JP2018034727A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、エンジンと走行用のモータを備えているハイブリッド車に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a hybrid vehicle including an engine and a motor for traveling.
エンジンと走行用のモータを備えているハイブリッド車として、例えば、特許文献1に開示される技術がある。ハイブリッド車は、エンジンを停止してモータのみで走行することで燃費の改善が図れるとともに、エンジンの出力にモータの出力を加えることで、エンジンの性能以上の走行能力を引き出すことができる。モータは、特に、発進時のエンジンの立ち上がりの遅れを補ったり、極低速時におけるアクセル操作に対するエンジンの応答遅れを補ったりして、車両の走行性能を向上させることができる。 As a hybrid vehicle including an engine and a motor for traveling, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1. The hybrid vehicle can improve fuel efficiency by stopping the engine and running only with the motor, and can add driving performance beyond the engine performance by adding the motor output to the engine output. In particular, the motor can improve the running performance of the vehicle by compensating for the delay in the start-up of the engine at the start of the vehicle and compensating for the delay in the response of the engine to the accelerator operation at an extremely low speed.
ところで、舗装された路面ではなく、オフロードなどの悪路を走行している場合には、例えば、車両が岩石などを乗り越える場面もあり、運転者は極低速域でアクセルペダルを大きく踏み込むことがある。このような場合、上記したように、エンジンの応答遅れをモータ出力で補うことになるが、モータ出力に制限が加えられていたり、モータ出力では補えないほどにエンジン出力の立ち上がりに遅れが生じていたりすると、運転者のアクセル操作に対してその途中でエンジンとモータの総出力(駆動トルク)が追従しなくなるおそれがある。具体的には、停止状態あるいは極低車速の状態から運転者がアクセルを踏み込むと、当初はモータの出力でアクセル操作に応じた駆動トルクが得られるが、エンジンの出力が加わる前にモータの出力が制限値に達してしまうと、駆動トルクが制限値の一定値に保持され、途中からモータ出力だけではアクセル操作に追従できなくなる可能性がある。すなわち、アクセルペダル操作に対する駆動トルクの追従性が途中で悪化する。すると、運転者は、駆動トルクを増やすため更にアクセルペダルを踏み込む。同時に、時間遅延を伴ってエンジン出力が加わり、エンジンとモータの総出力(駆動トルク)の急増が生じ得る結果、過剰な駆動力による車両の飛び出しが起こるおそれがある。本明細書は、ハイブリッド車の悪路走行時の発進あるいは極低速域において、アクセル操作の途中での駆動トルクの追従性悪化を防止する技術を提供する。 By the way, when driving on rough roads such as off-road, not on paved roads, for example, there are scenes where vehicles get over rocks, etc., and the driver can step on the accelerator pedal at extremely low speeds. is there. In such a case, as described above, the engine response delay is compensated by the motor output. However, the motor output is limited, or the rise of the engine output is delayed so much that the motor output cannot compensate. In such a case, the total output (drive torque) of the engine and the motor may not follow the driver's accelerator operation during the operation. Specifically, when the driver depresses the accelerator from a stopped state or extremely low vehicle speed, a driving torque corresponding to the accelerator operation is initially obtained by the motor output, but before the engine output is applied, the motor output If it reaches the limit value, the drive torque is held at a constant value of the limit value, and there is a possibility that the accelerator operation cannot be followed by only the motor output from the middle. That is, the followability of the driving torque with respect to the accelerator pedal operation is deteriorated on the way. Then, the driver further depresses the accelerator pedal to increase the driving torque. At the same time, the engine output is added with a time delay, and the total output (drive torque) of the engine and motor may increase rapidly. As a result, the vehicle may jump out due to excessive drive force. The present specification provides a technique for preventing deterioration of the follow-up performance of the driving torque in the middle of the accelerator operation in a start or extremely low speed range when the hybrid vehicle travels on a rough road.
本明細書が開示するハイブリッド車は、エンジンと、走行用のモータと、少なくともローギアとハイギアの選択が可能なシフトスイッチと、悪路を含む複数の路面状態の夫々に対応した走行モードに従ってエンジンの出力を補うようにモータを制御するコントローラと、を備えている。 The hybrid vehicle disclosed in this specification includes an engine, a driving motor, a shift switch that can select at least a low gear and a high gear, and a driving mode corresponding to each of a plurality of road surface conditions including a bad road. And a controller for controlling the motor so as to supplement the output.
