JP7753043B2 - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
シリーズ方式のハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両は、例えば、エンジンと、エンジンの動力で発電する発電モータと、走行用の駆動力を発生する駆動モータと、駆動モータに供給される電力を蓄える電池と、を備える。また、駆動モータと車輪の間には、複数のギア(歯車)が設けられている。 A hybrid vehicle equipped with a series hybrid system includes, for example, an engine, a generator motor that generates electricity using engine power, a drive motor that generates driving force for traveling, and a battery that stores the electricity supplied to the drive motor. In addition, multiple gears are provided between the drive motor and the wheels.
このようなハイブリッド車両は、加速する際は力行運転、減速する際は回生運転を行うことにより、減速のエネルギーを電力に変換して電池に蓄えることで効率よく走行することができる。 Such hybrid vehicles operate in powered mode when accelerating and in regenerative mode when decelerating, converting the energy generated by deceleration into electricity and storing it in the battery, allowing them to run efficiently.
しかしながら、上述のハイブリッド車両では、力行運転と回生運転との切り替え時に、ギアのバックラッシュ(隙間)に起因する衝撃や音が発生する場合がある。特に、モータと直結されたシリーズ方式のハイブリッドシステムでは、駆動モータの応答性(加速や減速の性能)の良さによって衝撃や音が大きくなってしまうことがある。 However, in the hybrid vehicles mentioned above, shocks and noise can occur due to gear backlash (gap) when switching between powered and regenerative driving. In particular, in series hybrid systems directly connected to the motor, the good responsiveness (acceleration and deceleration performance) of the drive motor can result in louder shocks and noise.
この対策として、駆動モータのトルクの時間変化率を小さく抑える方法があるが、応答性が低下してしまうという問題がある。また、物理的な対策として、ギアのバックラッシュを埋める方法があるが、大きなコストがかかるという問題がある。 One way to address this issue is to reduce the time rate of change of the drive motor's torque, but this has the problem of reducing responsiveness. Another physical solution is to eliminate gear backlash, but this has the problem of being very costly.
そこで、本発明の目的は、低コストで、ギアのバックラッシュに起因する衝撃や音を低減するとともに、応答性の低下を抑制することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device that is low-cost, reduces the impact and noise caused by gear backlash, and suppresses a decrease in responsiveness.
前記の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジン、前記エンジンの動力で発電する発電モータ、走行用の動力を発生する駆動モータ、および、電力を蓄える電池を搭載し、前記駆動モータと車輪との間に複数のギアが設けられているハイブリッド車両に用いられる。制御装置は、前記ハイブリッド車両の車速およびアクセル開度に応じて、前記駆動モータに要求されるトルクを示す要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、前記駆動モータのトルクを現在のトルクから前記要求トルクまで変化させるための制御目標値である目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、前記目標トルクを用いて前記駆動モータを制御する駆動モータ制御手段と、を備える。前記目標トルク算出手段は、前記目標トルクが予め定められた0トルクをまたぐ所定範囲にあるときに、前記目標トルクの時間変化率を、前記所定範囲にないときの前記目標トルクの時間変化率よりも小さくし、前記ハイブリッド車両の車速に応じて、前記所定範囲を変更し、前記車速が大きくなるにつれて前記所定範囲を狭くする。 To achieve the above object, the present invention provides a control device for a hybrid vehicle, which is used in a hybrid vehicle equipped with an engine, a generator motor that generates electricity using power from the engine, a drive motor that generates power for driving, and a battery that stores the electricity, with multiple gears provided between the drive motor and the wheels. The control device includes: a required torque calculation means that calculates a required torque indicating a torque required of the drive motor in accordance with the vehicle speed and accelerator pedal depression of the hybrid vehicle; a target torque calculation means that calculates a target torque that is a control target value for changing the torque of the drive motor from a current torque to the required torque; and a drive motor control means that controls the drive motor using the target torque. The target torque calculation means makes the time rate of change of the target torque smaller when the target torque is within a predetermined range that straddles zero torque than when the target torque is not within the predetermined range , and changes the predetermined range in accordance with the vehicle speed of the hybrid vehicle, narrowing the predetermined range as the vehicle speed increases .
