JP4453653B2 - Torque distribution control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源としてエンジンとモータを有し、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a torque distribution control device for a hybrid vehicle that has an engine and a motor as drive sources and controls at least one of front and rear wheel torque distribution and left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor. .
(従来技術1)
従来、エンジンと、このエンジンおよび前輪と機械的に結合されると共に、バッテリと電気的に結合された第1モータと、後輪と機械的に結合されると共に前記バッテリと電気的に結合された第2モータとを備えたハイブリッド車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。
(Prior art 1)
Conventionally, an engine, a first motor that is mechanically coupled to the engine and the front wheels and electrically coupled to the battery, and mechanically coupled to the rear wheels and electrically coupled to the battery A hybrid vehicle including a second motor is known (see, for example, Patent Document 1).
(従来技術2)
一方、前後配分を30:70〜70:30、後輪左右配分を100:0〜0:100で無段階に制御してニュートラルステアを実現するメカ四輪駆動車が知られている(例えば、特許文献2参照)。
On the other hand, mechanical four-wheel drive vehicles that realize neutral steer by controlling the front-rear distribution at 30:70 to 70:30 and the rear wheel left-right distribution at 100: 0 to 0: 100 are known (for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記従来技術2のトルク配分の技術思想を上記従来技術1のハイブリッド車両に適用すると、以下のような問題が発生する。
すなわち、旋回中、ニュートラルステアを実現するように第2モータの出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分を制御する場合、左右後輪へのトルク配分制御(旋回外輪トルク大、旋回内輪トルク小)が実行れている旋回中に、第2モータに電気的に結合された強電系システムの故障を検出すると、故障検出タイミングに同期して直ちに強電バッテリとのエネルギー授受を遮断するためにシステムメインリレー(以下、「SMR」と略称する。)がOFFとされ、第2モータの出力トルクがゼロとされる。この場合、左右後輪での急激なモータトルク抜けにより、ステア特性が、ニュートラルステア(4WDで、後輪の旋回外輪トルク大により実現)からアンダーステア(前輪駆動状態)に変化するというように、安定した旋回挙動が損なわれてしまうおそれがある、という問題があった。
However, when the technical concept of torque distribution of the above-described conventional technique 2 is applied to the hybrid vehicle of the above-described conventional technique 1, the following problems occur.
That is, when controlling torque distribution to the left and right rear wheels using the output torque of the second motor so as to achieve neutral steering during turning, torque distribution control to the left and right rear wheels (large turning outer ring torque, turning inner ring torque) When a fault is detected in the high-voltage system electrically coupled to the second motor during the turning of the small motor, the system immediately shuts off energy transfer with the high-voltage battery in synchronization with the fault detection timing. The main relay (hereinafter abbreviated as “SMR”) is turned OFF, and the output torque of the second motor is set to zero. In this case, the steer characteristic changes from neutral steer (4WD, achieved by large turning outer wheel torque on the rear wheel) to understeer (front wheel drive state) due to sudden motor torque loss at the left and right rear wheels. There was a problem that there was a possibility that the swivel behavior that was performed might be spoiled.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができるハイブリッド車両のトルク配分制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and maintains stable vehicle behavior when the motor system is off even when a failure of the high voltage system is detected during execution of torque distribution control using the output torque of the motor. An object of the present invention is to provide a torque distribution control device for a hybrid vehicle.
上記目的を達成するため、本発明では、
駆動源としてエンジンとモータを有し、
前記モータと電気的に結合された強電系システムと、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention,
It has an engine and a motor as drive sources,
A high-voltage system electrically coupled to the motor;
Torque distribution control means for controlling at least one of front and rear wheel torque distribution and left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor;
In a torque distribution control device for a hybrid vehicle equipped with
Providing a strong electric system failure detection means for detecting that a failure that requires prohibiting energization and charging / discharging of the strong electric system occurs;
The torque distribution control means does not limit the output torque of the motor until a torque distribution difference becomes a specified value or less when it is necessary to prohibit energization or charge / discharge due to failure detection of the high-power system. And
よって、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置にあっては、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分制御手段において、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータ(出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御する)の出力トルクが制限されない。
すなわち、強電系システムの故障検出時、故障検出タイミングと同期して直ちに通電や充放電を禁止する措置がとられるのではなく、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクが維持され、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御の停止が待たれる。
例えば、旋回時であって、ニュートラルステアを得るようにモータの出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分制御を実行しているとき、強電系システムに故障が発生しても、左右後輪トルク配分差が規定値以下となるまではモータの出力トルクがそのまま維持される。そして、左右後輪トルク配分差が規定値以下となった時点でモータシステムオフによりモータからの出力トルクがゼロレベルまで抜かれるというように、左右後輪トルク配分制御の滑らかなフェードアウトが実現されることになり、旋回挙動の急変を抑えることができる。
この結果、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。
Therefore, in the torque distribution control device for a hybrid vehicle according to the present invention, when it is necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system, the torque distribution control means causes the torque distribution difference to be less than the specified value. The output torque of the motor (controlling at least one of the front and rear wheel torque distribution and the left and right wheel torque distribution using the output torque) is not limited.
In other words, when a failure is detected in a high-voltage system, the motor output torque is maintained until the torque distribution difference becomes less than the specified value, instead of taking measures to prohibit energization or charging / discharging immediately in synchronization with the failure detection timing. Then, stop of the torque distribution control for controlling at least one of the front and rear wheel torque distribution and the left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor is awaited.
For example, when performing torque distribution control to the left and right rear wheels using the output torque of the motor so as to obtain neutral steering during turning, even if a fault occurs in the high-power system, the left and right rear wheels The output torque of the motor is maintained as it is until the torque distribution difference becomes a specified value or less. And when the difference between the left and right rear wheel torque distribution becomes less than the specified value, smooth fade-out of the left and right rear wheel torque distribution control is realized such that the output torque from the motor is pulled to zero level by turning off the motor system. As a result, sudden changes in the turning behavior can be suppressed.
As a result, during the execution of torque distribution control using the output torque of the motor, even if a failure of the high power system is detected, a stable vehicle behavior can be maintained when the motor system is off.
