JP7362025B2 - Vehicle control method and vehicle system - Google Patents
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Description
本発明は、操舵に応じて車両の姿勢を制御する車両の制御方法及び車両システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control method and vehicle system for controlling the attitude of a vehicle in response to steering.
従来、スリップ等により車両の挙動が不安定になった場合に安全方向に車両の挙動を制御するもの(横滑り防止装置等)が知られている。具体的には、車両のコーナリング時等に、車両にアンダーステアやオーバーステアの挙動が生じたことを検出し、それらを抑制するように車輪に適切な減速度を付与するようにした技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, devices (such as a skid prevention device) that control the behavior of a vehicle in a safe direction when the behavior of the vehicle becomes unstable due to a slip or the like are known. Specifically, there is a known technology that detects the occurrence of understeer or oversteer behavior in a vehicle when cornering, etc., and applies appropriate deceleration to the wheels to suppress these behaviors. ing.
他方で、車両の挙動が不安定になるような走行状態における安全性向上のための制御とは別に、ステアリングの切り込み操作時にトルクを低減させて車両減速度を生じさせることで、コーナリング時におけるドライバの操作が自然で安定したものとなるように車両挙動を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。以下では、このようなドライバによるステアリング操作に応じてトルクを変化させて車両の姿勢を制御することを適宜「車両姿勢制御」と呼ぶ。 On the other hand, in addition to control to improve safety in driving conditions where the vehicle's behavior becomes unstable, it also reduces torque when steering the steering wheel and causes vehicle deceleration, which helps the driver when cornering. A technique for controlling vehicle behavior so that the operation of the vehicle becomes natural and stable is known (for example, see Patent Document 1). Hereinafter, controlling the attitude of the vehicle by changing the torque in response to the driver's steering operation will be appropriately referred to as "vehicle attitude control."
上記の特許文献1には、エンジン及びモータジェネレータを有するハイブリッド車両に対して、車両姿勢制御を適用してもよいことが記載されている。しかしながら、特許文献1には、車両姿勢制御をハイブリッド車両に適用する場合の具体的な制御内容についての開示はない。ここで、ハイブリッド車両において車両姿勢制御を行うことを考えた場合、ドライバによるステアリング操作に応じて車両のトルクを適切に変化させるために、エンジンではなく、モータジェネレータを用いて制御を行うことが想定される。これは、エンジンよりもモータジェネレータのほうが、車両の駆動トルク及び回生トルクの制御性(応答性など)が優れているからである。
ところで、近年、比較的小型(低出力)のモータジェネレータや比較的低電圧のバッテリをハイブリッド車両に適用して、ハイブリッド車両を簡易且つ低コストにて構成する試みがなされている。こうすると、高電圧への対策などが不要となり、ハイブリッド車両の構成の簡易化及び低コスト化が図れる。しかしながら、このような比較的小型のモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両において、当該モータジェネレータを用いて車両姿勢制御を行おうとすると、モータジェネレータの出力不足等により、ドライバによるステアリング操作に応じて車両のトルクを適切に変化させることができない場合がある。そのため、車両姿勢制御による効果、すなわちステアリング操作に対する旋回性能(車両応答性やリニア感)の改善効果を適切に確保できなくなる場合がある。 Incidentally, in recent years, attempts have been made to construct hybrid vehicles simply and at low cost by applying relatively small (low output) motor generators and relatively low voltage batteries to hybrid vehicles. This eliminates the need for countermeasures against high voltage, making it possible to simplify the configuration of the hybrid vehicle and reduce costs. However, in a hybrid vehicle equipped with such a relatively small motor generator, when attempting to control the vehicle attitude using the motor generator, the vehicle's torque increases in response to the driver's steering operation due to insufficient output of the motor generator. may not be able to change appropriately. Therefore, the effect of vehicle attitude control, that is, the effect of improving turning performance (vehicle responsiveness and linearity) with respect to steering operation may not be properly ensured.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、比較的小型の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両においても車両姿勢制御を適切に実現することができる車両の制御方法及び車両システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a vehicle control method and vehicle that can appropriately realize vehicle attitude control even in a hybrid vehicle equipped with a relatively small rotating electric machine. The purpose is to provide a system.
