前記第1の車軸に駆動力を出力する駆動源の応答性に基づいて前記第1指令駆動力を設定すると共に前記第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の応答性に基づいて前記第2指令駆動力を設定する手段であるものとすることもできるし、前記指令駆動力設定手段は、前記第1指令駆動力と前記第2指令駆動力との符号が同一となるよう該第1指令駆動力と該第2指令駆動力とを設定する手段であるものとすることもできる。前者の場合、第1の車軸に駆動力を出力する駆動源や第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の応答性に応じて制御することができ、後者の場合、第1指令駆動力と第2指令駆動力との符号が異なるものとなるのを抑止することができる。 In the vehicle of the present invention, the first required driving force to be output to the first axle and the second axle to be output to the second axle are set based on the required driving force required for traveling by a predetermined correction process. 2 The first command driving force and the second command driving force are set by correcting the required driving force, and the first driving force to be output from the first motor among the set first command driving force is set. Input / output is allowed from the first electric motor based on the second driving force to be output from the second electric motor of the command driving force and the input / output restriction as the maximum power allowed to charge / discharge the power storage means. An allowable upper / lower limit power and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor are set. Then, the first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits with the first allowable upper and lower limit power that sets the first driving force, and the upper and lower limits are limited with the second allowable upper and lower limit power that sets the second driving force. A second motor driving force command is set, the first motor is driven based on the set first motor driving force command, and the second motor is driven based on the set second motor driving force command; The second electric motor is controlled. That is, input / output from the first motor and the second motor is performed using the first command driving force and the second command driving force obtained by performing predetermined correction processing on the first request driving force and the second request driving force. The allowable first upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power are set, and the first motor and the second motor are driven under the limitation. As a result, the electric power balance is more improved than that for setting the upper and lower limit power that is allowed to be input / output from the first electric motor and the second electric motor based on the first required driving force and the second required driving force before correction. In addition to being able to be performed properly, unexpected charging and discharging of the power storage means can be suppressed. Here, the command driving force setting means sets the first command driving force based on the responsiveness of the driving source that outputs the driving force to the first axle and applies the driving force to the second axle. The second command driving force may be set based on the responsiveness of the output driving source, and the command driving force setting unit may be configured such that the first command driving force and the second command driving force are set. The first command driving force and the second command driving force may be set so as to have the same sign as the force. In the former case, it can be controlled according to the responsiveness of the driving source that outputs the driving force to the first axle and the driving source that outputs the driving force to the second axle. In the latter case, the first command driving force can be controlled. And the second command driving force can be prevented from being different in sign.
こうした本発明の車両において、前記上下限電力設定手段は、前記設定された入出力制限に基づいて演算される最大電力および最小電力を前記第1駆動力および前記第2駆動力による按分により前記第1許容上下限電力および前記第2許容上下限電力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第1電動機に対する第1許容上下限電力と第2電動機に対する第2許容上下限電力を第1電動機や第2電動機から出力すべき駆動力によって分配することができ、第1電動機と第2電動機のうち一方のみが制限されることによる第1の車軸と第2の車軸における予期しない駆動力のアンバランスを抑制することができる。 In such a vehicle according to the present invention, the upper and lower limit power setting means may calculate the maximum power and the minimum power calculated based on the set input / output limit by dividing the first and second driving forces by the first driving force and the second driving force. The first allowable upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power may be set. In this way, the first allowable upper / lower limit power for the first motor and the second allowable upper / lower limit power for the second motor can be distributed according to the driving force to be output from the first motor or the second motor. Unexpected driving force imbalance on the first axle and the second axle due to the restriction of only one of the second electric motors can be suppressed.