以下、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1および実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the torque distribution control device for a hybrid vehicle of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図である。
実施例1のハイブリッド四輪駆動車は、図1に示すように、CPU101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、FR用インバータ302と、第一モータ303(第1モータ)と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、RR用インバータ307と、第二モータ308(第2モータ)と、第三モータ309(第3モータ)と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、GPS405と、車輪速センサ406と、を備えている。そして、左右後輪をそれぞれ独立に駆動する第二モータ308と第三モータ309により左右輪トルク配分機構を構成する。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a hybrid four-wheel drive vehicle (an example of a hybrid vehicle) to which the torque distribution control device of the first embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the hybrid four-wheel drive vehicle of Embodiment 1 includes a
前記CPU101は、強電バッテリ301をモニタし、SOCや温度や劣化状態に応じて入出力可能電力量を算出し、これを基にFR用インバータ302を制御することにより、第一モータ303(フロント駆動用)と発電機304を動作させると共に、エンジン305を制御する。また、RR用インバータ307を制御することにより、第二モータ308(右リア駆動用)と第三モータ309(左リア駆動用)を動作させ、4輪駆動状態とした上で、ニュートラルステアを実現する左右後輪のトルク配分制御を行う。
なお、FR用インバータ302と、第一モータ303と、発電機304と、RR用インバータ307と、第二モータ308と、第三モータ309にそれぞれ内蔵された温度センサ値を把握し、温度上昇を確認した場合は、電力入出力制限を設定することにより、部品を保護する。
前記舵角センサ404からの検出値をベースに、ハイブリッド4輪駆動車が旋回中か否かを判断している。
前記GPS405を活用して地形情報を収集し、走行ルートの把握を行う。
前記車輪速センサ406からの検出値を確認し、各車輪速度を把握する。
The
In addition, the temperature sensor value built in each of the
Based on the detection value from the rudder angle sensor 404, it is determined whether or not the hybrid four-wheel drive vehicle is turning.
The GPS405 is used to collect terrain information and grasp the travel route.
The detection value from the wheel speed sensor 406 is confirmed to grasp each wheel speed.
前記補助バッテリ102は、CPU101の動作電源を提供する役目を有する。本システムでは、強電バッテリ301を電源としたDC/DCコンバータ403により電力を供給することとする。
The
前記強電バッテリ301は、第一モータ303に対し、FR用インバータ302を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、発電機304が発電した電力をRR用インバータ307を経由して回収する役目を有する。
また、第二モータ308と第三モータ309を力行させる場合、RR用インバータ307を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、第二モータ308と第三モータ309が発電作動した場合、RR用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。
本提案システムにおいて、モータシステムへと電力を供給(授受)する強電線をON/OFFする際に活用するSMR(システムメインリレー)も内蔵され、これはCPU101により制御されるものとする。
The high-
In addition, when the
The proposed system also incorporates an SMR (system main relay) that is used when turning on / off a strong electric wire that supplies (transfers) power to the motor system, and this is controlled by the
前記FR用インバータ302は、CPU101により直接制御されている。エンジン305の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを第一モータ303へ供給すること、及び発電機304を動作させて発生した電気エネルギーを強電バッテリ301へと戻す役目を有する。なお、第一モータ303と発電機304とエンジン305は、遊星歯車機構(動力分割機構306に内蔵)に直結しているため、トルク及び回転数のバランスを保つように制御しないとハイブリッド車両を正常に作動させることができない。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is incorporated so that power input / output restriction (component protection) can be performed when the temperature rises, and the detection value is transmitted to the
前記第一モータ303は、フロント駆動用で、車速が低い場合は単独で駆動トルクを発生させる。また、車速が高い場合は、エンジン305の駆動トルクをアシストしている。さらに、減速時は発電作用(回生作用)することにより電気エネルギーを発生させ、これをFR用インバータ302を経由して強電バッテリ301へ戻す役目を有する。また、本モータ回転数=車速として制御適用している。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is built in so that power input / output restriction (part protection) can be performed when the temperature rises, and a detection value is transmitted to the
前記発電機304は、ハイブリッド電気自動車は基本的にスタータを持たない。本システムを適用したハイブリッド車両始動時は、強電バッテリ301から電力を供給し、モータとして動作することでエンジン305の始動をサポートする。通常走行時は、第一モータ303とエンジン305とをバランスさせることで電気エネルギーを発生(発電)し、これを強電バッテリ301へ戻す。時には直接、第一モータ303へ供給することにより、急激な加速に対応することも可能である。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is incorporated so that power input / output restriction (component protection) can be performed when the temperature rises, and the detection value is transmitted to the
前記エンジン305は、CPU101により直接制御されている。具体的には、車速が高い場合にはハイブリッド車両駆動のためにトルクを発生させている。
The
前記動力分割機構306は、遊星歯車機構を有し、キャリアにはエンジン305、リングギヤには第一モータ303、サンギヤには発電機304が直接接続している。従来システムのトランスミッション相当も内部に構成されている。
The
前記RR用インバータ307は、CPU101により直接制御されている。第二モータ308および第三モータ309の発生トルク及び回転数に応じて強電バッテリ301の電気エネルギーを供給/回収する役目を有する。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is incorporated so that power input / output restriction (component protection) can be performed when the temperature rises, and the detection value is transmitted to the
前記第二モータ308は、通常走行時は4WDハイブリッド車両として右リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is incorporated so that power input / output restriction (component protection) can be performed when the temperature rises, and the detection value is transmitted to the
前記第三モータ309は、通常走行時は4WDハイブリッド車両として左リア駆動を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
また、温度上昇時に電力入出力制限(部品保護)できるよう、温度センサを内蔵し、検出値をCPU101へと送信する。
The
In addition, a temperature sensor is incorporated so that power input / output restriction (component protection) can be performed when the temperature rises, and the detection value is transmitted to the
前記アクセルセンサ401は、ドライバーが加速時に踏み込んだアクセルペダルストローク量をCPU101へ送信する。
The accelerator sensor 401 transmits to the
前記ブレーキセンサ402は、ドライバーが減速時に踏み込んだブレーキペダルストローク量をCPU101へ送信する。
The brake sensor 402 transmits to the
前記DC/DCコンバータ403は、強電バッテリ301からのエネルギーを12Vへと変換し、補助バッテリ102へと供給する。すなわち、従来のエンジンハイブリッド車両におけるオルタネータと同様の機能を有する。
The DC /
前記舵角センサ404は、ドライバーのステアリング操作により検出される舵角を、CPU101へ送信する役目を有する。
The steering angle sensor 404 has a function of transmitting a steering angle detected by a driver's steering operation to the
前記GPS(Global Positioning System)405は、目的地まで存在するコーナーの旋回半径程度、勾配程度、推定路面μを抽出し、CPU101へと各情報を提示する。
The GPS (Global Positioning System) 405 extracts the corner turning radius, the gradient, and the estimated road surface μ that exist up to the destination, and presents each information to the
前記車輪速センサ406は、フロント2輪に対し接続し、検出値を車輪速情報としてCPU101へと送信する。
The wheel speed sensor 406 is connected to the front two wheels, and transmits the detected value to the
図2は実施例1のCPU101にて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する(トルク配分制御手段)。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of torque distribution control processing executed by the
ステップS1では、強電バッテリ301のエネルギーを車両システムから切り離す必要がある強電系システムの故障発生時か否かを判断し、Yesの場合はステップS2へ移行し、Noの場合はステップS1での判断を繰り返す(強電系システム故障検出手段)。
ここで、強電系システムの具体的な対象ユニットは、強電バッテリ301、FR用インバータ302、第一モータ303、発電機304、RR用インバータ307、第二モータ308、第三モータ309である。但し、全ての故障が該当するわけではなく、通電、充放電を禁止する必要がある故障が対象となる。
In step S1, it is determined whether or not a high-power system that requires the energy of the high-
Here, specific target units of the high-power system are a high-
ステップS2では、ステップS1でのSMR OFFを要する強電系システムの故障発生との判断に続き、自車が旋回中であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS3へ移行し、Noの場合はステップS4へ移行する(自車旋回中判断手段)。
ここで、「自車旋回中の判断」は、舵角センサ404からの検出値(絶対値)が規定値以上である場合、旋回中であると判断する。若しくは、第二モータ308と第三モータ309に対し、旋回性能向上制御が適用されているか否かを確認することで、自車が旋回中であるか否かを判断する。
なお、旋回中は、第二モータ308と第三モータ309を活用し、旋回性能を向上させているため、車両挙動を確保するためにも電気エネルギー授受を遮断することはできないと考える。
In step S2, it is determined whether or not the own vehicle is turning following the determination that the high-voltage system requiring SMR OFF occurs in step S1, and if yes, the process proceeds to step S3. In this case, the process proceeds to step S4 (own vehicle turning determination means).
