JP4779943B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明はハイブリッド車両に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
従来、ハイブリッド車両において、前輪もしくは後輪に左右輪をそれぞれ独立して駆動するモータを備え、当該モータによって車両の前後方向と左右方向との駆動要求を同時に満たせない場合、左右方向の駆動要求を優先して各輪の駆動力を決定するものが、特許文献１に開示されている。
上記のようなハイブリッド車両において左右モータの電力は主にバッテリから供給されることになるが、バッテリでは蓄電状態に応じて出力できる電力が限られている為、旋回状態などが長時間継続する場合など、バッテリの出力電力が制限されてしまい車両挙動が変化してしまうおそれがある。 In the hybrid vehicle as described above, the power of the left and right motors is mainly supplied from the battery, but the battery can only output power depending on the storage state, so the turning state etc. continues for a long time For example, the output power of the battery is limited, and the vehicle behavior may change.
このような問題を回避する為にはバッテリの残存電力に余裕を持たせることが必要であるが、残存電力を大きく確保するためには、バッテリの容量を上げるか、発電機の発電量を増やす必要があり、結果としてバッテリの利用率が低下してしまい車両重量や燃費性能の面から好ましくなかった。 In order to avoid such a problem, it is necessary to give a margin to the remaining power of the battery, but in order to secure a large remaining power, the capacity of the battery is increased or the power generation amount of the generator is increased. As a result, the utilization rate of the battery is lowered, which is not preferable in terms of vehicle weight and fuel consumption performance.
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、左右の駆動力配分のバランスを保ちつつ、バッテリ充放電可能電力の減少を抑制することを目的とする。 The present invention has been invented to solve such a problem, and an object thereof is to suppress a decrease in battery chargeable / dischargeable power while maintaining a balance between left and right driving force distribution.
本発明では、車両を駆動させる一対の駆動輪と、駆動輪の左側駆動輪に駆動力を与える第１のモータと、駆動輪の右側駆動輪に駆動力を与える第２のモータと、を備えたハイブリッド車両において、車速を検出する車速検出手段と、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、車速と操舵角とに基づいて、車両の走行状態を判定する車両走行状態判定手段と、蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段と、走行状態に基づいて、第１のモータと第２のモータとの駆動力配分を算出する駆動力配分算出手段と、駆動力配分算出手段に基づいて第１のモータと第２のモータとで消費される電力を算出する消費電力算出手段と、前記車両の走行状態と前記蓄電状態とに基づいて、前記蓄電装置からの出力可能電力を算出する出力可能電力算出手段と、蓄電装置もしくは第1のモータ、第２のモータに電力を供給する発電手段とを備え、出力可能電力が、消費電力算出手段により算出される第１のモータと第２のモータとで消費される電力よりも小さい場合には該不足分の電力を発電手段により発電して供給する。 The present invention includes a pair of drive wheels that drive the vehicle, a first motor that applies driving force to the left driving wheel of the driving wheel, and a second motor that applies driving force to the right driving wheel of the driving wheel. In the hybrid vehicle , vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed, steering angle detecting means for detecting the steering angle of the vehicle, vehicle running state determining means for determining the running state of the vehicle based on the vehicle speed and the steering angle, A power storage state detecting means for detecting a power storage state of the power storage device, a driving power distribution calculating means for calculating a driving power distribution between the first motor and the second motor based on the running state, and a driving power distribution calculating means. Based on the power consumption calculating means for calculating the power consumed by the first motor and the second motor based on the running state of the vehicle and the power storage state, the output possible power from the power storage device is calculated. Output possible power calculation In a stage, the power storage device or the first motor, and a power generating means for supplying power to the second motor, the available output power is, the first motor and the second motor calculated by the power consumption calculation means If it is smaller than the consumed power, the insufficient power is generated and supplied by the power generation means .
本発明によると、車速と操舵角に基づいて算出する車両の走行状態と蓄電装置の充電量とに基づいて、蓄電装置の出力可能電力を算出しているので、車両の走行状態に応じて蓄電装置の出力可能電力を設定することができ、車両の挙動変化を防止し、且つ、蓄電装置からの出力可能電力の減少を抑制することができる。 According to the present invention, the output possible electric power of the power storage device is calculated based on the traveling state of the vehicle calculated based on the vehicle speed and the steering angle and the charge amount of the power storage device. The output possible power of the device can be set, the behavior change of the vehicle can be prevented, and the decrease of the output possible power from the power storage device can be suppressed.
本発明の第１実施形態の構成について図１を用いて説明する。 The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この実施形態のハイブリッド車両は、エンジン１と、無段変速機２と、発電モータ（発電手段）３と、蓄電装置４と、左駆動モータ（第１のモータ）５と、右駆動モータ（第２のモータ）６と、を備える。この実施形態のハイブリッド車両はエンジン１の出力がトルクコンバータ７および無段変速機２を介して前輪１０に伝達され、左駆動モータ５、右駆動モータ６の出力が後輪左右各輪に伝達されるパラレルハイブリッド車両をベースとした後輪左右独立制御４駆システムを有するハイブリッド車両である。 The hybrid vehicle of this embodiment includes an engine 1, a continuously variable transmission 2, a power generation motor (power generation means) 3, a power storage device 4, a left drive motor (first motor) 5, and a right drive motor (first drive). 2 motor) 6. In the hybrid vehicle of this embodiment, the output of the engine 1 is transmitted to the front wheels 10 via the torque converter 7 and the continuously variable transmission 2, and the outputs of the left drive motor 5 and the right drive motor 6 are transmitted to the left and right rear wheels. This is a hybrid vehicle having a rear wheel left / right independent control 4WD system based on a parallel hybrid vehicle.
エンジン１は、ガソリンなどを燃焼させてトルクを生じさせる内燃機関であり、生じたトルクによって車両に駆動力を与える。 The engine 1 is an internal combustion engine that generates torque by burning gasoline or the like, and applies driving force to the vehicle by the generated torque.