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジン及び回転電気機械により前輪が駆動される車両を制御する方法であって、少なくともアクセル開度又はブレーキペダル踏込量を含む車両の運転状態に基づき、エンジン及び回転電気機械の少なくとも一方から車両に付与する基本トルクを設定し、アクセル開度又はブレーキペダル踏込量が大きいほど、設定する基本トルクの絶対値を大きくする基本トルク設定工程と、車両に搭載された操舵装置の操舵角が増加している場合に、減速トルクを設定すると共に、操舵角の変化速度である操舵速度が大きいほど、設定する減速トルクを大きくする減速トルク設定工程と、減速トルク設定工程により減速トルクが設定された場合に、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するようにエンジン又は回転電気機械を制御するトルク発生工程と、を有し、車両は、エンジンと前輪との間に設けられたクラッチを有し、クラッチは、エンジンがトルクを発生する場合には締結され、エンジンがトルクを発生しない場合には解放され、トルク発生工程では、クラッチが締結しているときには、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するようにエンジンを制御し、クラッチが解放しているときには、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するように回転電気機械を制御する、ことを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a vehicle whose front wheels are driven by an engine and a rotary electric machine, the method being based on the driving state of the vehicle, including at least the amount of accelerator opening or the amount of brake pedal depression. , a basic torque setting step of setting a basic torque to be applied to the vehicle from at least one of the engine and the rotating electric machine, and increasing the absolute value of the basic torque to be set as the accelerator opening degree or the brake pedal depression amount is large; A deceleration torque setting step in which a deceleration torque is set when the steering angle of the mounted steering device is increasing, and the deceleration torque to be set increases as the steering speed, which is the rate of change in the steering angle, increases; and a torque generation step of controlling the engine or the rotating electrical machine so that, when the deceleration torque is set in the torque setting step, a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque is generated, and the vehicle has the engine and the front wheels. The clutch is engaged when the engine generates torque, and released when the engine does not generate torque, and the clutch is engaged during the torque generation process. Sometimes, the engine is controlled to generate a torque that is the basic torque minus the deceleration torque, and when the clutch is released, the rotating electrical machine is controlled to generate a torque that is the basic torque minus the deceleration torque. It is characterized by
このように構成された本発明では、エンジン及び回転電気機械により前輪が駆動される車両(ハイブリッド車両)に関して、操舵角の増加(ステアリングの切り込み操作に対応する)に応答して、車両を減速させるための減速トルクを付与することで車両姿勢を制御する。そして、本発明では、エンジンがトルクを発生している場合には、車両姿勢制御による減速トルクに応じたトルクが発生するようにエンジンを制御する一方で、エンジンがトルクを発生していない場合には、車両姿勢制御による減速トルクに応じたトルクが発生するように回転電気機械を制御する。すなわち、本発明では、エンジンがトルクを発生している場合には、回転電気機械ではなく、エンジンからのトルクによって車両姿勢制御を実現するようにし、一方で、エンジンがトルクを発生していない場合、典型的には回転電気機械がトルクを発生している場合には、回転電気機械からのトルクによって車両姿勢制御を実現するようにする。これにより、比較的小型(低出力)の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両においても、車両姿勢制御を適切に実行することができる。よって、ステアリングの切り込み操作に対する旋回性能(車両応答性やリニア感)の改善効果を適切に確保することができる。
また、本発明によれば、エンジンと前輪との接続及び切り離しを切り替え可能なクラッチの状態に基づき、エンジンの制御及び回転電気機械の制御のいずれによって車両姿勢制御を実現するかを決定する。これによっても、比較的小型の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両において、車両姿勢制御を適切に実行することができる。
In the present invention configured in this way, in a vehicle (hybrid vehicle) whose front wheels are driven by an engine and a rotating electric machine, the vehicle is decelerated in response to an increase in the steering angle (corresponding to a steering operation). The vehicle attitude is controlled by applying deceleration torque. In the present invention, when the engine is generating torque, the engine is controlled so as to generate a torque corresponding to the deceleration torque by vehicle attitude control, while when the engine is not generating torque, The rotating electric machine is controlled so that a torque corresponding to the deceleration torque due to vehicle attitude control is generated. That is, in the present invention, when the engine is generating torque, vehicle attitude control is realized by the torque from the engine rather than the rotating electric machine, whereas when the engine is not generating torque, Typically, when a rotating electrical machine is generating torque, vehicle attitude control is achieved using the torque from the rotating electrical machine. As a result, vehicle attitude control can be appropriately executed even in a hybrid vehicle equipped with a relatively small (low output) rotating electric machine. Therefore, it is possible to appropriately ensure the effect of improving the turning performance (vehicle responsiveness and linearity) with respect to the steering operation.
Further, according to the present invention, it is determined whether to implement vehicle attitude control by controlling the engine or controlling the rotating electric machine, based on the state of the clutch that can switch between connecting and disconnecting the engine and the front wheels. This also makes it possible to appropriately perform vehicle attitude control in a hybrid vehicle equipped with a relatively small rotating electrical machine.