コントローラは、走行用のモータの温度が予め設定された所定温度(例えば、モータが正常動作可能な上限温度)よりも高い場合には、モータの温度が当該所定温度よりも低くなるようにモータ出力を制限する。すなわち、モータの出力に所定の上限値を設ける。そのため、モータ出力が制限されているときには、エンジン出力の不足分を補うだけのモータ出力が得られないことがある。また、エンジンは、その回転数が小さい(少ない)場合には、出力増加に時間遅れを伴うことがある。特に、エンジンがターボチャージャ(過給機)を搭載するターボエンジン(過給エンジン)であるときには、コンプレッサが機能するまでの遅延時間(以下、単にターボラグと称する)の間、エンジン出力が増加しないこともある。これらの場合、先に述べたように、発進時あるいは極低車速においてアクセルペダルの踏み込み途中での駆動トルクの追従性悪化が生じるおそれがある。 When the temperature of the motor for traveling is higher than a predetermined temperature set in advance (for example, an upper limit temperature at which the motor can normally operate), the controller outputs the motor so that the temperature of the motor becomes lower than the predetermined temperature. Limit. That is, a predetermined upper limit is provided for the motor output. Therefore, when the motor output is limited, it may not be possible to obtain a motor output sufficient to compensate for the shortage of the engine output. Further, when the rotational speed of the engine is small (small), the output increase may be accompanied by a time delay. In particular, when the engine is a turbo engine (supercharged engine) equipped with a turbocharger (supercharger), the engine output does not increase during a delay time until the compressor functions (hereinafter simply referred to as a turbo lag). There is also. In these cases, as described above, there is a possibility that the follow-up performance of the drive torque may be deteriorated when the accelerator pedal is depressed or at the very low vehicle speed.
本明細書が開示するハイブリッド車では、悪路に対応した走行モードが選択され、かつ、シフトスイッチのローギアが選択されている場合には、コントローラは、モータの温度が予め設定された所定温度よりも高くなるにつれてモータ出力の増加割合を小さくし、かつ、エンジンの回転数が小さいほどモータ出力の増加割合を小さくする。これにより、例えば、走行用のモータの温度が所定温度よりも高いことに起因してモータ出力が制限されているとき、及び、エンジンの回転数が小さいときには、モータ出力の増加割合が小さくなる。 In the hybrid vehicle disclosed in this specification, when the driving mode corresponding to the bad road is selected and the low gear of the shift switch is selected, the controller sets the motor temperature to a predetermined temperature. As the engine speed increases, the rate of increase in motor output is reduced, and the rate of increase in motor output is reduced as the engine speed decreases. Thereby, for example, when the motor output is limited due to the temperature of the traveling motor being higher than the predetermined temperature, and when the engine speed is small, the increase rate of the motor output is small.
先に述べた課題は、アクセルペダルの踏み込み時のモータ出力の増加割合が大きく、応答性がよいばかりに、エンジンの出力が加わる前にモータの出力が制限値に達してしまう、あるいは、エンジンの出力が加わるタイミングが遅れることによってモータの出力が先に制限値に達してしまうことが原因である。すなわち、先に述べた課題は、当初はアクセルペダル操作に応答してモータの出力が増加するが、エンジンの出力が加わる前にモータの出力が制限値に到達してしまい、途中で総出力(駆動トルク)の増加が止まり、アクセル操作に対する追従性が途中で失われる、というものである。そこで本明細書が開示する技術では、アクセル操作の途中で総出力(駆動トルク)が息切れするおそれがあるとき、即ち、モータの温度が高いとき、あるいは、エンジンの回転数が小さいとき、アクセルペダル開度に対するモータ出力の増加割合を小さくし、最初から応答性を下げてしまう。アクセルペダル踏込当初からの応答性を下げることで、モータの出力が制限値に達するまでの時間を長くする。モータの出力が制限値に達してしまう前にエンジンの出力が加わるようにし、アクセルペダル操作に対する追従性が失われることを防止する。本明細書が開示する技術は、アクセルペダル踏み込み当初の出力の応答性は低下するが、アクセルペダルに対する追従性が途中で悪化することがないため、上記した飛び出し現象を回避することができる。 The above-mentioned problem is that the motor output increases when the accelerator pedal is depressed and the response is good, and the motor output reaches the limit value before the engine output is applied. This is because the output of the motor first reaches the limit value due to the delay of the timing at which the output is applied. That is, the problem described above is that the motor output increases in response to the accelerator pedal operation initially, but the motor output reaches the limit value before the engine output is applied, and the total output ( Drive torque) stops increasing, and follow-up to the accelerator operation is lost in the middle. Therefore, in the technology disclosed in this specification, when there is a possibility that the total output (driving torque) may run out during the accelerator operation, that is, when the motor temperature is high or the engine speed is low, the accelerator pedal is used. The increase rate of the motor output with respect to the opening is reduced, and the responsiveness is lowered from the beginning. By reducing the response from the beginning of the accelerator pedal depression, the time until the motor output reaches the limit value is lengthened. The engine output is added before the motor output reaches the limit value, thereby preventing the followability to the accelerator pedal operation from being lost. Although the technology disclosed in this specification reduces the response of the output when the accelerator pedal is initially depressed, the follow-up performance with respect to the accelerator pedal is not deteriorated on the way, and thus the above-described popping phenomenon can be avoided.