無段変速機２は、例えばベルト式の無段変速機であり、エンジン１の出力がトルクコンバータ７を介して入力され、変速指令値に基づいた変速比、つまり目標回転速度となった出力が取り出される。無段変速機２から取り出された出力は、ファイナルギア９を介して車両の前輪１０に伝達され、車両の駆動力となる。 The continuously variable transmission 2 is, for example, a belt-type continuously variable transmission, and the output of the engine 1 is input via the torque converter 7, and the gear ratio based on the shift command value, that is, the output at the target rotational speed is output. It is taken out. The output taken out from the continuously variable transmission 2 is transmitted to the front wheels 10 of the vehicle via the final gear 9 and becomes the driving force of the vehicle.
また、ステアリング３４はメカニカルリンクを介して前輪１０を転舵することができ、前述の左駆動モータ５、右駆動モータ６の左右駆動力差と合わせて所望の旋回状態を実現する。 In addition, the steering 34 can steer the front wheel 10 via a mechanical link, and realizes a desired turning state together with the left / right driving force difference between the left driving motor 5 and the right driving motor 6 described above.
発電モータ３は、エンジン１と直結しており、エンジン１の出力の一部を電力に変換する。発電モータ３によって生じる電力は、蓄電装置４に充電され、または左駆動モータ５、右駆動モータ６に供給され、消費される。 The generator motor 3 is directly connected to the engine 1 and converts a part of the output of the engine 1 into electric power. The electric power generated by the generator motor 3 is charged in the power storage device 4 or supplied to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 for consumption.
蓄電装置４は、例えばリチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛蓄電池などの二次電池である。蓄電装置４は、発電モータ３と左駆動モータ５、および右駆動モータ６によって発電された電力によって充電され、また充電した電力を左駆動モータ５と右駆動モータ６とに供給する。 The power storage device 4 is a secondary battery such as a lithium-ion battery, a nickel-hydrogen battery, or a lead storage battery. The power storage device 4 is charged by the power generated by the power generation motor 3, the left drive motor 5, and the right drive motor 6, and supplies the charged power to the left drive motor 5 and the right drive motor 6.
また、蓄電装置４においては、蓄電装置４から取り出す電力を大きくすると、バッテリの蓄電状態（以下ＳＯＣ）が次第に小さくなるが、所定のＳＯＣ（下限ＳＯＣ）よりも低くなると蓄電装置４の性能が劣化するので、蓄電装置４は下限ＳＯＣよりも低くならない範囲で使用される。つまり、蓄電装置４の性能を保持するために、蓄電装置４のＳＯＣに応じて、蓄電装置４から取り出すことのできる電力量（以下、放電可能電力とする）が定まり、蓄電装置４のＳＯＣが下限ＳＯＣよりも小さくなると、蓄電装置４の性能を保持するために、蓄電装置４から取り出される電力を制限することが必要になる。 Further, in the power storage device 4, when the electric power extracted from the power storage device 4 is increased, the battery storage state (hereinafter referred to as “SOC”) of the battery is gradually decreased. Therefore, the power storage device 4 is used in a range that does not become lower than the lower limit SOC. That is, in order to maintain the performance of the power storage device 4, the amount of power that can be extracted from the power storage device 4 (hereinafter referred to as “dischargeable power”) is determined according to the SOC of the power storage device 4. If it becomes smaller than the lower limit SOC, it is necessary to limit the electric power taken out from the power storage device 4 in order to maintain the performance of the power storage device 4.
左駆動モータ５は、車両の左後輪（左側駆動輪）１１と直結しており、蓄電装置４または発電モータ３から供給される電力によってトルクを発生させ、そのトルクを左後輪１１に伝達し、車両に駆動力を与える。 The left drive motor 5 is directly connected to the left rear wheel (left drive wheel) 11 of the vehicle, generates torque by the electric power supplied from the power storage device 4 or the power generation motor 3, and transmits the torque to the left rear wheel 11. Driving force to the vehicle.
右駆動モータ６は、車両の右後輪（右側駆動輪）１２と直結しており、蓄電装置４または発電モータ３から供給される電力によってトルクを発生させ、そのトルクを右後輪１２に伝達し、車両に駆動力を与える。 The right drive motor 6 is directly connected to the right rear wheel (right drive wheel) 12 of the vehicle, generates torque by the electric power supplied from the power storage device 4 or the power generation motor 3, and transmits the torque to the right rear wheel 12. Driving force to the vehicle.
なお、左駆動モータ５、右駆動モータ６は、例えば減速時などには、左後輪１１または右後輪１２からの回転、つまり回生エネルギーによって発電する発電機としての働きを有し、発電された電力は蓄電装置４に充電される。 The left drive motor 5 and the right drive motor 6 function as a generator that generates electric power by rotation from the left rear wheel 11 or the right rear wheel 12, that is, by regenerative energy, during deceleration, for example. The stored power is charged in the power storage device 4.
また、この実施形態のハイブリッド車両を制御する制御系としては、統合コントローラ２０と、エンジンコントローラ２１と、ＣＶＴコントローラ２２と、発電機コントローラ２３と、駆動モータコントローラ２４と、蓄電装置コントローラ（蓄電状態検出手段）２５と、を備える。 The control system for controlling the hybrid vehicle of this embodiment includes an integrated controller 20, an engine controller 21, a CVT controller 22, a generator controller 23, a drive motor controller 24, a power storage device controller (power storage state detection). Means) 25.