Here, “determination during turning of the host vehicle” determines that the vehicle is turning when the detection value (absolute value) from the rudder angle sensor 404 is equal to or greater than a specified value. Alternatively, it is determined whether or not the vehicle is turning by checking whether or not the turning performance improvement control is applied to the
During turning, the
ステップS3では、ステップS2での自車旋回中であるとの判断に続き、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているか否かを判断し、Yesの場合はステップS4へ移行し、Noの場合はステップS3での判断を繰り返す。
このステップS3は、基本的に、左右後輪へのトルク配分差が規定値以下となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを制限しないための判断である。そして、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクの制限を遅らせる左右後輪のトルク配分差の規定値は、左右後輪のトルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定される。
具体的には、図3に示す自車速度が高いほど左右輪トルク配分差絶対値が小さい領域を制御打ち切り領域とする旋回時トルク配分制御打ち切り可否判断マップ(制御打ち切り可否判断マップ)を用い、自車の動作点(自車速度,左右輪トルク配分差絶対値)がマップ上で旋回時トルク配分制御打ち切り領域に入ったと判断されると、ステップS4へ移行し、SMRをオフとし、左右後輪のトルク配分制御を打ち切る。
In step S3, following the determination that the host vehicle is turning in step S2, it is determined whether or not the vehicle speed and the torque distribution difference have no problem even if the torque distribution control to the left and right rear wheels is discontinued during the turn. If Yes, the process proceeds to step S4. If No, the determination in step S3 is repeated.
This step S3 is basically a determination not to limit the output torque of the
Specifically, using a turning torque distribution control abortion determination map (control cancellation availability determination map) in which a region where the absolute value of the left and right wheel torque distribution difference is smaller as the host vehicle speed is higher is shown in FIG. If it is determined that the operating point of the vehicle (the vehicle speed, the absolute value of the left and right wheel torque distribution difference) has entered the turning torque distribution control termination region on the map, the process proceeds to step S4, SMR is turned off, and the left and right rear Discontinue wheel torque distribution control.
ステップS4では、ステップS2での自車旋回中でないとの判断時、若しくは、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているとの判断時、強電バッテリ301内に設定されているSMRをオフとし、強電バッテリ301のエネルギーを車両システムから切り離し、ステップS5へ移行する。
すなわち、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにSMRをオフとし、自車が旋回中と判断された場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、SMRをオフとする。
In step S4, when it is determined in step S2 that the vehicle is not turning, or when it is determined that there is a vehicle speed and torque distribution difference that does not matter even if the torque distribution control to the left and right rear wheels is discontinued during the turn, The SMR set in the high-
That is, when it becomes necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system, if it is determined that the vehicle is not turning, the SMR is immediately turned off and the vehicle is determined to be turning. In this case, the SMR is turned off after waiting for the judgment to stop the torque distribution control of the left and right rear wheels.
ステップS5では、ステップS4dでのSMRをオフに続き、SMRをオフにした以降は強電バッテリ301を活用することができないため、フェイルセーフとして、強電バッテリ301を活用しない「バッテリレス走行モード」へと遷移し、ステップS6へ移行する。
ここで、「バッテリレス走行モード」とは、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる走行モードをいう。
In step S5, after the SMR in step S4d is turned off and the high-
Here, the “battery-less travel mode” refers to a travel mode in which a driving force that causes the vehicle to travel with only the
ステップS6では、ステップS5でのバッテリレス走行モードへの遷移に続き、強電系システムが故障であることを乗員に知らせる警告(警告灯の点滅や警報など)し、ステップS7へ移行する。 In step S6, following the transition to the battery-less travel mode in step S5, a warning (flashing warning light, warning, etc.) is given to inform the occupant that the high power system is out of order, and the process proceeds to step S7.
ステップS7では、ステップS6での強電系システムの故障警告に続き、強電系システムの故障モードとして強電バッテリ301が故障である強電バッテリ故障モードであるか否かを判断し、Yesの場合はステップS8へ移行し、Noの場合(インバータなどの故障モード)はステップS5へ戻る。
In step S7, following the failure warning of the high-power system in step S6, it is determined whether or not the high-
ステップS8では、ステップS7での強電バッテリ故障モードであるとの判断に続き、自車が旋回中であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS9へ移行し、Noの場合はステップS5へ戻る。
ここで、「自車旋回中の判断」は、舵角センサ404からの検出値(絶対値)が規定値以上である場合、旋回中であると判断する。
In step S8, following the determination in step S7 that the battery is in the high-power battery failure mode, it is determined whether or not the vehicle is turning. If yes, the process proceeds to step S9. If no, step S5 is performed. Return to.
Here, “determination during turning of the host vehicle” determines that the vehicle is turning when the detection value (absolute value) from the rudder angle sensor 404 is equal to or greater than a specified value.
