JP4102633B2

JP4102633B2 - Travel drive control device for hybrid vehicle

Info

Publication number: JP4102633B2
Application number: JP2002279275A
Authority: JP
Inventors: 力道岡; 稔吉田; 俊弘炭谷
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004120865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン、及び、そのエンジンと一体回転するように直結されて力行及び回生作動する電動モータが備えられ、アクセル操作量の検出情報並びにバッテリーの充電状態の検出情報に基づいて前記エンジン及び前記電動モータの作動を制御する制御手段が備えられているハイブリッド車両の走行駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなハイブリッド車両は、減速走行時等において電動モータが回生作動を実行することにより回生作動にて得られた電力をバッテリーに充電させ、そして、バッテリーの電力を用いて電動モータを力行作動させてエンジンの動力を補助することにより、所望の走行駆動力を得られるようにしながらエンジンの燃料消費量を低減させることができるようにしたものである。そして、バッテリーの充電状態が低くなった場合には、エンジンの動力により電動モータを回生作動させることでバッテリーを充電させる構成となっている。又、このようなハイブリッド車両では、通常のエンジン制御として、アクセル操作量が大になるほど大になるように走行に必要なトルク又は出力が設定されて、その設定されたトルク又は出力が得られるようにアクセル操作量の検出情報に基づいてエンジンを制御するようになっている。
【０００３】
そして、従来では、バッテリーの充電状態が所定下限値より低く充電量が少ない状態であれば、アクセル操作量の情報に基づいて求められた走行に必要な出力としての走行パワーに、バッテリーを充電するための出力としての一定量の充電用パワーを加えた値をエンジンパワーとして設定して、そのエンジンパワーが得られるようにエンジンを制御するとともに、充電用パワーにて回生作動させるように電動モータを制御して、エンジンの動力により電動モータを回生作動させるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９９００４号公報（第３頁、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成においては、アクセル操作量の情報に基づいて求められた走行に必要な出力（走行パワー）と、バッテリーを充電するための出力（充電用パワー）とを加えた出力が得られるようにエンジンを制御するものであり、バッテリーの充電状態が低くなったときのエンジンの制御が複雑になる不利がある。
【０００６】
しかも、上記従来構成では、エンジンの動作状態にかかわらず前記充電用パワーは常に一定であるから、例えば、充分大きな充電量を得られるように前記充電用パワーを大きめに設定すると、アイドリング状態からアクセル操作具が踏み込み操作された直後のようにエンジンの出力が未だ小さいとき等において走行用パワーが不足して車体の加速が良好に行えないものとなる。そこで、前記充電用パワーを小さめの値に設定しておくと、電動モータによる回生量が充分でなくバッテリーの充電状態が非常に低くなっている場合にはバッテリーの充電状態を速やかに回復させることが難しいものとなる。
【０００７】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、バッテリーの充電状態が低くなっている状態において、車体の加速を良好に行え、且つ、バッテリーの充電状態を速やかに回復させることが可能となるハイブリッド車両の走行駆動制御装置を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のハイブリッド車両の走行駆動制御装置は、エンジン、及び、そのエンジンと一体回転するように直結されて力行及び回生作動する電動モータが備えられ、アクセル操作量の検出情報並びにバッテリーの充電状態の検出情報に基づいて前記エンジン及び前記電動モータの作動を制御する制御手段が備えられているものであって、前記制御手段が、前記アクセル操作量が設定量以下の領域においては、前記アクセル操作量が増加するに伴って前記エンジンのトルクが大になるように、かつ、前記アクセル操作量が前記設定量よりも大きい領域においては、前記アクセル操作量の増加に対する前記エンジンのトルクの増加量が小さくなるように又は前記アクセル操作量が大になるほど前記エンジントルクが減少するように、前記エンジンの作動を制御し、且つ、前記バッテリーの充電状態が設定充電状態よりも低い場合には、前記アクセル操作量が設定量以下の領域においては、前記エンジンのトルクから前記電動モータの回生トルクを減算した差分値が前記アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するようにかつ前記アクセル操作量が大になるほど前記電動モータの回生トルクが大になるように、且つ、前記アクセル操作量が前記設定量よりも大きい領域においては、前記エンジンのトルクから前記電動モータの回生トルクを減算した差分値が前記アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように又は前記アクセル操作量の増加にかかわらず一定となるように、前記電動モータの回生作動を制御するよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、バッテリーの充電状態が設定充電状態よりも低い場合には、電動モータを回生作動させるのであるが、そのとき次のような条件を満足するように作動が制御されることになる。
つまり、エンジンのトルクから電動モータの回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる状態で変化するとともに、電動モータの回生トルクも同様に、アクセル操作量が大になるほど大になる状態で変化するように、電動モータの回生作動の制御が行われる。つまり、前記差分値及び前記回生トルクの夫々が共にアクセル操作量が大になるほど大になる状態で変化することになる。
尚、前記差分値というのは、エンジンのトルクから電動モータの回生トルクを減算した値であり、エンジンのトルクのうち車体走行用の動力として利用されるトルクである。
【００１０】
このように、アクセル操作量が大になるほど前記差分値が大になる状態で変化するので、言い換えると、アクセル操作量が大きくなるほどエンジンのトルクのうち車体走行用の動力として利用されるトルクが増加していくことになるので、アクセル操作に伴う車体の加速状態が悪くなることはなく、アクセル操作に伴う車体の加速が良好に行えるものとなる。又、アクセル操作量が大きくなるほど電動モータの回生トルクも増加していくから、言い換えると、アクセル操作量が大きいと回生トルクも大きく電動モータによる回生作動によって発生する電力も大になっていくから、バッテリーに対する充電量を大にして充電を迅速に行うことが可能となる。
【００１１】
従って、バッテリーの充電状態が低くなっている状態において、車体の加速を良好に行え、且つ、バッテリーの充電状態を速やかに回復させることが可能となるハイブリッド車両の走行駆動制御装置を提供できるに至った。
【００１３】
又、アクセル操作量が大きい領域においては、アクセル操作量の増加に対するエンジントルクの増加量が小さくなるように、又は、アクセル操作量が大になるほどエンジントルクが減少するように、エンジンの作動が制御されるが、このような領域においては、エンジンのトルクから電動モータの回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる状態で変化するか、又は、アクセル操作量の増加にかかわらず一定となるように、電動モータの回生作動が制御されるので、アクセル操作量の増加に伴って前記差分値が減少することがない。尚、アクセル操作量が小さい領域においては、アクセル操作量が大になるほどエンジントルクを増加させていくことになり、又、アクセル操作量が大になるほど前記差分値が大になる傾向を維持するように電動モータの回生作動が制御されるので、アクセル操作に伴う車体の加速を良好に行えるようにすることができる。
【００１４】