この構成によれば、0トルクをまたぐ所定範囲内で目標トルクの時間変化率を小さくするので、ギアのバックラッシュに起因する衝撃や音を低減することができる。また、所定範囲外で目標トルクの時間変化率を小さくしないので、応答性の低下を最小限に抑制することができる。また、物理的な対策をしないので低コストですむ。 With this configuration, the time rate of change of the target torque is reduced within a specified range that crosses over zero torque, thereby reducing the impact and noise caused by gear backlash. Furthermore, because the time rate of change of the target torque is not reduced outside the specified range, the reduction in responsiveness can be minimized. Furthermore, since no physical measures are required, costs can be kept low.
また、上述の制御装置において、前記目標トルク算出手段は、前記所定範囲にあるときの前記目標トルクの時間変化率を、前記ハイブリッド車両の車速、および/または、前記要求トルクに応じて変更するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned control device, the target torque calculation means may change the time rate of change of the target torque when it is within the predetermined range in accordance with the vehicle speed of the hybrid vehicle and/or the required torque.
この構成によれば、所定範囲にあるときの目標トルクの時間変化率を、ハイブリッド車両の車速や要求トルクに応じて柔軟に変更することができる。 With this configuration, the time rate of change of the target torque when within a specified range can be flexibly changed according to the vehicle speed and required torque of the hybrid vehicle.
また、上述の制御装置において、前記目標トルク算出手段は、前記ハイブリッド車両の車速に応じて、前記所定範囲を変更するようにしてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned control device, the target torque calculation means may change the predetermined range depending on the vehicle speed of the hybrid vehicle.
この構成によれば、上述の所定範囲を、ハイブリッド車両の車速に応じて柔軟に変更することができる。 This configuration allows the above-mentioned predetermined range to be flexibly changed depending on the vehicle speed of the hybrid vehicle.
本発明によれば、ハイブリッド車両において、低コストで、ギアのバックラッシュに起因する衝撃や音を低減するとともに、応答性の低下を抑制することができる。 This invention makes it possible to reduce the impact and noise caused by gear backlash in hybrid vehicles at low cost, while also preventing a decrease in responsiveness.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
<ハイブリッド車両>
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両1の構成を示すブロック図である。
<Hybrid vehicle>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid vehicle 1 to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied.
ハイブリッド車両1は、シリーズ方式のハイブリッドシステム2を搭載している。ハイブリッドシステム2は、エンジン11、発電モータ(MG1)12、駆動モータ(MG2)13、バッテリ14、PCU(Power Control Unit:パワーコントロールユニット)15を備える。 The hybrid vehicle 1 is equipped with a series hybrid system 2. The hybrid system 2 includes an engine 11, a generator motor (MG1) 12, a drive motor (MG2) 13, a battery 14, and a PCU (Power Control Unit) 15.
エンジン11は、例えば、ガソリンエンジンである。 The engine 11 is, for example, a gasoline engine.
発電モータ12は、例えば、永久磁石同期モータからなる。発電モータ12の回転軸は、エンジン11のクランクシャフトとギヤ(図示せず)を介して機械的に連結されている。例えば、エンジン11のクランクシャフトにエンジン出力ギヤが相対回転不能に支持され、発電モータ12の回転軸にモータギヤが相対回転不能に支持されて、エンジン出力ギヤとモータギヤとが噛合している。 The generator motor 12 is, for example, a permanent magnet synchronous motor. The rotating shaft of the generator motor 12 is mechanically connected to the crankshaft of the engine 11 via a gear (not shown). For example, an engine output gear is supported on the crankshaft of the engine 11 so as not to rotate relative to it, and a motor gear is supported on the rotating shaft of the generator motor 12 so as not to rotate relative to it, and the engine output gear and motor gear are meshed.
駆動モータ13は、例えば、発電モータ12よりも大型の永久磁石同期モータからなる。駆動モータ13の回転軸は、ハイブリッド車両1の駆動系16に連結されている。駆動系16には、ギア41a、41b(複数のギアの例。例えば、デファレンシャルギヤ等)が含まれている。駆動モータ13の動力は、ギア41a、41bを介して駆動輪17に伝達される。これにより、駆動輪17が回転し、ハイブリッド車両1が前進または後進する。 The drive motor 13 is, for example, a permanent magnet synchronous motor that is larger than the generator motor 12. The rotating shaft of the drive motor 13 is connected to the drive system 16 of the hybrid vehicle 1. The drive system 16 includes gears 41a and 41b (an example of multiple gears, such as a differential gear). The power of the drive motor 13 is transmitted to the drive wheels 17 via gears 41a and 41b. This causes the drive wheels 17 to rotate, causing the hybrid vehicle 1 to move forward or backward.
