WO2017200071A1 - 車両 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle that can be driven by an engine and a rotating electric machine.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-123849 aims to provide a vehicle capable of effectively utilizing both an electric motor connected to the same wheel as the internal combustion engine and an electric motor connected to a wheel different from the internal combustion engine. ([0006], summary).
- the power control device 28 of the vehicle 10 is configured such that the target vehicle power is a forward power and the connecting / disconnecting means 38a, 38b (FIG. 1)
- control is performed so that the target vehicle power is satisfied by at least one of the first electric motors 16 and 18 and the internal combustion engine 12.
- the power control device 28 satisfies the target vehicle power by at least one of the second electric motor 14 and the internal combustion engine 12 when the target vehicle power is forward power and the connecting / disconnecting means 38a and 38b are in the released state. Control.
- the first electric motors 16 and 18 are connected to clutches 38a and 38b (FIG. 1) different from the clutches 102 and 104 (FIG. 2) of the internal combustion engine 12.
- the second electric motor 14 front motor 14 is connected to the same clutch 102 as the internal combustion engine 12 (FIG. 2, [0035] to [0057]).
- step S11 may be any other index as long as the rotation speed Nmot of the rear motors 16 and 18 can be estimated ([0070]).
- step S21: NO ⁇ S24 in FIG. 7 The reason why the rotational speed Nmot of the rear motors 16 and 18 is used as a criterion is to prevent overrotation of the rear motors 16 and 18 ([0100], [0104], [0107]). .
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-123849 discloses a rear motor for preventing over-rotation of the rear motors 16, 18 connected to the clutches 38a, 38b different from the clutches 102, 104 of the internal combustion engine 12. Instead of 16 and 18, the front motor 14 is driven. However, the range of utilization of the front motor 14 connected to the same clutch 102 as the internal combustion engine 12 has room for expansion.
- the power transmission capacity of the clutches 102 and 104 or a value in the vicinity thereof can be reached only with the power of the internal combustion engine 12. Can not. In that case, there is room for increasing the power that can be transmitted via the clutches 102 and 104.
- control of the front motor 14 focusing on the power transmission capacity of the clutches 102 and 104 can be applied to the low rotation region.
- the present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object thereof is to provide a vehicle capable of suitably assisting an internal combustion engine with a rotating electric machine.
- the vehicle according to the present invention is An internal combustion engine; Rotating electrical machinery, Transmission, A clutch disposed between the combination of the internal combustion engine and the rotating electrical machine and the transmission; A power control device for controlling the power of the internal combustion engine and the rotating electrical machine, The power control device calculates an additional power of the rotating electrical machine based on a difference between a power transmission capacity of the clutch and a power of the internal combustion engine.
- the additional power of the rotating electrical machine is calculated based on the difference between the power transmission capacity of the clutch and the power of the internal combustion engine. For this reason, even when the rotating electrical machine is disposed on the same side as the internal combustion engine with respect to the clutch and generates the power of the rotating electrical machine in addition to the power of the internal combustion engine, the total power within the range that the clutch can transmit is generated. Is possible. Therefore, for example, in a range where the power of the internal combustion engine does not exceed the power transmission capacity of the clutch, it becomes possible to generate a larger power in the entire vehicle or to increase or decrease the power more quickly. Therefore, it becomes possible to assist the internal combustion engine suitably by the rotating electrical machine.
- the power control device may calculate the additional power of the rotating electrical machine based on a difference between the power transmission capacity of the clutch and the maximum power of the internal combustion engine. Based on the above, the additional power of the rotating electrical machine is calculated based on the difference between the power transmission capacity of the clutch and the maximum power of the internal combustion engine. For this reason, even when the rotating electrical machine is arranged on the same side as the internal combustion engine with respect to the clutch and generates the power of the rotating electrical machine in addition to the maximum power of the internal combustion engine, the total power is generated within the range that the clutch can transmit It becomes possible. Accordingly, a relatively large total power can be generated.
- the power control device includes a first speed region that is a rotational speed region of the internal combustion engine that can exceed the power transmission capacity of the clutch by the power of the internal combustion engine alone, and is higher than the first speed region and You may set the 2nd speed area
- the power control device may generate power of the internal combustion engine without the additional power of the rotating electrical machine when the rotational speed is in the first speed region. Further, the power control device may generate the power of the internal combustion engine and the additional power of the rotating electrical machine when the rotational speed is in the second speed region.
- first speed region the power consumption of the rotating electrical machine is suppressed, and in the region where the rotational speed of the internal combustion engine is relatively high (second speed region) Total power can be generated.
- the power control device may prohibit the generation of the additional power of the rotating electrical machine when the operation amount of the accelerator pedal is lower than the operation amount threshold even if the rotation speed is in the second speed region.
- the vehicle may include a kick down switch for performing a kick down to shift down the transmission when a predetermined depression operation is performed on the accelerator pedal.
- the power control device may set the operation amount threshold to a value smaller than a kick down threshold that is the operation amount at which the kick down switch is turned on.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a part of a vehicle according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the detail of sensors and the drive electronic control apparatus of the said embodiment. It is a figure which shows the relationship between the motor which operate
- FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the AP operation amount at high vehicle speed and the torque of each drive source in the engine travel mode of the embodiment.
- 4 is a flowchart of vehicle power control in the engine travel mode of the embodiment. It is an example which shows the relationship between the engine speed in the said embodiment, the maximum engine torque, and an engine output.
- FIG. 13A is a diagram illustrating a first example of a temporal change in the AP operation amount in the embodiment.
- FIG. 13B is a diagram illustrating an example of the target total torque, the target engine torque, and the TRC MOT assist torque corresponding to the AP operation amount of FIG. 13A.
- FIG. 13C is a diagram illustrating an example of a gear stage corresponding to FIGS. 13A and 13B.
- FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a temporal change in the AP operation amount in the embodiment.
- FIG. 14B is a diagram illustrating an example of the target engine torque, engine generation torque, and CRK MOT assist torque corresponding to the AP operation amount in FIG. 14A.
- FIG. 14C is a diagram illustrating an example of the CRK MOT assist torque corresponding to the AP operation amount in FIG. 14A. It is a one part schematic block diagram of the vehicle which concerns on the modification of this invention.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a part of a vehicle 10 according to an embodiment of the present invention.
- the vehicle 10 includes a rear wheel drive device 20, a front wheel drive device 22, a power system 24, sensors 26, and a drive electronic control device 28 (hereinafter referred to as “drive ECU 28” or “ECU 28”).
- drive ECU 28 drive electronice control device 28
- the rear wheel drive device 20 drives the left rear wheel 30l and the right rear wheel 30r (hereinafter collectively referred to as “rear wheels 30l, 30r” or “rear wheel 30”).
- the rear wheel drive device 20 includes an engine 32, a first travel motor 34, a clutch 36 and a transmission 38.
- the front wheel drive device 22 drives the left front wheel 50l and the right front wheel 50r (hereinafter collectively referred to as “front wheels 50l, 50r” or “front wheel 50”).
- the front wheel drive device 22 includes a second travel motor 52a and a third travel motor 52b.
- the rear wheel drive device 20 and the front wheel drive device 22 are mechanically disconnected and are provided separately and independently.
- the power system 24 supplies power to the first to third travel motors 34, 52a, and 52b, and includes a high voltage battery 60 and first to third inverters 62, 64, and 66.
- the drive ECU 28 controls the power of the engine 32 and the first to third travel motors 34, 52a, 52b.
- Rear wheel drive device 20 In the rear wheel drive device 20, for example, driving is performed only by the engine 32 when the load is medium, and driving by the engine 32 and the first motor 34 is performed when the load is high. The vehicle 10 may be driven only by the first motor 34 when the load is low.
- the engine 32 (internal combustion engine) is, for example, a 6-cylinder engine, but may be other engines such as a 2-cylinder, 4-cylinder, or 8-cylinder type.
- the engine 32 is not limited to a gasoline engine, and may be a diesel engine or the like.
- the engine 32 and the first traveling motor 34 are arranged in the vicinity of the rear wheel 30 so that the connection relationship with the rear wheel 30 can be easily understood, but the engine room provided on the front side of the vehicle 10. (Not shown) may be arranged.
- the transmission 38 may be connected to the rear wheel 30 via the propeller shaft 68.
- the first travel motor 34 (rotary electric machine) generates travel power of the vehicle 10 and generates power using the power of the engine 32. Further, the first traveling motor 34 performs cranking for rotating a crankshaft (not shown) of the engine 32 when the engine 32 is started.
- the first motor 34 is, for example, a three-phase AC brushless type, but may be another motor such as a three-phase AC brush type, a single-phase AC type, or a DC type.
- the specifications of the first motor 34 may be the same as or different from those of the second motor 52a and the third motor 52b.
- Each of the first motors 34 can generate torque in the forward rotation (rotation for moving the vehicle 10 forward) direction and torque in the reverse rotation (rotation for moving the vehicle 10 backward) direction.
- the first traveling motor 34 is also referred to as a cranking motor 34, a CRK MOT 34, or a motor 34.
- a cranking motor or cell motor
- the power of the engine 32 and the first travel motor 34 is also referred to as rear wheel power.
- the clutch 36 is disposed between the combination of the engine 32 and the CRK MOT 34 and the transmission 38.
- the clutch 36 When the clutch 36 is on (connected state), the power of the engine 32 and the CRK MOT 34 can be transmitted to the rear wheel 30, and the power from the rear wheel 30 can be transmitted to the CRK MOT 34 for regeneration.
- the clutch 36 When the clutch 36 is off (not connected), the power of the engine 32 and the CRK MOT 34 is not transmitted to the rear wheel 30. In this case, the CRK MOT 34 can generate power with the power of the engine 32.
- the transmission 38 of this embodiment is an automatic transmission.
- the transmission 38 may be another transmission such as a manual transmission.
- the output shaft of the second motor 52a is connected to the rotation shaft of the left front wheel 50l and transmits the driving force to the left front wheel 50l.
- the output shaft of the third motor 52b is connected to the rotation shaft of the right front wheel 50r, and transmits driving force to the right front wheel 50r.
- a clutch and / or a speed reducer may be provided between the second traveling motor 52a and the third traveling motor 52b and the front wheel 50.
- the second traveling motor 52a and the third traveling motor 52b generate traveling power of the vehicle 10 and generate power using the power from the front wheels 50.
- the second traveling motor 52a and the third traveling motor 52b are also referred to as TRC MOTs 52a, 52b or motors 52a, 52b, and are collectively referred to as TRC MOT 52 or motor 52.
- the power transmitted from the front wheel drive device 22 to the front wheels 50 is referred to as front wheel power.
- the second motor 52a and the third motor 52b are, for example, a three-phase AC brushless type, but may be other motors such as a three-phase AC brush type, a single-phase AC type, and a DC type.
- the specifications of the second motor 52a and the third motor 52b may be the same as or different from those of the first motor 34.
- the high voltage battery 60 supplies power to the first to third motors 34, 52a, and 52b via the first to third inverters 62, 64, and 66, and from the first to third motors 34, 52a, and 52b.
- the regenerative power Preg is charged.
- the battery 60 is a power storage device (energy storage) including a plurality of battery cells, and for example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or the like can be used. Instead of the battery 60, a power storage device such as a capacitor can be used.
- a DC / DC converter (not shown) is provided between the battery 60 and the first to third inverters 62, 64, and 66, and the output voltage of the battery 60 or the output voltages of the first to third motors 34, 52a, and 52b is used. It may be increased or decreased.
- the first to third inverters 62, 64, 66 have a three-phase full-bridge configuration and perform DC / AC conversion. That is, the first to third inverters 62, 64, and 66 convert the direct current into three-phase alternating current and supply it to the first to third motors 34, 52a, and 52b.
- the first to third inverters 62, 64, 66 supply the direct current after the alternating current / direct current conversion accompanying the regenerative operation of the first to third motors 34, 52a, 52b to the battery 60.
- FIG. 2 is a block diagram showing details of the sensors 26 and the ECU 28 of the present embodiment.
- the sensors 26 include an accelerator pedal sensor 80, a vehicle speed sensor 82, an engine rotational speed sensor 84, an engine torque sensor 86, a clutch temperature sensor 88, a shift position sensor 90, and a kick.
- a down switch 92, a battery temperature sensor 94, an SOC sensor 96, a battery voltage sensor 98, and a battery current sensor 100 are included.
- Accelerator pedal sensor 80 (hereinafter also referred to as “AP sensor 80”) detects an operation amount ⁇ ap of accelerator pedal 102 (hereinafter also referred to as “AP operation amount ⁇ ap”) [%].
- the vehicle speed sensor 82 detects the vehicle speed V [km / h] of the vehicle 10.
- the engine rotation speed sensor 84 (hereinafter also referred to as “Ne sensor 84”) detects an engine rotation speed Ne [rpm] as an engine rotation speed per unit time.
- Engine torque sensor 86 (hereinafter also referred to as “torque sensor 86”) detects torque Teng (hereinafter also referred to as “engine torque Teng” or “engine generated torque Teng”) generated by engine 32.
- the clutch temperature sensor 88 detects the temperature Hcl of the clutch 36 (hereinafter also referred to as “clutch temperature Hcl”).
- the shift position sensor 90 detects the shift position Ps.
- the gear position of the transmission 38 is also included in the shift position Ps.
- the shift position Ps is used to determine whether or not a shift change (in particular, a shift up) is in progress.
- the kick down switch 92 detects the driver's kick down operation based on the operation amount ⁇ ap of the accelerator pedal 102 and outputs a kick down signal Skd.
- the kick down switch 92 is used to perform a kick down that shifts down the transmission 38 when a predetermined depression operation is performed on the accelerator pedal 102 (details will be described later with reference to FIG. 7 and the like).
- Battery temperature sensor 94 detects the temperature Hbat of battery 60 (hereinafter also referred to as “battery temperature Hbat”).
- the SOC sensor 96 detects the SOC of the battery 60.
- the battery voltage sensor 98 (hereinafter also referred to as “BAT voltage sensor 98”) detects an input / output voltage Vbat (hereinafter also referred to as “voltage Vbat” or “battery voltage Vbat”) of the battery 60.
- Battery current sensor 100 (hereinafter also referred to as “BAT current sensor 100”) detects input / output current Ibat (hereinafter also referred to as “current Ibat” or “battery current Ibat”) of battery 60.
- the temperature Hbat, voltage Vbat, and current Ibat of the battery 60 are used for calculating the discharge limit value Pbat_lim (output limit) of the battery 60.
- the drive ECU 28 controls the output of the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, 52b by controlling the engine 32 and the first to third inverters 62, 64, 66. Further, the drive ECU 28 controls the power Fv of the entire vehicle 10 by controlling the clutch 36 and the transmission 38 in addition to the engine 32 and the first to third inverters 62, 64, 66.
- the ECU 28 includes an input / output unit 110, a calculation unit 112, and a storage unit 114.
- the input / output unit 110 inputs and outputs signals between the ECU 28 and other parts.
- the input / output unit 110 may include an operation input / output device (HMI: Human-Machine-Interface) for an occupant (including a driver).
- HMI Human-Machine-Interface
- the calculation unit 112 controls the power Fv of the vehicle 10 by executing a program stored in the storage unit 114, and includes, for example, a central processing unit (CPU). As shown in FIG. 2, the calculation unit 112 includes an overall control unit 120, an engine control unit 122, a crank motor control unit 124, a traction motor control unit 126, a clutch control unit 128, and a transmission control unit 130. Including.
- the overall control unit 120 manages the power Fv of the entire vehicle 10.
- the overall control unit 120 includes a motor travel mode control unit 150, an engine travel mode control unit 152, and a mode switching unit 154.
- the motor travel mode control unit 150 (hereinafter also referred to as “MOT travel mode control unit 150”) performs various controls when the travel mode of the vehicle 10 is the motor travel mode.
- Engine travel mode control unit 152 (hereinafter also referred to as “ENG travel mode control unit 152”) performs various controls when the travel mode of vehicle 10 is the engine travel mode.
- the ENG travel mode control unit 152 includes an instantaneous assist control unit 160 and a continuous assist control unit 162.
- the instantaneous assist control unit 160 performs instantaneous assist control described later.
- the continuous assist control unit 162 performs continuous assist control described later.
- the mode switching unit 154 switches the driving mode.
- the engine control unit 122 (hereinafter also referred to as “ENG control unit 122”) controls the engine 32 through adjustment of the fuel injection amount, ignition control of the engine 32, opening adjustment of a throttle valve (not shown), and the like. .
- crank motor control unit 124 (hereinafter also referred to as “CRK MOT control unit 124”) controls the CRK MOT 34 through the control of the inverter 62 and the like.
- the traction motor control unit 126 (hereinafter also referred to as “TRC MOT control unit 126”) controls the TRC MOTs 52a and 52b through the control of the inverters 64 and 66, and the like.