ステップS9では、ステップS8での自車旋回中であるとの判断に続き、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御を実行し、ステップS5へ戻る。なお、イグニッションスイッチをOFFにすることで、上記トルク配分制御処理は終了する。
In step S9, following the determination that the vehicle is turning in step S8, of the
次に、作用を説明する。
[背景技術]
例えば、図1に示すようにハイブリッド四輪駆動車を構成し、旋回中、ニュートラルステアを実現するように第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを用いて左右後輪へのトルク配分を制御する場合、左右後輪へのトルク配分制御(旋回外輪トルク大、旋回内輪トルク小)が実行されている旋回中に、第二モータ308と第三モータ309に電気的に結合された強電系システムの故障を検出すると、故障検出タイミングに同期して直ちに強電バッテリ301とのエネルギー授受を遮断するため、強電バッテリ301に設定されたSMRがOFFとされ、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクがゼロとされる。
この場合、左右後輪での急激なモータトルク抜けにより、ステア特性が、ニュートラルステア(4WDで、後輪の旋回外輪トルク大により実現)からアンダーステア(前輪駆動状態)に変化するというように、安定した旋回挙動が損なわれてしまうおそれがある。
Next, the operation will be described.
[Background technology]
For example, as shown in FIG. 1, a hybrid four-wheel drive vehicle is configured, and torque distribution to the left and right rear wheels is performed using the output torque of the
In this case, the steer characteristic changes from neutral steer (4WD, achieved by large turning outer wheel torque at the rear wheel) to understeer (front wheel drive state) due to a sudden motor torque loss at the left and right rear wheels. There is a risk that the swivel behavior will be impaired.
ちなみに、車両のステア特性とトルク配分の関係は、前後輪のトルク配分の場合、前輪へのトルク配分が100%の前輪駆動車の場合、最もアンダーステア傾向を示し、後輪へのトルク配分が100%の後輪駆動車の場合、最もオーバーステア傾向を示す。また、左右後輪のトルク配分の場合、旋回外輪へのトルク配分が旋回内輪へのトルク配分より大きいほどオーバーステア側となり、逆に、旋回内輪へのトルク配分が旋回外輪へのトルク配分より大きいほどアンダーステア側となる。
本願のハイブリッド四輪駆動車では、左右後輪へのトルク配分を等配分とした場合、前輪駆動状態もしくは4輪駆動状態では、アンダーステア傾向を示す設定とし、左右後輪へのトルク配分を旋回外輪へのトルク配分を旋回内輪へのトルク配分より大きくすることで、ドライバーのステアリング操作にあらわれた旋回意図に合致して旋回回頭性が得られるニュートラルステアを実現するようにしている。
By the way, the relationship between the steering characteristics of the vehicle and the torque distribution shows that in the case of front and rear wheel torque distribution, the front wheel drive vehicle with 100% torque distribution shows the most understeer tendency and the rear wheel torque distribution is 100%. In the case of% rear-wheel drive vehicles, it shows the most oversteer tendency. In addition, in the case of torque distribution of the left and right rear wheels, the torque distribution to the turning outer wheel becomes larger when the torque distribution to the turning inner wheel is larger than the torque distribution to the turning inner wheel, and conversely, the torque distribution to the turning inner wheel is larger than the torque distribution to the turning outer wheel. The understeer side.
In the hybrid four-wheel drive vehicle of the present application, when the torque distribution to the left and right rear wheels is equally distributed, the front wheel drive state or the four-wheel drive state is set to show an understeer tendency, and the torque distribution to the left and right rear wheels is set to the turning outer wheel. By making the torque distribution to the vehicle larger than the torque distribution to the turning inner wheel, a neutral steer that achieves turning ability in accordance with the turning intention that appears in the steering operation of the driver is realized.
[トルク配分制御作用]
これに対し、実施例1のハイブリッド車両のトルク配分制御装置では、強電系システムに故障が発生した場合、トルク配分差が規定値以下になるまで、SMRをオフとせず、モータへのエネルギー供給を継続することで、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができるようにした。
[Torque distribution control function]
On the other hand, in the hybrid vehicle torque distribution control apparatus according to the first embodiment, when a failure occurs in the high-voltage system, the SMR is not turned off and the energy is supplied to the motor until the torque distribution difference becomes a specified value or less. By continuing, even if a fault in the high-power system is detected during execution of torque distribution control using the output torque of the motor, stable vehicle behavior can be maintained when the motor system is off.
まず、直進走行時に強電系システムに故障が発生した場合には、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4→ステップS5へと進む。そして、ステップS4では、ステップS2での自車旋回中でないとの判断に基づき、強電バッテリ301内に設定されているSMRをオフとし、ステップS5では、強電バッテリ301を活用せず、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる「バッテリレス走行モード」へと遷移する。
したがって、SMRをオフとしても車両挙動への影響がほとんど無い直進走行での強電系システムの故障発生時には、強電系システムに故障が発生すると直ちにSMRをオフとすることで、強電系システムを応答良く保護することができる。つまり、直進走行での強電系システムの故障発生時には、強電系システムの保護を優先する制御が行われる。
First, when a failure occurs in the high power system during straight traveling, the process proceeds from step S1 to step S2 to step S4 to step S5 in the flowchart of FIG. In step S4, based on the determination that the vehicle is not turning in step S2, the SMR set in the high-
Therefore, when a failure occurs in the high-voltage system during straight running with almost no effect on the vehicle behavior even when the SMR is turned off, the high-power system is improved in response by turning off the SMR immediately when a failure occurs in the high-voltage system. Can be protected. In other words, when a failure occurs in the high-power system during straight running, control is performed with priority on protection of the high-power system.
一方、旋回中に強電系システムに故障が発生した場合には、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、ステップS3では、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になっているか否かの判断が繰り返される。つまり、強電系システムに故障が発生してもSMRをオンのままとして旋回中の左右後輪に対するトルク配分制御が維持される。 On the other hand, if a failure occurs in the high-voltage system during turning, the process proceeds from step S1 to step S2 to step S3 in the flowchart of FIG. 2. In step S3, torque distribution control to the left and right rear wheels is performed during turning. The determination as to whether the vehicle speed and the torque distribution difference have no problem even if it is terminated is repeated. That is, even if a failure occurs in the high-power system, the torque distribution control for the left and right rear wheels while turning is maintained with the SMR turned on.