バッテリ14は、複数の二次電池を組み合わせた組電池である。二次電池は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ14は、例えば、約200~350V(ボルト)の直流電力を出力する。 Battery 14 is a battery pack made up of multiple secondary batteries. The secondary batteries are, for example, lithium-ion batteries. Battery 14 outputs DC power of, for example, approximately 200 to 350 V (volts).
PCU15は、発電モータ12および駆動モータ13の駆動を制御するためのユニットであり、第1インバータ21、第2インバータ22およびコンバータ23を備える。 The PCU 15 is a unit for controlling the operation of the generator motor 12 and the drive motor 13, and is equipped with a first inverter 21, a second inverter 22, and a converter 23.
エンジン11の始動時には、バッテリ14から出力される直流電力がコンバータ23により昇圧されて、昇圧された直流電力が第1インバータ21で交流電力に変換され、交流電力が発電モータ12に供給される。これにより、発電モータ12が力行運転されて、エンジン11が発電モータ12によりモータリング(クランキング)される。モータリングによりエンジン11のクランクシャフトの回転数が始動に必要な回転数まで上昇した状態で、エンジン11の点火プラグがスパークされると、エンジン11が始動する。 When starting the engine 11, the DC power output from the battery 14 is boosted by the converter 23, the boosted DC power is converted to AC power by the first inverter 21, and the AC power is supplied to the generator motor 12. This causes the generator motor 12 to operate in powered mode, and the engine 11 is motored (cranked) by the generator motor 12. When the rotation speed of the crankshaft of the engine 11 has increased to the rotation speed required for starting due to motoring, the engine 11 starts when the spark plug of the engine 11 is fired.
ハイブリッド車両1の走行時には、駆動モータ13が力行運転されて、駆動モータ13が動力を発生する。 When the hybrid vehicle 1 is running, the drive motor 13 is powered and generates power.
駆動モータ13に要求される出力がバッテリ14の出力より小さいときには、ハイブリッド車両1がEV走行する。すなわち、エンジン11が停止されて、発電モータ12による発電が行われず、バッテリ14から駆動モータ13に電力が供給されて、その電力で駆動モータ13が駆動される。 When the output required of the drive motor 13 is less than the output of the battery 14, the hybrid vehicle 1 runs in EV mode. That is, the engine 11 is stopped, no power is generated by the generator motor 12, and power is supplied from the battery 14 to the drive motor 13, which then drives the drive motor 13.
一方、駆動モータ13に要求される出力がバッテリ14の出力を上回るときには、ハイブリッド車両1がHV走行する。すなわち、エンジン11が稼動状態にされて、発電モータ12が発電運転されることにより、エンジン11の動力が発電モータ12で交流電力に変換される。そして、発電モータ12からの交流電力が第1インバータ21で直流電力に変換され、第1インバータ21から出力される直流電力が第2インバータ22で交流電力に変換されて、その交流電力が駆動モータ13に供給されることにより、駆動モータ13が駆動される。 On the other hand, when the output required of the drive motor 13 exceeds the output of the battery 14, the hybrid vehicle 1 operates in HV mode. That is, the engine 11 is operated and the generator motor 12 is operated to generate electricity, so that the power of the engine 11 is converted into AC power by the generator motor 12. The AC power from the generator motor 12 is then converted into DC power by the first inverter 21, and the DC power output from the first inverter 21 is converted into AC power by the second inverter 22. This AC power is then supplied to the drive motor 13, driving it.
また、バッテリ14の残容量が所定容量以下に低下すると、駆動モータ13の駆動/停止にかかわらず、エンジン11が稼動している状態で、発電モータ12が発電運転される。このとき、発電モータ12からの交流電力が第1インバータ21で直流電力に変換され、第1インバータ21から出力される直流電力がコンバータ23で降圧されて、降圧後の直流電力がバッテリ14に供給されることにより、バッテリ14が充電される。 Furthermore, when the remaining capacity of the battery 14 falls below a predetermined capacity, the generator motor 12 operates to generate electricity while the engine 11 is running, regardless of whether the drive motor 13 is running or stopped. At this time, the AC power from the generator motor 12 is converted to DC power by the first inverter 21, and the DC power output from the first inverter 21 is stepped down by the converter 23. The stepped-down DC power is then supplied to the battery 14, thereby charging the battery 14.