従って、アクセル操作量が小さい領域だけでなく、アクセル操作量が大きい領域においても、アクセル操作量が大になるほどエンジンのトルクのうち車体走行用の動力として利用されるトルクが減少することがないので、アクセル操作量が大になるほど走行用のトルクが減少することに起因して操縦者が違和感を感じるという不都合を回避しながら電動モータによる回生作動を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るハイブリッド車両について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両は、走行駆動用のエンジン１の出力軸１ａに直結される状態で走行駆動用の電動モータ２を備えて、エンジン１及び電動モータ２の動力により走行装置としての左右の車輪３を駆動して走行するように駆動手段としての駆動ユニットＫＵが構成されている。前記電動モータ２は、エンジン１の出力軸１ａにロータ２ａが同一軸芯で一体回動するように連結され、そのロータ２ａの外周部を囲うステータ２ｂが位置固定状態で図示しない車体支持部に支持される構成となっている。
【００１６】
そして、この電動モータ２は、エンジン１の作動が停止している状態においてその出力軸１ａに対して駆動力を与えてエンジン１を始動させるように構成され、且つ、エンジン１が始動した後は、出力軸１ａに対してエンジン回転方向と同方向の駆動力を与えてトルクアシストを行う力行状態と、前記出力軸１ａから駆動力が与えられて発電する回生状態とに切り換え可能に構成されている。つまり、電動モータ２が、エンジン１にて回転駆動される出力軸１ａに対してその回転方向と同一方向にトルクを出力させる、いわゆる力行状態に切り換えることで、所望の走行駆動力を出力しながらエンジン１の燃料消費を低減できるように、エンジン１の出力に対する動力の補助つまりトルクアシストを行うことができる構成となっている。この作動状態が力行作動に対応する。又、バッテリー４の充電状態が低下しているときは、電動モータ２が回生状態となって回生トルクを生じさせて発電を行って回生電力をバッテリー４に充電することができる構成となっている。この作動状態が回生作動に対応する。
【００１７】
前記駆動ユニットＫＵの動力は、トルクコンバータ５を介してトランスミッション６に伝えられ、このトランスミッション６内部のギア式の自動変速機構により変速された後に差動機構７を介して左右の車輪３に伝えられる構成となっている。
【００１８】
次に、このハイブリッド車両における走行駆動用の制御構成について説明する。
図１及び図２に示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両制御部８、この車両制御部８からの制御情報に基づいて電動モータ２の動作を制御するモータ制御部９、車両制御部８からの制御情報に基づいてエンジン１の出力、具体的には、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料噴射量を自動調節するエンジン制御部１２夫々が備えられ、アクセル操作具１３の操作量を検出するポテンショメータ式のアクセル操作量検出センサＳ１、ブレーキ操作具１４が踏み込み操作されているか否かを検出するスイッチ式のブレーキ操作検出センサＳ２、電動モータ２の回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度センサＳ３、車輪３の車軸の回転速度に基づいて車速を検出する車速センサＳ４、シフトポジションレバー１７の位置を検出するシフトポジションセンサＳ５、バッテリー４の充電状態ＳＯＣを検出する充電状態検出部Ｓ６等による各種の検出情報が車両制御部８に入力される構成となっている。前記電動モータ２並びに前記各制御部８、９、１２に対する駆動電力はバッテリー４から供給され、このバッテリー４は回生作動により電動モータ２より得られる電力によって充電される構成となっている。
【００１９】
前記モータ制御部９の構成について説明すると、図３に示すように、このモータ制御部９は、バッテリー４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給する駆動用電力を制御したり、回生作動により電動モータにて発生してバッテリー４に供給される回生電力を制御するインバータ２８と、車両制御部８からの制御情報に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたパルス駆動信号をインバータ２８における各スイッチングトランジスタの各ベース端子に供給するＰＷＭ制御回路２９等を備えて構成され、電動モータ２に通流する電流の大きさや交流電流の周波数を変更させることにより、アシスト用の駆動トルクや回転速度を調整したり、回生作動における回生トルクを調整することができる構成となっている。
【００２０】
前記ブレーキ操作具１４により機械式制動手段ＫＳを作動させて機械的な制動力を発生させるための構成について説明を加えると、運転者の足踏み操作にてブレーキ操作具１４が操作されると、その足踏み操作力に対応させて制動用の油圧操作力を発生させる周知構成のマスターシリンダ１５が備えられ、このマスターシリンダ１５から作動油供給路１５ａを通して出力される油圧操作力にて前記車輪３の近傍に設けられた摩擦式の制動装置１６を作動させて車体を制動させる構成となっている。このような機械式制動手段ＫＳは、ブレーキ操作具１４に対する運転者の操作力が大きくなるほど、その油圧操作力、すなわち、機械的な制動力が大となるように変更調節自在に構成されている。
【００２１】
前記シフトポジションレバー１７の位置としては、「Ｐ」（駐車位置）、「Ｒ」（後進走行位置）、「Ｎ」（中立位置）、「Ｄ」（前進走行位置）があり、運転者により運転状況に応じて適宜切り換え操作されることになる。
【００２２】
前記車両制御部８は、シフトポジションセンサＳ５の検出情報、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報、車速センサＳ４の検出情報、充電状態検出部Ｓ６によるバッテリー４の充電量情報等の情報に基づいてエンジン１及び電動モータ２の作動を制御すべく、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するようになっている。従って、車両制御部８、モータ制御部９、および、エンジン制御部１２の夫々により、エンジン１及び電動モータ２の作動を制御する制御手段Ｈが構成されており、この制御手段Ｈは、バッテリー４の充電状態が設定充電状態よりも低い場合には、少なくともアクセル操作量が設定量以下の領域において、そのアクセル操作量が大になるほどエンジン１のトルクが大になるようにエンジン１の作動を制御し、且つ、アクセル操作量が大になるほどエンジン１のトルクが大になる領域においては、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように、且つ、アクセル操作量が大になるほど電動モータ２の回生トルクが大になるように、電動モータ２の回生作動を制御するよう構成されている。
【００２３】
以下、各部の具体的な動作について説明する。
先ず、車両制御部８によるエンジン１及び電動モータ２の制御について説明する。例えば、シフトポジションレバー１７が、「Ｐ」（駐車位置）や「Ｎ」（中立位置）にあるときは、基本的にはエンジン１を停止し電動モータ２によるトルクアシストや回生作動は行わない。しかし、バッテリー４の充電状態が設定量以下にまで低下してバッテリー４を充電する必要があるような場合には、車両制御部８は、エンジン１を作動させてエンジン１の動力を電動モータ２の回生作動により発電した電力をバッテリー４に充電するように、エンジン１及び電動モータ２の作動を制御すべく、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２４】
又、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されている場合には、アクセル操作具１３が踏み込み操作されて車体を発進させるときは、そのときエンジン１が停止していれば電動モータ２を回転させてエンジン１を始動させ、車体が前進走行すると、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するとともに、後述するように電動モータ２が力行作動や回生作動を実行するように、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。そして、シフトポジションレバー１７が「Ｒ」（後進走行位置）に操作されている場合には、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するが、電動モータ２の力行作動及び回生作動はいずれも行わないようになっている。
【００２５】
次に、エンジン１の制御構成について説明する。
シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されている場合におけるアクセル操作量に対するエンジン１のトルクの変化特性が図４のラインＰ１に示すように予め設定されており、車両制御部８は、前記変化特性に対応させてトルクを出力するように、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報に基づいて指令情報を求めて、エンジン制御部１２に指令するように構成され、エンジン制御部１２はその指令情報に基づいて、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料噴射量を自動調節することで、エンジン１の作動を制御する構成となっている。
説明を加えると、前記エンジン１のトルクの変化特性は、アクセル操作量が設定量Ｘ以下の領域においてはアクセル操作量が増加するに伴ってエンジン１のトルクが大になるように、且つ、アクセル操作量が大きい領域、すなわち、アクセル操作量が前記設定量Ｘよりも大きい領域においては、アクセル操作量の増加に対するエンジン１のトルクの増加量が小さくなるように設定されている。
尚、エンジンのトルク調整においては、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報だけではなく車速の情報等も加味されることになるが、アクセル操作量に対応して図４に示すように変化する傾向となる。
【００２６】
次に、電動モータ２の制御構成について説明する。
車両制御部８は、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが設定充電状態よりも高い場合には、アクセル操作量が大になるほど大になる状態で電動モータ２がアシストトルクを出力するように電動モータ２の力行作動を制御するように、モータ制御部９に制御情報を指令するよう構成されている。又、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが設定充電状態よりも低い場合には、アクセル操作量が大になるほどエンジンのトルクが大になる領域においては、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように、且つ、アクセル操作量が大になるほど電動モータ２の回生トルクが大になるように電動モータ２の回生作動を制御すべくモータ制御部９に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２７】
更に、車両制御部８は、アクセル操作量が大きい領域、つまり、アクセル操作量の増加に対するエンジン１のトルクの増加量が小さくなるように設定されている領域においては、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように電動モータ２の回生作動を制御すべくモータ制御部９に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２８】
そして、力行作動および回生作動を実行する場合には、電動モータ２の目標トルクＴｍを求めて、その求めた目標トルクＴｍを発生させるように電動モータ２の作動を制御することにより行われる。
すなわち、電動モータ２の回転速度の変化に対する電動モータ２の目標トルクの変化特性が図５に示すような特性として予め設定されており、前記車両制御部８がこの特性に基づいて電動モータ２の目標トルクを求める構成となっている。図５に示されるラインｑ１は、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが高い場合におけるアクセル操作量が最大（全開）になったとき（以下、フルアクセル状態という）に対応する回転速度の変化に対する目標トルクの変化を示している。又、ラインｑ２はアクセル操作量が最小（全閉）になったとき（以下、アクセルオフ状態という）の値に対応する目標トルクの変化を示している。そして、ラインｑ３は、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが低い状態であるときにおけるフルアクセル状態に対応する回転速度の変化に対する目標トルクの変化を示している。
【００２９】
又、図７に示すように、バッテリー４の充電状態ＳＯＣの変化に対してモータトルクを制限するためのモータトルク制限率が予め設定されている。図７のラインｒ１は、フルアクセル状態に対応する電動モータ２の目標トルクの制限率を示している。つまり、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが設定充電状態としての下部側閾値Ａ０よりも高い状態であればトルク制限率は「正」の値になり、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが上部側閾値Ａ２より高く満充電に近い状態であれば「+１」の値になる。このときは、図５に示されるラインｑ１がそのまま適用されることになる。そして、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが少し低下してバッテリー４の充電状態ＳＯＣが上部側閾値Ａ２より低く下部側閾値Ａ０よりも高い状態であれば、モータトルク制限率が「+１」よりも小さい比率になる。そうすると、図５のラインｑ１に対してその比率に応じて低くなる変化特性が適用されることになる。
そして、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低い状態であれば、フルアクセル状態に対応する電動モータ２の目標トルクの制限率は「負」の値になり、その値が「−１」であれば、図５のラインｑ３がフルアクセル状態に対応する電動モータ２の目標トルクになる。
【００３０】
図７のラインｒ２は、アクセルオフ状態に対応する電動モータ２の目標トルクの制限率を示している。つまり、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが中間閾値Ａ１よりも低い状態であればこのトルク制限率はほぼ全ての領域で「+１」の値になり、このときは、図５に示されるラインｑ２がそのまま適用されることになる。そして、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが中間閾値Ａ１より高ければトルク制限率が零となり、アクセルオフ状態であれば電動モータ２の目標トルクは常に零となる。
【００３１】
更に、図６に示すように、アクセル操作量が変化した場合の目標トルクの変化割合である出力率Ｂについての変化特性が予め設定されている。つまり、アクセル操作量が零であれば出力率Ｂは零であり、アクセル操作量が最大値でありフルアクセル状態であれば出力率Ｂは１００％になる。
【００３２】
上記したような各特性から電動モータ２の目標トルクは、次のようにして求められる。
つまり、図５〜図７に示される特性から、バッテリー４の充電状態ＳＯＣの検出情報に基づいて、フルアクセル状態における目標トルクとアクセルオフ状態における目標トルクとが求められ、それらの目標トルクとアクセル操作量の検出値に基づく変化割合（出力率）とにより、そのときの回転速度とアクセル操作量に対応する目標トルクが求められる。
例えば、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが上部側閾値Ａ２よりも高ければ、図８に示すように、アクセル操作量が変化するに伴って目標トルクがラインｑ１と零との間で変化する。アクセル操作量の出力率が零であれば目標トルクは零となり、出力率Ｂが１００％であればラインｑ１上の値として目標トルクが求められる。つまり、回転速度センサＳ３にて検出される電動モータ２の回転速度に対応するラインｑ１上の値が定まり、ラインｑ１上の値と零との間で出力率Ｂの大きさに応じて異なる状態で目標トルクが求められる。
又、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが上部側閾値Ａ２よりも低く下部側閾値Ａ０より高ければ、図９に示すように、アクセル操作量が変化するに伴って目標トルクがラインｑ１とラインｑ２との間で変化するから、上部側閾値Ａ２よりも高い場合と同様にして、それらの間でアクセル操作量の出力率Ｂにより目標トルクが求められる。
そして、バッテリーの充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低ければ、図１０に示すように、アクセル操作量が変化するに伴って目標トルクがラインｑ２とラインｑ３との間で変化するから、それらの間でアクセル操作量の出力率Ｂにより目標トルクが求められる。この図１０から明らかなように、バッテリーの充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低ければ、電動モータ２は常に回生作動のみを行う構成となっている。
【００３３】
以上の関係を数式で表すと、次のように表すことができる。