統合コントローラ２０は、車速センサ（車速検出手段）３０によって検出した車速、アクセルペダルセンサ３１によって検出したアクセルペダル３２の踏み込み量（ＡＰＳ）、操舵角検出センサ（操舵角検出手段）３３によって検出したハンドル３４の操舵角、後述する蓄電装置コントローラ２５によって算出した蓄電装置４のＳＯＣと放電可能電力などの信号を受信し、エンジンコントローラ２１、ＣＶＴコントローラ２２、発電機コントローラ２３、駆動モータコントローラ２４にエンジントルク指令値、変速比指令値、トルク指令値を伝達する。 The integrated controller 20 includes a vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 30, a depression amount (APS) of an accelerator pedal 32 detected by an accelerator pedal sensor 31, and a steering wheel detected by a steering angle detection sensor (steering angle detection means) 33. Signals such as the steering angle 34, the SOC of the power storage device 4 calculated by the power storage device controller 25 described later, and the dischargeable power are received, and the engine torque is sent to the engine controller 21, CVT controller 22, generator controller 23, and drive motor controller 24. A command value, a gear ratio command value, and a torque command value are transmitted.
エンジンコントローラ２１は、統合コントローラ２０から伝達されたエンジントルク指令に基づいてスロットル開度および燃料噴射量を制御し、エンジン１のトルクを制御する。 The engine controller 21 controls the throttle opening and the fuel injection amount based on the engine torque command transmitted from the integrated controller 20 to control the torque of the engine 1.
ＣＶＴコントローラ２２は、統合コントローラ２０から伝達された変速比指令値に基づいて無段変速機２の変速比を制御する。 The CVT controller 22 controls the gear ratio of the continuously variable transmission 2 based on the gear ratio command value transmitted from the integrated controller 20.
発電機コントローラ２３は、統合コントローラ２０から伝達されたトルク指令値に基づいて発電モータ３をベクトル制御する。 The generator controller 23 performs vector control on the generator motor 3 based on the torque command value transmitted from the integrated controller 20.
駆動モータコントローラ２４は、統合コントローラ２０から伝達されたトルク指令値に基づいて左駆動モータ５と右駆動モータ６とをベクトル制御する。 The drive motor controller 24 performs vector control on the left drive motor 5 and the right drive motor 6 based on the torque command value transmitted from the integrated controller 20.
蓄電装置コントローラ２５は、蓄電装置４に備えた電圧センサ３５、電流センサ３６から蓄電装置４の電圧、電流を検出し、蓄電装置４のＳＯＣおよび放電可能電力を算出する。そして、統合コントローラ２０にその情報を伝達する。 The power storage device controller 25 detects the voltage and current of the power storage device 4 from the voltage sensor 35 and the current sensor 36 provided in the power storage device 4, and calculates the SOC and the dischargeable power of the power storage device 4. Then, the information is transmitted to the integrated controller 20.
以上の構成によって、エンジン１から前輪１０に駆動力を与え、左駆動モータ５と右駆動モータ６とから左後輪１１と右後輪１２とに駆動力を与え、車両を走行させる。 With the above configuration, a driving force is applied from the engine 1 to the front wheels 10, and a driving force is applied from the left drive motor 5 and the right drive motor 6 to the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12 to drive the vehicle.
この実施形態の車両は、車両を駆動させる前後力は主にエンジン１から前輪へ伝達されることによって得られ、ハンドル３４の操作に応じて車両の進行方向を変える横力は、前輪１０の転舵に加えて左駆動モータ５と右駆動モータ６から左後輪１１と右後輪１２へ供給される出力の差によって得られる。ハンドル３４の操作に基づく左駆動モータ５と右駆動モータ６との駆動力配分は、２つのモータでの駆動力の絶対値が同一であり、トルクのかかる向きが逆向きとなるようにする。これによって、進行方向に逆向きとなるトルクがかかるモータでは、回生動作によって発電を行い、蓄電装置４を充電し、蓄電装置４からの消費電力を小さくすることができる。このように実施形態の車両は左駆動モータ５と右駆動モータ６の前後力の分担を少なくすることで左駆動モータ５と右駆動モータ６における電力消費を少なくできるので車両に搭載するバッテリを極力小さくしている。 次に、この実施形態の統合コントローラ２０によって行う制御について図２の制御ブロックを用いて説明する。なお、この制御は一定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に全て演算するものである。 In the vehicle of this embodiment, the longitudinal force for driving the vehicle is obtained mainly by being transmitted from the engine 1 to the front wheels, and the lateral force that changes the traveling direction of the vehicle according to the operation of the handle 34 is the rotation of the front wheels 10. In addition to the rudder, this is obtained by the difference in output supplied from the left drive motor 5 and the right drive motor 6 to the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12. The driving force distribution between the left driving motor 5 and the right driving motor 6 based on the operation of the handle 34 is such that the absolute values of the driving forces of the two motors are the same, and the direction in which the torque is applied is opposite. As a result, in a motor to which a torque that is reverse in the traveling direction is generated, power is generated by the regenerative operation, the power storage device 4 is charged, and the power consumption from the power storage device 4 can be reduced. As described above, the vehicle of the embodiment can reduce the power consumption in the left drive motor 5 and the right drive motor 6 by reducing the sharing of the longitudinal force between the left drive motor 5 and the right drive motor 6, so that the battery mounted on the vehicle can be used as much as possible. It is small. Next, the control performed by the integrated controller 20 of this embodiment will be described using the control block of FIG. This control is all calculated every certain time (for example, 10 msec).
ブロック１００では、アクセルペダルセンサ３１によって検出したアクセルペダル３２の踏み込み量ＡＰＳを読み込む。 In block 100, the depression amount APS of the accelerator pedal 32 detected by the accelerator pedal sensor 31 is read.
ブロック１０１では、車速センサ３０によって車両の車速を読み込む。 In block 101, the vehicle speed of the vehicle is read by the vehicle speed sensor 30.
ブロック１０２では、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳと車速とから予め設定したマップを用いて車両を駆動させるための目標駆動力Ｔｄを算出する。 In block 102, a target driving force Td for driving the vehicle is calculated using a map set in advance from the accelerator pedal depression amount APS and the vehicle speed.