ハイブリッド車両1の減速時には、駆動モータ13が回生運転されて、駆動輪17から駆動モータ13に伝達される動力が交流電力に変換される。このとき、駆動モータ13が走行駆動系の抵抗となり、その抵抗がハイブリッド車両1を制動する制動力(回生制動力)として作用する。このとき、PCU15では、駆動モータ13から第2インバータ22に供給される交流電力が第2インバータ22で直流電力に変換され、第2インバータ22から出力される直流電力がコンバータ23で降圧される。そして、その降圧後の直流電力がバッテリ14に供給されることにより、バッテリ14が充電される。 When the hybrid vehicle 1 decelerates, the drive motor 13 operates in regenerative mode, and the power transmitted from the drive wheels 17 to the drive motor 13 is converted into AC power. At this time, the drive motor 13 acts as a resistor in the driving system, and this resistance acts as a braking force (regenerative braking force) that brakes the hybrid vehicle 1. At this time, in the PCU 15, the AC power supplied from the drive motor 13 to the second inverter 22 is converted into DC power by the second inverter 22, and the DC power output from the second inverter 22 is stepped down by the converter 23. The stepped-down DC power is then supplied to the battery 14, charging it.
ハイブリッド車両1には、複数のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)が搭載されている。各ECUは、マイコン(マイクロコントローラユニット)を備えている。マイコンには、例えば、CPU(Central Processing Unit)、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリが内蔵されている。複数のECUは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。各ECUには、制御に必要な各種センサが接続されており、その接続されたセンサの検出信号が入力される。また、各ECUには、各種センサから入力される検出信号以外に制御に必要な情報が他のECUから入力される。 The hybrid vehicle 1 is equipped with multiple ECUs (Electronic Control Units). Each ECU has a microcontroller unit (microcomputer). The microcomputer has, for example, a central processing unit (CPU), non-volatile memory such as flash memory, and volatile memory such as dynamic random access memory (DRAM). The multiple ECUs are connected to enable bidirectional communication using the CAN (Controller Area Network) communication protocol. Various sensors required for control are connected to each ECU, and detection signals from the connected sensors are input. In addition to the detection signals input from the various sensors, each ECU also receives information required for control from other ECUs.
図1には、複数のECUのうち、ハイブリッドシステム2を制御するECU31(制御装置、要求トルク算出手段、目標トルク算出手段、駆動モータ制御手段の一例)が示されている。ECU31には、アクセルセンサ32および車速センサ33が接続されている。アクセルセンサ32は、運転者により足踏み操作されるアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力する。車速センサ33は、ハイブリッド車両1の走行に伴って回転する回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。 Of the multiple ECUs, Figure 1 shows ECU 31 (an example of a control device, required torque calculation means, target torque calculation means, and drive motor control means) that controls hybrid system 2. An accelerator sensor 32 and a vehicle speed sensor 33 are connected to ECU 31. Accelerator sensor 32 outputs a detection signal corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver. Vehicle speed sensor 33 outputs a detection signal, a pulse signal synchronized with the rotation of a rotor that rotates as hybrid vehicle 1 travels.
ECU31は、アクセルセンサ32の検出信号に基づいて、アクセルペダルの最大操作量に対する現在の操作量の割合であるアクセル開度を算出する。また、ECU31は、車速センサ33の検出信号に基づいて、その検出信号(パルス信号)の周波数を算出し、その周波数を車速に換算することで、車速を算出する。 The ECU 31 calculates the accelerator opening, which is the ratio of the current accelerator pedal operation amount to the maximum accelerator pedal operation amount, based on the detection signal from the accelerator sensor 32. The ECU 31 also calculates the frequency of the detection signal (pulse signal) from the vehicle speed sensor 33, and converts this frequency into vehicle speed to calculate the vehicle speed.
このようなハイブリッド車両1では、力行運転と回生運転との切り替え時に、ギア41a、41bのバックラッシュ(隙間)に起因する衝撃や音が発生する場合がある(図2参照)。特に、駆動モータ13と直結されたシリーズ方式のハイブリッドシステムでは、駆動モータ13の応答性の良さによって衝撃や音が大きくなってしまうことがある。 In such a hybrid vehicle 1, when switching between power running and regenerative running, shocks and noise may occur due to backlash (gap) between gears 41a and 41b (see Figure 2). In particular, in a series hybrid system directly connected to the drive motor 13, the good responsiveness of the drive motor 13 can result in louder shocks and noise.