ラインｑ１で示されるトルクをｑ１、ラインｑ２で示されるトルクをｑ２、ラインｑ３で示されるトルクをｑ３、ラインｒ１で示されるトルク制限率をｒ１、ラインｒ２で示されるトルク制限率をｒ２、アクセル操作の出力率をＢとすると、バッテリーの充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも高い場合には、電動モータの目標トルクＴｍは、次の数１で表すことができる。
【００３４】
【数１】
Ｔｍ＝（ｒ１×ｑ１−ｒ２×ｑ２）×Ｂ／１００+ｒ２×ｑ２
（ＳＯＣ≧Ａ０）
【００３５】
又、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低い場合には、電動モータ２の目標トルクＴｍは、次の数２で表すことができる。
【００３６】
【数２】
Ｔｍ＝（―ｒ１×ｑ３−ｒ２×ｑ２）×Ｂ／１００+ｒ２×ｑ２
（ＳＯＣ＜Ａ０）
【００３７】
図５、図８〜１０に示す特性において、零よりも上側である正（＋）側はエンジン１の回転方向に対してアシストする方向に沿うトルクであることを示し、図において上側ほどトルクが大となる。零よりも下側である負（−）側は、エンジン１の回転方向と逆方向のトルク、すなわち、回生トルクであることを示しており、図において下側ほど回生トルクが大となる。
【００３８】
バッテリー４の充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低い場合には、アクセル操作量が大になるほどエンジン１のトルクが大になる領域においては、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように、且つ、アクセル操作量が大になるほど電動モータ２の回生トルクが大になるように、電動モータ２の回生作動を制御するように構成されている。
【００３９】
そして、バッテリー４の充電状態ＳＯＣが下部側閾値Ａ０よりも低い場合における、アクセル操作量の変化に対する回生トルクの変化特性が図４のラインＰ２にて示すように設定されている。この図から明らかなように、アクセル操作量が大側に操作されるに伴って回生トルクが大になるように予め特性が設定されている。又、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、図４のラインＰ３に示すように、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するようにエンジントルク及び回生トルクが設定されている。
そして、車両制御部８は、アクセル操作量の検出情報に基づいて、上述したようにエンジン１の作動を制御するとともに、回生トルクが上記したように設定された目標トルクになるように電動モータ２の回生作動を制御する。
【００４０】
前記電動モータ２の制御について説明を加えると、上述したようにして求めた電動モータ２の目標トルクが「正」であれば前記力行作動を実行する。つまり、エンジン１の回転方向と同じ方向に電動モータ２が目標トルクを出力するように、その目標トルクに対応する制御情報がＰＷＭ制御回路２９に与えられる。そうすると、ＰＷＭ制御回路２９がその目標トルクに対応するようにタイミング及びデューティ比が設定された３相交流用のパルス信号が前記インバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２が目標トルクでエンジン１をアシストすることになる。
【００４１】
目標トルクが「正」でなく「負」であれば前記回生作動を実行する。つまり、電動モータ２がエンジン１の回転方向とは反対方向に前記目標トルクを出力するように、その目標トルクに対応する制御情報がＰＷＭ制御回路２９に与えられる。そうすると、ＰＷＭ制御回路２９がその目標トルクに対応するようにタイミング及びデューティ比が設定された３相交流用のパルス信号がインバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２がエンジン１に対して逆向きのトルク、つまり、回生トルクを付与するように作用することになる。そうすると、電動モータ２がエンジン１の動力によって駆動されて発電機として作用して、インバータ２８によって回生トルクに対応する回生電力に変更調整される状態でバッテリー４に充電される。
【００４２】
このとき、図４の特性から明らかなように、アクセル操作量が設定量Ｘ以下の領域において、そのアクセル操作量が大になるほどエンジン１のトルクが大になるようにエンジン１の作動を制御し、且つ、アクセル操作量が大になるほどエンジン１のトルクが大になる領域においては、エンジン１のトルクから電動モータ２の回生トルクを減算した差分値が、アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように、且つ、アクセル操作量が大になるほど電動モータ２の回生トルクが大になるように、電動モータ２の回生作動を制御することになる。
【００４３】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００４４】
（１）上記実施形態では、アクセル操作量が大きい領域において、エンジンのトルクが、アクセル操作量の増加に対するエンジン１のトルクの増加量が小さくなるように設定される構成としたが、このような構成に限らず、前記アクセル操作量が大になるほどエンジンのトルクが減少するように前記エンジンの作動を制御するようにしてもよい。
又、アクセル操作量が大になるほどエンジンのトルクが大になるように前記エンジンの作動を制御する構成、すなわち、アクセル操作量が変化する全領域において、アクセル操作量が大になるほどエンジンのトルクが大になるように前記エンジンの作動を制御するものでもよい。
【００４５】
（２）上記実施形態では、前記エンジンのトルクが前記アクセル操作量の増加にかかわらず一定となる領域においては、前記エンジンのトルクから前記電動モータの回生トルクを減算した差分値が、前記アクセル操作量が大になるほど大になる傾向を維持するように前記電動モータの回生作動を制御するよう構成したが、このような構成に代えて、前記差分値がアクセル操作量の増加にかかわらず一定となるように電動モータの回生作動を制御するよう構成するものでよい。
【００４６】
（３）上記実施形態では、前記駆動手段の動力がトルクコンバータ及び自動変速機構内装式のトランスミッションを介して走行装置に伝えられる構成としたが、前記トルクコンバータの代わりに、前記駆動手段の動力が走行クラッチと手動変速式の変速機構を介して走行装置に伝えられる構成としたり、ベルト式無段変速装置を介して走行装置に伝えられる構成としてもよい。
【００４７】
（４）上記実施形態における図４〜図７に示すような各種の変化特性は一例であって、図示したような特性に限定されるものではなく、要するに、アクセル操作量が大になるほど前記差分値が大になる傾向を維持するように、且つ、アクセル操作量が大になるほど電動モータの回生トルクが大になるように電動モータの回生作動を制御するものであればよく、目標トルクを定めるための特性は適宜変更して実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成を示す図
【図２】制御ブロック図
【図３】電動モータの制御構成を示す図
【図４】エンジントルク及び回生トルクの変化を示す図
【図５】電動モータの目標トルクの特性図
【図６】アクセル操作量に対応する出力率を示す図
【図７】トルク制限率を示す図
【図８】バッテリーの充電状態が上部側閾値よりも高いときの電動モータの目標トルクの特性図
【図９】バッテリーの充電状態が上部側閾値よりも低く下部側閾値より高いときの電動モータの目標トルクの特性図
【図１０】バッテリーの充電状態が下部側閾値より低いときの電動モータの目標トルクの特性図
【符号の説明】
１エンジン
２電動モータ
Ｈ制御手段
Ａ０設定充電状態
ＳＯＣ充電状態
Ｘ設定値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided with an engine and an electric motor that is directly connected so as to rotate integrally with the engine and that performs power running and regenerative operation, and the engine and the engine based on detection information of an accelerator operation amount and detection information of a state of charge of a battery The present invention relates to a travel drive control device for a hybrid vehicle provided with control means for controlling the operation of the electric motor.