本発明の車両において、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記内燃機関の出力軸と前記第1の車軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記出力軸および前記第1の車軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するために前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、を備え、前記上下限電力設定手段は、前記第1指令駆動力から前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記第1の車軸に出力される駆動力を減じた値として得られる前記第1駆動力と、前記第2指令駆動力をそのまま用いた前記第2駆動力と、前記設定された入出力制限と前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに該電力動力入出力手段に入出力される電力との和の入出力可能電力と、に基づいて前記第1許容上下限電力および前記第2許容上下限電力とを設定する手段であり、前記制御手段は、前記第1電動機と前記第2電動機の制御に加えて前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段の駆動によって第1の車軸に出力される駆動力や電力動力入出力手段に入出力される電力を考慮して第1許容上下限電力と第2許容上下限電力とを設定することができ、内燃機関や電力動力入出力手段を含めて電力収支をより適正に行なうことができ、予期しない蓄電手段の充放電を抑制することができる。 In the vehicle of the present invention, the output shaft is capable of exchanging electric power with the internal combustion engine and the power storage means, and is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the first axle to input and output electric power and power. And power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the first axle, target operation point setting means for setting a target operation point of the internal combustion engine based on the required driving force, and the set target operation Target driving state setting means for setting a target driving state for driving the electric power drive input / output means for operating the internal combustion engine at a point, and the upper and lower limit power setting means include the first command driving force. The first driving force obtained as a value obtained by subtracting the driving force output to the first axle when the electric power driving input / output means is driven in the set target driving state, and the second command driving Power The second driving force used as it is, the set input / output limit, and the electric power input / output to / from the electric power driving input / output unit when the power driving input / output unit is driven in the set target driving state. The first allowable upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power are set based on the sum of input / output possible power, and the control means includes the first motor and the second motor. In addition to the control, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the electric power drive input / output unit is driven in the set target drive state, It can also be a means for controlling In this way, the first allowable upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit are considered in consideration of the driving force output to the first axle by the driving of the power power input / output means and the power input / output to the power power input / output means. It is possible to set electric power, and it is possible to more appropriately perform the electric power balance including the internal combustion engine and the electric power drive input / output means, and it is possible to suppress unexpected charge / discharge of the electric storage means.
この内燃機関と電力動力入出力手段とを備える態様の本発明の車両において、前記目標運転ポイント設定手段は、前記要求駆動力と前記蓄電手段の状態に基づいて車両に要求される要求パワーを効率よく出力可能な運転ポイントとして前記目標運転ポイントを設定する手段であるものとすることもできる。また、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記第1の車軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。 In the vehicle of the present invention having the internal combustion engine and the power power input / output means, the target operation point setting means efficiently uses the required power required for the vehicle based on the required driving force and the state of the power storage means. It may be a means for setting the target operation point as an operation point that can be output well. The electric power drive input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the first axle, and the rotary shaft, and is based on the power input / output to / from any two of the three shafts. It is also possible to provide a means including three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft.
本発明の第1の車両の制御方法は、
第1の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第1電動機と、第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定し、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定し、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、
前記設定した第1指令駆動力のうち前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と前記設定した第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と前記設定した入出力制限とに基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定し、
前記第1駆動力を前記設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、
前記設定した第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定した第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
The first vehicle control method of the present invention comprises:
A first electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a first axle; a second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a second axle; the first electric motor; A vehicle control method comprising a second electric motor and a power storage means capable of exchanging electric power,
Set the input / output limit as the maximum power allowed to charge and discharge the storage means,
Setting a first required driving force to be output to the first axle and a second required driving force to be output to the second axle based on the required driving force required for travel;
Correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process to set a first command driving force and a second command driving force;
Of the set first command driving force, the first driving force to be output from the first motor, and among the set second command driving force, the second driving force to be output from the second motor and the set input. Based on the output limit, a first allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the first motor and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor are set,
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force by the set first allowable upper and lower limit power, and the upper and lower limits of the second driving force by the set second allowable upper and lower limit power. And set the second motor driving force command,
The first motor and the second motor are driven so that the first motor is driven based on the set first motor driving force command and the second motor is driven based on the set second motor driving force command. To control the
This is the gist.
この本発明の第1の車両の制御方法では、所定の補正処理により走行に要求される要求駆動力に基づいて設定される第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、設定した第1指令駆動力のうち第1電動機から出力すべき第1駆動力と設定した第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限とに基づいて第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定する。そして、第1駆動力を設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に第2駆動力を設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、設定した第1電動機駆動力指令に基づいて第1電動機が駆動すると共に設定した第2電動機駆動力指令に基づいて第2電動機が駆動するよう第1電動機と第2電動機とを制御する。即ち、第1要求駆動力と第2要求駆動力とに所定の補正処理を施して得られる第1指令駆動力と第2指令駆動力とを用いて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2許容上下限電力を設定し、その制限下で第1電動機と第2電動機とを駆動するのである。これにより、補正前の第1要求駆動力や第2要求駆動力に基づいて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される上下限電力を設定するものに比して、電力収支をより適正に行なうことができると共に予期しない蓄電手段の充放電を抑制することができる。 In the first vehicle control method of the present invention, the first required driving force and the second axle to be output to the first axle set based on the required driving force required for traveling by a predetermined correction process. The first command driving force and the second command driving force are set by correcting the second required driving force to be output to the first driving force to be output from the first motor among the set first command driving force. Input / output from the first electric motor based on the second driving force to be output from the second electric motor among the set second command driving power and the input / output restriction as the maximum power allowed to charge / discharge the power storage means. A first allowable upper / lower limit power allowed and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor are set. Then, the first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits with the first allowable upper and lower limit power that sets the first driving force, and the upper and lower limits are limited with the second allowable upper and lower limit power that sets the second driving force. A second motor driving force command is set, the first motor is driven based on the set first motor driving force command, and the second motor is driven based on the set second motor driving force command; The second electric motor is controlled. That is, input / output from the first motor and the second motor is performed using the first command driving force and the second command driving force obtained by performing predetermined correction processing on the first request driving force and the second request driving force. The allowable first upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power are set, and the first motor and the second motor are driven under the limitation. As a result, the electric power balance is more improved than that for setting the upper and lower limit power that is allowed to be input / output from the first electric motor and the second electric motor based on the first required driving force and the second required driving force before correction. In addition to being able to be performed properly, unexpected charging and discharging of the power storage means can be suppressed.