この対策として、駆動モータのトルクの時間変化率を小さく抑える方法があるが、応答性(加速や減速の性能)が低下してしまうという問題がある。また、物理的な対策として、ギアのバックラッシュを埋める方法があるが、大きなコストがかかるという問題がある。 One way to address this issue is to reduce the time rate of change of the drive motor's torque, but this has the problem of reducing responsiveness (acceleration and deceleration performance). Another physical solution is to eliminate gear backlash, but this has the problem of being very costly.
そこで、以下では、低コストで、ギアのバックラッシュに起因する衝撃や音(以下、単に「衝撃や音」という場合がある。)を低減するとともに、応答性の低下を抑制することができる技術について説明する。 The following describes a technology that can reduce the impact and noise caused by gear backlash (hereinafter simply referred to as "impact and noise") at low cost and prevent a decrease in responsiveness.
以下において、図3、図4を適宜参照する。図3は、実施形態において、要求トルクが上昇する場合の目標トルクの変化の様子を示すグラフである。図4は、実施形態において、要求トルクが下降する場合の目標トルクの変化の様子を示すグラフである。 In the following, reference will be made to Figures 3 and 4 as appropriate. Figure 3 is a graph showing how the target torque changes when the required torque increases in this embodiment. Figure 4 is a graph showing how the target torque changes when the required torque decreases in this embodiment.
ECU31は、駆動モータ13に対する目標トルクに関して、0トルクをまたぐ所定範囲を記憶する。図3、図4において、上限値Uから下限値Dまでが所定範囲である。なお、上限値Uと下限値Dの具体的な値は、例えば、予めハイブリッド車両1を用いた実験により決定しておくことができる。この実験では、例えば、運転者が衝撃や音に対して覚える違和感の程度に基づいて、上限値Uと下限値Dを決定する。 The ECU 31 stores a predetermined range that crosses over zero torque for the target torque for the drive motor 13. In Figures 3 and 4, the predetermined range extends from an upper limit value U to a lower limit value D. The specific values of the upper limit value U and the lower limit value D can be determined in advance, for example, through an experiment using the hybrid vehicle 1. In this experiment, the upper limit value U and the lower limit value D are determined based on, for example, the degree of discomfort felt by the driver in response to impacts and sounds.
ECU31は、ハイブリッド車両1の車速およびアクセル開度AO(図3、図4)に応じて、駆動モータ13に要求されるトルクを示す要求トルクRT(図3、図4)を算出する。 The ECU 31 calculates the required torque RT (Figures 3 and 4), which indicates the torque required of the drive motor 13, based on the vehicle speed and accelerator opening AO (Figures 3 and 4) of the hybrid vehicle 1.
ECU31は、駆動モータ13のトルクを現在のトルクから要求トルクRTまで変化させるための制御目標値である目標トルク(指示トルク)を算出する。ECU31は、目標トルクを用いて駆動モータ13を制御する。 The ECU 31 calculates the target torque (command torque), which is a control target value for changing the torque of the drive motor 13 from the current torque to the required torque RT. The ECU 31 controls the drive motor 13 using the target torque.
なお、図3、図4において、目標トルクCは従来技術の場合の目標トルクであり、目標トルクTは本実施形態の場合の目標トルクである。 In Figures 3 and 4, target torque C is the target torque for the conventional technology, and target torque T is the target torque for this embodiment.
例えば、図3において、従来技術では、時刻t1以降、目標トルクCを要求トルクRTに達するまで同じ時間変化率で上昇させる。 For example, in Figure 3, in the prior art, after time t1, the target torque C is increased at the same time rate until it reaches the required torque RT.