ブロック１０３では、目標駆動力Ｔｄに車軸回転速度を乗じて目標駆動仕事率Ｐｄを算出する。 In block 103, the target driving power Pd is calculated by multiplying the target driving force Td by the axle rotation speed.
また、ブロック１０４では、操舵角検出センサ３３によってハンドル３４の操舵角を検出する。 In block 104, the steering angle of the steering wheel 34 is detected by the steering angle detection sensor 33.
ブロック１０５では、操舵角と車速とから予め設定したマップから車両の目標横力（旋回指令値）ｔＹを算出する（ブロック１０５が車両走行状態検出手段を構成する）。 In block 105, the target lateral force (turn command value) tY of the vehicle is calculated from a map set in advance from the steering angle and the vehicle speed (block 105 constitutes a vehicle running state detecting means).
ブロック１０６では、目標横力ｔＹから予め設定したマップを用いて電力マージンを算出する。目標横力ｔＹが大きい場合、つまり左駆動モータ５と右駆動モータ６との駆動力配分の差が大きい程、電力マージンは大きくなる。なお、電力マージンを算出するマップは、蓄電装置４のＳＯＣに応じて複数備える。 In block 106, the power margin is calculated from the target lateral force tY using a preset map. When the target lateral force tY is large, that is, as the difference in the driving force distribution between the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is larger, the power margin is larger. A plurality of maps for calculating the power margin are provided according to the SOC of power storage device 4.
ブロック１０７では、図３に示すマップを用いて算出した放電可能電力から、電力マージンを減算し、出力可能電力Ｐｂａｔを算出する。図３は、予め測定しておいたＳＯＣごとに放電可能電力を求めておき、それをテーブルデータとして記憶させて作成されたマップである。目標横力ｔＹが大きい程、電力マージンは大きくなり、出力可能電力Ｐｂａｔは小さく算出される（ブロック１０７が出力可能電力算出手段を構成する）。 In block 107, the output margin power Pbat is calculated by subtracting the power margin from the dischargeable power calculated using the map shown in FIG. FIG. 3 is a map created by obtaining dischargeable power for each SOC measured in advance and storing it as table data. The larger the target lateral force tY, the larger the power margin and the smaller the outputtable power Pbat (the block 107 constitutes the outputable power calculation means).
蓄電装置４のＳＯＣの演算方法としては、電流積分する方法や、蓄電装置４の電流と電圧を検出し、蓄電装置４の電力を積分する方法があるが、電流などの検出時に誤差が生じるので、算出されたＳＯＣにも誤差が生じる。また、蓄電装置４の温度やセル間のバラツキにより、放電可能電力にも誤差が生じる。 As a method for calculating the SOC of the power storage device 4, there are a method of current integration and a method of detecting the current and voltage of the power storage device 4 and integrating the power of the power storage device 4, but errors occur when detecting the current and the like. An error also occurs in the calculated SOC. Further, due to the temperature of the power storage device 4 and the variation between cells, an error also occurs in the dischargeable power.
そのため、蓄電装置４のＳＯＣと放電可能電力との関係では、図４に示すようにそれぞれ誤差範囲が生じる。図４において、放電可能電力の誤差範囲、またはＳＯＣの誤差範囲を破線で示す。そのため、算出したＳＯＣに対して、放電可能電力はＳＯＣの算出誤差と放電可能電力の誤差との重なる領域（図４中、ハッチング領域）を持つことになる。つまり、図３のマップから算出される放電可能電力に対して、実際に放電することができる電力は、ある幅を持つことになる。この幅が電力マージンである。電力マージンは、ブロック１０６によって予め設定されたマップから目標横力ｔＹに応じて算出される。すなわち、実際に蓄電装置４から放電することができる電力は、算出された放電可能電力に対して電力マージン分の誤差を有する。 Therefore, in the relationship between the SOC of power storage device 4 and the dischargeable power, error ranges are generated as shown in FIG. In FIG. 4, the error range of dischargeable power or the error range of SOC is indicated by a broken line. Therefore, the dischargeable power has a region (hatching region in FIG. 4) where the SOC calculation error and the dischargeable power error overlap with the calculated SOC. That is, the power that can be actually discharged has a certain width with respect to the dischargeable power calculated from the map of FIG. This width is the power margin. The power margin is calculated according to the target lateral force tY from the map preset by the block 106. That is, the power that can actually be discharged from the power storage device 4 has an error corresponding to the power margin with respect to the calculated dischargeable power.
あるＳＯＣから算出された放電可能電力に対して、ＳＯＣの誤差が大きく実際の蓄電装置４から供給できる放電可能電力が小さい場合には、例えば左駆動モータ５、右駆動モータ６で必要とする電力を蓄電装置４のみで供給できると判定されたとしても、実際には蓄電装置４のみでは電力を供給できない場合があり、左駆動モータ５、右駆動モータ６での必要な駆動力を得ることができなくなり、旋回中に車両の挙動変化を引き起こす可能性がある。これは特に横力が大きい場合に生じ易い。 When the dischargeable power calculated from a certain SOC is large and the dischargeable power that can be supplied from the actual power storage device 4 is small, for example, the power required by the left drive motor 5 and the right drive motor 6 Even if it is determined that the power can be supplied only by the power storage device 4, there is a case where the power cannot be supplied only by the power storage device 4 in practice, and the necessary driving force by the left drive motor 5 and the right drive motor 6 can be obtained. This is not possible and may cause changes in vehicle behavior while turning. This is particularly likely to occur when the lateral force is large.