なお、「回転電気機械」は、モータ(電動機)、ジェネレータ(発電機)、及び、これらモータ及びジェネレータの両方の機能を有するモータジェネレータ、のうちの少なくともいずれかを意味するものとする。 Note that the term "rotating electric machine" refers to at least one of a motor (electric motor), a generator (generator), and a motor generator that has the functions of both a motor and a generator.
本発明において、好ましくは、トルク発生工程では、操舵角の増加が開始したときにエンジンがトルクを発生している場合には、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するようにエンジンを制御し、操舵角の増加が開始したときにエンジンがトルクを発生していない場合には、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するように回転電気機械を制御する。
このように構成された本発明によれば、操舵角の増加が開始したタイミングで、エンジンがトルクを発生しているか否かを判定して、この判定結果に応じて、エンジンの制御及び回転電気機械の制御のいずれによって車両姿勢制御を実現するかを決定する。これにより、比較的小型の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両においても、適切な車両姿勢制御をより確実に実行することが可能となる。
In the present invention, preferably, in the torque generation step, if the engine is generating torque when the steering angle starts to increase, the engine is controlled so as to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque. However, if the engine is not generating torque when the steering angle starts to increase, the rotating electric machine is controlled so as to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque.
According to the present invention configured in this way, it is determined whether or not the engine is generating torque at the timing when the steering angle starts to increase, and the engine control and rotating electric power are controlled according to the result of this determination. Decide which of the machine controls will implement vehicle attitude control. This makes it possible to more reliably perform appropriate vehicle attitude control even in a hybrid vehicle equipped with a relatively small rotating electric machine.
本発明において、好ましくは、トルク発生工程では、クラッチが締結しているときには、基本トルクから減速トルクを減算したトルクを、エンジンのみから発生させるのがよい。 In the present invention, preferably, in the torque generation step, when the clutch is engaged, a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque is generated only from the engine.
本発明において、好ましくは、車両は、エンジン、回転電気機械及び前輪が直列に連結され、クラッチは、エンジンと回転電気機械との間に設けられるのがよい。 In the present invention, preferably, the engine, the rotating electrical machine, and the front wheels of the vehicle are connected in series, and the clutch is preferably provided between the engine and the rotating electrical machine.
本発明において、好ましくは、操舵装置の操舵角が減少している場合に、加速トルクを設定する加速トルク設定工程を更に有し、トルク発生工程では、加速トルク設定工程により加速トルクが設定された場合において、エンジンがトルクを発生している場合には、基本トルクに対して加速トルクを加算したトルクが発生するようにエンジンを制御し、エンジンがトルクを発生していない場合には、基本トルクに対して加速トルクを加算したトルクが発生するように回転電気機械を制御する。
このように構成された本発明によれば、操舵角の減少(ステアリングの切り戻し操作に対応する)に応答して、車両を加速させるための加速トルクを付与することで車両姿勢を制御する。そして、本発明では、エンジンがトルクを発生している場合には、車両姿勢制御による加速トルクに応じたトルクが発生するようにエンジンを制御する一方で、エンジンがトルクを発生していない場合には、車両姿勢制御による加速トルクに応じたトルクが発生するように回転電気機械を制御する。これによっても、比較的小型の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両において、車両姿勢制御を適切に実行することができる。よって、ステアリングの切り戻し操作に対する旋回性能(車両応答性やリニア感)の改善効果を適切に確保することができる。
The present invention preferably further includes an acceleration torque setting step of setting an acceleration torque when the steering angle of the steering device is decreasing , and in the torque generation step, the acceleration torque is set by the acceleration torque setting step. In this case, if the engine is generating torque, the engine is controlled to generate a torque that is the sum of the basic torque and the acceleration torque, and if the engine is not generating torque, the basic torque is The rotating electrical machine is controlled to generate a torque that is the sum of the acceleration torque and the acceleration torque.
According to the present invention configured in this manner, the vehicle attitude is controlled by applying acceleration torque for accelerating the vehicle in response to a decrease in the steering angle (corresponding to a steering return operation). In the present invention, when the engine is generating torque, the engine is controlled so as to generate torque corresponding to the acceleration torque by vehicle attitude control, while when the engine is not generating torque, The rotating electric machine is controlled so that a torque corresponding to the acceleration torque generated by vehicle attitude control is generated. This also makes it possible to appropriately perform vehicle attitude control in a hybrid vehicle equipped with a relatively small rotating electrical machine. Therefore, it is possible to appropriately ensure the effect of improving the turning performance (vehicle responsiveness and linearity) with respect to the steering return operation.