- the clutch control unit 128 controls the connection state of the clutch 36.
- the transmission control unit 130 (hereinafter also referred to as “TM control unit 130”) controls the gear stage of the transmission 38 using the AP operation amount ⁇ ap, the vehicle speed V, the kick-down signal Skd, and the like.
- the storage unit 114 (FIG. 2) stores programs and data used by the calculation unit 112.
- the storage unit 114 includes, for example, a random access memory (hereinafter referred to as “RAM”).
- RAM random access memory
- ROM read only memory
- the program and data used by the calculation unit 112 are stored in the storage unit 114 of the vehicle 10.
- a part of the program and data may be acquired from an external server (not shown) via a wireless device (not shown) included in the input / output unit 110.
- the drive ECU 28 may be a combination of a plurality of ECUs.
- a plurality of ECUs provided corresponding to the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, and 52b, and an ECU that manages driving states of the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, and 52b, respectively.
- the drive ECU 28 may be configured as described above.
- ⁇ A-2. Vehicle power control> [A-2-1. Overview]
- a motor travel mode in which the vehicle 10 is driven by the TRC MOTs 52a and 52b and an engine travel mode in which the vehicle 10 is driven mainly by the engine 32 are used.
- the engine running mode includes a hybrid mode in which additional power by the motors 34, 52a, and 52b (additional torque in terms of control in the present embodiment) is added as necessary.
- the mode switching unit 154 of the ECU 28 switches the travel mode mainly according to the vehicle speed V and the AP operation amount ⁇ ap. For example, the ECU 28 selects the motor travel mode when the vehicle 10 is at a low vehicle speed and the AP operation amount ⁇ ap does not exceed the operation amount threshold value TH ⁇ ap. Further, the ECU 28 selects the engine travel mode when the vehicle 10 is at a medium vehicle speed or a high vehicle speed and the AP operation amount ⁇ ap does not exceed the operation amount threshold TH ⁇ ap. Further, when the AP operation amount ⁇ ap exceeds the operation amount threshold TH ⁇ ap in the engine travel mode, the hybrid mode is selected.
- the CRK motor 14 When the vehicle speed is low, power is generated by the CRK motor 14 by driving the CRK motor 14 with the engine 32 in a state where the engine 32 and the transmission 38 are disconnected (or connected) by the clutch 36, and the generated power is supplied to the TRC motor. 16, 18 or an auxiliary machine (not shown) may be supplied or the battery 60 may be charged. In other words, the CRK motor 14 can also be used as a generator.
- the ECU 28 controls the power of the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, 52b using the AP operation amount ⁇ ap or the like for each vehicle speed V.
- the power of the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, 52b is controlled by torque [Nm].
- the power of the engine 32 and the first to third motors 34, 52a, 52b may be controlled by a driving force whose unit is Newton (N).
- the torque of the engine 32 is referred to as engine torque Teng or torque Teng.
- the torque of the first motor 34 is referred to as CRK MOT torque Tcrk, motor torque Tcrk, or torque Tcrk.
- the torque Tcrk for assisting the engine 32 is particularly referred to as CRK MOT assist torque Tcrk_asi or assist torque Tcrk_asi.
- the torques of the second motor 52a and the third motor 52b are referred to as TRC MOT torque Ttrc, motor torque Ttrc, or torque Ttrc.
- the torque Ttrc for assisting the engine 32 is also particularly referred to as TRC MOT assist torque Ttrc_asi or assist torque Ttrc_asi. Further, the torques of the first to third motors 34, 52a and 52b are collectively referred to as motor torque Tmot or torque Tmot.
- the torque Tmot for assisting the engine 32 is also referred to as motor assist torque Tmot_asi or assist torque Tmot_asi.
- the ECU 28 performs motor assist control in which the motors 34, 52 a, 52 b assist the engine 32.
- the motor assist control is used when the engine 32 is operated to drive the vehicle 10 with the engine 32 as a main body or when the vehicle 10 is driven with the engine 32 as a main body.
- Motor assist control includes instantaneous assist control and continuous assist control.
- the instantaneous assist control is a control that instantaneously compensates the response delay of the engine torque Teng with the motor torque Tmot (in particular, the CRK MOT torque Tcrk in the present embodiment) when the engine 32 is operated.
- the continuous assist control is a control for continuously adding motor torque Tmot (in this embodiment, CRK MOT torque Tcrk and TRC MOT torque Ttrc) as an additional torque to engine torque Teng.
- the response delay of the engine torque Teng includes, for example, a response delay until the engine torque Teng reaches the target engine torque Teng_tar when the engine 32 is started. Further, the response delay of the engine torque Teng includes a delay until the engine torque Teng reaches the target engine torque Teng_tar as the transmission 38 is shifted up.
- FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the motor operating in the motor assist control of the present embodiment and the AP operation amount ⁇ ap.
- the accelerator pedal 102 is on (in other words, if the AP operation amount ⁇ ap exceeds, for example, zero), the CRK MOT 34 operates, but the TRC MOTs 52a, 52b Does not work.
- the depression of the accelerator pedal 102 is large (in other words, if the AP operation amount ⁇ ap is equal to or larger than the operation amount threshold TH ⁇ ap), the CRK MOT 34 and the TRC MOTs 52a and 52b are operated.
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the AP operation amount ⁇ ap at a high vehicle speed and the torque of each drive source (engine 32, first to third motors 34, 52a, 52b) in the engine travel mode of the present embodiment. is there.
- the AP operation amount ⁇ ap is lower than the operation amount threshold TH ⁇ ap, only the engine 32 is operated.
- the AP operation amount ⁇ ap is equal to or greater than the operation amount threshold TH ⁇ ap
- the CRK MOT 34 and the TRC MOTs 52a and 52b are operated in addition to the engine 32 (continuous assist control).
- engine torque Teng and assist torques Tcrk_asi and Ttrc_asi are generated.
- FIG. 5 is a flowchart of vehicle power control in the engine travel mode of the present embodiment.
- the ECU 28 acquires the AP operation amount ⁇ ap, the vehicle speed V, the shift position Ps, and the engine rotation speed Ne.
- the ECU 28 calculates the target total torque Ttotal_tar based on the AP operation amount ⁇ ap, the vehicle speed V, and the shift position Ps.
- the target total torque Ttotal_tar is a target torque for the entire vehicle 10.
- step S13 the ECU 28 calculates the maximum engine torque Teng_max using the engine rotational speed Ne (details will be described later with reference to FIG. 6).
- step S14 the ECU 28 determines whether or not instantaneous assist control is required. For example, the ECU 28 determines that instantaneous assist control is required in the following cases. ⁇ When switching from MOT travel mode to ENG travel mode (when starting engine 32) When it is determined that the upshift has been performed based on the shift position Ps
- step S15 the ECU 28 executes the instantaneous assist control (details will be described later).
- step S14: NO the process proceeds to step S16.
- step S16 the ECU 28 determines whether or not the target total torque Ttotal_tar calculated in step S12 is equal to or less than the maximum engine torque Teng_max calculated in step S13.
- the target total torque Ttotal_tar is equal to or less than the maximum engine torque Teng_max (S16: YES)
- the process proceeds to step S17.
- step S17 the ECU 28 executes engine torque control.
- the engine torque control the engine 32 is controlled with the target total torque Ttotal_tar as the target engine torque Teng_tar.
- step S17 motor assist is not performed.
- step S18 the ECU 28 determines whether or not continuous assist control is required. For example, the ECU 28 determines whether or not the AP operation amount ⁇ ap is greater than or equal to the operation amount threshold TH ⁇ ap.
- the operation amount threshold value TH ⁇ ap is a threshold value for determining whether or not the driver is seeking rapid acceleration. A method for setting the operation amount threshold TH ⁇ ap will be described later with reference to FIG.
- step S17 If the continuous assist control is not required (S18: NO), the process proceeds to step S17. However, in this case, the maximum engine torque Teng_max is set as the target engine torque Teng_tar (Teng_tar ⁇ Teng_max). When continuous assist control is required (S18: YES), the process proceeds to step S19.
- step S19 the ECU 28 executes engine torque control and continuous assist control. Unlike step S17, in the engine torque control in step S19, the maximum engine torque Teng_max is set as the target engine torque Teng_tar.
- the continuous assist control will be described later with reference to FIG.
- FIG. 6 is an example showing the relationship among the engine speed Ne, the maximum engine torque Teng_max, and the engine output Peng in the present embodiment.
- Tcl_max is the maximum transmission torque Tcl_max of the clutch 36 (hereinafter also referred to as “maximum clutch transmission torque Tcl_max”).
- the maximum transmission torque Tcl_max is a maximum value of torque that the clutch 36 can transmit from the engine 32 and the CRK MOT 34 side to the rear wheel 30 side.
- the maximum transmission torque Tcl_max is the power transmission capacity of the clutch 36.
- the maximum engine torque Teng_max is equal to or less than the maximum clutch transmission torque Tcl_max.
- the maximum engine torque Teng_max exceeds the maximum clutch transmission torque Tcl_max.
- the region of the engine rotational speed Ne that exceeds Ne1 and falls below Ne2 is referred to as a first Ne region R1.
- a region where the engine speed Ne exceeds Ne2 is referred to as a second Ne region R2.
- the region of the engine speed Ne that is lower than Ne1 is referred to as a third Ne region R3.
- the maximum engine torque Teng_max is equal to or greater than the maximum clutch transmission torque Tcl_max, even if the CRK MOT torque Tcrk is generated, the sum of the maximum engine torque Teng_max and the CRK MOT torque Tcrk exceeds the maximum clutch transmission torque Tcl_max. In this case, since the clutch 36 is idled by an amount exceeding the maximum clutch transmission torque Tcl_max, it is not effective to generate the CRK MOT torque Tcrk. Therefore, in this embodiment, when the engine rotational speed Ne is Ne1 or more and Ne2 or less, the ECU 28 does not generate the CRK MOT torque Tcrk.
- the target total torque Ttotal_tar of the vehicle 10 can be achieved only by the maximum engine torque Teng_max. Therefore, when the engine rotational speed Ne is less than Ne1, the ECU 28 does not generate the CRK MOT torque Tcrk. However, the ECU 28 may generate the CRK MOT torque Tcrk when the target total torque Ttotal_tar cannot be achieved only by the maximum engine torque Teng_max even when the engine rotational speed Ne is lower than Ne1.
- the target total torque Ttotal_tar of the vehicle 10 cannot be achieved only by the maximum engine torque Teng_max (the specifications of the engine 32 and the clutch 36 are so).
- the ECU 28 when the engine rotation speed Ne exceeds Ne2, the ECU 28 generates the CRK MOT torque Tcrk.
- the instantaneous assist control is a control that instantaneously compensates the response delay of the engine torque Teng with the motor torque Tmot (particularly, the CRK MOT torque Tcrk) when the engine 32 is operated.
- the instantaneous assist control is used, for example, when switching from the MOT travel mode to the ENG travel mode (when the engine 32 is started) or when the transmission 38 is shifted up.
- the following steps are taken until the engine torque Teng reaches a target value (target total torque Ttotal_tar, etc.). That is, before ignition, the crankshaft (not shown) is rotated by the CRK MOT 34 to increase the engine rotational speed Ne. When the ignition timing comes, the engine 32 is ignited. After ignition, the engine speed Ne (engine torque Teng) is increased. The engine torque Teng reaches a target value (target total torque Ttotal_tar or the like).
- the ECU 28 causes the CRK MOT 34 to generate the assist torque Tcrk_asi until the engine torque Teng reaches the target value, thereby instantaneously compensating for the response delay of the engine torque Teng.
- the ECU 28 causes the CRK MOT 34 to generate the assist torque Tcrk_asi until the engine torque Teng reaches the target value after the start of the shift up, and instantaneously compensates for the response delay of the engine torque Teng.
- the maximum value of the assist torque Tcrk_asi in the instantaneous assist control may be calculated based on the discharge limit value Pbat_lim of the battery 60 and the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim (details are also described in the description of the continuous assist control). To explain.)
- the operation amount threshold value TH ⁇ ap is a threshold value of the AP operation amount ⁇ ap used for determination of motor assist (or hybrid mode).
- the operation amount threshold TH ⁇ ap is set in consideration of an AP operation amount ⁇ ap (hereinafter referred to as “kickdown threshold TH ⁇ kd” or “KD threshold TH ⁇ kd”) at which the kickdown switch 92 is turned on.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a relationship between the kick-down threshold TH ⁇ kd at which the kick-down switch 92 is turned on and the output voltage Vkd of the kick-down switch 92 in the present embodiment.
- the horizontal axis represents the AP operation amount ⁇ ap
- the vertical axis represents the output voltage Vkd of the kick-down switch 92.
- FIG. 7 shows three types of output voltages Vkd (that is, output voltages Vkd1, Vkd2, and Vkd3).
- the characteristic Vkd1 is a characteristic in which the output voltage Vkd is highest at the same AP operation amount ⁇ ap
- the characteristic Vkd2 is a characteristic in which the output voltage Vkd is lowest at the same AP operation amount ⁇ ap
- the characteristic Vkd3 is the same AP operation amount. It is a characteristic that an average output voltage Vkd is obtained at ⁇ ap.
- ⁇ ap_max is the maximum value of the AP operation amount ⁇ ap. At the maximum value ⁇ ap_max, the accelerator pedal 102 comes into contact with a stopper (not shown) and cannot be depressed any further.
- Rkd indicates a tolerance range for setting the kick-down threshold TH ⁇ kd. That is, in the same type of vehicle 10, the AP operation amount ⁇ ap (KD threshold TH ⁇ kd) at which the kick-down switch 92 is turned on is designed to fall within the tolerance range Rkd.
- the tolerance range Rkd is defined by a tolerance minimum value ⁇ kd_min and a tolerance maximum value ⁇ kd_max.
- the tolerance range Rkd is set to any value within ⁇ 5 to 10% of the design target value ⁇ kd_tar of the KD threshold TH ⁇ kd.
- the design target value ⁇ kd_tar is designed so that the output voltage Vkd of the kick-down switch 92 falls within the range of Vkd1 to Vkd2, for example, at any value of 75 to 90% of the maximum value ⁇ ap_max.
- the tolerance minimum value ⁇ kd_min or a value in the vicinity thereof is set as the operation amount threshold TH ⁇ ap.
- the continuous assist control (S19 in FIG. 5 and FIG. 8 described later) is started before the kick-down switch 92 is turned on.
- FIG. 8 is a flowchart of the continuous assist control of the present embodiment.
- the ECU 28 calculates the TRC MOT assist torque Ttrc_asi so that power is preferentially allocated to the TRC MOTs 52a and 52b over the CRK MOT 34 (details will be described later with reference to FIG. 9).
- step S32 the ECU 28 calculates the CRK MOT assist torque Tcrk_asi so that the electric power remaining after the allocation to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is allocated to the CRK MOT34 (details will be described later with reference to FIG. 12).
- step S33 the ECU 28 operates the TRC MOTs 52a and 52b based on the TRC MOT assist torque Ttrc_asi, and operates the CRK MOT34 based on the CRK MOT assist torque Tcrk_asi.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating the calculation of the TRC MOT assist torque Ttrc_asi in the continuous assist control according to the present embodiment.
- the ECU 28 when calculating the TRC MOT assist torque Ttrc_asi, the ECU 28 preferentially allocates power to the TRC MOTs 52a and 52b rather than the CRK MOT34.
- the ECU 28 includes a BAT discharge limit value calculation unit 200, a power-torque conversion unit 202, a TRC MOT output limit torque calculation unit 204, and a TRC MOT assist torque calculation unit 206.
- the BAT discharge limit value calculation unit 200 calculates a discharge limit value Pbat_lim of the battery 60 based on the temperature Hbat, SOC, and current Ibat of the battery 60.
- FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the discharge time Sd of the battery 60 and the discharge limit value Pbat_lim in the present embodiment.
- the horizontal axis represents the discharge time Sd [sec] of the battery 60
- the vertical axis represents the discharge limit value Pbat_lim [W].
- FIG. 10 shows values when the battery temperature Hbat and the SOC are predetermined values (fixed values) and the battery power Pbat changes along the discharge limit value Pbat_lim. From time t11 to time t12, the discharge limit value Pbat_lim is substantially constant at the maximum discharge value Pbat_max, but after time t12, the discharge limit value Pbat_lim continuously decreases.
- the discharge limit value Pbat_lim is stored in the storage unit 114 for each battery temperature Hbat, SOC, and discharge time Sd. Therefore, the ECU 28 can calculate the discharge limit value Pbat_lim corresponding to the combination of the battery temperature Hbat, the SOC, and the discharge time Sd.