なお、上記の処理は、悪路走行モードが選択され、かつローギアが選択されているとき以外には、実施されない。運転者によって悪路走行モードが選択されているとともにローギアが選択されている場合とは、発進時あるいは極低速域で高トルクが必要となる状況である。本明細書が開示するハイブリッド車は、悪路走行モードとローギアが選択されているとき以外は、アクセルペダル操作に対する初期応答性を下げないので、悪路走行モードかつローギア選択のとき以外は、運転者に応答性のよい車両性能を提供することができる。本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。 The above processing is not performed except when the rough road driving mode is selected and the low gear is selected. The case where the driver selects the rough road driving mode and the low gear is selected is a situation where a high torque is required at the time of starting or at an extremely low speed range. The hybrid vehicle disclosed in this specification does not reduce the initial response to accelerator pedal operation except when the rough road driving mode and the low gear are selected. The vehicle performance with good responsiveness can be provided to the person. Details of the technology disclosed in this specification and further improvements will be described in the embodiments of the present invention.
図面を参照して実施例のハイブリッド車2を説明する。図1に、実施例のハイブリッド車2の駆動系のブロック図を示す。ハイブリッド車2は、動力源10として、エンジン11と走行用のモータ13、18の双方を備える。2つのモータ13、18のうち、一方はハイブリッド車2の前方に設けられるフロントモータ13であり、他方は同後方に設けられるリアモータ18である。
A
図1に示すように、ハイブリッド車2は、前輪21を駆動するフロントモータ13とエンジン11を備えている。フロントモータ13は同期式の三相交流電動機、つまり同期モータである。フロントモータ13は、フロントモータ13用のインバータ8から供給される交流電力により駆動する。エンジン11は、例えば、ターボチャージャ(過給機)12を搭載したレシプロタイプの内燃機関(ターボエンジン)である。これにより、エンジン11の吸気は、ターボチャージャ12のコンプレッサにより圧縮されるため、エンジン出力が高められる。
As shown in FIG. 1, the
フロントモータ13の出力軸13a及びエンジン11の出力軸11aから夫々出力される駆動トルクは、ギアボックス14により合成され、駆動軸15及びデファレンシャルギア16を介して車軸17に出力されて前輪21に伝達される。ギアボックス14は、フロントモータ13の出力とエンジン11の出力を合成する機能のほか、エンジン11から出力される駆動トルクを前輪21とフロントモータ13に分配する場合もあり、この場合にはフロントモータ13は発電機として機能する。発電によって得た電力は、不図示のバッテリの充電に用いられる。
The drive torques output from the output shaft 13a of the
ギアボックス14は、さらに、変速段を決定する変速機の機能を有している。なお、ハイブリッド車における変速段は、ギアセットのメカニカルなギア比と、モータの電子制御によって定まる。即ち、シフトレバー4のローギアが選択されているときには、同じアクセル開度において車速に対する駆動トルク(エンジン出力とモータ出力の和)の割合を大きくし、シフトレバー4のハイギアが選択されている場合には、同じアクセル開度において車速に対する駆動トルクの比を小さくするように、メインコントローラ3がフロントモータ13とエンジン11とギアボックス14の中のギアの組み合わせを制御する。別言すれば、ローギアが選択されている場合、ハイギアが選択されているときよりも、極低車速における駆動トルクが大きくなる。
The
一方、後輪23は、リアモータ18から車軸19を介して出力される駆動トルクにより駆動される。リアモータ18は、例えば、誘導式の三相交流電動機、つまり誘導モータである。リアモータ18は、リアモータ18用のインバータ9から供給される交流電力により駆動する。ハイブリッド車2は、例えば、通常時にはエンジン11とフロントモータ13の駆動トルクで走行し、必要に応じてリアモータ18が駆動トルクを出力する。本実施例では、走行路選択スイッチ7の設定に応じた走行モードで、フロントモータ13やリアモータ18が駆動する。例えば、雪道等の滑り易い路面や勾配が急な登坂では、フロントモータ13に加えてリアモータ18を駆動させたり、また通常時においてもフロントモータ13とリアモータ18の双方を駆動させたりする。
On the other hand, the