他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、車両システムであって、車両の前輪を駆動するエンジン及び回転電気機械と、車両を操舵するための操舵装置と、操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、少なくともアクセル開度又はブレーキペダル踏込量を含む車両の運転状態を検出する運転状態センサと、エンジン及び回転電気機械を制御する制御器と、を有し、制御器は、運転状態センサにより検出された、少なくともアクセル開度又はブレーキペダル踏込量を含む運転状態に基づき、エンジン及び回転電気機械の少なくとも一方から車両に付与する基本トルクを設定し、アクセル開度又はブレーキペダル踏込量が大きいほど、設定する基本トルクの絶対値を大きくし、操舵角センサにより検出された操舵角が増加している場合に、減速トルクを設定し、操舵角の変化速度である操舵速度が大きいほど、設定する減速トルクを大きくし、減速トルクが設定された場合に、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するようにエンジン又は回転電気機械を制御するよう構成され、車両は、エンジンと前輪との間に設けられたクラッチを有し、クラッチは、エンジンがトルクを発生する場合には締結され、エンジンがトルクを発生しない場合には解放され、制御器は、クラッチが締結しているときには、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するようにエンジンを制御し、クラッチが解放しているときには、基本トルクから減速トルクを減算したトルクが発生するように回転電気機械を制御する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、比較的小型(低出力)の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両においても、車両姿勢制御を適切に実行することができる。
In another aspect, to achieve the above object, the present invention provides a vehicle system comprising an engine and a rotating electric machine for driving front wheels of a vehicle, a steering device for steering the vehicle, and a steering device for steering the vehicle. A steering angle sensor that detects a steering angle, a driving state sensor that detects a driving state of the vehicle including at least an accelerator opening amount or a brake pedal depression amount, and a controller that controls an engine and a rotating electrical machine. The device sets the basic torque to be applied to the vehicle from at least one of the engine and the rotating electrical machine based on the driving state, which includes at least the accelerator opening or the amount of brake pedal depression detected by the driving state sensor, and sets the basic torque to be applied to the vehicle from at least one of the engine and the rotating electric machine, and The larger the amount of brake pedal depression, the larger the absolute value of the basic torque to set, and when the steering angle detected by the steering angle sensor is increasing, the deceleration torque is set, and the steering angle is the rate of change of the steering angle. The vehicle is configured to control the engine or rotating electrical machine so that the larger the speed, the larger the set deceleration torque is, and when the deceleration torque is set, a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque is generated. , has a clutch installed between the engine and the front wheels, the clutch is engaged when the engine generates torque, and released when the engine does not generate torque, and the controller controls whether the clutch is engaged or not. When the clutch is released, the engine is controlled so that it generates a torque that is the basic torque minus the deceleration torque, and when the clutch is released, the rotating electrical machine is controlled so that the torque that is the basic torque minus the deceleration torque is generated. It is characterized by controlling.
According to the present invention configured in this way, vehicle attitude control can be appropriately executed even in a hybrid vehicle equipped with a relatively small (low output) rotating electric machine.
本発明の車両の制御方法及び車両システムによれば、比較的小型の回転電気機械を搭載したハイブリッド車両においても車両姿勢制御を適切に実現することができる。 According to the vehicle control method and vehicle system of the present invention, it is possible to appropriately realize vehicle attitude control even in a hybrid vehicle equipped with a relatively small rotating electric machine.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両の制御方法及び車両システムについて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vehicle control method and vehicle system according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<車両の構成>