本発明の第2の車両の制御方法は、
第1の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第1電動機と、第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、内燃機関と、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で前記内燃機関の出力軸と前記第1の車軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記出力軸および前記第1の車軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定し、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定し、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、
前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するために前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定し、
前記上下限電力設定手段は、前記設定した第1指令駆動力から前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記第1の車軸に出力される駆動力を減じた値として求められる前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と、前記設定した第2指令駆動力としての前記第2電動機から出力すべき前記第2駆動力と、前記設定した入出力制限と前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに該電力動力入出力手段に入出力される電力との和の入出力可能電力と、に基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定し、
前記第1駆動力を前記設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、
前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御し、前記設定した第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定した第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
The second vehicle control method of the present invention comprises:
A first electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a first axle; a second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a second axle; the first electric motor; Electric power storage means capable of exchanging electric power with the second electric motor, an internal combustion engine, electric power exchange with the electric storage means, and being connected to the output shaft of the internal combustion engine and the first axle, A power control input / output means capable of inputting / outputting power to / from the output shaft and the first axle with input / output, and a vehicle control method comprising:
Set the input / output limit as the maximum power allowed to charge and discharge the storage means,
Setting a first required driving force to be output to the first axle and a second required driving force to be output to the second axle based on the required driving force required for travel;
Correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process to set a first command driving force and a second command driving force;
Setting a target operating point of the internal combustion engine based on the required driving force;
Setting a target drive state in which the power input / output means should be driven to drive the internal combustion engine at the set target operation point;
The upper and lower limit power setting means is a value obtained by subtracting the driving force output to the first axle when the power driving input / output means is driven in the set target driving state from the set first command driving force. The first driving force to be output from the first electric motor, the second driving force to be output from the second electric motor as the set second command driving force, the set input / output limit, and the Input / output from the first electric motor based on the input / output possible power summed with the power input / output to / from the power power input / output means when the power power input / output means is driven in the set target drive state. A first allowable upper / lower limit power allowed and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor;
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force by the set first allowable upper and lower limit power, and the upper and lower limits of the second driving force by the set second allowable upper and lower limit power. And set the second motor driving force command,
The internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine and the power drive input / output unit are controlled so that the power drive input / output unit is driven in the set target drive state, and the setting is performed. The first motor is driven based on the first motor driving force command, and the first motor and the second motor are controlled so that the second motor is driven based on the set second motor driving force command. To
This is the gist.