インバータ8、9は、いずれもバッテリ(不図示)から供給される直流電力をフロントモータ13やリアモータ18に適した三相交流電力に変換してこれらのモータ13、18に供給する。これらのインバータ8、9は、昇圧又は降圧された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を備えており、フロントモータ13やリアモータ18のU、V、Wの各相に対応してスイッチング制御されるIGBT等のスイッチング素子を有する。本実施例では、インバータ8、9は、メインコントローラ3から出力される制御信号によってスイッチング素子を制御する。
The
メインコントローラ3は、マイクロコンピュータを中心にRAMやROMあるいはEEPROM等の半導体メモリ、さらには入出力インタフェースを備えたデバイスである。メインコントローラ3は、インバータ8に対してはフロントモータ13の出力トルクを、またインバータ9に対してはリアモータ18の出力トルクを、夫々制御する。メインコントローラ3は、ROMやEEPROMに記憶された制御プログラムをRAMに展開して後述するモータトルク制御処理を実行する。
The
メインコントローラ3には、フロントモータ13やリアモータ18の回転数を計測するモータ13、18の回転センサ(不図示)、温度を計測するモータ13、18の温度センサ(不図示)、駆動電流を計測するモータ13、18の電流センサ(不図示)が、CANやLAN等の車内ネットワークを介して、夫々接続されている。また、エンジン11の回転数を計測するエンジン11の回転数センサ(不図示)が、同車内ネットワークを介してメインコントローラ3に接続されている。さらに、運転者によるアクセルペダル5の踏み込み量に基づいてアクセル開度情報を出力するセンサ6や、シフトレバー4、走行路選択スイッチ7なども、メインコントローラ3に接続されている。
The
シフトレバー4や走行路選択スイッチ7からは、運転者による操作レンジの情報がメインコントローラ3に送られてくる。シフトレバー4は、少なくともローギアとハイギアが選択可能である。先に述べたように、運転者によってローギアが選択されると、メインコントローラ3は、同じアクセルペダル開度において、車速に対する駆動トルク(エンジン出力とモータ出力の和)の比を大きくするように、フロントモータ13とエンジン11とギアボックス14の中のギアの組み合わせを制御する。また、シフトレバー4のハイギアが選択されている場合には、メインコントローラ3は、同じアクセルペダル開度において、車速に対する駆動トルクの比を小さくするように、メインコントローラ3がフロントモータ13とエンジン11とギアボックス14の中のギアの組み合わせを制御する。
Information on the operation range by the driver is sent to the
走行路選択スイッチ7は、ハイブリッド車2の走行モードを選択するスイッチである。例えば、舗装路のほかに、オフロード(非舗装路などの悪路)を走行する場合に、モーグル路、岩石路、深雪路、砂地路、ダート路、がれき路、ブッシュ路など、様々な路面状況に応じた走行モードが選択可能である。尚、図1に表す破線は、これらの各情報が伝達されるワイヤハーネスや車内ネットワークの配線などを示す。
The travel
このように構成される四輪駆動のハイブリッド車2は、例えば、舗装された路面ではなく、オフロードなどの悪路を走行している場合には、例えば、ハイブリッド車2が岩石などを乗り越える場面がある。そのような場面では、発進時あるいは極低速域で高トルクが必要となるため、運転者はシフトレバー4にてローギアを選択する。また、運転者は、走行路選択スイッチ7で岩石路(悪路)を選択する。岩石路(悪路)が選択されると、メインコントローラ3は、舗装路が選択された場合と比較して、同じアクセルペダル開度において、車速に対する出力トルクの比を大きくする。別言すれば、メインコントローラ3は、ローギアが選択されている場合、ハイギアが選択されている場合と比較して、発進時あるいは極低速域における駆動トルクを大きくする。
For example, when the four-wheel
運転者は、岩石などを乗り越える際に、アクセルペダル5を大きく踏み込むことがある。メインコントローラ3は、センサ6から送られてくるアクセル開度情報、エンジン11の回転数情報等に基づいて、アクセルペダル5の踏み込み量に応じたエンジン出力の不足分をモータ出力で補うようにフロントモータ13のモータトルク制御を行う。必要に応じて、リアモータ18のモータトルク制御も行うが、以下では、説明を簡単にするため、フロントモータ13にのみ着目する。
The driver sometimes depresses the
ここで、本実施例のハイブリッド車2が備える制御(図3のモータトルク制御)が無い場合の、アクセルペダル操作に対して車両が実際に出力する駆動トルク(エンジン11とフロントモータ13による実際の駆動トルクであって、以下、実トルクと称する)の追従性を説明する。例えば、運転者がアクセルペダル5を踏み込むことによるアクセル操作(以下、アクセル操作と称する)に応じて、実トルクがほぼ適切に出力される場合には、例えば、図2(A)に示すように各トルクが変化する。同図において、アクセルペダル5の踏み込み量に対応して要求されるトルク(以下、要求トルクと称する)を破線で表し、フロントモータ13の出力トルク(以下、モータトルクと称する)を一点鎖線で表し、エンジン11の出力トルク(以下、エンジントルクと称する)を二点鎖線で表し、実トルクを太実線で表している。図2(A)に示すように、アクセルペダル5が踏み込まれたときのフロントモータ13の応答性は、エンジン11の応答性よりもよい。メインコントローラ3は、エンジン11の応答性の低さを補うようにフロントモータ13を制御する。
Here, when there is no control (motor torque control in FIG. 3) provided in the