まず、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態による車両の制御方法及び車両システムが適用された車両について説明する。図1は、本発明の実施形態による車両の全体構成を概略的に示すブロック図であり、図2は、本発明の実施形態による車両の電気的構成を示すブロック図である。
<Vehicle configuration>
First, a vehicle to which a vehicle control method and vehicle system according to an embodiment of the present invention are applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、車両1の車体前部には、左右の前輪2を駆動する原動機として、エンジン4が搭載されている。この車両1は、所謂FF車として構成されている。車両1の各車輪2は、弾性部材(典型的にはスプリング)やサスペンションアームなどを含むサスペンション70を介して、車体に懸架されている。
As shown in FIG. 1, an
エンジン4は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃エンジンであり、本実施形態では点火プラグ14(図2参照)を有するガソリンエンジンである。エンジン4は、変速機6を介して前輪2との間で力が伝達され、また、コントローラ8により制御される。エンジン4は、吸入空気量を調整するスロットルバルブ10と、燃料を噴射するインジェクタ12と、点火プラグ14と、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構16と、エンジン4の回転数を検出するエンジン回転数センサ18と、を有する(図2参照)。エンジン回転数センサ18は、その検出値をコントローラ8に出力する。
The
また、図1に示すように、車両1には、前輪2を駆動する機能(つまり原動機としての機能)と、前輪2により駆動されて回生発電を行う機能(つまり発電機としての機能)と、を有するモータジェネレータ20(回転電気機械)が搭載されている。モータジェネレータ20は、変速機6を介して前輪2との間で力が伝達され、また、インバータ22を介してコントローラ8により制御される。さらに、モータジェネレータ20は、バッテリ24に接続されており、駆動力を発生するときにはバッテリ24から電力が供給され、回生したときにはバッテリ24に電力を供給してバッテリ24を充電する。
Further, as shown in FIG. 1, the
このように、車両1は、エンジン4及びモータジェネレータ20を動力源とするハイブリッド車両として構成されている。なお、本実施形態では、モータジェネレータ20には比較的小型(言い換えると低出力)のものが適用され、また、バッテリ24には低電圧(例えば48V程度)のものが適用される。これにより、ハイブリッド車両を簡易且つ低コストにて構成することができる。
In this way, the
また、車両1においては、エンジン4、モータジェネレータ20及び前輪2が直列に連結されている。特に、エンジン4の出力軸とモータジェネレータ20の回転軸とは、断続可能な第1クラッチ61を介して連結され、モータジェネレータ20の回転軸と変速機6の回転軸とは、断続可能な第2クラッチ62を介して連結されている。なお、一般的には、エンジン4と変速機6との間にはトルクコンバータが設けられるが、本実施形態では、そのようなトルクコンバータが設けられておらず、その代わりにモータジェネレータ20、第1及び第2クラッチ61、62が設けられている。例えば、第1クラッチ61は、変速機6の油圧を利用して、締結と解放の切り替えが制御される。
Furthermore, in the
車両1は、ステアリングホイール28(以下では単に「ステアリング」とも表記する。)やステアリングコラム30などを含む操舵装置26と、ステアリングコラム30の回転角度やステアリングラック(不図示)の位置から操舵装置26における操舵角を検出する操舵角センサ34と、アクセルペダルの開度に相当するアクセルペダル踏込量を検出するアクセル開度センサ36と、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキ踏込量センサ38と、車速を検出する車速センサ40と、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ42と、加速度を検出する加速度センサ44と、を有する。これらの各センサは、それぞれの検出値をコントローラ8に出力する。このコントローラ8は、例えばPCM(Power-train Control Module)などを含んで構成される。なお、アクセル開度センサ36や車速センサ40などは、車両1の運転状態を検出する運転状態センサに相当する。
The
また、車両1は、各車輪に設けられたブレーキ装置(制動装置)46のホイールシリンダやブレーキキャリパにブレーキ液圧を供給するブレーキ制御システム48を備えている。ブレーキ制御システム48は、各車輪に設けられたブレーキ装置46において制動力を発生させるために必要なブレーキ液圧を生成する液圧ポンプ50を備えている。液圧ポンプ50は、例えばバッテリ24から供給される電力で駆動され、ブレーキペダルが踏み込まれていないときであっても、各ブレーキ装置46において制動力を発生させるために必要なブレーキ液圧を生成することが可能となっている。また、ブレーキ制御システム48は、各車輪のブレーキ装置46への液圧供給ラインに設けられた、液圧ポンプ50から各車輪のブレーキ装置46へ供給される液圧を制御するためのバルブユニット52(具体的にはソレノイド弁)を備えている。例えば、バッテリ24からバルブユニット52への電力供給量を調整することによりバルブユニット52の開度が変更される。また、ブレーキ制御システム48は、液圧ポンプ50から各車輪のブレーキ装置46へ供給される液圧を検出する液圧センサ54を備えている。液圧センサ54は、例えば各バルブユニット52とその下流側の液圧供給ラインとの接続部に配置され、各バルブユニット52の下流側の液圧を検出し、検出値をコントローラ8に出力する。
ブレーキ制御システム48は、コントローラ8から入力された制動力指令値や液圧センサ54の検出値に基づき、各車輪のホイールシリンダやブレーキキャリパのそれぞれに独立して供給する液圧を算出し、それらの液圧に応じて液圧ポンプ50の回転数やバルブユニット52の開度を制御する。
The
The
図2に示すように、本実施形態によるコントローラ8は、上述したセンサ18、34、36、38、40、42、44、54の検出信号の他、車両1の運転状態を検出する各種の運転状態センサが出力した検出信号に基づいて、エンジン4の各部(例えば、スロットルバルブ10、インジェクタ12、点火プラグ14、可変動弁機構16のほか、ターボ過給機やEGR装置等)、モータジェネレータ20、第1及び第2クラッチ61、62、及び、ブレーキ制御システム48の液圧ポンプ50及びバルブユニット52に対する制御を行うべく、制御信号を出力する。
As shown in FIG. 2, the
コントローラ8(ブレーキ制御システム48も含めてよい)は、それぞれ、1つ以上のプロセッサ、当該プロセッサ上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのROMやRAMの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。 Each of the controllers 8 (which may also include the brake control system 48) includes one or more processors and various programs that are interpreted and executed on the processors (basic control programs such as an OS, and programs that are started on the OS and execute specific functions). (including application programs to implement) and an internal memory such as ROM or RAM for storing programs and various data.