[0002]
[Prior art]
Such a hybrid vehicle charges the battery with the electric power obtained by the regenerative operation when the electric motor executes the regenerative operation at the time of decelerating driving, etc., and power-operates the electric motor using the power of the battery. By assisting the power of the engine, the fuel consumption of the engine can be reduced while obtaining a desired driving force. When the state of charge of the battery is low, the battery is charged by regenerating the electric motor with the power of the engine. In such a hybrid vehicle, as normal engine control, the torque or output necessary for traveling is set so as to increase as the accelerator operation amount increases, so that the set torque or output can be obtained. In addition, the engine is controlled based on the detected information of the accelerator operation amount.
[0003]
Conventionally, if the state of charge of the battery is lower than the predetermined lower limit value and the amount of charge is small, the battery is charged with the travel power as the output required for travel determined based on the information on the accelerator operation amount. The value obtained by adding a certain amount of charging power as the output for the engine is set as the engine power, the engine is controlled so that the engine power is obtained, and the electric motor is operated so that the regenerative operation is performed with the charging power. There is one that is controlled so that the electric motor is regeneratively operated by the power of the engine (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-299004 (page 3, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional configuration, an output obtained by adding the output (travel power) required for traveling obtained based on the information on the accelerator operation amount and the output for charging the battery (charging power) can be obtained. The engine is controlled, and there is a disadvantage that the control of the engine becomes complicated when the state of charge of the battery becomes low.
[0006]
In addition, in the above-described conventional configuration, the charging power is always constant regardless of the operating state of the engine. For example, if the charging power is set to be large so that a sufficiently large amount of charge can be obtained, the accelerator is released from the idling state. When the output of the engine is still small, such as immediately after the operation tool is stepped on, the traveling power is insufficient and the vehicle body cannot be accelerated well. Therefore, if the charging power is set to a small value, when the regenerative amount by the electric motor is not sufficient and the battery charge state is very low, the battery charge state can be quickly recovered. Will be difficult.
[0007]
The present invention has been made paying attention to such a point, and an object of the present invention is to accelerate the vehicle body in a state where the state of charge of the battery is low and to quickly recover the state of charge of the battery. It is in the point which provides the traveling drive control apparatus of the hybrid vehicle which becomes possible.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The travel drive control device for a hybrid vehicle according to claim 1 includes an engine, and an electric motor that is directly connected so as to rotate integrally with the engine and performs a power running and a regenerative operation. Control means for controlling the operation of the engine and the electric motor based on the detection information of the state of charge is provided, the control means, In a region where the accelerator operation amount is less than or equal to a set amount, the torque of the engine increases as the accelerator operation amount increases, and in a region where the accelerator operation amount is larger than the set amount. Controlling the operation of the engine so that the increase amount of the torque of the engine with respect to the increase of the accelerator operation amount becomes smaller or the engine torque decreases as the accelerator operation amount becomes larger, and If the charge state of the battery is lower than the set charge state, In the region where the accelerator operation amount is less than or equal to the set amount, The difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the torque of the engine maintains a tendency to increase as the accelerator operation amount increases. Nikka The regenerative torque of the electric motor increases as the accelerator operation amount increases. In a region where the accelerator operation amount is larger than the set amount, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the engine torque tends to increase as the accelerator operation amount increases. Or the regenerative operation of the electric motor is controlled so as to be constant regardless of an increase in the accelerator operation amount. It is characterized by being.
[0009]
That is, when the state of charge of the battery is lower than the set state of charge, the electric motor is regeneratively operated. At that time, the operation is controlled so as to satisfy the following conditions.
In other words, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the torque of the engine changes in a state where it increases as the accelerator operation amount increases, and the regenerative torque of the electric motor similarly increases as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation of the electric motor is controlled so as to change in a large state. That is, both the difference value and the regenerative torque change in a state where the difference becomes larger as the accelerator operation amount becomes larger.
The difference value is a value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the torque of the engine, and is the torque used as the power for driving the vehicle among the engine torque.
[0010]
In this way, since the difference value increases as the accelerator operation amount increases, in other words, as the accelerator operation amount increases, the torque used as power for driving the vehicle increases as the accelerator operation amount increases. Therefore, the acceleration state of the vehicle body accompanying the accelerator operation is not deteriorated, and the vehicle body accompanying the accelerator operation can be favorably accelerated. In addition, since the regenerative torque of the electric motor increases as the accelerator operation amount increases, in other words, if the accelerator operation amount is large, the regenerative torque increases and the electric power generated by the regenerative operation by the electric motor also increases. It becomes possible to charge the battery quickly by increasing the charge amount.
[0011]
Accordingly, it is possible to provide a travel drive control device for a hybrid vehicle that can favorably accelerate the vehicle body and quickly recover the charged state of the battery when the charged state of the battery is low. It was.
[0013]
or, In a region where the accelerator operation amount is large, the operation of the engine is controlled so that the increase amount of the engine torque with respect to the increase of the accelerator operation amount becomes smaller or the engine torque decreases as the accelerator operation amount becomes larger. However, in such a region, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the engine torque changes as the accelerator operation amount increases, or the accelerator operation amount increases. Since the regenerative operation of the electric motor is controlled so as to be constant, the difference value does not decrease as the accelerator operation amount increases. In a region where the accelerator operation amount is small, the engine torque is increased as the accelerator operation amount increases, and the difference value tends to increase as the accelerator operation amount increases. In addition, since the regenerative operation of the electric motor is controlled, it is possible to favorably accelerate the vehicle body accompanying the accelerator operation.
[0014]
Therefore, not only in a region where the accelerator operation amount is small, but also in a region where the accelerator operation amount is large, the torque used as power for driving the vehicle does not decrease as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation by the electric motor can be performed while avoiding the inconvenience that the operator feels uncomfortable due to the decrease in the driving torque as the accelerator operation amount increases.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle includes an electric motor 2 for driving driving while being directly connected to the output shaft 1 a of the engine 1 for driving driving, and serves as a driving device by the power of the engine 1 and the electric motor 2. A drive unit KU as a drive means is configured to drive by driving the left and right wheels 3. The electric motor 2 is connected to the output shaft 1a of the engine 1 so that the rotor 2a rotates integrally with the same axis, and the stator 2b surrounding the outer periphery of the rotor 2a is fixed to a vehicle body support portion (not shown) in a fixed position. It becomes the structure supported.