アクセルペダル5の踏み込みの開始時点t0を起点に要求トルク(破線)は、所定の傾きで目標トルクtrqxに到達するまで、ほぼ一定の割合で増加することから、これに合わせて、まずモータトルク(一点鎖線)が立ち上がり、エンジントルクの立ち上がり開始時間taまで増加する。この増加割合は、後述するモータトルク上昇レートTMratに相当する。そして、モータトルク(一点鎖線)は、エンジントルク(二点鎖線)の増加に伴って時間tbまで一定値のトルクtrq1を維持した後、エンジントルク(二点鎖線)との合計値、つまり実トルクが目標トルクtrqxで一定値になるように減少し、時間tcでゼロになる。またエンジントルク(二点鎖線)は、時間tc以降、目標トルクtrqxを維持する。これにより、実トルク(太実線)は、要求トルク(破線)にほぼ一致したカーブを描く。すなわち、実トルクは、アクセルペダル操作によく追従する。
The required torque (broken line) starts at the starting time t0 of the
図2(A)に示すように、運転者のアクセル操作に対して実トルク(モータトルクとエンジントルクの和)がおおよそ適正に追従することが可能な場合には、アクセル操作に対応した駆動出力でハイブリッド車2が走行する。そのため、良好なドライバビリティが得られる。これに対して、例えば、フロントモータ13の温度が所定温度(例えば、モータ出力に制限を加えずともよい温度)を超えて上昇したことに起因して、モータ出力が制限された場合には、図2(B)に示すように、フロントモータ13のモータトルク(一点鎖線)は、本来の到達すべきトルクtrq1を下回る制限トルクtrq2に時間t1(<ta)で到達する。そのため、時間t1から、エンジントルクの立ち上がり開始時間t2(=ta)に至るまでの間(t1〜t2)は、実トルク(太実線)は増加することなく一定値のトルクtrq2を維持する。そして、モータトルク(一点鎖線)は、エンジントルク(二点鎖線)が増加していく時間t3までの間、一定値のトルクtrq2を維持した後、エンジントルク(二点鎖線)との合計値、つまり実トルクが目標トルクtrqxで一定値になるように減少し、時間t4(=tc)でゼロになる。またエンジントルク(二点鎖線)は、時間t4以降、目標トルクtrqxを維持する。図2(B)において、時間t1から時間t3の間、実トルク(太実線)は要求トルク(破線)から遅れて立ち上がることになる。このことは、時間t2までは、アクセルペダルの操作に対して実トルク(駆動トルク)はよく追従するが、時間t2以後、実トルクの追従性が悪化することを意味する。
As shown in FIG. 2A, when the actual torque (the sum of the motor torque and the engine torque) can follow the driver's accelerator operation approximately properly, the drive output corresponding to the accelerator operation Then the
また、例えば、エンジン11に搭載されたターボチャージャ12のコンプレッサが機能するまでの遅延時間(ターボラグ)が、ある程度長い場合には、ターボラグの間、エンジン出力が増加しないこともある。このようにターボラグが長い(大きい)場合には、図2(C)に示すように、エンジン11のエンジントルク(二点鎖線)は、ターボラグタイム(t6−t5)だけ遅れて立ち上がる。そのため、時間t5(=ta)から、エンジントルクの立ち上がり開始時間t6に至るまでの間(t5〜t6)は、実トルク(太実線)は増加することなく一定値のトルクtrq1を維持する。そして、モータトルク(一点鎖線)は、エンジントルク(二点鎖線)の増加に伴って時間t7まで一定値のトルクtrq1を維持した後、エンジントルク(二点鎖線)との合計値、つまり実トルクが目標トルクtrqxで一定値になるように減少し、時間t8でゼロになる。またエンジントルク(二点鎖線)は、時間t8以降、目標トルクtrqxを維持する。この場合も、アクセルペダルの操作に対する実トルク(駆動トルク)の追従性が途中(時間t5以後)で悪化することになる。
Further, for example, if the delay time (turbo lag) until the compressor of the
このようにフロントモータ13のモータ出力に制限が加えられていたり、モータ出力では補えないほどにエンジン11のエンジン出力の立ち上がりに遅れが生じていたりすると、運転者のアクセル操作に対してその途中でエンジン11とフロントモータ13の総出力(駆動トルク)が追従しなくなる期間(図2(B)のt1〜t2の期間、図2(C)のt5〜t6の期間)が発生する。つまり、アクセル操作に対して駆動出力(実トルク)が変化しなくなる期間が生じるため、追従性が低下し良好なドライバビリティが得られ難くなる。
In this way, if the motor output of the
そこで、本実施例では、メインコントローラ3によるフロントモータ13のモータトルク制御処理を次に説明するように構成する。図3に、メインコントローラ3によるモータトルク制御のフローチャートを示す。図4に、モータトルク上昇レートの補正係数の例を表した説明図を示す。このモータトルク制御は、フロントモータ13に対するトルク指令値をメインコントローラ3がインバータ8に出力する度毎にメインコントローラ3により実行される。別言すれば、図3の処理は、メインコントローラ3の制御周期毎に実行される。図5に、ハイブリッド車2の駆動トルクの特性例を表した説明図を示す。
Therefore, in this embodiment, the motor torque control process of the
メインコントローラ3は、まず、センサ6から取得するアクセル開度情報に基づいて、運転者が要求する要求駆動力Tpを算出する(S2)。この要求駆動力Tpをエンジン11に対する要求エンジントルクTEreqに設定して(S3)、エンジン11が実際に出力可能な実エンジントルクTErelを取得する(S4)。メインコントローラ3は、例えば、燃料噴射量、空気量、点火タイミング及びエンジン回転数の関係によりエンジン11が実際に発生しているエンジントルク(以下、実エンジントルクと称する)を算出可能なトルク換算マップを記憶している。そのため、メインコントローラ3は、このようなトルク換算マップを用いて、アクセル開度情報に基づく燃料噴射量などから、実エンジントルクを取得する。