一方、本実施形態では、ECU31は、時刻t1以降、目標トルクTを要求トルクRTに達するまで上昇させるが、所定範囲にあるときの目標トルクTの時間変化率を、所定範囲にないときの目標トルクTの時間変化率よりも小さくする。つまり、時刻t2から時刻t3までの目標トルクTの時間変化率は、その前後の時間帯の目標トルクTの時間変化率よりも小さくなっている。 On the other hand, in this embodiment, after time t1, the ECU 31 increases the target torque T until it reaches the required torque RT, but sets the time rate of change of the target torque T when it is within the specified range to be smaller than the time rate of change of the target torque T when it is not within the specified range. In other words, the time rate of change of the target torque T from time t2 to time t3 is smaller than the time rate of change of the target torque T in the time periods before and after that.
また、例えば、図4において、従来技術では、時刻t11以降、目標トルクCを要求トルクRTに達するまで同じ時間変化率で下降させる。 Also, for example, in Figure 4, in the prior art, after time t11, the target torque C is decreased at the same time change rate until it reaches the required torque RT.
一方、本実施形態では、ECU31は、時刻t11以降、目標トルクTを要求トルクRTに達するまで下降させるが、所定範囲にあるときの目標トルクTの時間変化率を、所定範囲にないときの目標トルクTの時間変化率よりも小さくする。つまり、時刻t12から時刻t13までの目標トルクTの時間変化率は、その前後の時間帯の目標トルクTの時間変化率よりも小さくなっている。 On the other hand, in this embodiment, after time t11, the ECU 31 decreases the target torque T until it reaches the required torque RT, but sets the time rate of change of the target torque T when it is within the specified range to be smaller than the time rate of change of the target torque T when it is not within the specified range. In other words, the time rate of change of the target torque T from time t12 to time t13 is smaller than the time rate of change of the target torque T in the time periods before and after that.
このように、0トルクをまたぐ所定範囲内で目標トルクTの時間変化率を小さくすることで、バックラッシュに起因する衝撃や音を低減することができる。 In this way, by reducing the time rate of change of the target torque T within a specified range that crosses over zero torque, it is possible to reduce the impact and noise caused by backlash.
また、ECU31は、所定範囲にあるときの目標トルクTの時間変化率を、ハイブリッド車両1の車速、および/または、要求トルクRTに応じて変更するようにしてもよい。例えば、車速が大きい場合、衝撃や音が車両挙動に紛れやすいため、目標トルクTの時間変化率を大きくすることで、応答性を向上するとともに、衝撃や音による運転者の違和感も小さくてすむ。具体的には、ECU31は、例えば、車速の大きさと目標トルクTの時間変化率との関係を示すマップ、関数、情報テーブル等によって、そのような制御を実現できる。 The ECU 31 may also change the time rate of change of the target torque T when it is within a predetermined range in accordance with the vehicle speed of the hybrid vehicle 1 and/or the required torque RT. For example, when the vehicle speed is high, shocks and sounds are easily lost in the vehicle's behavior. Therefore, by increasing the time rate of change of the target torque T, responsiveness can be improved and the driver's discomfort caused by shocks and sounds can be minimized. Specifically, the ECU 31 can achieve such control using, for example, a map, function, information table, etc. that indicates the relationship between the vehicle speed and the time rate of change of the target torque T.
また、例えば、要求トルクRTが大きい場合、運転者が大きなトルク(加速、減速)を希望していると考えられるため、目標トルクの時間変化率を大きくすることで、運転者の希望をトルク制御に反映することができる。具体的には、ECU31は、例えば、要求トルクRTの大きさと目標トルクTの時間変化率との関係を示すマップ、関数、情報テーブル等によって、そのような制御を実現できる。 Furthermore, for example, if the required torque RT is large, it is considered that the driver desires large torque (acceleration, deceleration), and therefore the driver's desire can be reflected in torque control by increasing the time rate of change of the target torque. Specifically, the ECU 31 can achieve such control using, for example, a map, function, information table, etc. that indicates the relationship between the magnitude of the required torque RT and the time rate of change of the target torque T.
また、例えば、ECU31は、ハイブリッド車両1の車速に応じて、所定範囲を変更するようにしてもよい。これにより、例えば、車速が大きい場合、衝撃や音が車両挙動に紛れやすいため、所定範囲を狭くすることで、応答性を向上するとともに、衝撃や音による運転者の違和感も小さくてすむ。具体的には、ECU31は、例えば、車速の大きさと所定範囲の上限値Uおよび下限値Dとの関係を示すマップ、関数、情報テーブル等によって、そのような制御を実現できる。 Furthermore, for example, the ECU 31 may change the predetermined range depending on the vehicle speed of the hybrid vehicle 1. As a result, for example, when the vehicle speed is high, shocks and sounds are easily lost in the vehicle's behavior, so by narrowing the predetermined range, responsiveness can be improved and the discomfort felt by the driver due to shocks and sounds can be reduced. Specifically, the ECU 31 can achieve such control using, for example, a map, function, information table, etc. that indicates the relationship between the vehicle speed and the upper limit value U and lower limit value D of the predetermined range.