[0016]
The electric motor 2 is configured to start the engine 1 by applying a driving force to the output shaft 1a in a state where the operation of the engine 1 is stopped. The output shaft 1a can be switched between a power running state in which a driving force in the same direction as the engine rotation direction is applied to perform torque assist and a regeneration state in which the driving force is applied from the output shaft 1a to generate electric power. Yes. That is, the electric motor 2 switches the output shaft 1a that is rotationally driven by the engine 1 to output a torque in the same direction as the rotation direction, that is, a so-called power running state, while outputting a desired traveling driving force. In order to reduce the fuel consumption of the engine 1, it is possible to perform power assistance, that is, torque assist for the output of the engine 1. This operating state corresponds to the power running operation. In addition, when the charging state of the battery 4 is lowered, the electric motor 2 is in a regenerative state so that regenerative torque is generated to generate electric power to charge the regenerative power to the battery 4. . This operating state corresponds to the regenerative operation.
[0017]
The power of the drive unit KU is transmitted to the transmission 6 via the torque converter 5, and after being shifted by a gear-type automatic transmission mechanism inside the transmission 6, is transmitted to the left and right wheels 3 via the differential mechanism 7. It has a configuration.
[0018]
Next, a control configuration for driving driving in the hybrid vehicle will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle control unit 8 that manages and manages the overall operation of the vehicle, a motor control unit 9 that controls the operation of the electric motor 2 based on control information from the vehicle control unit 8, An engine control unit 12 that automatically adjusts the output of the engine 1 based on the control information from the vehicle control unit 8, specifically, the throttle opening of the electronic throttle valve 10 and the fuel injection amount by the injector 11, is provided. A potentiometer type accelerator operation amount detection sensor S1 for detecting the operation amount of the operation tool 13, a switch type brake operation detection sensor S2 for detecting whether or not the brake operation tool 14 is depressed, and the rotation speed of the electric motor 2 are determined. A rotation speed sensor S3 as a rotation speed detection means for detecting, a vehicle speed sensor S4 for detecting the vehicle speed based on the rotation speed of the axle of the wheel 3, Shift position sensor S5 for detecting the position of the bets position lever 17, various detection information by the charging state detector S6 for detecting the state of charge SOC of the battery 4 are configured to be input to the vehicle control unit 8. Driving electric power for the electric motor 2 and the controllers 8, 9, and 12 is supplied from a battery 4, and the battery 4 is charged by electric power obtained from the electric motor 2 by regenerative operation.
[0019]
The configuration of the motor control unit 9 will be described. As shown in FIG. 3, the motor control unit 9 converts the DC power supplied from the battery 4 into three-phase AC power and supplies it to the electric motor 2. Pulse width modulation (PWM) is performed based on control information from the inverter 28 that controls electric power or is generated by an electric motor by regenerative operation and is supplied to the battery 4 and is supplied to the battery 4. A PWM control circuit 29 that supplies a pulse drive signal to each base terminal of each switching transistor in the inverter 28 and the like, and assists by changing the magnitude of the current flowing through the electric motor 2 and the frequency of the alternating current. It is the structure which can adjust the driving torque and rotational speed for this, and can adjust the regenerative torque in regenerative operation.
[0020]
When a description is given of a configuration for generating mechanical braking force by operating the mechanical braking means KS by the brake operating tool 14, when the brake operating tool 14 is operated by a driver's stepping operation, A master cylinder 15 having a known configuration that generates a hydraulic operating force for braking corresponding to the stepping operating force is provided, and the vicinity of the wheel 3 is generated by the hydraulic operating force output from the master cylinder 15 through the hydraulic oil supply passage 15a. The vehicle body is braked by operating a friction braking device 16 provided on the vehicle. Such a mechanical braking means KS is configured to be adjustable so that the hydraulic operating force, that is, the mechanical braking force increases as the operating force of the driver with respect to the brake operating tool 14 increases. .
[0021]
The position of the shift position lever 17 includes “P” (parking position), “R” (reverse travel position), “N” (neutral position), and “D” (forward travel position). The switching operation is appropriately performed according to the situation.
[0022]
The vehicle control unit 8 is based on information such as detection information of the shift position sensor S5, detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1, detection information of the vehicle speed sensor S4, charge amount information of the battery 4 by the charge state detection unit S6, and the like. In order to control the operation of the engine 1 and the electric motor 2, control information is commanded to the motor control unit 9 and the engine control unit 12. Accordingly, the vehicle control unit 8, the motor control unit 9, and the engine control unit 12 constitute a control unit H that controls the operation of the engine 1 and the electric motor 2. When the charge state of the engine is lower than the set charge state, the operation of the engine 1 is controlled so that the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases at least in the region where the accelerator operation amount is equal to or less than the set amount. In addition, in a region where the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor 2 from the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation of the electric motor 2 is performed so that the regenerative torque of the electric motor 2 increases as the accelerator operation amount increases. It is configured to control.
[0023]
Hereinafter, specific operations of each unit will be described.
First, control of the engine 1 and the electric motor 2 by the vehicle control unit 8 will be described. For example, when the shift position lever 17 is in “P” (parking position) or “N” (neutral position), the engine 1 is basically stopped and torque assist and regenerative operation by the electric motor 2 are not performed. However, when the state of charge of the battery 4 falls below the set amount and the battery 4 needs to be charged, the vehicle control unit 8 operates the engine 1 to transfer the power of the engine 1 to the electric motor 2. In order to control the operation of the engine 1 and the electric motor 2 so as to charge the battery 4 with the electric power generated by the regenerative operation, control information is instructed to the motor control unit 9 and the engine control unit 12.
[0024]
Further, when the shift position lever 17 is operated to “D” (forward travel position), when the accelerator operation tool 13 is depressed to start the vehicle body, the engine 1 is stopped at that time. When the electric motor 2 is rotated to start the engine 1 and the vehicle body travels forward, the output of the engine 1 is adjusted according to the accelerator operation amount, and the electric motor 2 executes a power running operation and a regenerative operation as will be described later. Thus, the control information is instructed to the motor control unit 9 and the engine control unit 12. When the shift position lever 17 is operated to “R” (reverse travel position), the output of the engine 1 is adjusted according to the accelerator operation amount. Also do not do.
[0025]
Next, the control configuration of the engine 1 will be described.
The change characteristic of the torque of the engine 1 with respect to the accelerator operation amount when the shift position lever 17 is operated to “D” (forward travel position) is set in advance as shown by a line P1 in FIG. 8 is configured to obtain command information based on the detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1 so as to output torque corresponding to the change characteristic, and to instruct the engine control unit 12, 12 is configured to control the operation of the engine 1 by automatically adjusting the throttle opening of the electronic throttle valve 10 and the fuel injection amount by the injector 11 based on the command information.
In other words, the torque change characteristic of the engine 1 is such that the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases in the region where the accelerator operation amount is less than or equal to the set amount X, and In a region where the operation amount is large, that is, in a region where the accelerator operation amount is larger than the set amount X, the increase amount of the torque of the engine 1 with respect to the increase of the accelerator operation amount is set to be small.
In the torque adjustment of the engine, not only the detection information of the accelerator operation amount detection sensor S1 but also the vehicle speed information and the like are considered, but the tendency to change as shown in FIG. 4 corresponding to the accelerator operation amount. It becomes.