そして、ステップS3において、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても問題ない車速およびトルク配分差になったと判断されると、図2のフローチャートにおいて、ステップS3からステップS4→ステップS5へと進み、ステップS4では、ステップS2での自車旋回中でないとの判断に基づき、強電バッテリ301内に設定されているSMRをオフとし、ステップS5では、強電バッテリ301を活用せず、エンジン305のみで自車を走行させる駆動力を発生させる「バッテリレス走行モード」へと遷移する。
すなわち、強電系システムの故障検出時、故障検出タイミングと同期して直ちに通電や充放電を禁止する措置がとられるのではなく、左右後輪のトルク配分差が規定値以下となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクが維持され、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクを用いた左右後輪のトルク配分制御の停止が待たれる。
If it is determined in step S3 that the vehicle speed and the torque distribution difference have no problem even if the torque distribution control to the left and right rear wheels is discontinued during turning, the process proceeds from step S3 to step S4 to step S5 in the flowchart of FIG. In step S4, based on the determination that the vehicle is not turning in step S2, the SMR set in the high-
That is, when a failure is detected in the high-voltage system, measures are not taken immediately to prohibit energization or charging / discharging in synchronization with the failure detection timing, but until the torque distribution difference between the left and right rear wheels becomes less than the specified value. The output torque of the
例えば、図4は実施例1のトルク配分制御において強電系システムに故障が発生した場合におけるシステム故障発生・舵角センサ検出値(絶対値)・モータ回転数(=車速)・第二モータ要求トルク・第三モータ要求トルク・SMRの各特性を示すタイムチャートである。
時刻t1において、左旋回の開始と同時に、第二モータ308に対する要求トルクを徐々に高め、第三モータ309に対する要求トルクを徐々に低くすることで、ニュートラルステアを得る左右後輪のトルク配分制御が開始される。そして、時刻t2において、強電系システムに故障が発生しても、舵角がピークとなる時刻t3を経過し、自車速度と左右輪トルク配分差絶対値による自車の動作点が、図3に示す旋回時トルク配分制御打ち切り可否判断マップで制御打ち切り可の領域に入る時刻t4となるまで、第二モータ308と第三モータ309の出力トルクがそのまま維持される。そして、時刻t4となった時点でSMRをオフとすることにより、第二モータ308と第三モータ309からの実出力トルク(点線特性)がゼロレベルまで抜かれる。なお、本状況は、長くても数秒で対応できるため、強電系システムへの負荷も少なく、寿命への影響も小さいと思われる。
したがって、旋回時に左右後輪へのトルク配分制御を打ち切っても車両挙動に影響のない自車速度および左右トルク配分差絶対値になるまで待ってSMRをオフとするため、左右トルク差が小さくなった時点で左右後輪へのトルクを抜くというように、左右後輪トルク配分制御の滑らかなフェードアウトが実現されることになり、旋回挙動の急変を抑えることができる。
For example, FIG. 4 shows a system failure occurrence, a steering angle sensor detection value (absolute value), a motor rotation speed (= vehicle speed), and a second motor required torque when a failure occurs in the high-voltage system in the torque distribution control of the first embodiment. -It is a time chart which shows each characteristic of 3rd motor request | requirement torque and SMR.
At time t1, simultaneously with the start of the left turn, the torque distribution control of the left and right rear wheels to obtain neutral steer is performed by gradually increasing the required torque for the
Therefore, even if the torque distribution control to the left and right rear wheels is discontinued during turning, the SMR is turned off after waiting for the vehicle speed and the absolute value of the left and right torque distribution to have no effect on the vehicle behavior. As a result, smooth fade-out of the left and right rear wheel torque distribution control is realized such that the torque to the left and right rear wheels is pulled out, and sudden changes in turning behavior can be suppressed.
さらに、強電系システムの故障のうち、強電バッテリ301の故障モードであり、バッテリレス走行モードへと遷移した後、旋回するときには、図2のステップS5からステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む。そして、ステップS9では、ステップS8での自車旋回中であるとの判断に続き、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータが回生、旋回外輪側のモータが力行に設定され、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御が実行される。
したがって、強電系システムが故障し、強電バッテリ301が存在しなくても左右後輪に制駆動トルク差(力行による駆動トルクと回生による制動トルクの差)を持たせることで、旋回方向のヨーモーメントが増し、旋回性能を向上できる。
言い換えると、実施例1では、強電系システムが正常時における旋回性能と同様の性能を強電系システムの故障時に実現できるというように、旋回性能の低下を最小に止めることができる。
Further, among the faults of the high-power system, it is the fault mode of the high-
Therefore, even if the high-power system fails and the high-
In other words, in the first embodiment, it is possible to minimize the deterioration of the turning performance such that the same performance as the turning performance when the high-power system is normal can be realized when the high-power system fails.
上記のように、実施例1のトルク配分制御装置では、強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段(ステップS1)を設け、トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しない。
この結果、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。
As described above, in the torque distribution control device according to the first embodiment, the high-power system failure detection unit (step S1) is provided to detect that a failure that requires prohibiting energization and charge / discharge of the high-power system occurs. The torque distribution control means (FIG. 2) does not limit the output torque of the motor until the torque distribution difference becomes a specified value or less when it becomes necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system.
As a result, during the execution of torque distribution control using the output torque of the motor, even if a failure of the high power system is detected, a stable vehicle behavior can be maintained when the motor system is off.
実施例1のトルク配分制御装置において、前記トルク配分制御手段(図2)は、前記モータの出力トルクの制限を遅らせるトルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定した。
このため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、適切なモータシステムオフタイミングにより安定した車両挙動を確実に維持することができる。
In the torque distribution control device according to the first embodiment, the torque distribution control means (FIG. 2) uses the specified value of the torque distribution difference that delays the limitation of the output torque of the motor, and stabilizes the vehicle behavior even when the torque distribution control is stopped. Is set to a value that can be secured.
For this reason, during execution of torque distribution control using the output torque of the motor, even if a failure of the high-power system is detected, stable vehicle behavior can be reliably maintained by appropriate motor system off timing.
実施例1のトルク配分制御装置において、車速を検出する車速検出手段を設け、前記トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、車速が高いほどトルク配分差が小さい領域を制御打ち切り領域とする制御打ち切り可否判断マップにて動作点が制御打ち切り領域に入ったと判断されると、SMRをオフとし、トルク配分制御を打ち切る。
例えば、トルク配分差のみにてSMRをオフとするタイミングを決めることができるが、旋回時における平均車速を基準としてトルク配分差の規定値を設定した場合、高速旋回時にはSMRをオフとするタイミングが早すぎて旋回挙動の安定性が損なわれるおそれがあるし、逆に、低速旋回時にはSMRをオフとするタイミングが遅すぎて強電系システムの保護機能が損なわれるおそれがある。
これに対し、実施例1では、車両挙動の安定性に影響を与える車速を考慮してトルク配分制御の打ち切り判断をしているため、車両挙動の安定性と強電系システムの保護機能とを両立する最適なトルク配分制御の打ち切り判断を行うことができる。
In the torque distribution control device of the first embodiment, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed is provided, and the torque distribution control means (FIG. 2) needs to prohibit energization and charge / discharge by detecting a failure in the high-power system. At this time, if it is determined that the operating point has entered the control termination region in the control termination possibility determination map using the region where the torque distribution difference is smaller as the vehicle speed is higher, the SMR is turned off and the torque distribution control is terminated.