The
メインコントローラ3は、取得した実エンジントルクTErelから、要求モータトルクTMreqを算出する(S5)。フロントモータ13のモータトルクは、エンジン出力の不足分を補う。そのため、要求駆動力Tpから実エンジントルクTErelを減算することによって、エンジン出力の不足分、即ちフロントモータ13に要求されるモータトルク(要求モータトルクTMreq=Tp−TErel)が得られる。
The
続いて、メインコントローラ3は、走行路選択スイッチ7から現在設定されている走行モードの情報と、シフトレバー4から現在選択されているシフトポジションの情報を取得する(S6)。そして、走行モードが岩石登坂モードであり、かつ、シフトポジションがローギアである場合には(S7:YES)、次のステップS8に処理を移行する。岩石登坂モードは、オフロードのうち、岩場など岩石が多い路面で使用される走行モードであり、一種の悪路走行モードである。先に述べたように、ローギアの場合、メインコントローラ3は、発進時と極低速域における要求トルクを大きくする。このような場合には、図2(B)、(C)に示すように、アクセル操作に対して駆動出力(実トルク)が変化しなくなる期間が生じ得るため、ステップS8〜S11によりモータトルク上昇レートのなまし処理を行う。
Subsequently, the
これに対して、走行モードが岩石登坂モードでないか又はシフトポジションがローギアでない場合には(S7:NO)、ステップS5で算出した値に要求モータトルクTMreqを設定して(S13)、本モータトルク制御処理を終了する。フロントモータ13のモータ出力に制限がかけられたり、モータ出力では補えないほどにエンジン11のエンジン出力の立ち上がりに遅れが生じたりする可能性が低く、図2(B)、(C)に示すように、アクセル操作に対して駆動出力(実トルク)が変化しなくなる期間が生じ難いからである。
On the other hand, when the driving mode is not the rock climbing mode or the shift position is not the low gear (S7: NO), the required motor torque TMreq is set to the value calculated in step S5 (S13), and this motor torque is set. The control process ends. There is a low possibility that the motor output of the
ステップS13あるいは後述するステップS12の実行後、メインコントローラ3は、ステップS13あるいはS12で決定された要求モータトルクTMreqが実現されるように、インバータ8を制御する。
After execution of step S13 or step S12 described later, the
ステップS8〜S11では、メインコントローラ3によりモータトルク上昇レートのなまし処理が行われる。モータトルク上昇レートは、制御周期毎のモータトルクの増分である。メインコントローラ3は、まず実モータトルクを取得する(S8)。メインコントローラ3は、例えば、現在のフロントモータ13のモータ電流及びモータ回転数の関係によりフロントモータ13が実際に発生しているモータトルク(以下、実モータトルクと称する)を算出可能なトルク換算マップを記憶している。そのため、メインコントローラ3は、このようなトルク換算マップを用いて、モータ電流や回転数の情報から、実モータトルクTMrelを取得する。
In steps S8 to S11, the
また、メインコントローラ3は、モータトルク上昇レートTMratを取得する(S9)。モータトルク上昇レートTMratは、図2(A)を参照して説明したように、アクセルペダル5の踏み込みの開始時点(t0)を起点に要求トルクがほぼ一定の割合で増加する割合に相当する。そのため、センサ6から得られるアクセル開度に所定の定数を乗じた値をモータトルク上昇レートTMratとして取得する。また、メインコントローラ3は、補正係数k1、k2を取得する(S10)。
Further, the
図4(A)に示すように、モータトルク上昇レートの補正係数k1は、例えば、フロントモータ13の温度Thmが予め設定された所定温度Thm1までは値が1であり、モータ13の温度Thmが所定温度Thm1よりも大きくなるにつれて値が1よりも小さくなり、所定温度Thm1よりも高い所定温度Thm2(>Thm1)に達すると値が0になるように値が変動する。所定温度Thm1は、例えば、フロントモータ13の正常動作可能な最大許容温度である。所定温度Thm2も予め設定されている。つまり、補正係数k1は、所定温度Thm1から所定温度Thm2の間において、1未満0以上(1>k1≧0)の値をとる。また、図4(B)に示すように、モータトルク上昇レートの補正係数k2は、例えば、エンジン11の回転数Neが小さいほど値が0に近づき、エンジン11の回転数Neが大きいほど値が1に近づく。
As shown in FIG. 4A, the motor torque increase rate correction coefficient k1 is, for example, 1 until the temperature Thm of the
本実施例では、メインコントローラ3は、このような2つの補正係数変換マップを記憶している。そのため、メインコントローラ3は、フロントモータ13の温度Thmに基づいてモータトルク上昇レートの補正係数k1を取得し、またエンジン11の回転数Neに基づいてモータトルク上昇レートの補正係数k2を取得する(S10)。これらの補正係数k1、k2は、いずれも値が1よりも小さい。そのため、補正係数k1、k2が乗算されると、その値は元の値よりも減少する。