次に、図5を参照して、実施形態における制御装置による処理について説明する。図5は、実施形態における制御装置による処理を示すフローチャートである。なお、ECU31は、ハイブリッド車両1の車速を常時算出しているものとする。 Next, the processing performed by the control device in this embodiment will be described with reference to Figure 5. Figure 5 is a flowchart showing the processing performed by the control device in this embodiment. Note that the ECU 31 is assumed to constantly calculate the vehicle speed of the hybrid vehicle 1.
ステップS1において、ECU31は、アクセル操作を検出する。つまり、ECU31は、アクセルセンサ32からアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を受信し、その検出信号に基づいてアクセル開度を算出する。 In step S1, the ECU 31 detects accelerator operation. That is, the ECU 31 receives a detection signal from the accelerator sensor 32 corresponding to the amount of accelerator pedal operation, and calculates the accelerator opening degree based on that detection signal.
次に、ステップS2において、ECU31は、ハイブリッド車両1の車速およびアクセル開度AO(図3、図4)に応じて、駆動モータ13の要求トルクRT(図3、図4)を算出する。 Next, in step S2, the ECU 31 calculates the required torque RT (Figures 3 and 4) of the drive motor 13 based on the vehicle speed and accelerator opening AO (Figures 3 and 4) of the hybrid vehicle 1.
次に、ステップS3において、ECU31は、目標トルクTの時間変化率に関する処理であるレート処理を行う。 Next, in step S3, the ECU 31 performs rate processing, which is processing related to the time rate of change of the target torque T.
次に、ステップS4において、ECU31は、目標トルクTを算出する。その場合、ECU31は、所定範囲にあるときの目標トルクTの時間変化率を、所定範囲にないときの目標トルクTの時間変化率よりも小さくする(図3、図4)。 Next, in step S4, the ECU 31 calculates the target torque T. In this case, the ECU 31 sets the time rate of change of the target torque T when it is within the predetermined range to be smaller than the time rate of change of the target torque T when it is not within the predetermined range (Figures 3 and 4).
次に、ステップS5において、ECU31は、ステップS4で算出した目標トルクTに基づいて、駆動モータ13に対する指示を行う。これに応じて、駆動モータ13は、目標トルクTに基づいてトルクを発生させる。 Next, in step S5, the ECU 31 issues an instruction to the drive motor 13 based on the target torque T calculated in step S4. In response, the drive motor 13 generates torque based on the target torque T.
<作用効果>
このように、本実施形態のハイブリッド車両1の制御装置によれば、0トルクをまたぐ所定範囲内で目標トルクの時間変化率を小さくするので、ギアのバックラッシュに起因する衝撃や音を低減することができる。また、所定範囲外で目標トルクの時間変化率を小さくしないので、応答性の低下を最小限に抑制することができる。また、物理的な対策をしないので低コストですむ。
<Action and effect>
As described above, the control device for the hybrid vehicle 1 of this embodiment reduces the time rate of change of the target torque within a predetermined range that crosses over zero torque, thereby reducing the impact and noise caused by gear backlash. Furthermore, since the time rate of change of the target torque is not reduced outside the predetermined range, the reduction in responsiveness can be minimized. Furthermore, since no physical measures are required, costs can be kept low.
また、例えば、所定範囲にあるときの目標トルクの時間変化率を、ハイブリッド車両の車速、および/または、要求トルクに応じて変更するようにしてもよい。これにより、例えば、車速が大きい場合、衝撃や音が車両挙動に紛れやすいため、目標トルクの時間変化率を大きくすることで、応答性を向上するとともに、衝撃や音による運転者の違和感も小さくてすむ。また、例えば、要求トルクが大きい場合、運転者が大きなトルクを希望していると考えられるため、目標トルクの時間変化率を大きくすることで、運転者の希望をトルク制御に反映することができる。 Furthermore, for example, the time rate of change of the target torque when within a specified range may be changed according to the vehicle speed and/or required torque of the hybrid vehicle. As a result, for example, when the vehicle speed is high, shocks and sounds are easily lost in the vehicle's behavior, so by increasing the time rate of change of the target torque, responsiveness can be improved and the discomfort felt by the driver due to shocks and sounds can be minimized. Furthermore, for example, when the required torque is high, it is likely that the driver desires a high torque, so by increasing the time rate of change of the target torque, the driver's wishes can be reflected in the torque control.