図５に示すように、目標横力ｔＹが大きい場合には、電力マージンを大きく算出することで、出力可能電力Ｐｂａｔは、図６に示す目標横力ｔＹが小さい場合と比較して、小さく算出される。図５（ａ）は目標横力ｔＹが大きい場合の車両の状態概略図であり、図５（ｂ）は電力マージンと出力可能電力Ｐｂａｔを示すマップである。図６（ａ）は目標横力ｔＹが小さい場合の車両の状態概略図であり、図６（ｂ）は電力マージンと出力可能電力Ｐｂａｔを示すマップである。 As shown in FIG. 5, when the target lateral force tY is large, the output margin power Pbat is calculated to be smaller than that when the target lateral force tY shown in FIG. Is done. FIG. 5A is a schematic diagram of the state of the vehicle when the target lateral force tY is large, and FIG. 5B is a map showing a power margin and output power Pbat. FIG. 6A is a schematic diagram of the state of the vehicle when the target lateral force tY is small, and FIG. 6B is a map showing a power margin and output power Pbat.
この実施形態では、目標横力ｔＹに応じて電力マージンを算出し、目標横力ｔＹが大きい場合には、電力マージンを大きく、つまり予め誤差を大きく算出し、出力可能電力Ｐｂａｔを小さく算出する。そして、詳しくは後述するが予め足りない電力を発電モータ３から左駆動モータ５、右駆動モータ６に供給し、左駆動モータ５または右駆動モータ６での電力不足を防止し、車両の挙動変化を防止する。 In this embodiment, the power margin is calculated according to the target lateral force tY. When the target lateral force tY is large, the power margin is increased, that is, the error is calculated in advance, and the outputtable power Pbat is calculated small. As will be described in detail later, insufficient power is supplied in advance from the generator motor 3 to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 to prevent a shortage of power in the left drive motor 5 or the right drive motor 6 and to change the behavior of the vehicle. To prevent.
なお、目標横力ｔＹが最大の場合には、電力マージンは最大値となり、出力可能電力Ｐｂａｔが小さくなる。また、目標横力ｔＹがゼロの場合、つまり車両が直進している場合には、電力マージンはゼロとなり、出力可能電力Ｐｂａｔは、図３のマップから算出される電力となる。目標横力ｔＹがゼロの場合には、電力マージンをマイナス、つまり出力可能電力Ｐｂａｔを大きく見積もっても良い。これにより、バッテリの利用率は向上し、例えばエンジン１とモータの駆動力配分において、例えば余剰電力を直進中の加速アシスト等に利用可能となり、燃費向上を実現することができる。 When the target lateral force tY is maximum, the power margin is the maximum value, and the output power Pbat is small. Further, when the target lateral force tY is zero, that is, when the vehicle is traveling straight, the power margin is zero, and the output possible power Pbat is the power calculated from the map of FIG. When the target lateral force tY is zero, the power margin may be minus, that is, the output possible power Pbat may be greatly estimated. As a result, the utilization rate of the battery is improved. For example, in the driving force distribution between the engine 1 and the motor, surplus power can be used for acceleration assistance during straight travel, and fuel efficiency can be improved.
ブロック１０８では、目標横力ｔＹからマップを用いて左右駆動力差を求め、その後、左右駆動力差を駆動モータコントローラ２４に送り、左駆動モータ５と右駆動モータ６とのトルクを制御する（ブロック１０８が駆動力配分手段を構成する）。 In block 108, a left-right driving force difference is obtained from the target lateral force tY using a map, and then the left-right driving force difference is sent to the drive motor controller 24 to control the torque between the left drive motor 5 and the right drive motor 6 ( Block 108 constitutes a driving force distribution means).
ブロック１０９では、左駆動モータ５と右駆動モータ６との駆動力にそれぞれの回転速度を乗算し、左駆動モータ５と右駆動モータ６との損失を加算して後輪駆動電力Ｐｒｅａｒを算出する（ブロック１０９が消費電力算出手段を構成する）。 In block 109, the driving force of the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is multiplied by the respective rotation speeds, and the loss of the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is added to calculate the rear wheel drive power Pear. (Block 109 constitutes power consumption calculation means).
ブロック１１０では、ブロック１０７によって算出した出力可能電力Ｐｂａｔと、ブロック１０９によって算出した後輪駆動電力Ｐｒｅａｒと、を比較し、後輪駆動電力Ｐｒｅａｒが、出力可能電力Ｐｂａｔ以下であるかどうか判定する。 In block 110, the output possible power Pbat calculated in block 107 and the rear wheel drive power Prear calculated in block 109 are compared, and it is determined whether or not the rear wheel drive power Prea is equal to or less than the output possible power Pbat.
ブロック１１１では、ブロック１１０による判定において、後輪駆動電力Ｐｒｅａｒが出力可能電力Ｐｂａｔよりも小さい場合には、蓄電装置４のＳＯＣが下限ＳＯＣよりも低くならないので、左駆動モータ５または右駆動モータ６に供給する電力の不足分をゼロにセットする。また、後輪駆動力Ｐｒｅａｒが出力可能電力Ｐｂａｔよりも大きい場合には、蓄電装置４のＳＯＣが下限ＳＯＣよりも低くなるので、蓄電装置４から取り出される電力が制限される。そのため、左駆動モータ５または右駆動モータ６へ供給する電力が蓄電装置４のみの供給では足りなくなるので、左駆動モータ５または右駆動モータ６に供給する電力の不足分を算出する。 In block 111, if the rear wheel drive power Prear is smaller than the outputtable power Pbat in the determination by block 110, the SOC of the power storage device 4 does not become lower than the lower limit SOC, so the left drive motor 5 or the right drive motor 6 Set the shortage of power to be supplied to zero. Further, when the rear wheel driving force Prear is larger than the outputtable power Pbat, the SOC of the power storage device 4 is lower than the lower limit SOC, so that the power extracted from the power storage device 4 is limited. For this reason, since the power supplied to the left drive motor 5 or the right drive motor 6 is not sufficient to supply only the power storage device 4, the shortage of the power supplied to the left drive motor 5 or the right drive motor 6 is calculated.