この本発明の第2の車両の制御方法では、所定の補正処理により走行に要求される要求駆動力に基づいて設定される第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、要求駆動力に基づいて内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に設定した目標運転ポイントで内燃機関を運転するために電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定する。こうして設定した第1指令駆動力から目標駆動状態で電力動力入出力手段を駆動したときに第1の車軸に出力される駆動力を減じた値として求められる第1電動機から出力すべき第1駆動力と、設定した第2指令駆動力としての第2電動機から出力すべき第2駆動力と、蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限と目標駆動状態で電力動力入出力手段を駆動したときに電力動力入出力手段に入出力される電力との和の入出力可能電力と、に基づいて第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定する。そして、設定した目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定した目標駆動状態で電力動力入出力手段が駆動されるよう内燃機関と電力動力入出力手段とを制御し、設定した第1電動機駆動力指令に基づいて第1電動機が駆動すると共に設定した第2電動機駆動力指令に基づいて第2電動機が駆動するよう第1電動機と第2電動機とを制御する。即ち、第1要求駆動力と第2要求駆動力とに所定の補正処理を施して得られる第1指令駆動力と第2指令駆動力とを用いて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と第2許容上下限電力を設定し、その制限下で第1電動機と第2電動機とを駆動するのである。これにより、補正前の第1要求駆動力や第2要求駆動力に基づいて第1電動機や第2電動機から入出力が許容される上下限電力を設定するものに比して、電力収支をより適正に行なうことができると共に予期しない蓄電手段の充放電を抑制することができる。 In the second vehicle control method of the present invention, the first required driving force and the second axle to be output to the first axle set based on the required driving force required for traveling by the predetermined correction processing. The first command driving force and the second command driving force are set by correcting the second required driving force to be output to the engine, and the target operating point of the internal combustion engine is set and set based on the required driving force. In order to drive the internal combustion engine at the point, a target drive state in which the power power input / output means is to be driven is set. The first drive to be output from the first electric motor obtained as a value obtained by subtracting the driving force output to the first axle when the electric power driving input / output means is driven in the target driving state from the first command driving force set in this way. Power, the second driving force to be output from the second motor as the set second command driving force, the input / output restriction as the maximum power allowed to charge / discharge the power storage means, and the power driving input / output in the target driving state The first allowable upper and lower limit power and second motor which are allowed to be input / output from the first motor based on the sum of the input / output possible power with the power input / output to / from the power power input / output means when the means is driven To the second allowable upper and lower limit power allowed to be input / output. Then, the internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine and the power drive input / output means are controlled so that the power drive input / output means is driven in the set target drive state. The first motor is driven based on the force command, and the first motor and the second motor are controlled so that the second motor is driven based on the set second motor driving force command. That is, input / output from the first motor and the second motor is performed using the first command driving force and the second command driving force obtained by performing predetermined correction processing on the first request driving force and the second request driving force. The allowable first upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power are set, and the first motor and the second motor are driven under the limitation. As a result, the electric power balance is more improved than that for setting the upper and lower limit power that is allowed to be input / output from the first electric motor and the second electric motor based on the first required driving force and the second required driving force before correction. In addition to being able to be performed properly, unexpected charging and discharging of the power storage means can be suppressed.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続されると共にギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して前輪63a,63bの前軸64に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されたモータMG2と、デファレンシャルギヤ65を介して後輪66a,66bの後軸67に接続された回転軸68に減速ギヤ48を介して接続されたモータMG3と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の前輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1,MG2,MG3は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42,43を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42,43とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42,43が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2,MG3のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2,MG3のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2,MG3により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2,MG3は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2,MG3を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2,MG3の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ44,45,46からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2,MG3に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42,43へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2,MG3を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2,MG3の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Each of the motors MG1, MG2, and MG3 is configured as a well-known synchronous generator motor that can be driven as a generator and driven as an electric motor, and exchanges electric power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、残容量(SOC)に応じてバッテリ50を充放電すべき充放電要求パワーPb*を設定したりしている。