また、例えば、ハイブリッド車両の車速に応じて、所定範囲を変更するようにしてもよい。これにより、例えば、車速が大きい場合、衝撃や音が車両挙動に紛れやすいため、所定範囲を狭くすることで、応答性を向上するとともに、衝撃や音による運転者の違和感も小さくてすむ。 The specified range may also be changed depending on the vehicle speed of the hybrid vehicle. For example, when the vehicle speed is high, shocks and sounds can easily be lost in the vehicle's behavior. Therefore, by narrowing the specified range, responsiveness can be improved and the driver's discomfort caused by shocks and sounds can be minimized.
なお、本実施形態の制御装置によって実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)、フレキシブルディスク(FD)、CD-R(Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができる。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。 The program executed by the control device of this embodiment can be provided by recording it in an installable or executable file format on a recording medium readable by a computer device, such as a CD (Compact Disc)-ROM (Read Only Memory), a flexible disk (FD), a CD-R (Recordable), or a DVD (Digital Versatile Disk). The program may also be provided or distributed via a network such as the Internet.
本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope and spirit of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
例えば、上述の実施形態では、ギア41a、41bのバックラッシュ(隙間)に起因する衝撃や音の低減について説明したが、同様に、駆動モータ13における回転軸と軸受けの間の隙間(ガタ)に起因する衝撃や音も低減する。 For example, in the above embodiment, we have described the reduction of impacts and noise caused by backlash (gap) between gears 41a and 41b, but similarly, impacts and noise caused by gaps (play) between the rotating shaft and bearings in the drive motor 13 can also be reduced.
また、トルク上昇時の所定範囲(図3)とトルク下降時の所定範囲(図4)は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Furthermore, the specified range when torque increases (Figure 3) and the specified range when torque decreases (Figure 4) may be the same or different.
1…ハイブリッド車両 11…エンジン 12…発電モータ 13…駆動モータ 14…バッテリ(電池) 15…PCU 31…ECU(制御装置、要求トルク算出手段、目標トルク算出手段、駆動モータ制御手段) 1... Hybrid vehicle 11... Engine 12... Generator motor 13... Drive motor 14... Battery (cell) 15... PCU 31... ECU (control device, required torque calculation means, target torque calculation means, drive motor control means)
Claims (3)
前記ハイブリッド車両の車速およびアクセル開度に応じて、前記駆動モータに要求されるトルクを示す要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記駆動モータのトルクを現在のトルクから前記要求トルクまで変化させるための制御目標値である目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記目標トルクを用いて前記駆動モータを制御する駆動モータ制御手段と、を備え、
前記目標トルク算出手段は、前記目標トルクが予め定められた0トルクをまたぐ所定範囲にあるときに、前記目標トルクの時間変化率を、前記所定範囲にないときの前記目標トルクの時間変化率よりも小さくし、前記ハイブリッド車両の車速に応じて前記所定範囲を変更し、前記車速が大きくなるにつれて前記所定範囲を狭くする、ハイブリッド車両の制御装置。 A control device used in a hybrid vehicle equipped with an engine, a generator motor that generates electricity using power from the engine, a drive motor that generates power for traveling, and a battery that stores electricity, and in which a plurality of gears are provided between the drive motor and wheels,
a required torque calculation means for calculating a required torque indicating a torque required for the drive motor in accordance with a vehicle speed and an accelerator opening of the hybrid vehicle;
a target torque calculation means for calculating a target torque, which is a control target value for changing the torque of the drive motor from a current torque to the required torque;
a drive motor control means for controlling the drive motor using the target torque,
The target torque calculation means, when the target torque is within a predetermined range straddling zero torque, makes the time rate of change of the target torque smaller than the time rate of change of the target torque when the target torque is not within the predetermined range , and changes the predetermined range in accordance with the vehicle speed of the hybrid vehicle, narrowing the predetermined range as the vehicle speed increases .
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