一方、ブロック１１２からブロック１１４においては、補機類で消費される電力を供給した後の蓄電装置４のＳＯＣと、現在の蓄電装置４のＳＯＣと、の偏差にゲインＧ２を乗じて、発電モータ３の発電量を算出する。 On the other hand, in block 112 to block 114, the generator motor is obtained by multiplying the deviation between the SOC of power storage device 4 after supplying power consumed by the auxiliary machinery and the current SOC of power storage device 4 by gain G2. 3 is calculated.
ブロック１１５では、発電モータ３における発電量に、ブロック１１１によって算出した不足電力量（発電量）を加え、発電モータ３の発電仕事率Ｐｇを算出する。 In block 115, the power generation rate Pg of the power generation motor 3 is calculated by adding the insufficient power amount (power generation amount) calculated in block 111 to the power generation amount in the power generation motor 3.
ブロック１１６では、発電モータ３の発電仕事率Ｐｇを発電モータ３の回転速度で除算して、発電モータ３のトルク指令値を算出し、トルク指令値を発電機コントローラ２３へ送る。 In block 116, the power generation power Pg of the power generation motor 3 is divided by the rotational speed of the power generation motor 3 to calculate a torque command value for the power generation motor 3, and the torque command value is sent to the generator controller 23.
ブロック１１７では、ブロック１０３によって算出した目標駆動仕事率Ｐｄにブロック１１５によって算出した発電モータ３の発電仕事率Ｐｇを加算して、エンジン仕事率Ｐｅを算出する。 In block 117, the engine power Pe is calculated by adding the power generation power Pg of the generator motor 3 calculated in block 115 to the target driving power Pd calculated in block 103.
ブロック１１８では、エンジン仕事率Ｐｅからマップに基づいて、エンジン１の燃料消費が最も良くなる動作点（エンジントルクとエンジン回転速度）となるように目標エンジン回転速度Ｎｅを算出する。 In block 118, based on the map from the engine work rate Pe, the target engine speed Ne is calculated so as to be an operating point (engine torque and engine speed) at which the fuel consumption of the engine 1 is best.
ブロック１１９では、目標エンジン回転速度Ｎｅを車輪軸回転速度で除算し、無段変速機２の変速比指令値Ｒｃｖｔを算出し、その信号をＣＶＴコントローラ２２に送り無段変速機２を制御する。 In block 119, the target engine rotational speed Ne is divided by the wheel shaft rotational speed to calculate the transmission ratio command value Rcvt of the continuously variable transmission 2, and the signal is sent to the CVT controller 22 to control the continuously variable transmission 2.
ブロック１２０では、エンジン仕事率Ｐｅを実エンジン回転速度で除算してエンジントルク指令値Ｔｓを算出し、その信号をエンジンコントローラ２１に送り、エンジン１のトルクを制御する。 In block 120, an engine torque command value Ts is calculated by dividing the engine power Pe by the actual engine speed, and the signal is sent to the engine controller 21 to control the torque of the engine 1.
以上の制御によって、目標横力ｔＹが大きい場合には、測定誤差などである電力マージンが大きく算出され、蓄電装置４の出力可能電力Ｐｂａｔが比較的小さく算出される。目標横力ｔＹに応じて、蓄電装置４の出力可能電力Ｐｂａｔを予め小さく算出し、左駆動モータ５、右駆動モータ６に供給する電力の不足分を発電モータ３によって発電し、左駆動モータ５、右駆動モータ６に供給することで、旋回中に左駆動モータ５、右駆動モータ６での電力不足が生じることを防止することができる。これによって車両の挙動変化を抑制することができる。 With the above control, when the target lateral force tY is large, the power margin, which is a measurement error, is calculated to be large, and the outputable power Pbat of the power storage device 4 is calculated to be relatively small. In accordance with the target lateral force tY, the outputtable power Pbat of the power storage device 4 is calculated to be small in advance, and an insufficient amount of power supplied to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is generated by the power generation motor 3. By supplying to the right drive motor 6, it is possible to prevent power shortage from occurring in the left drive motor 5 and the right drive motor 6 during turning. As a result, changes in the behavior of the vehicle can be suppressed.
なお、この実施形態では、目標横力ｔＹに基づいて、蓄電装置４の出力可能電力Ｐｂａｔを算出したが、目標横力ｔＹに代えて、ヨーレート、すべり角に基づいて蓄電装置４の出力可能電力Ｐｂａｔを算出しても良い。 In this embodiment, the outputtable power Pbat of the power storage device 4 is calculated based on the target lateral force tY. However, the outputable power of the power storage device 4 is calculated based on the yaw rate and the slip angle instead of the target lateral force tY. Pbat may be calculated.
本発明の第１実施形態の効果について説明する。 The effect of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
左駆動モータ５によって左後輪１１に駆動力を与え、右駆動モータ６によって右後輪１２に駆動力を与えるハイブリッド車両において、目標横力ｔＹに基づいて、左後輪１１の駆動力と右後輪１２との駆動力とを制御し、目標横力ｔＹに基づいて、電力マージンを算出し、蓄電装置４の放電可能電力から電力マージンを減算した出力可能電力を算出する。そして、出力可能電力が、左駆動モータ５、右駆動モータ６で消費される電力よりも低い場合には、発電モータ３によって不足する電力を発電し、左駆動モータ５、右駆動モータ６に供給する。これによって車両が旋回中に、蓄電装置４から左駆動モータ５、右駆動モータ６への電力不足による車両の挙動変化を防止することができる。また、目標横力ｔＹに応じて出力可能電力Ｐｂａｔを算出するので、例えば目標横力ｔＹが小さい場合には、出力可能電力Ｐｂａｔを大きく算出し、燃費を良くすることができる。 In a hybrid vehicle that applies a driving force to the left rear wheel 11 by the left drive motor 5 and applies a driving force to the right rear wheel 12 by the right drive motor 6, the driving force and the right of the left rear wheel 11 are determined based on the target lateral force tY. The driving force with respect to the rear wheel 12 is controlled, the power margin is calculated based on the target lateral force tY, and the output possible power obtained by subtracting the power margin from the dischargeable power of the power storage device 4 is calculated. When the output power is lower than the power consumed by the left drive motor 5 and the right drive motor 6, the deficient power is generated by the power generation motor 3 and supplied to the left drive motor 5 and the right drive motor 6. To do. As a result, it is possible to prevent a change in the behavior of the vehicle due to power shortage from the power storage device 4 to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 while the vehicle is turning. Moreover, since the output possible electric power Pbat is calculated according to the target lateral force tY, for example, when the target lateral force tY is small, the output possible electric power Pbat is calculated to be large and fuel consumption can be improved.