なお、コントローラ8は、本発明における制御器に相当する。また、エンジン4、モータジェネレータ20、操舵角センサ34、アクセル開度センサ36、車速センサ40、及びコントローラ8を含むシステムは、本発明における車両システムに相当する。
Note that the
<運転領域>
次に、図3を参照して、本発明の実施形態による車両1(ハイブリッド車両)の運転領域について説明する。図3は、車速(横軸)及び加減速度(縦軸)に基づき規定された運転領域のマップを示している。
<Operating area>
Next, with reference to FIG. 3, the driving range of the vehicle 1 (hybrid vehicle) according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows a map of driving regions defined based on vehicle speed (horizontal axis) and acceleration/deceleration (vertical axis).
図3において、領域R1は、エンジン4が発生したトルクのみを用いて車両1を走行させるエンジン走行領域であり、領域R2は、モータジェネレータ20が発生したトルクのみを用いて車両1を走行させるEV走行領域である。エンジン走行領域R1では、第1クラッチ61が締結されてエンジン4が繋がれ、EV走行領域R2では、第1クラッチ61が解放されてエンジン4が切り離される。また、領域R3は、モータジェネレータ20の回生のみによって車両1を制動させる領域であり、領域R4は、モータジェネレータ20の回生とブレーキ装置46によって車両1を制動させる領域である。領域R3、R4の両方とも、第1クラッチ61が解放されてエンジン4が切り離される。モータジェネレータ20が回生するときにエンジン4が繋がれていると、エンジン4の従動により無駄なエネルギー消費が生じるため、第1クラッチ61を解放してエンジン4を切り離すようにしている。
In FIG. 3, region R1 is an engine driving region in which the
なお、以下では、領域R3を「第1エンジン切り離し回生領域」と呼び、領域R4を「第2エンジン切り離し回生領域」と呼ぶ。これら第1及び第2エンジン切り離し回生領域R3、R4を区別しない場合には単に「エンジン切り離し回生領域」と呼ぶ。また、領域R2~R4をまとめて「モータジェネレータ使用領域」と呼ぶ。 Note that, below, the region R3 will be referred to as a "first engine disconnection regeneration region" and the region R4 will be referred to as a "second engine disconnection regeneration region." When these first and second engine disconnection regeneration regions R3 and R4 are not distinguished, they are simply referred to as "engine disconnection regeneration regions." Further, regions R2 to R4 are collectively referred to as a "motor generator use region."
図3に示すように、本実施形態による運転領域のマップでは、EV走行領域R2がエンジン走行領域R1と比較して狭くなっている。これは、上述したように、本実施形態では比較的小型(低出力)のモータジェネレータ20を適用したからである。同様の理由から、第1エンジン切り離し回生領域R3も第2エンジン切り離し回生領域R4と比較して狭くなっている。なお、一般的には、モータジェネレータによるEV走行を運転領域のほぼ全域において行おうとした場合、50kW程度の出力のモータジェネレータが適用されるが、本実施形態では、そのようなモータジェネレータの出力の例えば1/5程度、具体的には10~15kW程度の低出力のモータジェネレータ20を適用している。
As shown in FIG. 3, in the driving range map according to the present embodiment, the EV driving range R2 is narrower than the engine driving range R1. This is because, as described above, a relatively small (low output)
<車両姿勢制御>
次に、車両システムが実行する具体的な制御内容を説明する。まず、図4により、本発明の実施形態において車両システムが行う車両姿勢制御処理の全体的な流れを説明する。図4は、本発明の実施形態による車両姿勢制御処理のフローチャートである。
<Vehicle attitude control>
Next, specific control contents executed by the vehicle system will be explained. First, with reference to FIG. 4, the overall flow of vehicle attitude control processing performed by the vehicle system in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a flowchart of vehicle attitude control processing according to the embodiment of the present invention.