For example, the timing for turning off the SMR can be determined only by the torque distribution difference. However, when the prescribed value of the torque distribution difference is set based on the average vehicle speed during turning, the timing for turning off the SMR during high-speed turning is determined. If it is too early, the stability of the turning behavior may be impaired, and conversely, the timing for turning off the SMR during a low-speed turning may be too late, which may impair the protection function of the high voltage system.
On the other hand, in the first embodiment, since the torque distribution control is determined to be discontinued in consideration of the vehicle speed that affects the stability of the vehicle behavior, both the stability of the vehicle behavior and the protection function of the high voltage system are compatible. It is possible to determine whether to cancel the optimum torque distribution control.
実施例1のトルク配分制御装置において、自車が旋回中であるか否かを判断する自車旋回中判断手段(ステップS2)を設け、前記トルク配分制御手段(図2)は、旋回時に前記モータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御する手段であり、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにSMRをオフとするバッテリレス走行モードに移行し、自車が旋回中の場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、SMRをオフとするバッテリレス走行モードに移行する。
このため、実施例1のように旋回とトルク配分制御とがリンクしている場合、車両挙動への影響が無くなる状態を適切に判断し、直進走行時に強電系システムの高い保護機能を達成しながら、旋回時に旋回挙動の安定性を達成することができる。
In the torque distribution control device according to the first embodiment, a vehicle turning determination unit (step S2) for determining whether or not the vehicle is turning is provided, and the torque distribution control unit (FIG. 2) It is a means to control the torque distribution of the left and right rear wheels so that neutral steering characteristics can be obtained using the motor output torque. When it becomes necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system, If it is determined that the vehicle is not turning, the vehicle immediately shifts to a battery-less driving mode in which the SMR is turned off. If the vehicle is turning, the SMR waits for a decision to stop the torque distribution control for the left and right rear wheels. Transitions to a battery-less driving mode in which is turned off.
For this reason, when turning and torque distribution control are linked as in the first embodiment, a state in which there is no influence on the vehicle behavior is appropriately determined, while achieving a high protection function of the high-voltage system during straight traveling The stability of the turning behavior can be achieved during turning.
実施例1のトルク配分制御装置において、前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308および第三モータ309と、前記第一モータ303と前記第二モータ308と前記第三モータ309に電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であり、前記トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システム故障検出手段が故障モードとして強電バッテリ301の故障を検出した場合、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う。
例えば、通常、強電系システムの故障時には、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行することになる。しかし、実施例1のように、左右後輪に個別に第二モータ308と第三モータ309を持つシステムでは、CPU101およびRR用インバータ307が正常であれば、回生と力行によりトルク差を持たせることが可能である。
これに対し、実施例1では、バッテリレス走行モードに移行した後、左右後輪に個別に第二モータ308と第三モータ309を持つシステムを活用し、回生と力行によりトルク差を持たせることで、強電系システムの故障時に旋回性能の低下を最小に止め、バッテリレス走行モードでの旋回時、強電バッテリ301が存在しなくても旋回方向のヨーモーメントを増して旋回性能を向上させることができる。
In the torque distribution control device according to the first embodiment, the hybrid vehicle includes an
For example, normally, when a high-power system fails, the mode is shifted to a battery-less travel mode using only the
On the other hand, in the first embodiment, after shifting to the battery-less driving mode, a system having the
次に、効果を説明する。
実施例1のハイブリッド四輪駆動車のトルク配分制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the torque distribution control device of the hybrid four-wheel drive vehicle of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 駆動源としてエンジンとモータを有し、前記モータと電気的に結合された強電系システムと、前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段(ステップS1)を設け、トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しないため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した車両挙動を維持することができる。 (1) A high power system having an engine and a motor as drive sources and electrically coupled to the motor, and at least one of front and rear wheel torque distribution and left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor In a torque distribution control device for a hybrid vehicle, comprising: a torque distribution control means for controlling; a high-power system failure detection means for detecting that a failure that requires prohibiting energization or charge / discharge of the high-power system has occurred (step) S1) is provided, and the torque distribution control means (FIG. 2) outputs the motor output until the torque distribution difference becomes a specified value or less when it becomes necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system. Since torque is not limited, even if a fault in the high-voltage system is detected during execution of torque distribution control using the output torque of the motor, it is safe when the motor system is off. The specified vehicle behavior can be maintained.
(2) 前記トルク配分制御手段(図2)は、前記モータの出力トルクの制限を遅らせるトルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定したため、モータの出力トルクを用いたトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、適切なモータシステムオフタイミングにより安定した車両挙動を確実に維持することができる。 (2) The torque distribution control means (FIG. 2) sets the specified value of the torque distribution difference that delays the limitation of the output torque of the motor to a value that can ensure the stability of the vehicle behavior even when the torque distribution control is stopped. During execution of torque distribution control using the output torque of the motor, even if a failure of the high-power system is detected, stable vehicle behavior can be reliably maintained by appropriate motor system off timing.
(3) 車速を検出する車速検出手段を設け、前記トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、車速が高いほどトルク配分差が小さい領域を制御打ち切り領域とする制御打ち切り可否判断マップにて動作点が制御打ち切り領域に入ったと判断されると、SMRをオフとし、トルク配分制御を打ち切るため、車両挙動の安定性と強電系システムの保護機能とを両立する最適なトルク配分制御の打ち切り判断を行うことができる。 (3) A vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is provided, and the torque distribution control means (FIG. 2) is configured such that when it is necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system, the torque increases as the vehicle speed increases. When it is determined that the operating point has entered the control cutoff region in the control cutoff possibility determination map using the region where the distribution difference is small as the control cutoff region, the SMR is turned off and the torque distribution control is stopped. It is possible to make an optimal judgment on the termination of torque distribution control that achieves both the protection function of the high-power system.
(4) 自車が旋回中であるか否かを判断する自車旋回中判断手段(ステップS2)を設け、前記トルク配分制御手段(図2)は、旋回時に前記モータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御する手段であり、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、自車が旋回中でないと判断された場合は、直ちにSMRをオフとするバッテリレス走行モードに移行し、自車が旋回中の場合は、左右後輪のトルク配分制御の打ち切り判断を待って、SMRをオフとするバッテリレス走行モードに移行するため、強電系システムの故障時、車両挙動への影響が無くなる状態を適切に判断し、直進走行時に強電系システムの高い保護機能を達成しながら、旋回時に旋回挙動の安定性を達成することができる。 (4) The vehicle turning determination means (step S2) for determining whether or not the own vehicle is turning is provided, and the torque distribution control means (FIG. 2) uses the output torque of the motor during turning, It is a means to control the torque distribution of the left and right rear wheels so that neutral steer characteristics can be obtained, and it is determined that the vehicle is not turning when it is necessary to prohibit energization or charging / discharging due to the failure detection of the high power system When the vehicle is turning, it immediately shifts to a battery-less running mode in which the SMR is turned off. When the host vehicle is turning, a battery-less running in which the SMR is turned off after waiting for a judgment to stop the torque distribution control of the left and right rear wheels. In order to shift to the mode, when the strong electric system fails, the state where there is no influence on the vehicle behavior is properly judged, and while the high power system is highly protected when driving straight, the turning behavior is Stability can be achieved.