目標横力ｔＹが大きい程、電力マージンを大きく算出し、蓄電装置４の出力可能電力を小さく算出する。目標横力ｔＹが大きい場合には、左駆動モータ５、右駆動モータ６によって消費される電力が大きくなるが、目標横力ｔＹが大きい場合には、予め出力可能電力を小さく算出し、不足する電力を発電モータ３によって供給するので、車両が旋回する場合に、左駆動モータ５、右駆動モータ６の電力不足による車両の挙動変化を防止することができる。 As the target lateral force tY is larger, the power margin is calculated to be larger, and the outputable power of the power storage device 4 is calculated to be smaller. When the target lateral force tY is large, the power consumed by the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is large. However, when the target lateral force tY is large, the outputable power is calculated in advance to be insufficient. Since electric power is supplied by the power generation motor 3, it is possible to prevent a change in the behavior of the vehicle due to insufficient power of the left drive motor 5 and the right drive motor 6 when the vehicle turns.
次に本発明の第２実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
この実施形態は、統合コントローラ２０によって行う制御の一部が異なるので、その箇所について図７の制御ブロックを用いて説明する。 In this embodiment, a part of the control performed by the integrated controller 20 is different, and the part will be described with reference to the control block of FIG.
この実施形態では、第１実施形態の図２に示すブロック１０６、１０７が異なっており、その箇所について説明する。また、その他の制御ブロックについては、ここでの説明は省略する。 In this embodiment, the blocks 106 and 107 shown in FIG. 2 of the first embodiment are different, and the portions will be described. Further, description of other control blocks is omitted here.
ブロック２００では、ブロック１０５によって算出した目標横力ｔＹに基づいて、蓄電装置４から左駆動モータ５、右駆動モータ６への放電時間ｔを算出する。目標横力ｔＹが大きくなると放電時間ｔは長くなる。 In block 200, based on the target lateral force tY calculated in block 105, the discharge time t from the power storage device 4 to the left drive motor 5 and right drive motor 6 is calculated. As the target lateral force tY increases, the discharge time t increases.
ブロック２０１では、図８に示すマップから放電時間ｔに基づいて、蓄電装置４から蓄電装置４の下限ＳＯＣとならない出力可能電力Ｐｂａｔを算出する。なお、図８に示すマップは、蓄電装置４のＳＯＣに応じて複数備える。蓄電装置４では、図８に示すように蓄電装置４の所定のＳＯＣから蓄電装置４の下限ＳＯＣまで電力を取り出した場合に、蓄電装置４の放電時間によって、出力可能電力Ｐｂａｔが変化する。例えば、放電時間がｔ１であった場合には、出力可能電力Ｐｂａｔは比較的大きくなり、放電時間ｔ１よりも長い放電時間であるｔ２、ｔ３となるに従って、出力可能電力Ｐｂａｔは小さくなる。 In block 201, based on the discharge time t from the map shown in FIG. 8, the outputtable power Pbat that does not become the lower limit SOC of the power storage device 4 from the power storage device 4 is calculated. A plurality of maps shown in FIG. 8 are provided according to the SOC of power storage device 4. In the power storage device 4, when electric power is taken out from a predetermined SOC of the power storage device 4 to the lower limit SOC of the power storage device 4 as shown in FIG. 8, the outputtable power Pbat changes depending on the discharge time of the power storage device 4. For example, when the discharge time is t1, the outputable power Pbat becomes relatively large, and the outputable power Pbat becomes smaller as the discharge times t2 and t3 are longer than the discharge time t1.
本発明の第２実施形態の効果について説明する。 The effect of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
この実施形態では、目標横力ｔＹに基づいて、蓄電装置４から左駆動モータ５、右駆動モータ６への放電時間ｔを算出し、放電時間ｔに応じて放電可能電力Ｐｂａｔを算出する。この実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the discharge time t from the power storage device 4 to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is calculated based on the target lateral force tY, and the dischargeable power Pbat is calculated according to the discharge time t. Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
次に本発明の第３実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
この実施形態は、構成については第１実施形態と同じ構成なので、ここでの説明は省略する。 Since this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, description thereof is omitted here.
この実施形態では、ブロック１０７によって出力可能電力Ｐｂａｔを算出する場合に、目標横力ｔＹに応じて、下限ＳＯＣを設定する。図９に示すように蓄電装置４の同一のＳＯＣから異なる電力を一定時間ｔ４取り出した場合には、取り出す電力が大きい程、蓄電装置４のＳＯＣは低くなる。つまり、蓄電装置４から取り出す電力が大きい程、下限ＳＯＣまで到達し易くなる。そこで、この実施形態では、目標横力ｔＹが大きい程、下限ＳＯＣを高く設定することで、出力可能電力Ｐｂａｔを小さくし、実際の蓄電装置４の下限ＳＯＣよりもＳＯＣが低くなることを抑制することができ、蓄電装置４から左駆動モータ５、右駆動モータ６への電力供給不足を防止し、車両の挙動変化を抑制することができる。 In this embodiment, when the outputtable power Pbat is calculated by the block 107, the lower limit SOC is set according to the target lateral force tY. As illustrated in FIG. 9, when different electric power is extracted from the same SOC of the power storage device 4 for a predetermined time t4, the SOC of the power storage device 4 is lower as the extracted power is larger. That is, it becomes easier to reach the lower limit SOC as the electric power extracted from the power storage device 4 is larger. Therefore, in this embodiment, the higher the target lateral force tY, the higher the lower limit SOC, thereby reducing the outputtable power Pbat and suppressing the SOC from becoming lower than the lower limit SOC of the actual power storage device 4. It is possible to prevent insufficient power supply from the power storage device 4 to the left drive motor 5 and the right drive motor 6, and to suppress changes in vehicle behavior.