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両から出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とモータMG3とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2とモータMG3との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2およびモータMG3の一方または両方とによってトルク変換されて出力されるようモータMG1,MG2,MG3を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2およびモータMG3の一方または両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータMG1,MG2,MG3を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2およびモータMG3の一方または両方から要求動力に見合う動力が出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the thus configured
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2,MG3の回転数Nm1,Nm2,Nm3,エンジン22の回転数Ne,充放電要求パワーPb*,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,前後輪トルク分配比Df,Drなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、モータMG1,MG2,MG3の回転数Nm1,Nm2,Nm3は、回転位置検出センサ44,45,46により検出されるモータMG1,MG2,MG3の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量(SOC)に応じて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。前後輪トルク分配比Df,Drは、図示しないトルク分配比設定ルーチンにより設定されてRAM76に書き込まれたものを入力するものとした。なお、前後輪トルク分配比Df,Drは、車両の加速や減速の程度や車速V,操舵角,スリップの有無など車両の状態や走行状態に基づいて車両がより安定するよう定めることができる。前後輪トルク分配比Df,Drの設定は、本発明の中核をなさないため、これ以上の詳細な説明は省略する。
When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求される要求トルクT*と車両に要求される要求パワーP*とを設定する(ステップS110)。要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクT*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーP*は、設定した要求トルクT*に車速Vを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。
When the data is thus input, the required torque T * required for the vehicle and the required power P * required for the vehicle are set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S110). In the embodiment, the required torque T * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque T * in the
続いて、設定した要求パワーP*に基づいてエンジン22を運転すべき目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS120)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーP*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーP*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Subsequently, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * are set as target operating points at which the
次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Ga)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算し(ステップS130)、計算したトルク指令Tm1*にモータMG1の回転数Nm1を乗じてモータMG1による消費電力または発電電力としてのモータ電力Pm1を計算する(ステップS140)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Gaで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Ga) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Ga・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
一方、設定した要求トルクT*に前後輪トルク分配比Df,Drを乗じて前軸64に作用させるべき前輪要求トルクTfdと後軸67に作用させるべき後輪要求トルクTrdとを設定すると共に(ステップS150)、設定した前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdとに車両の状態などに基づく補正処理を施して前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とを設定する(ステップS160)。補正処理としては、例えば、前輪要求トルクTfdの変化に対するエンジン22,動力分配統合機構30,モータMG1,モータMG2からなる前輪駆動系の応答性を考慮したなまし処理やレート処理、モータMG1の回転数Nm1が値0に滞留しないようモータMG1の回転数Nm1が値0を跨ぐときに迅速に行なわせるための処理、こうした処理により前輪63a,63bに作用させるトルクと後輪66a,66bに作用させるトルクとの符号が異なるときに符号を一致させるよう調整する処理などを挙げることができる。このように補正処理を施して前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とを設定することにより、前輪駆動系の応答性を考慮するものとすることができたり、モータMG1の回転数Nm1が値0を跨ぐときに生じ得るモータMG1の三相コイルの一相に過大な電流が流れるといった不都合を回避することができたり、前輪63a,63bと後輪66a,66bとに逆向きのトルクが作用するのを回避することができたりする。
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Ga ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
On the other hand, the set required torque T * is multiplied by the front and rear wheel torque distribution ratios Df and Dr to set the front wheel required torque Tfd to be applied to the
また、前輪指令トルクTf*を換算係数Gfで除したものからエンジン22からリングギヤ軸32aに直接伝達されるトルク(−Tm1*/ρ)を減じこれを更に減速ギヤ35のギヤ比Gaで除することにより(次式(3)参照)仮モータトルクTm2tmpを計算する(ステップS170)。ここで、換算係数Gfは、前軸64に作用するトルクをリングギヤ軸32aに作用するトルクに換算するための係数である。なお、式(3)は、前述した図7の共線図から容易に導き出すことができる。
Further, the torque (-Tm1 * / ρ) directly transmitted from the
Tm2tmp=(Tf*/Gf+Tm1*/ρ)/Ga (3)
こうして仮モータトルクTm2tmpを計算すると、次式(4)ないし式(7)に示すように、バッテリ50の入出力制限Win,Woutとモータ電力Pm1との差を仮モータトルクTm2tmpと後輪指令トルクTr*とによる按分によりモータMG2で使用してもよい電力の上下限値としてのモータ使用上下限パワーP2out,P2inとモータMG3で使用してもよい電力の上下限値としてのモータ使用上下限パワーP3out,P3inとを計算し(ステップS180)、モータMG2のモータ使用上下限パワーP2out,P2inをモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのモータ上下限トルクTm2max,Tm2minを計算すると共にモータMG3のモータ使用上下限パワーP3out,P3inをモータMG3の回転数Nm3で除してモータMG3から出力してもよいトルクの上下限としてのモータ上下限トルクTm3max,Tm3minを計算する(ステップS190)。このように仮モータトルクTm2tmpと後輪指令トルクTr*とによる按分によりモータMG2やモータMG3のモータ使用上下限パワーP2out,P2in,P3out,P3inを計算することにより、使用可能な電力がモータMG2やモータMG3の一方に偏って用いられるのを抑制することができ、電力収支をより適正に行なうことができる。
Tm2tmp = (Tf * / Gf + Tm1 * / ρ) / Ga (3)