[0026]
Next, the control configuration of the electric motor 2 will be described.
When the state of charge SOC of the battery 4 is higher than the set state of charge, the vehicle control unit 8 controls the electric motor 2 so that the electric motor 2 outputs assist torque in a state where the accelerator operation amount increases. The motor control unit 9 is configured to instruct control information so as to control the power running operation. When the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the set state of charge, the regenerative torque of the electric motor 2 is subtracted from the torque of the engine 1 in a region where the engine torque increases as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation of the electric motor 2 is performed so that the difference value maintains a tendency to increase as the accelerator operation amount increases, and the regenerative torque of the electric motor 2 increases as the accelerator operation amount increases. It is configured to instruct control information to the motor control unit 9 to be controlled.
[0027]
Furthermore, the vehicle control unit 8 determines the electric motor from the torque of the engine 1 in a region where the accelerator operation amount is large, that is, in a region where the increase amount of the torque of the engine 1 with respect to the increase of the accelerator operation amount is small. The difference value obtained by subtracting the regenerative torque of 2 is configured to instruct control information to the motor control unit 9 to control the regenerative operation of the electric motor 2 so as to maintain a tendency to increase as the accelerator operation amount increases. ing.
[0028]
When the power running operation and the regenerative operation are executed, the target torque Tm of the electric motor 2 is obtained and the operation of the electric motor 2 is controlled so as to generate the obtained target torque Tm.
That is, the change characteristic of the target torque of the electric motor 2 with respect to the change of the rotation speed of the electric motor 2 is set in advance as a characteristic as shown in FIG. 5, and the vehicle control unit 8 determines the electric motor 2 based on this characteristic. The target torque is obtained. A line q1 shown in FIG. 5 indicates a target torque corresponding to a change in rotational speed corresponding to the maximum (full open) accelerator operation amount when the state of charge SOC of the battery 4 is high (hereinafter referred to as a full accelerator state). It shows a change. A line q2 indicates a change in the target torque corresponding to a value when the accelerator operation amount is minimum (fully closed) (hereinafter referred to as an accelerator off state). A line q3 indicates a change in the target torque with respect to a change in the rotational speed corresponding to the full accelerator state when the state of charge SOC of the battery 4 is low.
[0029]
Further, as shown in FIG. 7, a motor torque limiting rate for limiting the motor torque with respect to a change in the state of charge SOC of the battery 4 is set in advance. A line r1 in FIG. 7 indicates the target torque limiting rate of the electric motor 2 corresponding to the full accelerator state. That is, if the state of charge SOC of the battery 4 is higher than the lower threshold A0 as the set state of charge, the torque limit rate is a “positive” value, and the state of charge SOC of the battery 4 is higher than the upper threshold A2. If the battery is almost fully charged, the value is “+1”. At this time, the line q1 shown in FIG. 5 is applied as it is. If the state of charge SOC of the battery 4 is slightly lowered and the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the upper threshold A2 and higher than the lower threshold A0, the motor torque limit rate is smaller than “+1”. Become a ratio. Then, the change characteristic which becomes low according to the ratio is applied to the line q1 in FIG.
If the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the lower threshold A0, the target torque limit rate of the electric motor 2 corresponding to the full accelerator state is a “negative” value, and the value is “− 1 ", the line q3 in FIG. 5 is the target torque of the electric motor 2 corresponding to the full accelerator state.
[0030]
A line r2 in FIG. 7 indicates the target torque limit rate of the electric motor 2 corresponding to the accelerator off state. That is, if the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the intermediate threshold value A1, the torque limiting rate becomes “+1” in almost all regions. At this time, the line q2 shown in FIG. It will be applied as it is. When the state of charge SOC of the battery 4 is higher than the intermediate threshold value A1, the torque limiting rate is zero. When the accelerator is off, the target torque of the electric motor 2 is always zero.
[0031]
Further, as shown in FIG. 6, a change characteristic for the output rate B, which is a change rate of the target torque when the accelerator operation amount is changed, is set in advance. That is, the output rate B is zero if the accelerator operation amount is zero, and the output rate B is 100% if the accelerator operation amount is the maximum value and is in the full accelerator state.
[0032]
From each characteristic as described above, the target torque of the electric motor 2 is obtained as follows.
That is, the target torque in the full accelerator state and the target torque in the accelerator off state are obtained from the characteristics shown in FIG. 5 to FIG. 7 based on the detection information of the state of charge SOC of the battery 4. Based on the change rate (output rate) based on the detected value of the operation amount, the target torque corresponding to the rotation speed and the accelerator operation amount at that time is obtained.
For example, if the state of charge SOC of the battery 4 is higher than the upper threshold A2, the target torque changes between the line q1 and zero as the accelerator operation amount changes, as shown in FIG. If the output rate of the accelerator operation amount is zero, the target torque is zero, and if the output rate B is 100%, the target torque is obtained as a value on the line q1. That is, the value on the line q1 corresponding to the rotation speed of the electric motor 2 detected by the rotation speed sensor S3 is determined, and the value varies between the value on the line q1 and zero according to the magnitude of the output rate B. The target torque is obtained.
If the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the upper threshold A2 and higher than the lower threshold A0, as shown in FIG. 9, the target torque changes between the line q1 and the line q2 as the accelerator operation amount changes. Therefore, the target torque is obtained from the output rate B of the accelerator operation amount between them in the same manner as in the case where it is higher than the upper threshold A2.
If the state of charge SOC of the battery is lower than the lower threshold A0, the target torque changes between the line q2 and the line q3 as the accelerator operation amount changes as shown in FIG. The target torque is obtained from the output rate B of the accelerator operation amount. As is clear from FIG. 10, if the state of charge SOC of the battery is lower than the lower threshold A0, the electric motor 2 is always configured to perform only the regenerative operation.
[0033]
When the above relationship is expressed by a mathematical expression, it can be expressed as follows.
Torque indicated by line q1 is q1, torque indicated by line q2 is q2, torque indicated by line q3 is q3, torque limiting rate indicated by line r1 is r1, torque limiting rate indicated by line r2 is r2, accelerator When the output rate of the operation is B, the target torque Tm of the electric motor can be expressed by the following formula 1 when the state of charge SOC of the battery is higher than the lower threshold A0.
[0034]
[Expression 1]
Tm = (r1 * q1-r2 * q2) * B / 100 + r2 * q2
(SOC ≧ A0)
[0035]
When the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the lower threshold A0, the target torque Tm of the electric motor 2 can be expressed by the following formula 2.
[0036]
[Expression 2]
Tm = (-r1 * q3-r2 * q2) * B / 100 + r2 * q2
(SOC <A0)
[0037]
In the characteristics shown in FIGS. 5 and 8 to 10, the positive (+) side, which is higher than zero, indicates that the torque is along the assisting direction with respect to the rotational direction of the engine 1. Become big. The negative (−) side that is lower than zero indicates that the torque is in the direction opposite to the rotation direction of the engine 1, that is, the regenerative torque, and the regenerative torque becomes larger toward the lower side in the figure.