(5) 前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308および第三モータ309と、前記第一モータ303と前記第二モータ308と前記第三モータ309に電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であり、前記トルク配分制御手段(図2)は、前記強電系システム故障検出手段が故障モードとして強電バッテリ301の故障を検出した場合、エンジン305のみを駆動源とするバッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、左右後輪を個別に駆動する第二モータ308と第三モータ309のうち、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄うため、強電系システムの故障時に旋回性能の低下を最小に止め、バッテリレス走行モードでの旋回時、強電バッテリ301が存在しなくても旋回方向のヨーモーメントを増して旋回性能を向上させることができる。
(5) The hybrid vehicle includes an
実施例2は、左右後輪を1つのモータとデフ機構により左右後輪のトルク配分制御を行うようにした例である。 The second embodiment is an example in which the left and right rear wheels are subjected to torque distribution control of the left and right rear wheels by one motor and a differential mechanism.
まず、構成を説明する。
図5は実施例2のトルク配分制御装置が適用されたハイブリッド四輪駆動車(ハイブリッド車両の一例)を示す全体システム図である。
実施例2のハイブリッド四輪駆動車は、図5に示すように、CPU101と、補助バッテリ102と、強電バッテリ301と、FR用インバータ302と、第一モータ303(第1モータ)と、発電機304と、エンジン305と、動力分割機構306と、RR用インバータ307と、第二モータ308(第2モータ)と、デフ機構310(左右後輪トルク配分機構)と、アクセルセンサ401と、ブレーキセンサ402と、DC/DCコンバータ403と、舵角センサ404と、GPS405と、車輪速センサ406と、を備えている。なお、図1に示す実施例1の構成と同一機能を保有する構成については説明を省略する。
First, the configuration will be described.
FIG. 5 is an overall system diagram showing a hybrid four-wheel drive vehicle (an example of a hybrid vehicle) to which the torque distribution control device of the second embodiment is applied.
As shown in FIG. 5, the hybrid four-wheel drive vehicle of the second embodiment includes a
前記CPU101は、強電バッテリ301をモニタし、SOCや温度や劣化状態に応じて入出力可能電力量を算出し、これを基にFR用インバータ302を制御することにより、第一モータ303(フロント駆動用)と発電機304を動作させると共に、エンジン305を制御する。また、RR用インバータ307を制御することにより、第二モータ308(リア駆動用)を動作させ、さらに、デフ機構310に対し、左右輪へのトルク配分を指令することにより、ニュートラルステアを実現する前後輪のトルク配分制御と左右後輪のトルク配分制御を行う。
The
前記強電バッテリ301は、第一モータ303に対し、FR用インバータ302を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、発電機304が発電した電力をRR用インバータ307を経由して回収する役目を有する。また、第二モータ308を力行させる場合、RR用インバータ307を経由して電力を供給することでハイブリッド車両走行をアシストすると共に、第二モータ308が発電作動した場合、RR用インバータ307を経由して電力を回収する役目も有する。
The high-
前記第二モータ308は、リア駆動用であり、通常走行時は4WDハイブリッド車両としての機能を担当し、旋回走行時は、内輪差により発生する走行コース増大分においてトルク発生し、走行・操縦安定性向上に寄与する。
The
前記デフ機構310は、第二モータ308の発生トルクを、左右輪へと分配する機能を有する。具体的には、左右適切にトルク配分できるよう、通常のデフ機構以外に、増速機構や右側クラッチや左側クラッチを有し、CPU101からの指令に応じ、これらを制御する。
The differential mechanism 310 has a function of distributing the torque generated by the
前記車輪速センサ406は、各車輪の速度情報を検出し、CPU101へとその情報を送信する。
The wheel speed sensor 406 detects the speed information of each wheel and transmits the information to the
図6は実施例2のCPU101にて実行されるトルク配分制御処理の流れを示すフローチャートである(トルク配分制御手段)。なお、このフローチャートにおいて、ステップS21〜ステップS26は、それぞれ図2のステップS1〜ステップS6に対応するステップである。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of torque distribution control processing executed by the
次に、トルク配分制御作用については、実施例1では、左右後輪へのトルク配分の最適化制御を、第二モータ308と第三モータ308にて行うのに対し、実施例2では、左右後輪へのトルク配分の最適化制御を第二モータ308とデフ機構310により行う点で相違する。また、左右後輪で個別の第二モータ308と第三モータ308とを持たないため、図6のフローチャートからも明らかなように、バッテリレス走行モードに移行した後の旋回時、旋回内輪側のモータを回生、旋回外輪側のモータを力行に設定し、力行側モータの駆動エネルギーを回生モータでの発電エネルギーにより賄う制御を実行できない点で異なる。
Next, with respect to the torque distribution control action, in the first embodiment, optimization control of torque distribution to the left and right rear wheels is performed by the
次に、効果を説明する。
実施例2のハイブリッド四輪駆動車のトルク配分制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the torque distribution control device for the hybrid four-wheel drive vehicle of the second embodiment, in addition to the effects (1), (2), (3), (4) of the first embodiment, the following effects can be obtained. it can.
(6) 前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジン305および第一モータ303と、左右後輪への出力トルクを任意の分配比で配分可能なデフ機構310を介して後輪を駆動する第二モータ308と、前記第一モータ303と前記第二モータ308とに電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であるため、旋回時、第二モータ308の出力トルクを用いた左右後輪のトルク配分制御実行中、強電系システムの故障が検出されても、モータシステムオフ時に安定した旋回挙動を維持することができる。
(6) The hybrid vehicle drives the rear wheels via the
以上、本発明のハイブリッド車両のトルク配分制御装置を実施例1および実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the torque distribution control apparatus of the hybrid vehicle of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Claim of Claim Design changes and additions are allowed without departing from the spirit of the invention according to each claim.