When the temporary motor torque Tm2tmp is calculated in this way, the difference between the input / output limits Win and Wout of the
P2out=(Wout-Pm1)・Tm2tmp/(Tm2tmp+Tr*) (4)
P2in=(Win-Pm1)・Tm2tmp/(Tm2tmp+Tr*) (5)
P3out=(Wout-Pm1)・Tr*/(Tm2tmp+Tr*) (6)
P3in=(Win-Pm1)・Tr*/(Tm2tmp+Tr*) (7)
そして、仮モータトルクTm2tmpをモータMG2のモータ上下限トルクTm2max,Tm2minで上下限制限することによりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS200)、後輪指令トルクTr*を換算係数Grで除したものをモータMG3のモータ上下限トルクTm3max,Tm3minで上下限制限することによりモータMG3のトルク指令Tm3*を設定する(ステップS210)。ここで、換算係数Grは、後軸67に作用するトルクをモータMG3の回転軸に作用するトルクに換算する係数である。
P2out = (Wout-Pm1) ・ Tm2tmp / (Tm2tmp + Tr *) (4)
P2in = (Win-Pm1) ・ Tm2tmp / (Tm2tmp + Tr *) (5)
P3out = (Wout-Pm1) ・ Tr * / (Tm2tmp + Tr *) (6)
P3in = (Win-Pm1) ・ Tr * / (Tm2tmp + Tr *) (7)
Then, the temporary motor torque Tm2tmp is set to the upper and lower limits by the motor upper and lower limit torques Tm2max and Tm2min of the motor MG2, thereby setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S200) and converting the rear wheel command torque Tr * to the conversion coefficient Gr The torque command Tm3 * of the motor MG3 is set by limiting the upper and lower limits with the motor upper and lower limit torques Tm3max and Tm3min of the motor MG3 (step S210). Here, the conversion coefficient Gr is a coefficient for converting torque acting on the
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2,MG3のトルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2,MG3のトルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS220)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動され、トルク指令Tm3*でモータMG3が駆動されるようインバータ41,42,43のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクT*と前後輪トルク分配比Df、Drとによって分配された前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdとに車両の状態などに基づく補正処理を施して設定した前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とバッテリ50の入出力制限Win,Woutを用いてモータMG2やモータMG3のモータ使用上下限パワーP2out,P2in,P3out,P3inを計算すると共にモータ上下限トルクTm2max,Tm2min,Tm3max,Tm3minとを設定し、設定したータ上下限トルクTm2max,Tm2min,Tm3max,Tm3minによる制限を伴ってモータMG2,MG3のトルク指令Tm2*,Tm3*を設定してモータMG2,MG3を駆動するから、補正処理を施す前の前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdに基づいてモータ使用上下限パワーやモータ上下限トルクを設定し、設定したータ上下限トルクによる制限を伴ってモータMG2,MG3のトルク指令Tm2*,Tm3*を設定してモータMG2,MG3を駆動するものに比して、使用可能な電力がモータMG2やモータMG3の一方に偏って用いられるのを抑制することができると共に電力収支をより適正に行なうことができる。この結果、予期しないバッテリ50の充放電を抑制することができる。しかも、モータMG2の仮モータトルクTm2tmpと後輪指令トルクTr*とによる按分によりモータMG2やモータMG3のモータ使用上下限パワーP2out,P2in,P3out,P3inを計算するから、バッテリ50の性能を十分に発揮させることができ、電力収支をより適正に行なうことができる。もとより、運転者の要求する要求トルクT*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で出力して車両を走行させることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する処理とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する処理とを実行した後に、前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdとを設定する処理と補正処理により前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とを設定する処理とを実行するものとしたが、逆に、前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdとを設定する処理と補正処理により前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とを設定する処理とを実行した後に、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する処理とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する処理とを実行するものとしてもよい。また、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する処理とモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する処理との実行と前輪要求トルクTfdと後輪要求トルクTrdとを設定する処理と補正処理により前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*とを設定する処理との実行を並行して行なうものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して前輪63a,63bの前軸64に接続されたリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図8の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ132と前輪63a,63bの前軸64に連結された駆動軸に接続されたアウターロータ134とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機130を備えるものとしてもよい。
In the
実施例では、エンジン22とインバータ41,42,43により駆動されるモータMG1,MG2,MG3とを備えるハイブリッド自動車20に適用して説明したが、ハイブリッド自動車に限られず、図9の変形例の自動車220に例示するように、前輪63a,63bの前軸64に動力を出力するモータM1と、後輪66a,66bの後軸67に動力を出力するモータM2とを備え、エンジンを備えないものとしてもよい。この場合、モータ使用上下限パワーP2out,P2in,P3out,P3inの計算は、前輪指令トルクTf*と後輪指令トルクTr*との按分により計算すればよい。
In the embodiment, the description is applied to the
実施例では、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20や変形例のハイブリッド自動車120,220として説明したが、自動車以外の列車などの車両に適用するものとしてもよい。また、ハイブリッド自動車20や変形例のハイブリッド自動車120,220などの車両の制御方法の形態としてもよい。
In the embodiments, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120 ハイブリッド自動車、220 自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42,43 インバータ、44,45,46 回転位置検出センサ、48 減速ギヤ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 前輪、64 前軸、65 デファレンシャルギヤ、66a,66b 後輪、67 後軸、68 回転軸、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、130 対ロータ電動機、132 インナーロータ 134 アウターロータ、MG1,MG2,MG3,M1,M2 モータ。
20, 120 Hybrid car, 220 car, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 Carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42, 43 Inverter, 44, 45, 46 Rotation position detection sensor, 48 Reduction gear, 50 Battery, 52 Battery electronic control unit (battery ECU) ), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b front wheel, 64 front axle, 65 differential gear, 66a, 66b rear wheel, 67 rear axle, 68 rotary shaft, 70 hybrid electronic control unit, 72 C U, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 130 pair rotor motor, 132
Claims (7)