In the present embodiment, the
メインコントローラ3は、続くステップS11により次の判断処理を行う。現在の要求モータトルクTMreqから実モータトルクTMrelを減算することにより得られる現在のモータトルクの増加割合(TMreq−TMrel)と、ステップS9により取得したモータトルク上昇レートTMratに補正係数k1及びk2を乗算することにより値が減少する(なまし後の)モータトルクの増加割合(TMrat×k1×k2)と、の大小関係を判断する。そして、現在のモータトルクの増加割合(TMreq−TMrel)よりも、なまし後のモータトルクの増加割合(TMrat×k1×k2)の方が小さい場合には(S11:YES)、なまし後のモータトルクの増加割合(TMrat×k1×k2)を実モータトルクTMrelに加えたものを(TMrel+TMrat×k1×k2)、要求モータトルクTMreqに設定して(S12)、本モータトルク制御処理を終了する。これにより、なまし処理を行わない場合のモータトルク(TMrel+TMrat)や要求モータトルクTMreq(=Tp−TErel)に比べて、フロントモータ13のモータトルクの値が小さくなる。
The
このため、例えば、図5(A)に示すように、例えば、フロントモータ13の温度Thmが所定温度Thm1を超えて上昇したことに起因して、モータ出力が制限されてフロントモータ13のモータトルク(一点鎖線)が、本来の到達すべきトルクtrq1を下回る制限トルクtrq2に時間t1で到達した場合においても、実トルク(太実線)は上記のなまし処理により緩やかに増加する(t1〜t2の期間)。尚、同図に示す太点線は、図2(B)を参照して説明したアクセル操作に対して実トルクが変化しなくなる期間のトルクの特性である。また、図5(B)に示すように、例えば、エンジン11に搭載されたターボチャージャ12のターボラグが長い(大きい)場合においても、実トルク(太実線)は上記のなまし処理により緩やかに増加する(t5〜t6の期間)。尚、同図に示す太点線は、図2(C)を参照して説明したアクセル操作に対して実トルクが変化しなくなる期間のトルクの特性である。
For this reason, for example, as shown in FIG. 5A, the motor output is limited and the motor torque of the
これに対して、現在のモータトルクの増加割合(TMreq−TMrel)よりも、なまし後のモータトルクの増加割合(TMrat×k1×k2)の方が小さくない場合には(S11:NO)、ステップS5で算出した値に要求モータトルクTMreqを設定して(S13)、本モータトルク制御処理を終了する。即ち、運転者によるアクセルペダル5の踏み込み量が少ないため、現在のモータトルクの増加割合(TMreq−TMrel)の方が、なまし後のモータトルクの増加割合(TMrat×k1×k2)よりも小さい場合には、なまし処理を行う場合のモータトルク(TMrel+TMrat×k1×k2)に比べて、要求モータトルクTMreqの値が小さい。そのため、図5(A)や図5(B)に示すように、なまし処理を行わなくても、実トルクが緩やかに増加することから、アクセル操作に対して駆動出力(実トルク)が変化しなくなる期間が生じ難いからである。
On the other hand, when the motor torque increase rate (TMrat × k1 × k2) after annealing is not smaller than the current motor torque increase rate (TMreq−TMrel) (S11: NO), The requested motor torque TMreq is set to the value calculated in step S5 (S13), and this motor torque control process is terminated. That is, since the amount of depression of the
以上のとおり、本実施例のハイブリッド車2では、走行路選択スイッチ7が岩石登坂モードに選択され、かつ、シフトレバー4にてローギアが選択されている場合には、メインコントローラ3は、補正係数k1(図4(A)に示すようにフロントモータ13の温度Thmが予め設定された所定温度Thm1よりも大きくなるほど値が1よりも小さくなる)及び補正係数k2(図4(B)に示すようにエンジン11の回転数Neが小さいほど値が1よりも小さくなる)をモータトルク上昇レートTMratに乗算し(TMrat×k1×k2)、これに実モータトルクTMrelを加えてフロントモータ13に対する要求モータトルクTMreqに設定する。これにより、エンジン11の出力を補うフロントモータ13の出力は、フロントモータ13の温度Thmが予め設定された所定温度Thm1よりも高くなるにつれて小さくなり、またエンジン11の回転数Neが少ないほど小さくなり、モータ出力の増加割合が緩やかになる。そのため、メインコントローラ3によりフロントモータ13のモータ出力が制限されたり、エンジン11の回転数増加の立ち上がりに遅れが生じたりしても、モータ出力は緩やかに増加する(なまる)ことから、運転者のアクセル操作に伴って駆動トルクの増加も維持される。即ち、アクセル操作に対する駆動トルクの追従性が保持される。
As described above, in the
実施例のハイブリッド車2は、岩石登坂モードが選択されているとともにローギアが選択されている場合、アクセル開度操作に対するモータトルクの増加割合をアクセル踏み込み開始時から緩やかにする。モータトルクの増加が緩やかになるので、モータの出力が制限値に到達するまでの時間が長くなり、その間にエンジンの出力が立ち上がることで、アクセル操作に応じて連続した駆動トルク増加が実現される。岩石登坂モードが選択されていないとき、あるいは、ハイギアが選択されているときには、アクセルペダルの踏み込み当初からモータトルクの増加割合を緩やかにすることはない。それゆえ、岩石登坂モードが選択されていないとき、あるいは、ハイギアが選択されているときには、アクセルペダル踏み込み当初に、駆動トルクの高い応答性が提供される。