- the power-torque converter 202 calculates a torque (discharge limit torque Tbat_lim) [Nm] corresponding to the discharge limit value Pbat_lim [W] using a theoretical value or a simulation value.
- the TRC MOT output limit torque calculation unit 204 uses the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim (hereinafter also referred to as “first limit torque Ttrc_lim”) based on the vehicle speed V. calculate.
- FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the vehicle speed V, the power consumption Ptrc of the TRC MOTs 52a and 52b, and the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim (first limit torque Ttrc_lim) in the present embodiment.
- the horizontal axis is the vehicle speed V [km / h]
- the vertical axis is the power consumption Ptrc and the first limit torque Ttrc_lim.
- the first limit torque Ttrc_lim becomes the maximum value
- the power consumption Ptrc of the TRC MOTs 52a and 52b approaches the maximum discharge value Pbat_max (same as in FIG. 10) of the battery 60.
- the power consumption Ptrc and the first limit torque Ttrc_lim decrease. For this reason, a deviation (power margin value) is generated between the maximum discharge value Pbat_max and the power consumption Ptrc.
- the CRK MOT 34 is operated using this power margin value (details will be described later).
- the first limit torque calculation unit 204 can calculate the first limit torque Ttrc_lim based on the vehicle speed V.
- the rotational speed (rotational speed) [rad / sec] of the TRC MOTs 52a and 52b per unit time is correlated with the vehicle speed V. Therefore, the first limit torque Ttrc_lim may be calculated based on the rotational speed of the CRK MOT 34 detected by a TRC MOT rotational speed sensor (not shown).
- the TRC MOT assist torque calculation unit 206 (hereinafter also referred to as “first assist torque calculation unit 206”) has a discharge limit torque Tbat_lim from the power-torque conversion unit 202 and a first limit torque from the first limit torque calculation unit 204. The smaller of Ttrc_lim is calculated as TRC MOT assist torque Ttrc_asi.
- the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is calculated based on the BAT discharge limit value Pbat_lim and the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim. Therefore, in a state where the AP operation amount ⁇ ap exceeds the operation amount threshold TH ⁇ ap, the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is independent of the AP operation amount ⁇ ap (in other words, even if the AP operation amount ⁇ ap changes) Note that TRC MOT assist torque Ttrc_asi does not change.
- FIG. 12 is a block diagram for explaining the calculation of the CRK MOT assist torque Tcrk_asi in the continuous assist control of the present embodiment.
- the ECU 28 allocates the remaining power to the CRK MOT 34 after the allocation to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi.
- the ECU 28 includes a torque-power conversion unit 210, a corrected discharge limit value calculation unit 212, and a power-torque.
- a conversion unit 214, a maximum clutch transmission torque calculation unit 216, a clutch transferable residual torque calculation unit 218, a CRK MOT output limit torque calculation unit 220, and a CRK MOT assist torque calculation unit 222 are provided.
- Torque-power converter 210 calculates the power (TRC MOT assist power Ptrc_asi) corresponding to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi calculated by the TRC MOT assist torque calculator 206. The calculation uses a theoretical value or a simulation value.
- the corrected discharge limit value calculation unit 212 calculates a deviation between the discharge limit value Pbat_lim calculated by the BAT discharge limit value calculation unit 200 and the TRC MOT assist power Ptrc_asi calculated by the torque-power conversion unit 210 as the corrected discharge limit value Pbat_lim2.
- Pbat_lim2 Pbat_lim ⁇ Ptrc_asi).
- the power-torque converter 214 calculates a torque (corrected discharge limit torque Tbat_lim2) corresponding to the corrected discharge limit value Pbat_lim2.
- Maximum clutch transmission torque calculator 216 calculates maximum clutch transmission torque Tcl_max based on clutch temperature Hcl. As described above with reference to FIG. 6, the maximum transmission torque Tcl_max is the maximum value of torque that the clutch 36 can transmit from the engine 32 and the CRK MOT 34 side to the rear wheel 30 side. In other words, the maximum transmission torque Tcl_max is the power transmission capacity of the clutch 36.
- the maximum clutch transmission torque Tcl_max decreases. Therefore, in this embodiment, the relationship between the clutch temperature Hcl and the maximum clutch transmission torque Tcl_max is stored in the storage unit 114 as a map. Then, the ECU 28 calculates the maximum clutch transmission torque Tcl_max based on the clutch temperature Hcl. Note that the maximum clutch transmission torque Tcl_max may be set as a fixed value without using the clutch temperature Hcl.
- the clutch transmittable residual torque calculation unit 218 calculates the difference between the maximum clutch transfer torque Tcl_max and the engine torque Teng as the clutch transmittable residual torque Tcl_rem.
- CRK MOT output limit torque calculation unit 220 The CRK MOT output limit torque calculation unit 220 (hereinafter also referred to as “second limit torque calculation unit 220”) is based on the vehicle speed V and the shift position Ps (gear stage), and CRK MOT output limit torque Tcrk_lim (hereinafter “second limit limit calculation unit 220”). Torque Tcrk_lim ”) is calculated.
- the second limit torque Tcrk_lim depends on the vehicle speed V and the shift position Ps (gear stage). Therefore, the ECU 28 calculates the second limit torque Tcrk_lim based on the vehicle speed V and the shift position Ps (gear stage). However, if the influence of the gear stage is slight, the ECU 28 may calculate the second limit torque Tcrk_lim based only on the vehicle speed V. Alternatively, the second limit torque Tcrk_lim may be calculated based on the number of rotations (rotation speed) [rad / sec] of the CRK MOT 34 per unit time detected by a CRK MOT rotation speed sensor (not shown).
- the CRK MOT assist torque calculation unit 222 calculates the smallest one of the corrected discharge limit torque Tbat_lim2, the clutch transferable residual torque Tcl_rem, and the second limit torque Tcrk_lim as the CRK MOT. Calculated as assist torque Tcrk_asi.
- the corrected discharge limit torque Tbat_lim2 corresponds to the corrected discharge limit value Pbat_lim2 as a deviation between the discharge limit value Pbat_lim and the TRC MOT assist power Ptrc_asi. For this reason, the electric power remaining after the allocation to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is allocated to the CRK MOT34.
- the second limit torque calculation unit 220 can calculate the second limit torque Tcrk_lim. Note that the second limit torque calculation unit 220 may limit the amount of change of the second limit torque Tcrk_lim per unit time in order to prevent the change of the second limit torque Tcrk_lim from becoming large.
- the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is calculated from the BAT discharge limit value Pbat_lim, the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim, and the CRK MOT output limit torque Tcrk_lim. Therefore, in a state where the AP operation amount ⁇ ap exceeds the operation amount threshold TH ⁇ ap, the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is independent from the AP operation amount ⁇ ap (in other words, even if the AP operation amount ⁇ ap changes) Note that CRK MOT assist torque Tcrk_asi does not change.
- FIG. 13A is a diagram illustrating a first example of a temporal change in the AP operation amount ⁇ ap in the present embodiment.
- the AP operation amount ⁇ ap is constant from time t21 to time t22.
- the AP operation amount ⁇ ap increases from time t22, and the AP operation amount ⁇ ap reaches the operation amount threshold TH ⁇ ap at time t23.
- the AP operation amount ⁇ ap further increases and reaches the maximum value ⁇ ap_max at time t24.
- the AP operation amount ⁇ ap remains constant at the maximum value ⁇ ap_max.
- FIG. 13B is a diagram illustrating an example of the target total torque Ttotal_tar, the target engine torque Teng_tar, and the TRC MOT assist torque Ttrc_asi corresponding to the AP operation amount ⁇ ap in FIG. 13A.
- FIG. 13C is a diagram illustrating an example of a gear stage corresponding to FIGS. 13A and 13B.
- the target total torque Ttotal_tar and the target engine torque Teng_tar are constant.
- the target total torque Ttotal_tar and the target engine torque Teng_tar also increase together.
- the ECU 28 starts continuous assist control by the TRC MOTs 52a and 52b (S19).
- the CRK MOT 34 also outputs the assist torque Tcrk_asi.
- the assist torque of the CRK MOT 34 will be described later with reference to FIGS. 14A to 14C.
- the ECU 28 increases the TRC MOT assist torque Ttrc_asi from the time t23.
- the ECU 28 shifts up the transmission 38.
- the gear is shifted up from the third speed to the fourth speed.
- the target engine torque Teng_tar temporarily decreases.
- the assist torque of the TRC MOTs 52a and 52b is basically unchanged.
- FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a temporal change in the AP operation amount ⁇ ap in the present embodiment.
- the AP operation amount ⁇ ap is constant from time t31 to time t33.
- the AP operation amount ⁇ ap increases from time t33, and the AP operation amount ⁇ ap reaches the operation amount threshold TH ⁇ ap at time t35.
- the AP operation amount ⁇ ap further increases and reaches the maximum value ⁇ ap_max at time t36.
- the AP operation amount ⁇ ap remains constant at the maximum value ⁇ ap_max.
- FIG. 14B is a diagram illustrating an example of the target engine torque Teng_tar, the engine generation torque Teng, and the CRK MOT assist torque Tcrk_asi corresponding to the AP operation amount ⁇ ap in FIG. 14A.
- FIG. 14C is a diagram illustrating an example of a CRK MOT assist torque Tcrk_asi corresponding to the AP operation amount ⁇ ap in FIG. 14A.
- the AP operation amount ⁇ ap is constant from time t31 to time t33, but the engine generation torque Teng decreases from time t32. This is because the engine rotation speed Ne has increased to Ne2 or more (see FIG. 6).
- the target engine torque Teng_tar is calculated according to the AP operation amount ⁇ ap, it is constant from time t31 to time t33. Therefore, a difference (deviation) occurs between the target engine torque Teng_tar and the engine generation torque Teng (see t32 to t33 in FIG. 14B).
- the difference (deviation) between the target engine torque Teng_tar and the engine generation torque Teng can be assisted (or compensated) by the CRK MOT34 or the TRC MOTs 52a and 52b.
- the assist (or compensation) by the CRK MOT 34 or the TRC MOTs 52a and 52b is not performed (see S18 in FIG. 5). Therefore, the difference between the target engine torque Teng_tar and the engine generation torque Teng is left as it is.
- the target engine torque Teng_tar reaches the maximum clutch transmission torque Tcl_max. For this reason, even if the AP operation amount ⁇ ap increases after time t34, the target engine torque Teng_tar becomes constant.
- the ECU 28 starts continuous assist control by the CRK MOT 34 (S19).
- region 300 of FIG. 6 is an area
- the ECU 28 generates the TRC MOT assist torque Ttrc_asi independently of the AP operation amount ⁇ ap (or the target engine torque Teng_tar corresponding thereto).
- the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is output as a value close to a fixed value. Therefore, the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is generated independently from the target engine torque Teng_tar.
- the sum of the engine generation torque Teng and the CRK MOT assist torque Tcrk_asi becomes equal to the target engine torque Teng_tar. Thereafter, when the engine generation torque Teng further decreases from time t38, the CRK MOT assist torque Tcrk_asi increases accordingly.
- the method of calculating the CRK MOT assist torque Tcrk_asi described in the continuous assist control can also be applied to the instantaneous assist control. That is, the maximum value of the assist torque Tcrk_asi can be calculated as the discharge limit value Pbat_lim of the battery 60 and the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim. Then, the ECU 28 limits the CRK MOT assist torque Tcrk_asi to instantaneously compensate the response delay of the engine torque Teng with the CRK MOT torque Tcrk to be equal to or less than the maximum value.
- the ECU 28 can calculate the TRC MOT output limit torque Ttrc_lim after calculating the CRK MOT assist torque Tcrk_asi first. In the instantaneous assist control, only the CRK MOT assist torque Tcrk_asi may be used.
- the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (additional power of the rotating electrical machine) is based on the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max (the power transmission capacity of the clutch 36) and the engine torque Teng (power). Is calculated (S32 in FIGS. 6 and 8, FIG. 12). Therefore, even when the CRK MOT 34 is disposed on the same side as the engine 32 with respect to the clutch 36 (FIG. 1) and the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is generated in addition to the engine torque Teng, the clutch 36 can be transmitted. The total torque Ttotal (total power) can be generated.
- the engine 32 can be suitably assisted by the CRK MOT 34.
- the ECU 28 calculates the CRK MOT assist torque Tcrk_asi based on the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max and the maximum engine torque Teng_max (maximum power of the internal combustion engine) (FIG. 6, S32 in FIG. 8, FIG. 12).
- the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is calculated based on the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max and the maximum engine torque Teng_max. Therefore, even when the CRK MOT 34 is disposed on the same side as the engine 32 with respect to the clutch 36 (FIG. 1) and the CRK MOT torque Tcrk is generated in addition to the maximum engine torque Teng_max, the clutch 36 can be transmitted within the range. It is possible to generate the total torque Ttotal. Therefore, a relatively large total torque Ttotal can be generated.
- the ECU 28 (power control device) includes a first Ne region R1 (first speed region) that is a region of the engine rotation speed Ne that can exceed the maximum clutch transmission torque Tcl_max by the engine torque Teng alone, and a first Ne.
- the ECU 28 when the engine rotational speed Ne is in the first Ne region R1 (S16 in FIG. 5: YES), the ECU 28 generates the engine torque Teng without the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (S17). Furthermore, when the engine rotational speed Ne is in the second Ne region R2 (S16: NO), the ECU 28 generates the engine torque Teng and the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (S19).
- first Ne region R1 the power consumption of the CRK MOT 34 is suppressed, while the relatively large total torque in the region where the engine rotational speed Ne is relatively high (second Ne region R2). Ttotal can be generated.
- the ECU 28 power control device
- the engine rotation speed Ne when the engine rotation speed Ne is in the second Ne region R2 (second speed region), when the operation amount ⁇ ap is lower than the operation amount threshold TH ⁇ ap (S18 in FIG. 5). : NO), continuous assist control (S19) is not performed.
- the generation of the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is prohibited.
- the vehicle 10 includes a kick down switch 92 for performing a kick down to shift down the transmission 38 when a predetermined depression operation is performed on the accelerator pedal 102 (FIG. 2). Further, the ECU 28 (power control device) sets the operation amount threshold value TH ⁇ ap to a value smaller than the kickdown threshold value TH ⁇ kd (FIG. 7), which is the operation amount ⁇ ap at which the kickdown switch 92 is turned on.
- the driver recognizes that the kick-down switch 92 has been turned on, the CRK MOT assist torque Tcrk_asi and the TRC MOT assist torque Ttrc_asi are generated. Accordingly, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable with respect to the absence of the CRK MOT assist torque Tcrk_asi and the TRC MOT assist torque Ttrc_asi, despite the kickdown being performed. .
- Vehicle 10 (Application Target)>
- the vehicle 10 that is an automobile is described (FIG. 1).
- this is not limited from the viewpoint of calculating the CRK MOT assist torque Tcrk_asi based on the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max and the engine torque Teng.
- any of an automatic tricycle and an automatic hexacycle may be used.
- the vehicle 10 has one engine 32 and three motors 34, 52a, 52b as a drive source (prime mover) (FIG. 1).
- the present invention is not limited to this.
- the vehicle 10 may have only one engine 32 and CRK MOT 34 as drive sources.
- the rear wheel 30 is driven by the rear wheel drive device 20 having the engine 32 and the first motor 34
- the front wheel 50 is driven by the front wheel drive device 22 having the second and third motors 52a and 52b (see FIG. 1).
- the present invention is not limited to this.
- FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a part of a vehicle 10A according to a modification of the present invention.
- the configurations of the rear wheel drive device 20 and the front wheel drive device 22 of the vehicle 10 according to the above-described embodiment are reversed. That is, the rear wheel drive device 20a of the vehicle 10A includes second and third travel motors 52a and 52b arranged on the rear side of the vehicle 10A. Further, the front wheel drive device 22a of the vehicle 10A includes an engine 32 and a first travel motor 34 arranged in series on the front side of the vehicle 10A.
- the combination of the engine 32 and the CRK MOT 34 is connected to the rear wheel 30, and the TRC MOTs 52a and 52b are connected to the front wheel 50 (FIG. 1).
- the combination of the engine 32 and the CRK MOT 34 is connected to the front wheel 50, and the TRC MOTs 52 a and 52 b are connected to the rear wheel 30. That is, the wheel (first wheel) to which the combination of the engine 32 and the CRK MOT 34 is connected is different from the wheel (second wheel) to which the TRC MOTs 52a and 52b are connected.
- the engine 32, the CRK MOT 34 and the TRC MOTs 52 a and 52 b may be connected to the front wheel 50.
- the engine 32 and the CRK MOT 34 may be connected to the front wheel 50 via the clutch 36, and the TRC MOTs 52 a and 52 b may be connected to the front wheel 50 without the clutch 36.