実施例1,2では、旋回時にモータの出力トルクを用い、ニュートラルステア特性が得られるように左右後輪のトルク配分を制御するというように、旋回と左右後輪のトルク配分制御とがリンクする例を示したが、旋回以外の発進時や加減速時や制動時などにおいて前後輪または左右輪のトルク配分制御するものにも適用することができる。直進走行時であっても、例えば、低μ路などにおいては、前後輪または左右輪のトルク配分の急変により車両挙動に影響を与える場合、本発明の制御は有効である。要するに、モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、モータの出力トルクを制限しないものであれば本発明に含まれる。 In the first and second embodiments, the turning and the torque distribution control of the left and right rear wheels are linked such that the torque distribution of the left and right rear wheels is controlled so that the neutral steering characteristic is obtained by using the output torque of the motor at the time of turning. Although an example has been shown, the present invention can also be applied to a system that controls torque distribution between the front and rear wheels or the left and right wheels at the time of starting other than turning, at the time of acceleration / deceleration, or at the time of braking. Even during straight running, for example, on a low μ road, the control of the present invention is effective when the vehicle behavior is affected by a sudden change in the torque distribution of the front and rear wheels or the left and right wheels. In short, in a torque distribution control device for a hybrid vehicle that controls at least one of front and rear wheel torque distribution and left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor, it is necessary to prohibit energization and charge / discharge by detecting a fault in the high-power system. If the torque distribution difference does not limit the output torque of the motor until the torque distribution difference becomes equal to or less than the specified value, it is included in the present invention.
実施例1,2では、前輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車への適用例を示したが、後輪駆動ベースのハイブリッド四輪駆動車に適用することもできるし、前輪をエンジンのみで駆動し、後輪をモータのみで駆動するモータ四輪駆動車(ハイブリッド四輪駆動車の一例)にも適用できる。さらに、前後輪のトルク配分のみを行う、または、左右輪のトルク配分のみを行う前輪駆動のハイブリッド車や後輪駆動のハイブリッド車にも適用することができる。要するに、駆動源としてエンジンとモータを有し、前記モータと電気的に結合された強電系システムと、前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、を備えたハイブリッド車両であれば本発明を適用することができる。 In the first and second embodiments, an example of application to a front four-wheel drive-based hybrid four-wheel drive vehicle is shown. However, the present invention can also be applied to a rear-wheel drive-based hybrid four-wheel drive vehicle, and the front wheels are driven only by an engine. The present invention can also be applied to a motor four-wheel drive vehicle (an example of a hybrid four-wheel drive vehicle) in which the rear wheels are driven only by a motor. Furthermore, the present invention can also be applied to a front-wheel drive hybrid vehicle or a rear-wheel drive hybrid vehicle that performs only torque distribution on the front and rear wheels or only distributes torque on the left and right wheels. In short, it has an engine and a motor as a drive source, and controls at least one of the front and rear wheel torque distribution and the left and right wheel torque distribution using the high-power system electrically coupled to the motor and the output torque of the motor. The present invention can be applied to any hybrid vehicle provided with torque distribution control means.
101 CPU
102 補助バッテリ
301 強電バッテリ
302 FR用インバータ
303 第一モータ(第1モータ)
304 発電機
305 エンジン
306 動力分割機構
307 RR用インバータ
308 第二モータ(第2モータ)
309 第三モータ(第3モータ)
310 デフ機構(左右後輪トルク配分機構)
401 アクセルセンサ
402 ブレーキセンサ
403 DC/DCコンバータ
404 舵角センサ
405 GPS
406 車輪速センサ
101 CPU
102 Auxiliary battery
301 Heavy battery
302 FR inverter
303 First motor (first motor)
304 generator
305 engine
306 Power split mechanism
307 Inverter for RR
308 Second motor (second motor)
309 Third motor (third motor)
310 differential mechanism (left and right rear wheel torque distribution mechanism)
401 Accelerator sensor
402 Brake sensor
403 DC / DC converter
404 Rudder angle sensor
405 GPS
406 Wheel speed sensor
Claims (4)
前記モータと電気的に結合された強電系システムと、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するトルク配分制御手段と、
を備えたハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの通電や充放電を禁止する必要がある故障が発生したことを検出する強電系システム故障検出手段を設け、
前記トルク配分制御手段は、前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。 It has an engine and a motor as drive sources,
A high-voltage system electrically coupled to the motor;
Torque distribution control means for controlling at least one of front and rear wheel torque distribution and left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor;
In a torque distribution control device for a hybrid vehicle equipped with
Providing a strong electric system failure detection means for detecting that a failure that requires prohibiting energization and charging / discharging of the strong electric system occurs;
The torque distribution control means does not limit the output torque of the motor until a torque distribution difference becomes a specified value or less when it is necessary to prohibit energization or charge / discharge due to failure detection of the high-power system. A torque distribution control device for a hybrid vehicle.
前記トルク配分制御手段は、前記トルク配分差の規定値を、トルク配分制御を停止しても車両挙動の安定を確保できる値に設定したことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。 In the hybrid vehicle torque distribution control device according to claim 1,
A torque distribution control device for a hybrid vehicle, wherein the torque distribution control means sets the specified value of the torque distribution difference to a value that can ensure the stability of the vehicle behavior even when the torque distribution control is stopped.
前記ハイブリッド車両は、前輪を駆動するエンジンおよび第1モータと、左右後輪への出力トルクを任意の分配比で配分可能な左右後輪トルク配分機構を介して後輪を駆動する第2モータと、前記第1モータと前記第2モータとに電気的に結合された強電系システムと、を備えたハイブリッド四輪駆動車であることを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。 In the torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The hybrid vehicle includes an engine and a first motor that drive front wheels, a second motor that drives rear wheels via a left and right rear wheel torque distribution mechanism that can distribute output torque to the left and right rear wheels at an arbitrary distribution ratio, and A hybrid vehicle torque distribution control device comprising: a hybrid four-wheel drive vehicle including a high-power system electrically coupled to the first motor and the second motor .
前記モータと電気的に結合された強電系システムを備え、
前記モータの出力トルクを用いて前後輪トルク配分と左右輪トルク配分のうち、少なくとも一方を制御するハイブリッド車両のトルク配分制御装置において、
前記強電系システムの故障検出により通電や充放電を禁止する必要が生じた時、トルク配分差が規定値以下となるまで、前記モータの出力トルクを制限しないことを特徴とするハイブリッド車両のトルク配分制御装置。 It has an engine and a motor as drive sources,
A high voltage system electrically coupled to the motor;
In the hybrid vehicle torque distribution control device for controlling at least one of the front and rear wheel torque distribution and the left and right wheel torque distribution using the output torque of the motor,
Torque distribution of a hybrid vehicle characterized by not limiting the output torque of the motor until a torque distribution difference becomes a specified value or less when it becomes necessary to prohibit energization or charge / discharge due to failure detection of the high-power system. Control device.
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