図4の車両姿勢制御処理は、車両1のイグニッションがオンにされ、車両システムに電源が投入された場合に起動され、所定周期(例えば50ms)で繰り返し実行される。
車両姿勢制御処理が開始されると、図4に示すように、ステップS101において、コントローラ8は、車両1の運転状態に関する各種センサ情報を取得する。具体的には、コントローラ8は、操舵角センサ34が検出した操舵角、アクセル開度センサ36が検出したアクセル開度、ブレーキ踏込量センサ38が検出したブレーキペダル踏込量、車速センサ40が検出した車速、ヨーレートセンサ42が検出したヨーレート、加速度センサ44が検出した加速度、エンジン回転数センサ18が検出したエンジン回転数、液圧センサ54が検出した液圧、車両1の変速機6に現在設定されているギヤ段等を含む、上述した各種センサが出力した検出信号を運転状態に関する情報として取得する。
The vehicle attitude control process in FIG. 4 is started when the ignition of the
When the vehicle attitude control process is started, as shown in FIG. 4, in step S101, the
次に、ステップS102において、コントローラ8は、ステップS101において取得された車両1の運転状態に基づき、目標加速度(正の加速度だけでなく、負の加速度(減速度)も含むものとする。以下同様とする。)を設定する。典型的には、コントローラ8は、アクセルペダルが操作されている場合には、正の目標加速度を設定する。この場合、コントローラ8は、種々の車速及び種々のギヤ段について規定された加速度特性マップ(予め作成されてメモリなどに記憶されている)の中から、現在の車速及びギヤ段に対応する加速度特性マップを選択し、選択した加速度特性マップを参照して現在のアクセル開度に対応する正の目標加速度を設定する。他方で、コントローラ8は、典型的にはブレーキペダルが操作されている場合には、負の目標加速度を設定する。例えば、コントローラ8は、ブレーキペダル踏込量に基づき負の目標加速度を設定する。この場合、ブレーキペダル踏込量が大きくなるほど、目標加速度(絶対値)が大きくなる。
Next, in step S102, the
次に、ステップS103において、コントローラ8は、ステップS102において設定した目標加速度を実現するために原動機(即ちエンジン4及びモータジェネレータ20)が発生すべき基本トルクを決定する。この場合、コントローラ8は、現在の車速、ギヤ段、路面勾配、路面μなどに基づき、エンジン4及びモータジェネレータ20が出力可能なトルクの範囲内で、基本トルクを決定する。この基本トルクは、車両1を駆動するためのエンジン4又はモータジェネレータ20の駆動トルク(正のトルク)と、車両1を制動させるためのモータジェネレータ20の回生トルク(負のトルク)と、を含む。ステップS102において正の目標加速度が設定された場合には、エンジン4又はモータジェネレータ20の駆動トルクが基本トルクとして設定される。これに対して、ステップS102において負の目標加速度(減速度)が設定された場合には、モータジェネレータ20の回生トルクが基本トルクとして設定される。
Next, in step S103, the
次に、ステップS104において、コントローラ8は、図3のマップを参照して、現在の車速及び目標加速度(正の加速度及び負の加速度(減速度)を含む)に基づき、車両1の運転領域を設定する。具体的には、コントローラ8は、エンジン走行領域R1、EV走行領域R2、第1エンジン切り離し回生領域R3、及び第2エンジン切り離し回生領域R4のいずれかを決定する。
Next, in step S104, the
また、ステップS102~S104の処理と並行して、ステップS105において、コントローラ8は、ステアリング操作に基づき車両1に減速度を付加するためのトルク(減速トルク)を設定する減速トルク設定処理を実行する。このステップS105においては、コントローラ8は、操舵装置26の操舵角の増加に応じて、つまりステアリングの切り込み操作に応じて、基本トルクを低減させるための減速トルクを設定する。本実施形態では、コントローラ8は、ステアリングが切り込み操作されたときに、トルクを一時的に低減させて車両1に減速度を付加することにより、車両姿勢を制御するようにする。以下では、このようなステアリングの切り込み時に実施される車両姿勢制御を適宜「第1車両姿勢制御」と呼ぶ。なお、減速トルク設定処理については、図5及び図6を参照して後述する。
Further, in parallel with the processing in steps S102 to S104, in step S105, the
次に、ステップS106において、コントローラ8は、ステアリング操作に基づき車両1に加速度を付加するためのトルク(加速トルク)を設定する加速トルク設定処理を実行する。このステップS106においては、コントローラ8は、操舵装置26の操舵角の減少に応じて、つまりステアリングの切り戻しに応じて、基本トルクを増加させるための加速トルクを設定する。本実施形態では、コントローラ8は、ステアリングが切り戻し操作されたときに、トルクを一時的に増加させて車両1に加速度を付加することにより、車両姿勢を制御するようにする。以下では、このようなステアリングの切り戻し時において実施される車両姿勢制御を適宜「第2車両姿勢制御」と呼ぶ。典型的には、この第2車両姿勢制御は、上述した第1車両姿勢制御の後に実施される傾向にある。なお、加速トルク設定処理については、図7及び図8を参照して後述する。
Next, in step S106, the