また、出力可能電力Ｐｂａｔを算出する際に、目標横力ｔＹに応じて、蓄電装置４の内部抵抗を推定して、出力可能電力Ｐｂａｔを算出してもよい。蓄電装置４の内部抵抗が大きくなると、蓄電装置４から取り出すことができる出力可能電力Ｐｂａｔは小さくなる。そのため、目標横力ｔＹが大きい場合には、蓄電装置４の内部抵抗を大きく推定することで、出力可能電力Ｐｂａｔが実際に取り出し可能な電力よりも大きく算出することを防止し、左駆動モータ５、右駆動モータ６への電力供給不足を防止し、車両を安定して走行させることができる。また、蓄電装置４の温度が高くなると、蓄電装置４から取り出す電力に制限をかける制御を行う場合には、温度の上昇による電力制限による車両の挙動変化を抑制することができる。 Further, when calculating the outputtable power Pbat, the outputable power Pbat may be calculated by estimating the internal resistance of the power storage device 4 according to the target lateral force tY. When the internal resistance of power storage device 4 increases, outputable power Pbat that can be extracted from power storage device 4 decreases. For this reason, when the target lateral force tY is large, the internal resistance of the power storage device 4 is estimated to be large, thereby preventing the outputtable power Pbat from being calculated larger than the power that can actually be taken out, and the left drive motor 5 Thus, it is possible to prevent a shortage of power supply to the right drive motor 6 and to drive the vehicle stably. In addition, when the temperature of the power storage device 4 increases, in the case of performing control to limit the electric power extracted from the power storage device 4, it is possible to suppress changes in the behavior of the vehicle due to the power limitation due to the temperature rise.
本発明の第３実施形態の効果について説明する。 The effect of the third embodiment of the present invention will be described.
この実施形態では、目標横力ｔＹが大きくなると、蓄電装置４の下限ＳＯＣを高く設定し、出力可能電力Ｐｂａｔを小さすることで、蓄電装置４から左駆動モータ５、右駆動モータ６への電力供給不足を防止し、車両の挙動変化を抑制して走行させることができる。 In this embodiment, when the target lateral force tY is increased, the lower limit SOC of the power storage device 4 is set higher, and the outputtable power Pbat is decreased, whereby the power from the power storage device 4 to the left drive motor 5 and the right drive motor 6 is increased. Insufficient supply can be prevented, and changes in vehicle behavior can be suppressed for running.
また、蓄電装置４が複数のセルによって構成される場合には、セル間のバラツキによる出力制限を抑制することができる。 Moreover, when the electrical storage apparatus 4 is comprised by several cells, the output restriction | limiting by the dispersion | variation between cells can be suppressed.
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
１ エンジン
３ 発電モータ（発電手段）
４ 蓄電装置
５ 左駆動モータ（第１のモータ）
６ 右駆動モータ（第２のモータ）
１１ 左後輪（左側駆動輪）
１２ 右後輪（右側駆動輪）
２５ 蓄電装置コントローラ（蓄電状態検出手段）
３０ 車速センサ（車速検出手段）
３３ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
1 Engine 3 Electric motor (power generation means)
4 Power storage device 5 Left drive motor (first motor)
6 Right drive motor (second motor)
11 Left rear wheel (left drive wheel)
12 Right rear wheel (right drive wheel)
25 Power storage device controller (power storage state detection means)
30 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
33 Steering angle sensor (steering angle detection means)
Claims (7)
前記駆動輪の左側駆動輪に駆動力を与える第１のモータと、
前記駆動輪の右側駆動輪に駆動力を与える第２のモータと、を備えたハイブリッド車両において、
車速を検出する車速検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記車速と前記操舵角とに基づいて、前記車両の走行状態を判定する車両走行状態判定手段と、
蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段と、
前記走行状態に基づいて、前記第１のモータと前記第２のモータとの駆動力配分を算出する駆動力配分算出手段と、
前記駆動力配分算出手段に基づいて第１のモータと前記第２のモータとで消費される電力を算出する消費電力算出手段と、
前記車両の走行状態と前記蓄電状態とに基づいて、前記蓄電装置からの出力可能電力を算出する出力可能電力算出手段と、
前記蓄電装置もしくは前記第1のモータ、第２のモータに電力を供給する発電手段とを備え、
前記出力可能電力が、前記消費電力算出手段により算出される第１のモータと前記第２のモータとで消費される電力よりも小さい場合には該不足分の電力を発電手段により発電して供給することを特徴とするハイブリッド車両。 A pair of drive wheels for driving the vehicle;
A first motor for applying a driving force to the left driving wheel of the driving wheel;
In a hybrid vehicle comprising: a second motor that applies a driving force to the right driving wheel of the driving wheel;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the vehicle;
Vehicle traveling state determining means for determining a traveling state of the vehicle based on the vehicle speed and the steering angle;
Power storage state detecting means for detecting a power storage state of the power storage device;
Driving force distribution calculating means for calculating a driving force distribution between the first motor and the second motor based on the running state;
Power consumption calculating means for calculating power consumed by the first motor and the second motor based on the driving force distribution calculating means;
An outputable power calculating means for calculating outputable power from the power storage device based on the running state of the vehicle and the power storage state
Power generation means for supplying power to the power storage device or the first motor and the second motor,
When the outputable power is smaller than the power consumed by the first motor and the second motor calculated by the power consumption calculating means, the insufficient power is generated and supplied by the power generating means. A hybrid vehicle characterized by that.
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