第2の車軸に駆動力を出力する駆動源の一つとしての第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定する要求駆動力設定手段と、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定する指令駆動力設定手段と、
前記設定された第1指令駆動力のうち前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と前記設定された第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と前記設定された入出力制限とに基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定する上下限電力設定手段と、
前記第1駆動力を前記設定された第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定された第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定する電動機駆動力指令設定手段と、
前記設定された第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定された第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。 A first electric motor as one of driving sources for outputting a driving force to the first axle;
A second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to the second axle;
Power storage means capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
Input / output limit setting means for setting an input / output limit as the maximum power allowed to charge / discharge the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a first requested driving force to be output to the first axle and a second requested driving force to be output to the second axle based on the requested driving force required for traveling; ,
Command driving force setting means for setting the first command driving force and the second command driving force by correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process;
Of the set first command driving force, the first driving force to be output from the first motor, and among the set second command driving force, the second driving force to be output from the second motor and the setting. Upper and lower limits for setting a first allowable upper / lower limit power that is allowed to be input / output from the first motor and a second allowable upper / lower limit power that is allowed to be input / output from the second motor based on the input / output restriction Power setting means;
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force with the set first allowable upper and lower limit power, and the second driving force is increased with the set second allowable upper and lower limit power. Electric motor driving force command setting means for limiting the lower limit and setting the second electric motor driving force command;
The first motor and the second motor are driven so that the first motor is driven based on the set first motor driving force command and the second motor is driven based on the set second motor driving force command. Control means for controlling the electric motor;
A vehicle comprising:
内燃機関と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記内燃機関の出力軸と前記第1の車軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記出力軸および前記第1の車軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するために前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
を備え、
前記上下限電力設定手段は、前記第1指令駆動力から前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記第1の車軸に出力される駆動力を減じた値として得られる前記第1駆動力と、前記第2指令駆動力をそのまま用いた前記第2駆動力と、前記設定された入出力制限と前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに該電力動力入出力手段に入出力される電力との和の入出力可能電力と、に基づいて前記第1許容上下限電力および前記第2許容上下限電力とを設定する手段であり、
前記制御手段は、前記第1電動機と前記第2電動機の制御に加えて前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である、
車両。 The vehicle according to claim 1 or 2,
An internal combustion engine;
Power can be exchanged with the power storage means, and the power is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the first axle, and power is supplied to the output shaft and the first axle with input and output of power and power. Power input / output means capable of input / output;
Target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on the required driving force;
Target drive state setting means for setting a target drive state for driving the electric power drive input / output means for operating the internal combustion engine at the set target operation point;
With
The upper and lower limit power setting means is a value obtained by subtracting the driving force output to the first axle when the power driving input / output means is driven in the set target driving state from the first command driving force. Driving the power power input / output means with the obtained first driving force, the second driving force using the second command driving force as it is, the set input / output restriction and the set target driving state Means for setting the first allowable upper / lower limit power and the second allowable upper / lower limit power based on the sum of the input / output possible power with the power input / output to / from the power motive power input / output means. ,
In addition to controlling the first electric motor and the second electric motor, the control means operates the internal combustion engine at the set target operation point, and the power power input / output means operates in the set target drive state. Means for controlling the internal combustion engine and the power input / output means to be driven;
vehicle.