- the first to third travel motors 34, 52a, 52b are three-phase AC brushless type, but are not limited thereto.
- the first to third traveling motors 34, 52a, 52b may be a three-phase AC brush type, a single-phase AC type, or a DC type.
- the first to third travel motors 34, 52a, 52b are supplied with power from the high voltage battery 60, but in addition to this, may be supplied with power from the fuel cell.
- the drive ECU 28 performs control with the torques of the rear wheel drive device 20 and the front wheel drive device 22 as calculation targets (FIG. 5).
- the present invention is not limited to this.
- the drive ECU 28 can perform control with an output or driving force that can be converted into torque as a calculation target.
- Target engine torque Teng_tar when the target total torque Ttotal_tar is not equal to or less than the maximum engine torque Teng_max (S16: NO), the maximum engine torque Teng_max corresponding to the engine speed Ne is set as the target engine torque Teng_tar (S19 in FIG. 5 and the like).
- the target engine torque Teng_tar may be set so that the engine 32 is operated at a constant rotational speed Ne when the fuel efficiency of the engine 32 is high.
- a difference between the target total torque Ttotal_tar and the target engine torque Teng_tar may be generated by the CRK MOT 34 or the TRC MOTs 52a and 52b.
- instantaneous assist control is executed (S15) when switching from the MOT travel mode to the ENG travel mode (when the engine 32 is started) or the like (S14 in FIG. 5: YES).
- S15 instantaneous assist control
- instantaneous assist control can be omitted.
- the continuous assist control can be omitted.
- the continuous assist control (B-3-4-1. Timing of continuous assist control)
- the continuous assist control (S19) is executed only in the second Ne region R2 (FIG. 6).
- the continuous assist control may be executed in the third Ne region R3 in which the operation amount ⁇ ap is less than Ne1.
- the timing of the continuous assist control is determined based on the AP operation amount ⁇ ap (S18 in FIG. 5).
- the continuous assist control determines whether or not the vehicle 10 is cruising based on the vehicle speed V, the operation of the auto cruise control, etc., and prohibits the continuous assist control when cruising. It is also possible to do.
- the operation amount threshold TH ⁇ ap is set in consideration of the relationship with the kickdown threshold TH ⁇ kd (FIG. 7).
- the operation amount threshold value TH ⁇ ap can be set to other values without being limited thereto.
- both the CRK MOT assist torque Tcrk_asi and the TRC MOT assist torque Ttrc_asi are generated as the MOT assist torque Tmot_asi in the continuous assist control (FIGS. 4 and 8).
- this is not limited from the viewpoint of calculating the CRK MOT assist torque Tcrk_asi based on the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max and the engine torque Teng.
- the continuous assist control only the CRK MOT assist torque Tcrk_asi may be generated.
- the TRC MOT assist torque Ttrc_asi is generated in preference to the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (FIGS. 8, 9, and 12).
- the present invention is not limited to this.
- the CRK MOT assist torque Tcrk_asi may be generated in preference to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi.
- the MOT assist torque Tmot_asi is a value independent of the AP operation amount ⁇ ap (directly by increasing or decreasing the AP operation amount ⁇ ap). (A value that does not increase or decrease) (FIGS. 4, 9, and 12).
- the MOT assist torque Tmot_asi may be a value dependent on the AP operation amount ⁇ ap (a value that directly increases or decreases as the AP operation amount ⁇ ap increases or decreases).
- the MOT assist torque Tmot_asi may be obtained by combining a value independent of the AP operation amount ⁇ ap and a value dependent on the AP operation amount ⁇ ap.
- all of the BAT discharge limit torque Tbat_lim can be allocated to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi, and the remaining portion can be allocated to the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (FIGS. 9 and 12). ).
- the assist torque Tmot_asi is added to the engine torque Teng, this is not limited from the viewpoint of preferentially allocating power to the TRC MOTs 52a and 52b rather than the CRK MOT34 on the engine 32 side.
- a portion that exceeds half of the BAT discharge limit torque Tbat_lim (for example, 70 to 99%) can be allocated to the TRC MOT assist torque Ttrc_asi, while a portion that is less than half of the BAT discharge limit torque Tbat_lim (for example, 1 to 30%) ) Can be allocated to the CRK MOT assist torque Tcrk_asi.
- the difference between the maximum clutch transmission torque Tcl_max and the engine torque Teng can be set as the CRK MOT assist torque Tcrk_asi (FIG. 12).
- the CRK MOT assist torque Tcrk_asi is a variable value.
- the present invention is not limited to this.
- CRK MOT assist torque Tcrk_asi may be set as a fixed value.
- the determination of whether or not the target total torque Ttotal_tar in step S16 in FIG. 5 is equal to or less than the maximum engine torque Teng_max is replaced with the determination of whether or not the target total torque Ttotal_tar is less than the maximum engine torque Teng_max. be able to.
- the determination of whether or not the AP operation amount ⁇ ap is greater than or equal to the operation amount threshold TH ⁇ ap in step S18 in FIG. 5 can be replaced with the determination of whether or not the AP operation amount ⁇ ap exceeds the operation amount threshold TH ⁇ ap. is there.
- “accelerator pedal on state ( ⁇ ap> 0)” in FIG. 3 has a special meaning not to include the case where the AP operation amount ⁇ ap is zero in order to determine the accelerator pedal 102 on state.
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Abstract
回転電機により内燃機関を好適にアシストすることが可能な車両を提供する。車両(10)は、内燃機関(32)と、回転電機(34)と、トランスミッション(38)と、内燃機関(32)及び回転電機(34)の組合せとトランスミッション(38)との間に配置されたクラッチ(36)と、内燃機関(32)及び回転電機(34)の動力を制御する動力制御装置(28)とを備える。動力制御装置(28)は、クラッチ(36)の動力伝達容量と内燃機関(32)の動力との差異に基づいて回転電機(34)の付加動力を算出する。
Description
本発明は、エンジン及び回転電機により走行可能な車両に関する。
特開2015-123849号公報では、内燃機関と同じ車輪に接続される電動機と、内燃機関とは異なる車輪に接続される電動機の両方を有効活用することが可能な車両を提供することを目的としている([0006]、要約)。
当該目的を達成するため、特開2015-123849号公報(要約)では、車両10の動力制御装置28は、目標車両動力が順方向の動力であり且つ断接手段38a、38b(図1)が締結状態であるとき、第1電動機16、18及び内燃機関12の少なくとも一方により目標車両動力を満たすよう制御する。また、動力制御装置28は、目標車両動力が順方向の動力であり且つ断接手段38a、38bが解放状態であるとき、第2電動機14及び内燃機関12の少なくとも一方により目標車両動力を満たすよう制御する。
第1電動機16、18(後ろ側モータ16、18)は、内燃機関12のクラッチ102、104(図2)と異なるクラッチ38a、38b(図1)と接続される。また、第2電動機14(前側モータ14)は、内燃機関12と同じクラッチ102と接続される(図2、[0035]~[0057])。
特開2015-123849号公報では、内燃機関12及び第2電動機14が同時に走行用駆動力を生成する場合として、部分アシストモード(図3のS6、図4、図7、図8)及びフルアシストモード(図3のS7、図4~図6)が開示されている。
フルアシストモードでは、車速Vが第1車速閾値THv1を上回らない場合(図5のS11:NO)、後ろ側モータ16、18のアシストから前側モータ14へのアシストに切り替えるアシストモータ第1切替処理を行う(S14)。ステップS11の判定は、後ろ側モータ16、18の回転数Nmotを推定可能なものであれば、その他の指標でもよいとされている([0070])。部分アシストモードも同様である(図7のS21:NO→S24)。また、後ろ側モータ16、18の回転数Nmotを判定基準とするのは、後ろ側モータ16、18の過回転防止等のためとされている([0100]、[0104]、[0107])。
上記のように、特開2015-123849号公報では、内燃機関12のクラッチ102、104と異なるクラッチ38a、38bと接続される後ろ側モータ16、18の過回転防止等のために、後ろ側モータ16、18の代わりに前側モータ14が駆動する。しかしながら、内燃機関12と同じクラッチ102と接続される前側モータ14の活用範囲は拡大の余地がある。
例えば、一般的な内燃機関は高回転領域で作動する際、回転速度が高くなるに連れて動力(トルク)が減少する傾向を示す。特開2015-123849号公報の構成においてそのような傾向が存在する場合でも、内燃機関12の動力がクラッチ102、104の動力伝達容量以上であれば、内燃機関12の動力のみでも、クラッチ102、104の動力伝達容量又はその近傍の値を発生することができる。
しかしながら、高回転領域では内燃機関12の動力がクラッチ102、104の動力伝達容量を下回る場合、内燃機関12の動力のみでは、クラッチ102、104の動力伝達容量又はその近傍の値に到達することができない。その場合、クラッチ102、104を介して伝達可能な動力を大きくする余地がある。
また、クラッチ102、104の動力伝達容量に着目した前側モータ14の制御は、低回転領域に応用することもできる。
本発明は、上記のような課題を考慮してなされたものであり、回転電機により内燃機関を好適にアシストすることが可能な車両を提供することを目的とする。
本発明に係る車両は、
内燃機関と、
回転電機と、
トランスミッションと、
前記内燃機関及び前記回転電機の組合せと前記トランスミッションとの間に配置されたクラッチと、
前記内燃機関及び前記回転電機の動力を制御する動力制御装置と
を備えるものであって、
前記動力制御装置は、前記クラッチの動力伝達容量と前記内燃機関の動力との差異に基づいて前記回転電機の付加動力を算出する
ことを特徴とする。
内燃機関と、
回転電機と、
トランスミッションと、
前記内燃機関及び前記回転電機の組合せと前記トランスミッションとの間に配置されたクラッチと、
前記内燃機関及び前記回転電機の動力を制御する動力制御装置と
を備えるものであって、
前記動力制御装置は、前記クラッチの動力伝達容量と前記内燃機関の動力との差異に基づいて前記回転電機の付加動力を算出する
ことを特徴とする。
本発明によれば、クラッチの動力伝達容量と内燃機関の動力との差異に基づいて回転電機の付加動力を算出する。このため、クラッチに対して回転電機が内燃機関と同じ側に配置され且つ内燃機関の動力に加えて回転電機の動力を発生させる場合でも、クラッチが伝達可能な範囲での合計動力を発生させることが可能となる。従って、例えば、内燃機関の動力がクラッチの動力伝達容量を超えない範囲において、車両全体でより大きな動力を発生させる又はより素早く動力を増加若しくは減少させることが可能となる。よって、回転電機により内燃機関を好適にアシストすることが可能となる。
前記動力制御装置は、前記クラッチの前記動力伝達容量と前記内燃機関の最大動力との差異に基づいて前記回転電機の前記付加動力を算出してもよい。上記によれば、クラッチの動力伝達容量と内燃機関の最大動力との差異に基づいて回転電機の付加動力を算出する。このため、クラッチに対して回転電機が内燃機関と同じ側に配置され且つ内燃機関の最大動力に加えて回転電機の動力を発生させる場合でも、クラッチが伝達可能な範囲での合計動力を発生させることが可能となる。従って、比較的大きな合計動力を発生させることができる。
前記動力制御装置は、前記内燃機関の動力単独で前記クラッチの動力伝達容量を上回ることができる前記内燃機関の回転速度の領域である第1速度領域と、前記第1速度領域よりも高く且つ前記内燃機関の動力単独では前記クラッチの動力伝達容量を上回ることができない前記回転速度の領域である第2速度領域とを設定してもよい。また、前記動力制御装置は、前記回転速度が前記第1速度領域にあるとき、前記回転電機の前記付加動力なしに前記内燃機関の動力を発生させてもよい。さらに、前記動力制御装置は、前記回転速度が前記第2速度領域にあるとき、前記内燃機関の動力と前記回転電機の前記付加動力を発生させてもよい。
これにより、内燃機関の回転速度が比較的低い領域(第1速度領域)では回転電機の電力消費を抑制しつつ、内燃機関の回転速度が比較的高い領域(第2速度領域)において比較的大きな合計動力を発生させることが可能となる。
前記動力制御装置は、前記回転速度が前記第2速度領域にあっても、アクセルペダルの操作量が操作量閾値よりも低いとき、前記回転電機の前記付加動力の発生を禁止してもよい。これにより、運転者に加速意図がない場合又は運転者の加速意図が弱い場合、回転電機による電力消費を抑制することが可能となる。このため、運転者の加速意図に合わせた電力管理(例えば加速意図が低い場合の省電力)を図ることが可能となる。
前記車両は、前記アクセルペダルに所定の踏込み操作がなされたとき前記トランスミッションをシフトダウンさせるキックダウンを行うためのキックダウンスイッチを備えてもよい。前記動力制御装置は、前記キックダウンスイッチがオンとなる前記操作量であるキックダウン閾値よりも小さい値に前記操作量閾値を設定してもよい。
これにより、キックダウンスイッチがオンになったことを運転者が認識する際は、回転電機の付加動力が発生していることとなる。従って、キックダウンが行われているにもかかわらず、回転電機の付加動力が発生していないことに対して運転者に違和感が発生することを回避することが可能となる。
A.一実施形態
<A-1.構成>
[A-1-1.全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10の一部の概略構成図である。車両10は、後輪駆動装置20と、前輪駆動装置22と、電力系24と、センサ類26と、駆動電子制御装置28(以下「駆動ECU28」又は「ECU28」という。)とを有する。
<A-1.構成>
[A-1-1.全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10の一部の概略構成図である。車両10は、後輪駆動装置20と、前輪駆動装置22と、電力系24と、センサ類26と、駆動電子制御装置28(以下「駆動ECU28」又は「ECU28」という。)とを有する。
後輪駆動装置20は、左後輪30l及び右後輪30r(以下「後輪30l、30r」又は「後輪30」と総称する。)を駆動する。後輪駆動装置20は、エンジン32、第1走行モータ34、クラッチ36及びトランスミッション38を備える。