[0038]
When the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the lower threshold A0, the regenerative torque of the electric motor 2 is subtracted from the torque of the engine 1 in a region where the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation of the electric motor 2 is such that the difference value thus maintained tends to increase as the accelerator operation amount increases, and the regenerative torque of the electric motor 2 increases as the accelerator operation amount increases. Is configured to control.
[0039]
Then, when the state of charge SOC of the battery 4 is lower than the lower threshold A0, the change characteristic of the regenerative torque with respect to the change of the accelerator operation amount is set as shown by the line P2 in FIG. As is clear from this figure, the characteristics are set in advance so that the regenerative torque becomes larger as the accelerator operation amount is operated to the larger side. Further, the difference between the torque of the engine 1 and the regenerative torque of the electric motor 2 is maintained as shown in the line P3 of FIG. Torque is set.
Then, the vehicle control unit 8 controls the operation of the engine 1 as described above based on the detection information of the accelerator operation amount, and the electric motor 2 so that the regenerative torque becomes the target torque set as described above. Control the regenerative operation of
[0040]
The control of the electric motor 2 will be described. If the target torque of the electric motor 2 obtained as described above is “positive”, the power running operation is executed. That is, control information corresponding to the target torque is given to the PWM control circuit 29 so that the electric motor 2 outputs the target torque in the same direction as the rotation direction of the engine 1. Then, a pulse signal for three-phase alternating current whose timing and duty ratio are set so that the PWM control circuit 29 corresponds to the target torque is applied to the base terminal of each switching transistor of the inverter 28, and the electric motor 2 is set to the target. The engine 1 is assisted with torque.
[0041]
If the target torque is not “positive” but “negative”, the regenerative operation is executed. That is, control information corresponding to the target torque is given to the PWM control circuit 29 so that the electric motor 2 outputs the target torque in the direction opposite to the rotation direction of the engine 1. Then, a pulse signal for three-phase alternating current whose timing and duty ratio are set so that the PWM control circuit 29 corresponds to the target torque is applied to the base terminal of each switching transistor of the inverter 28, and the electric motor 2 is connected to the engine 1. In contrast, the reverse torque, that is, the regenerative torque is applied. Then, the electric motor 2 is driven by the power of the engine 1 to act as a generator, and the battery 4 is charged in a state where the inverter 28 is changed and adjusted to the regenerative power corresponding to the regenerative torque.
[0042]
At this time, as is apparent from the characteristics of FIG. 4, the operation of the engine 1 is controlled so that the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases in a region where the accelerator operation amount is equal to or less than the set amount X. In a region where the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor 2 from the torque of the engine 1 increases as the accelerator operation amount increases. The regenerative operation of the electric motor 2 is controlled so that the tendency is maintained and the regenerative torque of the electric motor 2 increases as the accelerator operation amount increases.
[0043]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments are listed.
[0044]
(1) In the embodiment described above, the engine torque is set so that the increase amount of the torque of the engine 1 with respect to the increase of the accelerator operation amount becomes small in a region where the accelerator operation amount is large. The operation of the engine may be controlled so that the torque of the engine decreases as the accelerator operation amount increases.
In addition, the engine operation is controlled so that the engine torque increases as the accelerator operation amount increases, that is, the engine torque increases as the accelerator operation amount increases in all regions where the accelerator operation amount changes. The operation of the engine may be controlled so as to increase.
[0045]
(2) In the above embodiment, in a region where the engine torque is constant regardless of an increase in the accelerator operation amount, a difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the engine torque is the accelerator operation amount. The regenerative operation of the electric motor is controlled to maintain a tendency to increase as the amount increases, but instead of such a configuration, the difference value is constant regardless of an increase in the accelerator operation amount. It may be configured to control the regenerative operation of the electric motor.
[0046]
(3) In the above embodiment, the power of the driving means is transmitted to the traveling device via the torque converter and the automatic transmission mechanism-incorporated transmission. However, instead of the torque converter, the power of the driving means is It may be configured to be transmitted to the traveling device via a traveling clutch and a manual transmission type transmission mechanism, or may be transmitted to the traveling device via a belt type continuously variable transmission.
[0047]
(4) The various change characteristics as shown in FIGS. 4 to 7 in the above embodiment are examples, and are not limited to the characteristics shown in the figure. In short, the difference is increased as the accelerator operation amount is increased. The target torque may be determined so long as it controls the regenerative operation of the electric motor so that the value tends to increase and the regenerative torque of the electric motor increases as the accelerator operation amount increases. Therefore, the characteristics may be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle
FIG. 2 is a control block diagram.
FIG. 3 is a diagram showing a control configuration of an electric motor.
FIG. 4 is a graph showing changes in engine torque and regenerative torque.
FIG. 5 is a characteristic diagram of the target torque of the electric motor.
FIG. 6 is a diagram showing an output rate corresponding to an accelerator operation amount.
FIG. 7 is a diagram showing a torque limiting rate
FIG. 8 is a characteristic diagram of the target torque of the electric motor when the state of charge of the battery is higher than the upper threshold.
FIG. 9 is a characteristic diagram of the target torque of the electric motor when the state of charge of the battery is lower than the upper threshold and higher than the lower threshold.
FIG. 10 is a characteristic diagram of the target torque of the electric motor when the state of charge of the battery is lower than the lower threshold value.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Electric motor
H Control means
A0 set charge state
SOC state of charge
X set value

Claims

An engine and an electric motor that is directly connected so as to rotate integrally with the engine and that performs power running and regenerative operation are provided. Based on detection information of an accelerator operation amount and detection information of a charge state of a battery, the engine and the electric motor A travel drive control device for a hybrid vehicle provided with a control means for controlling operation,
The control means is
In a region where the accelerator operation amount is less than or equal to a set amount, the torque of the engine increases as the accelerator operation amount increases, and in a region where the accelerator operation amount is larger than the set amount. Controlling the operation of the engine so that the increase amount of the torque of the engine with respect to the increase of the accelerator operation amount becomes smaller or the engine torque decreases as the accelerator operation amount becomes larger, and
If the charge state of the battery is lower than the set charge state,
In a region where the accelerator operation amount is less than or equal to a set amount, the difference value obtained by subtracting the regenerative torque of the electric motor from the engine torque maintains a tendency to increase as the accelerator operation amount increases , and In a region where the regenerative torque of the electric motor increases as the accelerator operation amount increases , and the accelerator operation amount is larger than the set amount, the regenerative torque of the electric motor is calculated from the engine torque. The subtracted difference value is configured to control the regenerative operation of the electric motor so as to maintain a tendency to increase as the accelerator operation amount increases or to be constant regardless of an increase in the accelerator operation amount. and that the travel drive control apparatus for a hybrid vehicle.