In the
尚、上記の実施例では、走行路選択スイッチ7の現在の設定情報から、ハイブリッド車2の走行モードが岩石登坂モードであることをメインコントローラ3が判断する場合を例示して説明したが、これ以外の情報に基づいて判断してもよい。例えば、ハイブリッド車2が備える路面状態を検出するセンサから出力される路面情報と、ハイブリッド車2が備える傾斜センサから出力される当該車両の傾斜角度情報と、に基づいて、ハイブリッド車2が走行する路面が岩石登坂路であることを判断してもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、上記の実施例では、エンジン11にターボチャージャ12を搭載した場合を例示して説明したが、アクセル操作に対してエンジン出力の増加(立ち上がり)に時間的な遅れが生じ得る内燃機関であれば、ターボチャージャを搭載しないエンジンでもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、上記の実施例では、メインコントローラ3によるモータトルク制御処理をフロントモータ13に適用する場合を例示して説明したが、同様のモータトルク制御処理をリアモータ18に適用してもよい。
In the above embodiment, the case where the motor torque control process by the
また、上記の実施例では、1つのメインコントローラ3がハイブリッド車2の全ての制御を実行する場合を例示して説明したが、メインコントローラ3の機能は、複数のコントローラが協働することにより実現されてもよい。
In the above embodiment, the case where one
実施例技術に関する留意点を述べる。メインコントローラ3がコントローラの一例に相当する。フロントモータ13がモータの一例に相当する。シフトレバー4がシフトスイッチの一例に相当する。
Points to be noted regarding the example technology will be described. The
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. Further, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Moreover, the technique illustrated in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:ハイブリッド車
3:メインコントローラ
4:シフトレバー
5:アクセルペダル
6:センサ
7:走行路選択スイッチ
8、9:インバータ
10:動力源
11:エンジン
12:ターボチャージャ
13:フロントモータ
14:ギアボックス
15:駆動軸
16:デファレンシャルギア
17、19:車軸
18:リアモータ
21:前輪
23:後輪
2: Hybrid vehicle 3: Main controller 4: Shift lever 5: Accelerator pedal 6: Sensor 7: Travel
Claims (1)
走行用のモータと、
少なくともローギアとハイギアの選択が可能なシフトスイッチと、
悪路を含む複数の路面状態の夫々に対応した走行モードに従って前記エンジンの出力を補うように前記モータを制御するコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、悪路に対応した前記走行モードが選択され、かつ、前記シフトスイッチにて前記ローギアが選択されている場合、前記モータの温度が予め設定された所定温度よりも高くなるにつれて前記モータ出力の増加割合を小さくし、かつ、前記エンジンの回転数が小さいほど前記モータ出力の増加割合を小さくする、ことを特徴とするハイブリッド車。 Engine,
A motor for traveling,
A shift switch capable of selecting at least low gear and high gear,
A controller for controlling the motor so as to supplement the output of the engine according to a driving mode corresponding to each of a plurality of road surface conditions including a bad road,
When the driving mode corresponding to a bad road is selected and the low gear is selected by the shift switch, the controller increases the motor temperature as the temperature of the motor becomes higher than a predetermined temperature. A hybrid vehicle characterized in that the rate of increase in output is reduced and the rate of increase in motor output is reduced as the engine speed is reduced.
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