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定し、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定し、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、
前記設定した第1指令駆動力のうち前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と前記設定した第2指令駆動力のうち前記第2電動機から出力すべき第2駆動力と前記設定した入出力制限とに基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定し、
前記第1駆動力を前記設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、
前記設定した第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定した第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
車両の制御方法。 A first electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a first axle; a second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a second axle; the first electric motor; A vehicle control method comprising a second electric motor and a power storage means capable of exchanging electric power,
Set the input / output limit as the maximum power allowed to charge and discharge the storage means,
Setting a first required driving force to be output to the first axle and a second required driving force to be output to the second axle based on the required driving force required for travel;
Correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process to set a first command driving force and a second command driving force;
Of the set first command driving force, the first driving force to be output from the first motor, and among the set second command driving force, the second driving force to be output from the second motor and the set input. Based on the output limit, a first allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the first motor and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor are set,
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force by the set first allowable upper and lower limit power, and the upper and lower limits of the second driving force by the set second allowable upper and lower limit power. And set the second motor driving force command,
The first motor and the second motor are driven so that the first motor is driven based on the set first motor driving force command and the second motor is driven based on the set second motor driving force command. To control the
Vehicle control method.
前記蓄電手段の充放電が許容される最大電力としての入出力制限を設定し、
走行に要求される要求駆動力に基づいて前記第1の車軸に出力すべき第1要求駆動力と前記第2の車軸に出力すべき第2要求駆動力とを設定し、
所定の補正処理により前記第1要求駆動力と前記第2要求駆動力を補正して第1指令駆動力と第2指令駆動力とを設定し、
前記要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関を運転するために前記電力動力入出力手段を駆動すべき目標駆動状態を設定し、
前記上下限電力設定手段は、前記設定した第1指令駆動力から前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに前記第1の車軸に出力される駆動力を減じた値として求められる前記第1電動機から出力すべき第1駆動力と、前記設定した第2指令駆動力としての前記第2電動機から出力すべき前記第2駆動力と、前記設定した入出力制限と前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段を駆動したときに該電力動力入出力手段に入出力される電力との和の入出力可能電力と、に基づいて前記第1電動機から入出力が許容される第1許容上下限電力と前記第2電動機から入出力が許容される第2許容上下限電力とを設定し、
前記第1駆動力を前記設定した第1許容上下限電力により上下限制限して第1電動機駆動力指令を設定すると共に前記第2駆動力を前記設定した第2許容上下限電力により上下限制限して第2電動機駆動力指令を設定し、
前記設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定した目標駆動状態で前記電力動力入出力手段が駆動されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御し、前記設定した第1電動機駆動力指令に基づいて前記第1電動機が駆動すると共に前記設定した第2電動機駆動力指令に基づいて前記第2電動機が駆動するよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
車両の制御方法。
A first electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a first axle; a second electric motor as one of driving sources for outputting driving force to a second axle; the first electric motor; Electric power storage means capable of exchanging electric power with the second electric motor, an internal combustion engine, electric power exchange with the electric storage means, and being connected to the output shaft of the internal combustion engine and the first axle, A power control input / output means capable of inputting / outputting power to / from the output shaft and the first axle with input / output, and a vehicle control method comprising:
Set the input / output limit as the maximum power allowed to charge and discharge the storage means,
Setting a first required driving force to be output to the first axle and a second required driving force to be output to the second axle based on the required driving force required for travel;
Correcting the first required driving force and the second required driving force by a predetermined correction process to set a first command driving force and a second command driving force;
Setting a target operating point of the internal combustion engine based on the required driving force;
Setting a target drive state in which the power input / output means should be driven to drive the internal combustion engine at the set target operation point;
The upper and lower limit power setting means is a value obtained by subtracting the driving force output to the first axle when the power driving input / output means is driven in the set target driving state from the set first command driving force. The first driving force to be output from the first electric motor, the second driving force to be output from the second electric motor as the set second command driving force, the set input / output limit, and the Input / output from the first electric motor based on the input / output possible power summed with the power input / output to / from the power power input / output means when the power power input / output means is driven in the set target drive state. A first allowable upper / lower limit power allowed and a second allowable upper / lower limit power allowed to be input / output from the second motor;
A first motor driving force command is set by limiting the upper and lower limits of the first driving force by the set first allowable upper and lower limit power, and the upper and lower limits of the second driving force by the set second allowable upper and lower limit power. And set the second motor driving force command,
The internal combustion engine is operated at the set target operation point, and the internal combustion engine and the power drive input / output unit are controlled so that the power drive input / output unit is driven in the set target drive state, and the setting is performed. The first motor is driven based on the first motor driving force command, and the first motor and the second motor are controlled so that the second motor is driven based on the set second motor driving force command. To
Vehicle control method.
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