前輪駆動装置22は、左前輪50l及び右前輪50r(以下「前輪50l、50r」又は「前輪50」と総称する。)を駆動する。前輪駆動装置22は、第2走行モータ52a及び第3走行モータ52bを備える。後輪駆動装置20と前輪駆動装置22とは、機械的に非接続とされ、別個独立に設けられる。
電力系24は、第1~第3走行モータ34、52a、52bに電力を供給するものであり、高電圧バッテリ60及び第1~第3インバータ62、64、66を有する。駆動ECU28は、エンジン32及び第1~第3走行モータ34、52a、52bの動力を制御する。
[A-1-2.後輪駆動装置20]
後輪駆動装置20では、例えば、中負荷のときにエンジン32のみによる駆動を行い、高負荷のときにエンジン32及び第1モータ34による駆動を行う。車両10が低負荷のときに第1モータ34のみによる駆動を行ってもよい。
後輪駆動装置20では、例えば、中負荷のときにエンジン32のみによる駆動を行い、高負荷のときにエンジン32及び第1モータ34による駆動を行う。車両10が低負荷のときに第1モータ34のみによる駆動を行ってもよい。
エンジン32(内燃機関)は、例えば、6気筒型エンジンであるが、2気筒、4気筒又は8気筒型等のその他のエンジンであってもよい。また、エンジン32は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等のエンジンとすることができる。
図1では、エンジン32及び第1走行モータ34は、後輪30との連結関係を理解し易いように、後輪30の近傍に配置されているが、車両10の前側に設けられたエンジンルーム(図示せず)内に配置してもよい。そして、トランスミッション38は、プロペラシャフト68を介して後輪30に接続されてもよい。
第1走行モータ34(回転電機)は、車両10の走行動力を生成すると共に、エンジン32の動力による発電を行う。さらに、第1走行モータ34は、エンジン32の始動に際してエンジン32の図示しないクランク軸を回転させるクランキングを行う。
第1モータ34は、例えば、3相交流ブラシレス式であるが、3相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。第1モータ34の仕様は、第2モータ52a及び第3モータ52bと等しくても異なるものであってもよい。第1モータ34は、いずれも正転(車両10を前進させる回転)方向のトルク発生及び逆転(車両10を後進させる回転)方向のトルク発生が可能である。
以下では、第1走行モータ34をクランキングモータ34、CRK MOT34又はモータ34ともいう。本実施形態では、第1走行モータ34とは別のクランキングモータ(又はセルモータ)は設けないが、そのような別のクランキングモータを設けてもよい。また、エンジン32及び第1走行モータ34の動力を後輪動力ともいう。
クラッチ36は、エンジン32及びCRK MOT34の組合せとトランスミッション38との間に配置される。クラッチ36がオン(接続状態)の場合、エンジン32及びCRK MOT34の動力を後輪30に伝達可能であると共に、後輪30からの動力をCRK MOT34に伝達して回生可能である。クラッチ36がオフ(非接続状態)の場合、エンジン32及びCRK MOT34の動力は後輪30に伝達されない。この場合、エンジン32の動力によりCRK MOT34で発電可能である。
本実施形態のトランスミッション38は、オートマチック・トランスミッションである。しかしながら、トランスミッション38は、マニュアル・トランスミッション等の別のトランスミッションであってもよい。
[A-1-3.前輪駆動装置22]
第2モータ52aは、その出力軸が左前輪50lの回転軸に接続されており、左前輪50lに駆動力を伝達する。第3モータ52bは、その出力軸が右前輪50rの回転軸に接続されており、右前輪50rに駆動力を伝達する。第2走行モータ52a及び第3走行モータ52bと前輪50との間には図示しないクラッチ及び/又は減速機を設けてもよい。
第2モータ52aは、その出力軸が左前輪50lの回転軸に接続されており、左前輪50lに駆動力を伝達する。第3モータ52bは、その出力軸が右前輪50rの回転軸に接続されており、右前輪50rに駆動力を伝達する。第2走行モータ52a及び第3走行モータ52bと前輪50との間には図示しないクラッチ及び/又は減速機を設けてもよい。
第2走行モータ52a及び第3走行モータ52bは、車両10の走行動力を生成すると共に、前輪50からの動力による発電を行う。以下では、第2走行モータ52a及び第3走行モータ52bをTRC MOT52a、52b又はモータ52a、52bともいうと共に、TRC MOT52又はモータ52と総称する。また、前輪駆動装置22から前輪50に伝達される動力を前輪動力という。
第2モータ52a及び第3モータ52bは、例えば、3相交流ブラシレス式であるが、3相交流ブラシ式、単相交流式、直流式等のその他のモータであってもよい。第2モータ52a及び第3モータ52bの仕様は、第1モータ34と等しくても異なるものであってもよい。
[A-1-4.電力系24]
高電圧バッテリ60は、第1~第3インバータ62、64、66を介して第1~第3モータ34、52a、52bに電力を供給すると共に、第1~第3モータ34、52a、52bからの回生電力Pregを充電する。
高電圧バッテリ60は、第1~第3インバータ62、64、66を介して第1~第3モータ34、52a、52bに電力を供給すると共に、第1~第3モータ34、52a、52bからの回生電力Pregを充電する。
バッテリ60は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。バッテリ60の代わりに、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。なお、バッテリ60と第1~第3インバータ62、64、66との間に図示しないDC/DCコンバータを設け、バッテリ60の出力電圧又は第1~第3モータ34、52a、52bの出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。
第1~第3インバータ62、64、66は、3相フルブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行う。すなわち、第1~第3インバータ62、64、66は、直流を3相の交流に変換して第1~第3モータ34、52a、52bに供給する。また、第1~第3インバータ62、64、66は、第1~第3モータ34、52a、52bの回生動作に伴う交流/直流変換後の直流をバッテリ60に供給する。
[A-1-5.センサ類26]
図2は、本実施形態のセンサ類26及びECU28の詳細を示すブロック図である。図2に示すように、センサ類26には、アクセルペダルセンサ80と、車速センサ82と、エンジン回転速度センサ84と、エンジントルクセンサ86と、クラッチ温度センサ88と、シフト位置センサ90と、キックダウンスイッチ92と、バッテリ温度センサ94と、SOCセンサ96、バッテリ電圧センサ98と、バッテリ電流センサ100とが含まれる。
図2は、本実施形態のセンサ類26及びECU28の詳細を示すブロック図である。図2に示すように、センサ類26には、アクセルペダルセンサ80と、車速センサ82と、エンジン回転速度センサ84と、エンジントルクセンサ86と、クラッチ温度センサ88と、シフト位置センサ90と、キックダウンスイッチ92と、バッテリ温度センサ94と、SOCセンサ96、バッテリ電圧センサ98と、バッテリ電流センサ100とが含まれる。
アクセルペダルセンサ80(以下「APセンサ80」ともいう。)は、アクセルペダル102の操作量θap(以下「AP操作量θap」ともいう。)[%]を検出する。車速センサ82は、車両10の車速V[km/h]を検出する。
エンジン回転速度センサ84(以下「Neセンサ84」ともいう。)は、単位時間当たりのエンジン回転数としてのエンジン回転速度Ne[rpm]を検出する。エンジントルクセンサ86(以下「トルクセンサ86」ともいう。)は、エンジン32が生成したトルクTeng(以下「エンジントルクTeng」又は「エンジン生成トルクTeng」ともいう。)を検出する。
クラッチ温度センサ88は、クラッチ36の温度Hcl(以下「クラッチ温度Hcl」ともいう。)を検出する。シフト位置センサ90は、シフト位置Psを検出する。シフト位置Psには、トランスミッション38のギア段も含まれる。シフト位置Psは、シフトチェンジ(特にシフトアップ)の最中であるか否かを判定するために用いられる。
キックダウンスイッチ92は、アクセルペダル102の操作量θapに基づいて運転者のキックダウン操作を検出してキックダウン信号Skdを出力する。キックダウンスイッチ92は、アクセルペダル102に所定の踏込み操作がなされたときトランスミッション38をシフトダウンさせるキックダウンを行うために用いられる(詳細は、図7等を参照して後述する。)。
バッテリ温度センサ94(以下「BAT温度センサ94」ともいう。)は、バッテリ60の温度Hbat(以下「バッテリ温度Hbat」ともいう。)を検出する。SOCセンサ96は、バッテリ60のSOCを検出する。バッテリ電圧センサ98(以下「BAT電圧センサ98」ともいう。)は、バッテリ60の入出力電圧Vbat(以下「電圧Vbat」又は「バッテリ電圧Vbat」ともいう。)を検出する。バッテリ電流センサ100(以下「BAT電流センサ100」ともいう。)は、バッテリ60の入出力電流Ibat(以下「電流Ibat」又は「バッテリ電流Ibat」ともいう。)を検出する。バッテリ60の温度Hbat、電圧Vbat及び電流Ibatは、バッテリ60の放電限界値Pbat_lim(出力限界)の算出に用いられる。
[A-1-6.駆動ECU28]
駆動ECU28は、エンジン32及び第1~第3インバータ62、64、66を制御することにより、エンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの出力を制御する。さらに、駆動ECU28は、エンジン32及び第1~第3インバータ62、64、66に加え、クラッチ36及びトランスミッション38を制御することにより、車両10全体の動力Fvを制御する。
駆動ECU28は、エンジン32及び第1~第3インバータ62、64、66を制御することにより、エンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの出力を制御する。さらに、駆動ECU28は、エンジン32及び第1~第3インバータ62、64、66に加え、クラッチ36及びトランスミッション38を制御することにより、車両10全体の動力Fvを制御する。
図2に示すように、ECU28は、入出力部110と、演算部112と、記憶部114とを有する。入出力部110は、ECU28とその他の部位との間の信号の入出力を行うものである。入出力部110は、乗員(運転者を含む。)の操作入出力装置(HMI:Human-Machine Interface)を含んでもよい。
演算部112は、記憶部114に記憶されているプログラムを実行することにより、車両10の動力Fvを制御するものであり、例えば、中央処理装置(CPU)から構成される。図2に示すように、演算部112は、統括制御部120と、エンジン制御部122と、クランクモータ制御部124と、トラクションモータ制御部126と、クラッチ制御部128と、トランスミッション制御部130とを含む。
統括制御部120は、車両10全体の動力Fvを管理する。統括制御部120は、モータ走行モード制御部150と、エンジン走行モード制御部152と、モード切替部154とを有する。
モータ走行モード制御部150(以下「MOT走行モード制御部150」ともいう。)は、車両10の走行モードがモータ走行モードであるときの各種制御を行う。
エンジン走行モード制御部152(以下「ENG走行モード制御部152」ともいう。)は、車両10の走行モードがエンジン走行モードであるときの各種制御を行う。ENG走行モード制御部152は、瞬間的アシスト制御部160と、継続的アシスト制御部162とを有する。瞬間的アシスト制御部160は、後述する瞬間的アシスト制御を実行する。継続的アシスト制御部162は、後述する継続的アシスト制御を実行する。
モード切替部154は、走行モードの切替えを行う。
エンジン制御部122(以下「ENG制御部122」ともいう。)は、燃料噴射量の調整、エンジン32の点火制御、スロットル弁(図示せず)の開度調整等を介してエンジン32を制御する。
クランクモータ制御部124(以下「CRK MOT制御部124」ともいう。)は、インバータ62の制御等を介してCRK MOT34を制御する。トラクションモータ制御部126(以下「TRC MOT制御部126」ともいう。)は、インバータ64、66の制御等を介してTRC MOT52a、52bを制御する。クラッチ制御部128は、クラッチ36の接続状態を制御する。
トランスミッション制御部130(以下「TM制御部130」ともいう。)は、AP操作量θap、車速V、キックダウン信号Skd等を用いてトランスミッション38のギア段を制御する。
記憶部114(図2)は、演算部112が利用するプログラム及びデータを記憶する。記憶部114は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(以下「RAM」という。)を備える。RAMとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部114は、RAMに加え、リード・オンリー・メモリ(以下「ROM」という。)を有してもよい。
なお、本実施形態では、演算部112が用いるプログラム及びデータは、車両10の記憶部114に記憶されていることを想定している。しかしながら、例えば、入出力部110に含まれる無線装置(図示せず)を介して外部サーバ(図示せず)からプログラム及びデータの一部を取得してもよい。
また、駆動ECU28は、複数のECUを組み合わせたものであってもよい。例えば、エンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bそれぞれに対応して設けた複数のECUと、エンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの駆動状態を管理するECUとにより駆動ECU28を構成してもよい。
<A-2.車両動力制御>
[A-2-1.概要]
本実施形態では、TRC MOT52a、52bにより車両10を駆動するモータ走行モードと、主としてエンジン32により車両10を駆動するエンジン走行モードとを用いる。エンジン走行モードは、必要に応じてモータ34、52a、52bによる付加動力(本実施形態での制御上は付加トルク)を付加するハイブリッドモードを含む。
[A-2-1.概要]
本実施形態では、TRC MOT52a、52bにより車両10を駆動するモータ走行モードと、主としてエンジン32により車両10を駆動するエンジン走行モードとを用いる。エンジン走行モードは、必要に応じてモータ34、52a、52bによる付加動力(本実施形態での制御上は付加トルク)を付加するハイブリッドモードを含む。
本実施形態において、ECU28のモード切替部154は、主として車速V及びAP操作量θapに応じて走行モードを切り替える。例えば、ECU28は、車両10が低車速であり且つAP操作量θapが操作量閾値THθapを超えないときにモータ走行モードを選択する。また、ECU28は、車両10が中車速又は高車速であり且つAP操作量θapが操作量閾値THθapを超えないときにエンジン走行モードを選択する。さらに、エンジン走行モードにおいてAP操作量θapが操作量閾値THθapを超えるときハイブリッドモードを選択する。
低車速のときには、クラッチ36によりエンジン32とトランスミッション38とを切り離した状態(又は接続した状態)でエンジン32によりCRKモータ14を駆動させることでCRKモータ14による発電を行い、その発電電力をTRCモータ16、18若しくは図示しない補機に供給し又はバッテリ60に充電することもできる。換言すると、CRKモータ14を発電機として用いることもできる。
さらに、ECU28は、車速V毎にAP操作量θap等を用いてエンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの動力を制御する。本実施形態の制御上、エンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの動力は、トルク[Nm]で制御する。但し、単位をニュートン(N)とする駆動力でエンジン32及び第1~第3モータ34、52a、52bの動力を制御してもよい。
以下では、エンジン32のトルクをエンジントルクTeng又はトルクTengという。第1モータ34のトルクをCRK MOTトルクTcrk、モータトルクTcrk又はトルクTcrkという。エンジン32をアシストする場合のトルクTcrkを、特にCRK MOTアシストトルクTcrk_asi又はアシストトルクTcrk_asiともいう。第2モータ52a及び第3モータ52bのトルクをTRC MOTトルクTtrc、モータトルクTtrc又はトルクTtrcという。エンジン32をアシストする場合のトルクTtrcを、特にTRC MOTアシストトルクTtrc_asi又はアシストトルクTtrc_asiともいう。また、第1~第3モータ34、52a、52bのトルクをモータトルクTmot又はトルクTmotと総称する。エンジン32をアシストする場合のトルクTmotを、特にモータアシストトルクTmot_asi又はアシストトルクTmot_asiともいう。
[A-2-2.モータアシスト制御]
エンジン走行モード(ハイブリッドモードを含む。)において、ECU28は、モータ34、52a、52bがエンジン32をアシストするモータアシスト制御を実行する。モータアシスト制御は、エンジン32を主体として車両10を駆動するためにエンジン32を作動させる場合又はエンジン32を主体として車両10を駆動している場合に用いられる。
エンジン走行モード(ハイブリッドモードを含む。)において、ECU28は、モータ34、52a、52bがエンジン32をアシストするモータアシスト制御を実行する。モータアシスト制御は、エンジン32を主体として車両10を駆動するためにエンジン32を作動させる場合又はエンジン32を主体として車両10を駆動している場合に用いられる。
モータアシスト制御は、瞬間的アシスト制御と、継続的アシスト制御を含む。瞬間的アシスト制御は、エンジン32の作動に際し、エンジントルクTengの応答遅れをモータトルクTmot(本実施形態では特にCRK MOTトルクTcrk)で瞬間的に補う制御である。継続的アシスト制御は、エンジントルクTengに対する付加トルクとしてモータトルクTmot(本実施形態ではCRK MOTトルクTcrk及びTRC MOTトルクTtrc)を継続的に付加する制御である。
瞬間的アシスト制御に関し、エンジントルクTengの応答遅れは、例えば、エンジン32の始動時にエンジントルクTengが目標エンジントルクTeng_tarに到達するまでの応答遅れを含む。また、エンジントルクTengの応答遅れは、トランスミッション38のシフトアップに伴ってエンジントルクTengが目標エンジントルクTeng_tarに到達するまでの遅れを含む。
図3は、本実施形態のモータアシスト制御において作動するモータとAP操作量θapの関係を示す図である。図3に示すように、瞬間的アシスト制御の場合、アクセルペダル102がオンであれば(換言すると、AP操作量θapが例えばゼロを上回れば)、CRK MOT34は作動するが、TRC MOT52a、52bは作動しない。
継続的アシスト制御の場合、アクセルペダル102の踏込みが大きく(換言すると、AP操作量θapが操作量閾値THθap以上であれば)、CRK MOT34及びTRC MOT52a、52bが作動する。
図4は、本実施形態のエンジン走行モードにおいて、高車速時のAP操作量θapと各駆動源(エンジン32、第1~第3モータ34、52a、52b)のトルクとの関係を示す図である。図4に示すように、図4では、AP操作量θapが操作量閾値THθapを下回る場合、エンジン32のみを作動させる。また、AP操作量θapが操作量閾値THθap以上である場合、エンジン32に加え、CRK MOT34及びTRC MOT52a、52bを作動させる(継続的アシスト制御)。これにより、エンジントルクTeng及びアシストトルクTcrk_asi、Ttrc_asiを発生させる。
図4に示すように、AP操作量θapが操作量閾値THθap以上である場合、継続的アシスト制御でのモータトルクTmotは、AP操作量θapにかかわらず略一定(又は実質的に固定値)である(詳細は、図8、図9、図12を参照して後述する。)。
[A-2-3.エンジン走行モードでの車両動力制御]
(A-2-3-1.概要)
図5は、本実施形態のエンジン走行モードでの車両動力制御のフローチャートである。ステップS11において、ECU28は、AP操作量θap、車速V、シフト位置Ps及びエンジン回転速度Neを取得する。ステップS12において、ECU28は、AP操作量θap、車速V及びシフト位置Psに基づいて目標合計トルクTtotal_tarを算出する。目標合計トルクTtotal_tarは、車両10全体での目標トルクである。
(A-2-3-1.概要)
図5は、本実施形態のエンジン走行モードでの車両動力制御のフローチャートである。ステップS11において、ECU28は、AP操作量θap、車速V、シフト位置Ps及びエンジン回転速度Neを取得する。ステップS12において、ECU28は、AP操作量θap、車速V及びシフト位置Psに基づいて目標合計トルクTtotal_tarを算出する。目標合計トルクTtotal_tarは、車両10全体での目標トルクである。
ステップS13において、ECU28は、エンジン回転速度Neを用いて最大エンジントルクTeng_maxを算出する(詳細は、図6を参照して後述する。)。
ステップS14において、ECU28は、瞬間的アシスト制御を要するか否かを判定する。例えば、ECU28は、以下の場合に瞬間的アシスト制御を要すると判定する。
・MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)
・シフト位置Psに基づいてシフトアップが行われたと判定した場合
・MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)
・シフト位置Psに基づいてシフトアップが行われたと判定した場合
瞬間的アシスト制御を要すると判定した場合(S14:YES)、ステップS15において、ECU28は、瞬間的アシスト制御を実行する(詳細は後述する。)。瞬間的アシスト制御を要すると判定しなかった場合(S14:NO)、ステップS16に進む。
ステップS16において、ECU28は、ステップS12で算出した目標合計トルクTtotal_tarが、ステップS13で算出した最大エンジントルクTeng_max以下であるか否かを判定する。目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max以下である場合(S16:YES)、ステップS17に進む。
ステップS17において、ECU28は、エンジントルク制御を実行する。エンジントルク制御では、目標合計トルクTtotal_tarを目標エンジントルクTeng_tarとしてエンジン32を制御する。ステップS17では、モータアシストは行わない。
ステップS16に戻り、目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max以下でない場合(S16:NO)、ステップS18において、ECU28は、継続的アシスト制御を要するか否かを判定する。例えば、ECU28は、AP操作量θapが操作量閾値THθap以上であるか否かを判定する。操作量閾値THθapは、運転者が急加速を求めているか否かを判定する閾値である。操作量閾値THθapの設定方法については図7を参照して後述する。
継続的アシスト制御を要さない場合(S18:NO)、ステップS17に進む。但し、この場合、最大エンジントルクTeng_maxを目標エンジントルクTeng_tarとする(Teng_tar←Teng_max)。継続的アシスト制御を要する場合(S18:YES)、ステップS19に進む。
ステップS19において、ECU28は、エンジントルク制御及び継続的アシスト制御を実行する。ステップS17と異なり、ステップS19のエンジントルク制御では、最大エンジントルクTeng_maxを目標エンジントルクTeng_tarとする。継続的アシスト制御については、図8等を参照して後述する。
(A-2-3-2.最大エンジントルクTeng_maxの算出(図5のS13))
図6は、本実施形態におけるエンジン回転速度Neと最大エンジントルクTeng_maxとエンジン出力Pengとの関係を示す一例である。図6において、Tcl_maxは、クラッチ36の最大伝達トルクTcl_max(以下「最大クラッチ伝達トルクTcl_max」ともいう。)である。最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36がエンジン32及びCRK MOT34側から後輪30側に伝達可能なトルクの最大値である。換言すると、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36の動力伝達容量である。
図6は、本実施形態におけるエンジン回転速度Neと最大エンジントルクTeng_maxとエンジン出力Pengとの関係を示す一例である。図6において、Tcl_maxは、クラッチ36の最大伝達トルクTcl_max(以下「最大クラッチ伝達トルクTcl_max」ともいう。)である。最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36がエンジン32及びCRK MOT34側から後輪30側に伝達可能なトルクの最大値である。換言すると、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36の動力伝達容量である。
エンジン回転速度NeがNe1以下又はNe2以上である場合、最大エンジントルクTeng_maxは、最大クラッチ伝達トルクTcl_max以下となる。一方、エンジン回転速度NeがNe1を上回り且つNe2を下回る場合、最大エンジントルクTeng_maxは、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを上回る。以下では、Ne1を上回り且つNe2を下回るエンジン回転速度Neの領域を、第1Ne領域R1という。また、Ne2を上回るエンジン回転速度Neの領域を、第2Ne領域R2という。さらに、Ne1を下回るエンジン回転速度Neの領域を、第3Ne領域R3という。
最大エンジントルクTeng_maxが最大クラッチ伝達トルクTcl_max以上の場合、CRK MOTトルクTcrkを発生させても、最大エンジントルクTeng_maxとCRK MOTトルクTcrkの合計が最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを上回ってしまう。この場合、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを上回る分はクラッチ36が空回りするため、CRK MOTトルクTcrkを発生させても効果的ではない。そのため、本実施形態では、エンジン回転速度NeがNe1以上且つNe2以下の場合、ECU28は、CRK MOTトルクTcrkを発生させない。
また、本実施形態では、エンジン回転速度NeがNe1を下回る場合、最大エンジントルクTeng_maxのみで車両10の目標合計トルクTtotal_tarを達成可能である。このため、エンジン回転速度NeがNe1未満の場合、ECU28は、CRK MOTトルクTcrkを発生させない。但し、エンジン回転速度NeがNe1を下回るときでも、最大エンジントルクTeng_maxのみでは目標合計トルクTtotal_tarを達成できない場合等には、ECU28は、CRK MOTトルクTcrkを発生させてもよい。
本実施形態では、エンジン回転速度NeがNe2を上回る場合、最大エンジントルクTeng_maxのみで車両10の目標合計トルクTtotal_tarを達成できない(エンジン32及びクラッチ36の仕様がそのようになっている。)。この場合、エンジン回転速度NeがNe2を上回る場合、ECU28は、CRK MOTトルクTcrkを発生させる。
(A-2-3-3.瞬間的アシスト制御)
上記のように、瞬間的アシスト制御は、エンジン32の作動に際し、エンジントルクTengの応答遅れをモータトルクTmot(特にCRK MOTトルクTcrk)で瞬間的に補う制御である。瞬間的アシスト制御は、例えば、MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)又はトランスミッション38のシフトアップ時に用いられる。
上記のように、瞬間的アシスト制御は、エンジン32の作動に際し、エンジントルクTengの応答遅れをモータトルクTmot(特にCRK MOTトルクTcrk)で瞬間的に補う制御である。瞬間的アシスト制御は、例えば、MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)又はトランスミッション38のシフトアップ時に用いられる。
エンジン32を始動する場合、エンジントルクTengが目標値(目標合計トルクTtotal_tar等)に到達するまでには、次のようなステップを踏む。すなわち、まず点火前にCRK MOT34によりクランクシャフト(図示せず)を回転させてエンジン回転速度Neを増加させる。点火タイミングになったらエンジン32を点火する。点火の後、エンジン回転速度Ne(エンジントルクTeng)を増加させる。エンジントルクTengが目標値(目標合計トルクTtotal_tar等)に到達する。
以上のようなステップでは、CRK MOT34がトルクTcrkを生成する場合と比較して、長い時間を要する。そこで、ECU28は、エンジン32の始動後、エンジントルクTengが目標値に到達するまで、CRK MOT34にアシストトルクTcrk_asiを生成させて、エンジントルクTengの応答遅れを瞬間的に補う。
トランスミッション38をシフトアップする場合、エンジントルクTengは一時的に低下する。そこで、ECU28は、シフトアップの開始後、エンジントルクTengが目標値に到達するまで、CRK MOT34にアシストトルクTcrk_asiを生成させて、エンジントルクTengの応答遅れを瞬間的に補う。
なお、瞬間的アシスト制御におけるアシストトルクTcrk_asiの最大値は、バッテリ60の放電限界値Pbat_limと、TRC MOT出力限界トルクTtrc_limに基づいて算出してもよい(詳細は、継続的アシスト制御の説明において併せて説明する。)。
(A-2-3-4.操作量閾値THθap)
上記のように、本実施形態では、操作量閾値THθapは、モータアシスト(又はハイブリッドモード)の判定に用いるAP操作量θapの閾値である。以下に詳述するように、操作量閾値THθapは、キックダウンスイッチ92がオンとなるAP操作量θap(以下「キックダウン閾値THθkd」又は「KD閾値THθkd」という。)を考慮して設定する。
上記のように、本実施形態では、操作量閾値THθapは、モータアシスト(又はハイブリッドモード)の判定に用いるAP操作量θapの閾値である。以下に詳述するように、操作量閾値THθapは、キックダウンスイッチ92がオンとなるAP操作量θap(以下「キックダウン閾値THθkd」又は「KD閾値THθkd」という。)を考慮して設定する。
図7は、本実施形態におけるキックダウンスイッチ92がオンとなるキックダウン閾値THθkd及びキックダウンスイッチ92の出力電圧Vkdとの関係の一例を示す図である。図7において、横軸は、AP操作量θapであり、縦軸は、キックダウンスイッチ92の出力電圧Vkdを示す。
図7では、3種類の出力電圧Vkd(すなわち出力電圧Vkd1、Vkd2、Vkd3)を示している。特性Vkd1は、同じAP操作量θapにおいて最も出力電圧Vkdが高くなる特性であり、特性Vkd2は、同じAP操作量θapにおいて最も出力電圧Vkdが低くなる特性であり、特性Vkd3は、同じAP操作量θapにおいて平均的な出力電圧Vkdとなる特性である。
図7におけるθap_maxは、AP操作量θapの最大値である。最大値θap_maxでは、アクセルペダル102が図示しないストッパと接触してそれ以上踏み込めなくなる。
Rkdは、キックダウン閾値THθkdを設定する公差範囲を示す。すなわち、同一種類の車両10では、キックダウンスイッチ92がオンとなるAP操作量θap(KD閾値THθkd)が、公差範囲Rkd内に入るように設計する。公差範囲Rkdは、公差最小値θkd_minと公差最大値θkd_maxとにより規定される。例えば、公差範囲Rkdは、KD閾値THθkdの設計目標値θkd_tarの±5~10%のいずれかの値に設定する。設計目標値θkd_tarは、例えば最大値θap_maxの75~90%のいずれかの値において、キックダウンスイッチ92の出力電圧VkdがVkd1~Vkd2の範囲となるように設計する。
本実施形態では、公差最小値θkd_min又はその近傍値(例えば公差最小値θkd_minの±1.00%に含まれるいずれかの値)を操作量閾値THθapとして設定する。これにより、大多数又は全ての車両10では、キックダウンスイッチ92がオンとなる前に、継続的アシスト制御(図5のS19及び後述する図8)が開始されることとなる。
(A-2-3-5.継続的アシスト制御)
(A-2-3-5-1.概要)
図8は、本実施形態の継続的アシスト制御のフローチャートである。ステップS31において、ECU28は、CRK MOT34よりもTRC MOT52a、52bに対して優先的に電力を割り振るようにTRC MOTアシストトルクTtrc_asiを算出する(詳細は、図9を参照して後述する。)。
(A-2-3-5-1.概要)
図8は、本実施形態の継続的アシスト制御のフローチャートである。ステップS31において、ECU28は、CRK MOT34よりもTRC MOT52a、52bに対して優先的に電力を割り振るようにTRC MOTアシストトルクTtrc_asiを算出する(詳細は、図9を参照して後述する。)。
ステップS32において、ECU28は、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振った後に残った電力をCRK MOT34に割り振るようにCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する(詳細は、図12を参照して後述する。)。
ステップS33において、ECU28は、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiに基づいてTRC MOT52a、52bを作動させると共に、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiに基づいてCRK MOT34を作動させる。
(A-2-3-5-2.TRC MOTアシストトルクTtrc_asiの算出)
(A-2-3-5-2-1.概要)
図9は、本実施形態の継続的アシスト制御におけるTRC MOTアシストトルクTtrc_asiの算出を説明するブロック図である。上記のように、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiの算出に際し、ECU28は、CRK MOT34よりもTRC MOT52a、52bに対して優先的に電力を割り振る。
(A-2-3-5-2-1.概要)
図9は、本実施形態の継続的アシスト制御におけるTRC MOTアシストトルクTtrc_asiの算出を説明するブロック図である。上記のように、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiの算出に際し、ECU28は、CRK MOT34よりもTRC MOT52a、52bに対して優先的に電力を割り振る。
図9に示すように、ECU28は、BAT放電限界値算出部200と、電力-トルク変換部202と、TRC MOT出力限界トルク算出部204と、TRC MOTアシストトルク算出部206とを備える。
(A-2-3-5-2-2.BAT放電限界値算出部200)
BAT放電限界値算出部200(以下「放電限界値算出部200」ともいう。)は、バッテリ60の温度Hbat、SOC及び電流Ibatに基づいてバッテリ60の放電限界値Pbat_limを算出する。
BAT放電限界値算出部200(以下「放電限界値算出部200」ともいう。)は、バッテリ60の温度Hbat、SOC及び電流Ibatに基づいてバッテリ60の放電限界値Pbat_limを算出する。
図10は、本実施形態におけるバッテリ60の放電時間Sdと放電限界値Pbat_limの関係の一例を示す図である。図10では、横軸がバッテリ60の放電時間Sd[sec]であり、縦軸が放電限界値Pbat_lim[W]である。また、図10は、バッテリ温度Hbat及びSOCが所定値(固定値)であり且つバッテリ電力Pbatが放電限界値Pbat_limに沿って変化した場合の値である。時点t11から時点t12までは放電限界値Pbat_limが放電最大値Pbat_maxで略一定であるが、時点t12後は、放電限界値Pbat_limが連続的に低下する。
本実施形態では、バッテリ温度Hbat、SOC及び放電時間Sd毎に放電限界値Pbat_limを記憶部114に記憶している。このため、ECU28は、バッテリ温度Hbat、SOC及び放電時間Sdの組合せに対応した放電限界値Pbat_limを算出することができる。
(A-2-3-5-2-3.電力-トルク変換部202)
電力-トルク変換部202は、理論値又はシミュレーション値を用いて、放電限界値Pbat_lim[W]に対応するトルク(放電限界トルクTbat_lim)[Nm]を算出する。
電力-トルク変換部202は、理論値又はシミュレーション値を用いて、放電限界値Pbat_lim[W]に対応するトルク(放電限界トルクTbat_lim)[Nm]を算出する。
(A-2-3-5-2-4.TRC MOT出力限界トルク算出部204)
TRC MOT出力限界トルク算出部204(以下「第1限界トルク算出部204」ともいう。)は、車速Vに基づいてTRC MOT出力限界トルクTtrc_lim(以下「第1限界トルクTtrc_lim」ともいう。)を算出する。
TRC MOT出力限界トルク算出部204(以下「第1限界トルク算出部204」ともいう。)は、車速Vに基づいてTRC MOT出力限界トルクTtrc_lim(以下「第1限界トルクTtrc_lim」ともいう。)を算出する。
図11は、本実施形態における、車速Vと、TRC MOT52a、52bの消費電力Ptrcと、TRC MOT出力限界トルクTtrc_lim(第1限界トルクTtrc_lim)との関係の一例を示す図である。図11では、横軸が車速V[km/h]であり、縦軸が消費電力Ptrc及び第1限界トルクTtrc_limである。車速VがゼロからV11までは、消費電力Ptrcが増加し且つ第1限界トルクTtrc_limが緩やかに減少する。車速VがV11付近になると、第1限界トルクTtrc_limが最大値になり、TRC MOT52a、52bの消費電力Ptrcは、バッテリ60の放電最大値Pbat_max(図10と同じもの)に最も近づく。
車速VがV11を上回ると、消費電力Ptrc及び第1限界トルクTtrc_limが減少する。このため、放電最大値Pbat_maxと消費電力Ptrcの間に偏差(電力余裕値)が生じる。本実施形態では、この電力余裕値を用いてCRK MOT34を作動させる(詳細は後述する。)。
従って、第1限界トルク算出部204は、車速Vに基づいて第1限界トルクTtrc_limを算出することができる。
なお、本実施形態において、単位時間当たりのTRC MOT52a、52bの回転数(回転速度)[rad/sec]は、車速Vと相関関係がある。そこで、図示しないTRC MOT回転速度センサが検出したCRK MOT34の回転速度に基づいて第1限界トルクTtrc_limを算出してもよい。
(A-2-3-5-2-5.TRC MOTアシストトルク算出部206)
TRC MOTアシストトルク算出部206(以下「第1アシストトルク算出部206」ともいう。)は、電力-トルク変換部202からの放電限界トルクTbat_lim及び第1限界トルク算出部204からの第1限界トルクTtrc_limのうち小さい方をTRC MOTアシストトルクTtrc_asiとして算出する。
TRC MOTアシストトルク算出部206(以下「第1アシストトルク算出部206」ともいう。)は、電力-トルク変換部202からの放電限界トルクTbat_lim及び第1限界トルク算出部204からの第1限界トルクTtrc_limのうち小さい方をTRC MOTアシストトルクTtrc_asiとして算出する。
以上からわかるように、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiは、BAT放電限界値Pbat_lim及びTRC MOT出力限界トルクTtrc_limに基づいて算出される。このため、AP操作量θapが操作量閾値THθapを上回る状態において、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiは、AP操作量θapから独立していること(換言すると、AP操作量θapが変化しても、直接的にはTRC MOTアシストトルクTtrc_asiは変化しないこと)に留意されたい。
(A-2-3-5-3.CRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出)
(A-2-3-5-3-1.概要)
図12は、本実施形態の継続的アシスト制御におけるCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出を説明するブロック図である。上記のように、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出に際し、ECU28は、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振った後に残った電力をCRK MOT34に割り振る。
(A-2-3-5-3-1.概要)
図12は、本実施形態の継続的アシスト制御におけるCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出を説明するブロック図である。上記のように、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出に際し、ECU28は、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振った後に残った電力をCRK MOT34に割り振る。
図12に示すように、ECU28は、上述したBAT放電限界値算出部200及びTRC MOTアシストトルク算出部206に加え、トルク-電力変換部210と、修正放電限界値算出部212と、電力-トルク変換部214と、最大クラッチ伝達トルク算出部216と、クラッチ伝達可能残余トルク算出部218と、CRK MOT出力限界トルク算出部220と、CRK MOTアシストトルク算出部222とを備える。
(A-2-3-5-3-2.トルク-電力変換部210)
トルク-電力変換部210は、TRC MOTアシストトルク算出部206が算出したTRC MOTアシストトルクTtrc_asiに対応する電力(TRC MOTアシスト電力Ptrc_asi)を算出する。当該算出は、理論値又はシミュレーション値を用いる。
トルク-電力変換部210は、TRC MOTアシストトルク算出部206が算出したTRC MOTアシストトルクTtrc_asiに対応する電力(TRC MOTアシスト電力Ptrc_asi)を算出する。当該算出は、理論値又はシミュレーション値を用いる。
(A-2-3-5-3-3.修正放電限界値算出部212)
修正放電限界値算出部212は、BAT放電限界値算出部200が算出した放電限界値Pbat_limと、トルク-電力変換部210が算出したTRC MOTアシスト電力Ptrc_asiとの偏差を修正放電限界値Pbat_lim2として算出する(Pbat_lim2=Pbat_lim-Ptrc_asi)。
修正放電限界値算出部212は、BAT放電限界値算出部200が算出した放電限界値Pbat_limと、トルク-電力変換部210が算出したTRC MOTアシスト電力Ptrc_asiとの偏差を修正放電限界値Pbat_lim2として算出する(Pbat_lim2=Pbat_lim-Ptrc_asi)。
(A-2-3-5-3-4.電力-トルク変換部214)
電力-トルク変換部214は、修正放電限界値Pbat_lim2に対応するトルク(修正放電限界トルクTbat_lim2)を算出する。
電力-トルク変換部214は、修正放電限界値Pbat_lim2に対応するトルク(修正放電限界トルクTbat_lim2)を算出する。
(A-2-3-5-3-5.最大クラッチ伝達トルク算出部216)
最大クラッチ伝達トルク算出部216は、クラッチ温度Hclに基づいて最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを算出する。図6を参照して上述したように、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36がエンジン32及びCRK MOT34側から後輪30側に伝達可能なトルクの最大値である。換言すると、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36の動力伝達容量である。
最大クラッチ伝達トルク算出部216は、クラッチ温度Hclに基づいて最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを算出する。図6を参照して上述したように、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36がエンジン32及びCRK MOT34側から後輪30側に伝達可能なトルクの最大値である。換言すると、最大伝達トルクTcl_maxは、クラッチ36の動力伝達容量である。
クラッチ温度Hclが高くなると、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxは低下する。そこで、本実施形態では、クラッチ温度Hclと最大クラッチ伝達トルクTcl_maxの関係をマップとして記憶部114に記憶しておく。そして、ECU28は、クラッチ温度Hclに基づいて最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを算出する。なお、クラッチ温度Hclを用いずに最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを固定値として設定してもよい。
(A-2-3-5-3-6.クラッチ伝達可能残余トルク算出部218)
クラッチ伝達可能残余トルク算出部218は、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの偏差をクラッチ伝達可能残余トルクTcl_remとして算出する。
クラッチ伝達可能残余トルク算出部218は、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの偏差をクラッチ伝達可能残余トルクTcl_remとして算出する。
(A-2-3-5-3-7.CRK MOT出力限界トルク算出部220)
CRK MOT出力限界トルク算出部220(以下「第2限界トルク算出部220」ともいう。)は、車速V及びシフト位置Ps(ギア段)に基づいてCRK MOT出力限界トルクTcrk_lim(以下「第2限界トルクTcrk_lim」ともいう。)を算出する。
CRK MOT出力限界トルク算出部220(以下「第2限界トルク算出部220」ともいう。)は、車速V及びシフト位置Ps(ギア段)に基づいてCRK MOT出力限界トルクTcrk_lim(以下「第2限界トルクTcrk_lim」ともいう。)を算出する。
具体的には、第2限界トルクTcrk_limは、車速V及びシフト位置Ps(ギア段)に依存する。そこで、ECU28は、車速V及びシフト位置Ps(ギア段)に基づいて第2限界トルクTcrk_limを算出する。但し、ギア段の影響が軽微であれば、ECU28は、車速Vのみに基づいて第2限界トルクTcrk_limを算出してもよい。或いは、図示しないCRK MOT回転速度センサが検出した単位時間当たりのCRK MOT34の回転数(回転速度)[rad/sec]に基づいて第2限界トルクTcrk_limを算出してもよい。
(A-2-3-5-3-8.CRK MOTアシストトルク算出部222)
CRK MOTアシストトルク算出部222(以下「第2アシストトルク算出部222」ともいう。)は、修正放電限界トルクTbat_lim2、クラッチ伝達可能残余トルクTcl_rem及び第2限界トルクTcrk_limのうち最も小さいものをCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとして算出する。
CRK MOTアシストトルク算出部222(以下「第2アシストトルク算出部222」ともいう。)は、修正放電限界トルクTbat_lim2、クラッチ伝達可能残余トルクTcl_rem及び第2限界トルクTcrk_limのうち最も小さいものをCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとして算出する。
上記のように、修正放電限界トルクTbat_lim2は、放電限界値Pbat_limとTRC MOTアシスト電力Ptrc_asiとの偏差としての修正放電限界値Pbat_lim2に対応する。このため、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振った後に残った電力がCRK MOT34に割り振られることとなる。
従って、第2限界トルク算出部220は、第2限界トルクTcrk_limを算出することができる。なお、第2限界トルク算出部220は、第2限界トルクTcrk_limの変化が大きくなることを防止するため、単位時間当たりの第2限界トルクTcrk_limの変化量を制限してもよい。
以上からわかるように、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiは、BAT放電限界値Pbat_lim、TRC MOT出力限界トルクTtrc_lim及びCRK MOT出力限界トルクTcrk_limから算出される。このため、AP操作量θapが操作量閾値THθapを上回る状態において、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiは、AP操作量θapから独立していること(換言すると、AP操作量θapが変化しても、直接的にはCRK MOTアシストトルクTcrk_asiは変化しないこと)に留意されたい。
(A-2-3-5-4.具体的タイミングチャート)
(A-2-3-5-4-1.具体例1:TRC MOT52a、52bの継続的アシスト制御)
図13Aは、本実施形態におけるAP操作量θapの時間的変化の第1例を示す図である。図13Aでは、時点t21から時点t22までAP操作量θapが一定である。時点t22からAP操作量θapが増加して、時点t23においてAP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する。その後さらにAP操作量θapは増加し時点t24で最大値θap_maxに到達する。時点t24以降、AP操作量θapは最大値θap_maxのまま一定である。
(A-2-3-5-4-1.具体例1:TRC MOT52a、52bの継続的アシスト制御)
図13Aは、本実施形態におけるAP操作量θapの時間的変化の第1例を示す図である。図13Aでは、時点t21から時点t22までAP操作量θapが一定である。時点t22からAP操作量θapが増加して、時点t23においてAP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する。その後さらにAP操作量θapは増加し時点t24で最大値θap_maxに到達する。時点t24以降、AP操作量θapは最大値θap_maxのまま一定である。
図13Bは、図13AのAP操作量θapに対応する目標合計トルクTtotal_tar、目標エンジントルクTeng_tar及びTRC MOTアシストトルクTtrc_asiの一例を示す図である。図13Cは、図13A及び図13Bに対応するギア段の一例を示す図である。
時点t21から時点t22まではAP操作量θapが一定であるため、目標合計トルクTtotal_tar及び目標エンジントルクTeng_tarは一定である。時点t22からAP操作量θapが増加すると、目標合計トルクTtotal_tar及び目標エンジントルクTeng_tarも一緒に増加する。
時点t23になると、AP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する(図5のS18:YES)。このため、ECU28は、TRC MOT52a、52bによる継続的アシスト制御を開始する(S19)。
なお、図13A~図13Cでは、CRK MOT34による継続的アシスト制御は示していないが、CRK MOT34もアシストトルクTcrk_asiを出力する。CRK MOT34のアシストトルクについては、図14A~図14Cを参照して後述する。継続的アシスト制御において、ECU28は、時点t23からTRC MOTアシストトルクTtrc_asiが増加する。
時点t25からt26において、ECU28は、トランスミッション38のシフトアップを行う。ここでは、3速から4速にシフトアップする。シフトアップに伴って、目標エンジントルクTeng_tarが一時的に低下する。その際、TRC MOT52a、52bのアシストトルクは、基本的に変化しない。時点t26において、シフトアップが完了すると、目標合計トルクTtotal_tar及び目標エンジントルクTeng_tarは徐々に増加する。
(A-2-3-5-4-2.具体例2:CRK MOT34の継続的アシスト制御)
図14Aは、本実施形態におけるAP操作量θapの時間的変化の一例を示す図である。図14Aでは、時点t31から時点t33までAP操作量θapが一定である。時点t33からAP操作量θapが増加して、時点t35においてAP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する。その後さらにAP操作量θapは増加し時点t36で最大値θap_maxに到達する。時点t36以降、AP操作量θapは最大値θap_maxのまま一定である。
図14Aは、本実施形態におけるAP操作量θapの時間的変化の一例を示す図である。図14Aでは、時点t31から時点t33までAP操作量θapが一定である。時点t33からAP操作量θapが増加して、時点t35においてAP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する。その後さらにAP操作量θapは増加し時点t36で最大値θap_maxに到達する。時点t36以降、AP操作量θapは最大値θap_maxのまま一定である。
図14Bは、図14AのAP操作量θapに対応する目標エンジントルクTeng_tar、エンジン生成トルクTeng及びCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの一例を示す図である。図14Cは、図14AのAP操作量θapに対応するCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの一例を示す図である。
時点t31から時点t33まではAP操作量θapが一定であるが、時点t32からエンジン生成トルクTengが低下する。これは、エンジン回転速度Neが増加してNe2以上となったためである(図6参照)。その一方、目標エンジントルクTeng_tarは、AP操作量θapに応じて算出されるため、時点t31からt33の間、一定である。従って、目標エンジントルクTeng_tarとエンジン生成トルクTengの間に差(乖離)が生じる(図14Bのt32~t33参照)。
ここで、目標エンジントルクTeng_tarとエンジン生成トルクTengの差(乖離)を、CRK MOT34又はTRC MOT52a、52bでアシスト(又は補償)することも可能である。しかしながら、本実施形態では、AP操作量θapが操作量閾値THθapを超えなければ、CRK MOT34又はTRC MOT52a、52bによるアシスト(又は補償)を行わない(図5のS18参照)。このため、目標エンジントルクTeng_tarとエンジン生成トルクTengの差をそのままにする。
時点t33からAP操作量θapが増加すると、目標エンジントルクTeng_tarも一緒に増加する。一方、エンジン回転速度Neが増加し続けているため、エンジン生成トルクTengは減少を続ける。
時点t34になると、目標エンジントルクTeng_tarが最大クラッチ伝達トルクTcl_maxに到達する。このため、時点t34以降にAP操作量θapが増加しても、目標エンジントルクTeng_tarは一定となる。
時点t35になると、AP操作量θapが操作量閾値THθapに到達する(図5のS18:YES)。このため、ECU28は、CRK MOT34による継続的アシスト制御を開始する(S19)。なお、図6の領域300が、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiを発生し得る領域である。
図14A~図14Cでは、TRC MOT52a、52bによる継続的アシスト制御は示していないが、TRC MOT52a、52bもアシストトルクTtrc_asiを出力する。但し、本実施形態において、ECU28は、AP操作量θap(又はこれに対応する目標エンジントルクTeng_tar)から独立してTRC MOTアシストトルクTtrc_asiを生成する。換言すると、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiは、固定値に近い値として出力される。このため、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiは、目標エンジントルクTeng_tarから独立して生成される。
目標エンジントルクTeng_tar(=最大伝達トルクTcl_max)とエンジン生成トルクTengの差(乖離)をアシスト(又は補償)するため、ECU28は、時点t35から徐々にCRK MOTアシストトルクTcrk_asiが増加していく。図14Cの破線のようにアシストトルクTcrk_asiを変化させてしまうと、全体トルクTtotalの変化が急すぎるためである。
時点t37になると、エンジン生成トルクTengとCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの和が、目標エンジントルクTeng_tarと等しくなる。その後、時点t38からエンジン生成トルクTengがさらに減少すると、これに合わせて、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiが増加する。
(A-2-3-5-5.瞬間的アシスト制御への応用)
なお、継続的アシスト制御において説明したCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出方法は、瞬間的アシスト制御にも応用できる。すなわち、アシストトルクTcrk_asiの最大値は、バッテリ60の放電限界値Pbat_limと、TRC MOT出力限界トルクTtrc_limとして算出することができる。そして、ECU28は、エンジントルクTengの応答遅れをCRK MOTトルクTcrkで瞬間的に補うためのCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを当該最大値以下に制限する。
なお、継続的アシスト制御において説明したCRK MOTアシストトルクTcrk_asiの算出方法は、瞬間的アシスト制御にも応用できる。すなわち、アシストトルクTcrk_asiの最大値は、バッテリ60の放電限界値Pbat_limと、TRC MOT出力限界トルクTtrc_limとして算出することができる。そして、ECU28は、エンジントルクTengの応答遅れをCRK MOTトルクTcrkで瞬間的に補うためのCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを当該最大値以下に制限する。
また、瞬間的アシスト制御の場合、TRC MOT出力限界トルクTtrc_limよりも、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiを優先的に発生させる。従って、ECU28は、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiを先に算出した後、TRC MOT出力限界トルクTtrc_limを算出することができる。なお、瞬間的アシスト制御では、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiのみを用いてもよい。
<A-3.本実施形態の効果>
以上のように、本実施形態によれば、最大クラッチ伝達トルクTcl_max(クラッチ36の動力伝達容量)とエンジントルクTeng(動力)との差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asi(回転電機の付加動力)を算出する(図6、図8のS32、図12)。このため、クラッチ36に対してCRK MOT34がエンジン32と同じ側に配置され(図1)且つエンジントルクTengに加えてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを発生させる場合でも、クラッチ36が伝達可能な範囲での合計トルクTtotal(合計動力)を発生させることが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、最大クラッチ伝達トルクTcl_max(クラッチ36の動力伝達容量)とエンジントルクTeng(動力)との差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asi(回転電機の付加動力)を算出する(図6、図8のS32、図12)。このため、クラッチ36に対してCRK MOT34がエンジン32と同じ側に配置され(図1)且つエンジントルクTengに加えてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを発生させる場合でも、クラッチ36が伝達可能な範囲での合計トルクTtotal(合計動力)を発生させることが可能となる。
従って、例えば、エンジントルクTengが最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを超えない範囲において、車両10全体でより大きな動力を発生させる又はより素早く動力を増加若しくは減少させることが可能となる。よって、CRK MOT34によりエンジン32を好適にアシストすることが可能となる。
本実施形態に置いて、ECU28(動力制御装置)は、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxと最大エンジントルクTeng_max(内燃機関の最大動力)との差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する(図6、図8のS32、図12)。
上記によれば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxと最大エンジントルクTeng_maxとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する。このため、クラッチ36に対してCRK MOT34がエンジン32と同じ側に配置され(図1)且つ最大エンジントルクTeng_maxに加えてCRK MOTトルクTcrkを発生させる場合でも、クラッチ36が伝達可能な範囲での合計トルクTtotalを発生させることが可能となる。従って、比較的大きな合計トルクTtotalを発生させることができる。
本実施形態において、ECU28(動力制御装置)は、エンジントルクTeng単独で最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを上回ることができるエンジン回転速度Neの領域である第1Ne領域R1(第1速度領域)と、第1Ne領域R1よりも高く且つエンジントルクTeng単独では最大クラッチ伝達トルクTcl_maxを上回ることができない回転速度Neの領域である第2Ne領域R2(第2速度領域)とを設定する(図6)。
さらに、ECU28は、エンジン回転速度Neが第1Ne領域R1にあるとき(図5のS16:YES)、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiなしにエンジントルクTengを発生させる(S17)。さらにまた、ECU28は、エンジン回転速度Neが第2Ne領域R2にあるとき(S16:NO)、エンジントルクTengとCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを発生させる(S19)。
これにより、エンジン回転速度Neが比較的低い領域(第1Ne領域R1)ではCRK MOT34の電力消費を抑制しつつ、エンジン回転速度Neが比較的高い領域(第2Ne領域R2)において比較的大きな合計トルクTtotalを発生させることが可能となる。
本実施形態において、ECU28(動力制御装置)は、エンジン回転速度Neが第2Ne領域R2(第2速度領域)にあっても、操作量θapが操作量閾値THθapよりも低いとき(図5のS18:NO)、継続的アシスト制御(S19)を行わない。換言すると、CRK MOTアシストトルクTcrk_asi(回転電機の付加動力)の発生を禁止する。
これにより、運転者に加速意図がない場合又は運転者の加速意図が弱い場合、CRK MOT34による電力消費を抑制することが可能となる。このため、運転者の加速意図に合わせた電力管理(例えば加速意図が低い場合の省電力)を図ることが可能となる。
本実施形態において、車両10は、アクセルペダル102に所定の踏込み操作がなされたときトランスミッション38をシフトダウンさせるキックダウンを行うためのキックダウンスイッチ92を備える(図2)。また、ECU28(動力制御装置)は、キックダウンスイッチ92がオンとなる操作量θapであるキックダウン閾値THθkd(図7)よりも小さい値に操作量閾値THθapを設定する。
これにより、キックダウンスイッチ92がオンになったことを運転者が認識する際は、CRK MOTアシストトルクTcrk_asi及びTRC MOTアシストトルクTtrc_asiが発生していることとなる。従って、キックダウンが行われているにもかかわらず、CRK MOTアシストトルクTcrk_asi及びTRC MOTアシストトルクTtrc_asiが発生していないことに対して運転者に違和感が発生することを回避することが可能となる。
B.変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
<B-1.車両10(適用対象)>
上記実施形態では、自動四輪車である車両10について説明した(図1)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、自動三輪車及び自動六輪車のいずれであってもよい。
上記実施形態では、自動四輪車である車両10について説明した(図1)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、自動三輪車及び自動六輪車のいずれであってもよい。
上記実施形態では、車両10は、1つのエンジン32及び3つのモータ34、52a、52bを駆動源(原動機)として有した(図1)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10は、1つのエンジン32及びCRK MOT34のみを駆動源として有してもよい。
上記実施形態では、エンジン32及び第1モータ34を有する後輪駆動装置20により後輪30を駆動し、第2及び第3モータ52a、52bを有する前輪駆動装置22により前輪50を駆動した(図1)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。
図15は、本発明の変形例に係る車両10Aの一部の概略構成図である。車両10Aでは、上記実施形態に係る車両10の後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22の構成が反対になっている。すなわち、車両10Aの後輪駆動装置20aは、車両10Aの後ろ側に配置された第2及び第3走行モータ52a、52bを備える。また、車両10Aの前輪駆動装置22aは、車両10Aの前側に直列配置されたエンジン32及び第1走行モータ34を備える。
上記実施形態では、エンジン32及びCRK MOT34の組合せが後輪30に接続され、TRC MOT52a、52bが前輪50に接続された(図1)。また、図15の変形例では、エンジン32及びCRK MOT34の組合せが前輪50に接続され、TRC MOT52a、52bが後輪30に接続された。すなわち、エンジン32及びCRK MOT34の組合せが接続される車輪(第1車輪)と、TRC MOT52a、52bが接続される車輪(第2車輪)とが異なっていた。
しかしながら、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、エンジン32、CRK MOT34及びTRC MOT52a、52bが前輪50に接続されてもよい。この場合、エンジン32及びCRK MOT34は、クラッチ36を介して前輪50に接続され、TRC MOT52a、52bは、クラッチ36を介さずに前輪50に接続されてもよい。
<B-2.第1~第3走行モータ34、52a、52b>
上記実施形態では、第1~第3走行モータ34、52a、52bを3相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、第1~第3走行モータ34、52a、52bを3相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
上記実施形態では、第1~第3走行モータ34、52a、52bを3相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、第1~第3走行モータ34、52a、52bを3相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
上記実施形態では、第1~第3走行モータ34、52a、52bは、高電圧バッテリ60から電力が供給されたが、これに加え、燃料電池から電力を供給されてもよい。
<B-3.車両動力制御>
[B-3-1.目標合計トルクTtotal_tarの設定方法]
上記実施形態では、車両10に搭乗した運転者(操舵主体)によるアクセルペダル102の操作に基づき後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを制御することを想定していた。しかしながら、例えば、後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10において後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを自動的に制御する構成(いわゆる自動運転を行う構成)にも、本発明を適用可能である。なお、運転者が車両10の外部から遠隔操作する構成にも本発明を適用可能である。
[B-3-1.目標合計トルクTtotal_tarの設定方法]
上記実施形態では、車両10に搭乗した運転者(操舵主体)によるアクセルペダル102の操作に基づき後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを制御することを想定していた。しかしながら、例えば、後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10において後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルクを自動的に制御する構成(いわゆる自動運転を行う構成)にも、本発明を適用可能である。なお、運転者が車両10の外部から遠隔操作する構成にも本発明を適用可能である。
上記実施形態において、駆動ECU28は、後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルク自体を演算対象とする制御を行った(図5)。しかしながら、例えば、後輪駆動装置20及び前輪駆動装置22のトルク(動力)を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、駆動ECU28は、トルクに代えて、トルクと換算可能な出力又は駆動力を演算対象とする制御を行うことも可能である。
[B-3-2.目標エンジントルクTeng_tar]
上記実施形態では、目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max以下でない場合(S16:NO)、エンジン回転速度Neに応じた最大エンジントルクTeng_maxを目標エンジントルクTeng_tarとした(図5のS19等)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、エンジン32の燃費効率が高いところでエンジン32を一定の回転速度Neで作動させるように目標エンジントルクTeng_tarを設定してもよい。その場合、目標合計トルクTtotal_tarと目標エンジントルクTeng_tarとの差をCRK MOT34又はTRC MOT52a、52bで発生させてもよい。
上記実施形態では、目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max以下でない場合(S16:NO)、エンジン回転速度Neに応じた最大エンジントルクTeng_maxを目標エンジントルクTeng_tarとした(図5のS19等)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、エンジン32の燃費効率が高いところでエンジン32を一定の回転速度Neで作動させるように目標エンジントルクTeng_tarを設定してもよい。その場合、目標合計トルクTtotal_tarと目標エンジントルクTeng_tarとの差をCRK MOT34又はTRC MOT52a、52bで発生させてもよい。
[B-3-3.瞬間的アシスト制御]
上記実施形態では、MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)等において(図5のS14:YES)、瞬間的アシスト制御を実行した(S15)。しかしながら、例えば、継続的アシスト制御に着目すれば、瞬間的アシスト制御を省略することも可能である。反対に、瞬間的アシスト制御に着目すれば、継続的アシスト制御を省略することも可能である。
上記実施形態では、MOT走行モードからENG走行モードへの切替時(エンジン32の始動時)等において(図5のS14:YES)、瞬間的アシスト制御を実行した(S15)。しかしながら、例えば、継続的アシスト制御に着目すれば、瞬間的アシスト制御を省略することも可能である。反対に、瞬間的アシスト制御に着目すれば、継続的アシスト制御を省略することも可能である。
[B-3-4.継続的アシスト制御]
(B-3-4-1.継続的アシスト制御のタイミング)
上記実施形態では、第2Ne領域R2(図6)のみにおいて、継続的アシスト制御(S19)を実行した。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異を利用してCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、操作量θapがNe1未満の第3Ne領域R3において、継続的アシスト制御を実行してもよい。
(B-3-4-1.継続的アシスト制御のタイミング)
上記実施形態では、第2Ne領域R2(図6)のみにおいて、継続的アシスト制御(S19)を実行した。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異を利用してCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、操作量θapがNe1未満の第3Ne領域R3において、継続的アシスト制御を実行してもよい。
上記実施形態では、AP操作量θapに基づいて継続的アシスト制御のタイミングを判定した(図5のS18)。しかしながら、例えば、運転者が加速を求めているときのみアシストトルクTmot_asiを発生させる観点からすれば、これに限らない。例えば、継続的アシスト制御は、車速V、オート・クルーズ・コントロールの作動等に基づいて車両10が巡航中であるか否かを判定し、巡航中である場合には、継続的アシスト制御を禁止することも可能である。
(B-3-4-2.操作量閾値THθap)
上記実施形態では、キックダウン閾値THθkd(図7)との関係を考慮して操作量閾値THθapを設定した。しかしながら、例えば、モータ34、52a、52bのアシストに伴う電力消費を抑制する観点からすれば、これに限らず、操作量閾値THθapをその他の値に設定することも可能である。
上記実施形態では、キックダウン閾値THθkd(図7)との関係を考慮して操作量閾値THθapを設定した。しかしながら、例えば、モータ34、52a、52bのアシストに伴う電力消費を抑制する観点からすれば、これに限らず、操作量閾値THθapをその他の値に設定することも可能である。
(B-3-4-3.MOTアシストトルクTmot_asi)
上記実施形態では、継続的アシスト制御におけるMOTアシストトルクTmot_asiとして、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiと、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiの両方を発生させた(図4、図8)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、継続的アシスト制御では、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiのみを発生させてもよい。
上記実施形態では、継続的アシスト制御におけるMOTアシストトルクTmot_asiとして、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiと、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiの両方を発生させた(図4、図8)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、継続的アシスト制御では、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiのみを発生させてもよい。
上記実施形態の継続的アシスト制御では、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiよりもTRC MOTアシストトルクTtrc_asiを優先して発生させた(図8、図9、図12)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、継続的アシスト制御では、TRC MOTアシストトルクTtrc_asiよりもCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを優先して発生させてもよい。
上記実施形態では、AP操作量θapが操作量閾値THθap以上であるとき(図5のS18:YES)、MOTアシストトルクTmot_asiを、AP操作量θapから独立した値(AP操作量θapの増減によって直接的には増減しない値)として設定した(図4、図9及び図12)。
しかしながら、例えば、エンジン走行モードにおいてAP操作量θapが操作量閾値THθapよりも低いとき(図5のS18:NO)、モータアシストトルクTmot_asiの発生を禁止する観点からすれば、これに限らない。例えば、MOTアシストトルクTmot_asiを、AP操作量θapに従属した値(AP操作量θapの増減によって直接的には増減する値)としてもよい。或いは、AP操作量θapから独立した値と、AP操作量θapに従属した値とを組み合わせてMOTアシストトルクTmot_asiとしてもよい。
上記実施形態の継続的アシスト制御では、BAT放電限界トルクTbat_limの全てをTRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振り可能とした後、余った分をCRK MOTアシストトルクTcrk_asiに割り振り可能とした(図9及び図12)。しかしながら、例えば、エンジントルクTengに対してアシストトルクTmot_asiを付加するとき、エンジン32側のCRK MOT34よりもTRC MOT52a、52bに対して優先的に電力を割り振る観点からすれば、これに限らない。
例えば、BAT放電限界トルクTbat_limの半分を上回る部分(例えば、70~99%)をTRC MOTアシストトルクTtrc_asiに割り振り可能とする一方、BAT放電限界トルクTbat_limの半分を下回る部分(例えば、1~30%)をCRK MOTアシストトルクTcrk_asiに割り振り可能とすることも可能である。
(B-3-4-4.CRK MOTアシストトルクTcrk_asi)
上記実施形態では、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengの差異を全てCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとして設定可能とした(図6及び図12)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxからエンジントルクTeng及び余裕分αを引いた値をCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとしてもよい(Tcrk_asi=Tcl_max-Teng-α)。
上記実施形態では、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengの差異を全てCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとして設定可能とした(図6及び図12)。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxからエンジントルクTeng及び余裕分αを引いた値をCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとしてもよい(Tcrk_asi=Tcl_max-Teng-α)。
上記実施形態では、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengの差異をCRK MOTアシストトルクTcrk_asiとして設定可能とした(図12)。換言すると、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiを可変値とした。しかしながら、例えば、最大クラッチ伝達トルクTcl_maxとエンジントルクTengとの差異に基づいてCRK MOTアシストトルクTcrk_asiを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、CRK MOTアシストトルクTcrk_asiを固定値として設定してもよい。
[B-3-5.その他]
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した(図3、図5のS16、S18)。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ(換言すると、本発明の効果を得られる場合)、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した(図3、図5のS16、S18)。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ(換言すると、本発明の効果を得られる場合)、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。
その意味において、例えば、図5のステップS16における目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max以下であるか否かの判定を、目標合計トルクTtotal_tarが最大エンジントルクTeng_max未満であるか否かの判定に置き換えることができる。同様に、図5のステップS18におけるAP操作量θapが操作量閾値THθap以上であるか否かの判定を、AP操作量θapが操作量閾値THθapを上回るか否かの判定に置き換えることが可能である。一方、図3の「アクセルペダルがオン状態(θap>0)」は、アクセルペダル102のオン状態を判定するため、AP操作量θapがゼロの場合を含まないことに特別の意味を有する。
C.符号の説明
10、10A…車両
28…駆動ECU(動力制御装置)
32…エンジン(内燃機関)
34…CRK MOT(回転電機)
36…クラッチ
38…トランスミッション
92…キックダウンスイッチ
102…アクセルペダル
Ne…エンジン回転速度
R1…第1Ne領域(第1速度領域)
R2…第2Ne領域(第2速度領域)
Tcl_max…最大クラッチ伝達トルク(動力伝達容量)
Tcrk_asi…CRK MOTアシストトルク(回転電機の付加動力)
Teng…エンジントルク(内燃機関の動力)
Teng_max…最大エンジントルク(内燃機関の最大動力)
THθap…操作量閾値
THθkd…キックダウン閾値
θap…AP操作量(アクセルペダルの操作量)
10、10A…車両
28…駆動ECU(動力制御装置)
32…エンジン(内燃機関)
34…CRK MOT(回転電機)
36…クラッチ
38…トランスミッション
92…キックダウンスイッチ
102…アクセルペダル
Ne…エンジン回転速度
R1…第1Ne領域(第1速度領域)
R2…第2Ne領域(第2速度領域)
Tcl_max…最大クラッチ伝達トルク(動力伝達容量)
Tcrk_asi…CRK MOTアシストトルク(回転電機の付加動力)
Teng…エンジントルク(内燃機関の動力)
Teng_max…最大エンジントルク(内燃機関の最大動力)
THθap…操作量閾値
THθkd…キックダウン閾値
θap…AP操作量(アクセルペダルの操作量)
Claims (5)
- 内燃機関(32)と、
回転電機(34)と、
トランスミッション(38)と、
前記内燃機関(32)及び前記回転電機(34)の組合せと前記トランスミッション(38)との間に配置されたクラッチ(36)と、
前記内燃機関(32)及び前記回転電機(34)の動力を制御する動力制御装置(28)と
を備える車両(10、10A)であって、
前記動力制御装置(28)は、前記クラッチ(36)の動力伝達容量と前記内燃機関(32)の動力との差異に基づいて前記回転電機(34)の付加動力を算出する
ことを特徴とする車両(10、10A)。 - 請求項1に記載の車両(10、10A)において、
前記動力制御装置(28)は、前記クラッチ(36)の前記動力伝達容量と前記内燃機関(32)の最大動力との差異に基づいて前記回転電機(34)の前記付加動力を算出する
ことを特徴とする車両(10、10A)。 - 請求項1又は2に記載の車両(10、10A)において、
前記動力制御装置(28)は、
前記内燃機関(32)の動力単独で前記クラッチ(36)の動力伝達容量を上回ることができる前記内燃機関(32)の回転速度の領域である第1速度領域と、
前記第1速度領域よりも高く且つ前記内燃機関(32)の動力単独では前記クラッチ(36)の動力伝達容量を上回ることができない前記回転速度の領域である第2速度領域と
を設定し、
さらに、前記動力制御装置(28)は、
前記回転速度が前記第1速度領域にあるとき、前記回転電機(34)の前記付加動力なしに前記内燃機関(32)の動力を発生させ、
前記回転速度が前記第2速度領域にあるとき、前記内燃機関(32)の動力と前記回転電機(34)の前記付加動力を発生させる
ことを特徴とする車両(10、10A)。 - 請求項3に記載の車両(10、10A)において、
前記動力制御装置(28)は、前記回転速度が前記第2速度領域にあっても、アクセルペダル(102)の操作量が操作量閾値よりも低いとき、前記回転電機(34)の前記付加動力の発生を禁止する
ことを特徴とする車両(10、10A)。 - 請求項4に記載の車両(10、10A)において、
前記車両(10、10A)は、前記アクセルペダル(102)に所定の踏込み操作がなされたとき前記トランスミッション(38)をシフトダウンさせるキックダウンを行うためのキックダウンスイッチ(92)を備え、
前記動力制御装置(28)は、前記キックダウンスイッチ(92)がオンとなる前記操作量であるキックダウン閾値よりも小さい値に前記操作量閾値を設定する
ことを特徴とする車両(10、10A)。
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