ステップS102~S106を実行した後、ステップS107において、コントローラ8は、ステップS103において設定した基本トルクと、ステップS105において設定した減速トルク及びステップS106において設定した加速トルクとに基づき、最終目標トルクを設定する。基本的には、コントローラ8は、基本トルクに対して加速トルクを加算するか、或いは基本トルクから減速トルクを減算することにより、最終目標トルクを算出する。
After executing steps S102 to S106, in step S107, the
次に、ステップS108において、コントローラ8は、ステップS104で設定された運転領域がエンジン走行領域R1であるか否かを判定する。このように運転領域がエンジン走行領域R1であるか否かを判定することは、エンジン4がトルクを発生しているか否かを判定することと同義である。すなわち、運転領域がエンジン走行領域R1である場合には、エンジン4はトルクを発生しており、他方で、運転領域がエンジン走行領域R1でない場合、つまりモータジェネレータ使用領域である場合には、エンジン4はトルクを発生していない。ステップS108の判定の結果、運転領域がエンジン走行領域R1であると判定された場合(ステップS108:Yes)、コントローラ8は、ステップS109に進む。
Next, in step S108, the
ステップS109では、コントローラ8は、運転領域がエンジン走行領域R1であるので、エンジン4を繋ぐために、第1クラッチ61を締結する(当然ながら、第1クラッチ61が既に締結状態にある場合には、第1クラッチ61の締結状態を維持する)。そして、コントローラ8は、ステップS110に進み、ステップS107において設定した最終目標トルクに基づき、最終目標トルクを実現するために必要となる各種状態量を決定し、それらの状態量に基づき、エンジン4の各構成要素を駆動する各アクチュエータの制御量を設定する。この場合、コントローラ8は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定する。次いで、コントローラ8は、ステップS113に進み、ステップS110において設定した制御量に基づきエンジン4の各アクチュエータへ制御指令を出力する。
In step S109, the
具体的には、ステップS113では、コントローラ8は、ステップS107において基本トルクに加速トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、点火プラグ14の点火時期を、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角させる。また、点火時期の進角に代えて、あるいはそれと共に、コントローラ8は、スロットル開度を大きくしたり、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期を進角させたりすることによって、吸入空気量を増加させる。この場合、コントローラ8は、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ12による燃料噴射量を増加させる。
Specifically, in step S113, when the final target torque is set by adding the acceleration torque to the basic torque in step S107, the
他方で、ステップS107において基本トルクから減速トルクを減算することにより最終目標トルクが設定された場合、コントローラ8は、点火プラグ14の点火時期を、基本トルクを発生させるための点火時期よりも遅角させる(リタードする)。また、点火時期の遅角に代えて、あるいはそれと共に、コントローラ8は、スロットル開度を小さくしたり、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期を遅角させたりすることによって、吸入空気量を減少させる。この場合、コントローラ8は、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ12による燃料噴射量を減少させる。
On the other hand, if the final target torque is set by subtracting the deceleration torque from the basic torque in step S107, the
なお、上記ではエンジン4がガソリンエンジンである場合について述べたが、エンジン4がディーゼルエンジンである場合には、コントローラ8は、ステップS107において基本トルクに加速トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、インジェクタ12による燃料噴射量を、基本トルクを発生させるための燃料噴射量よりも増加させる。他方で、ステップS107において基本トルクから減速トルクを減算することにより最終目標トルクが設定された場合、コントローラ8は、インジェクタ12による燃料噴射量を、基本トルクを発生させるための燃料噴射量よりも減少させる。
Although the case where the
他方で、ステップS108の判定の結果、運転領域がエンジン走行領域R1でないと判定された場合(ステップS108:No)、つまり運転領域がモータジェネレータ使用領域である場合、コントローラ8は、ステップS111に進む。ステップS111では、コントローラ8は、運転領域がエンジン走行領域R1でないので、エンジン4を切り離すために、第1クラッチ61を解放する(当然ながら、第1クラッチ61が既に解放状態にある場合には、第1クラッチ61の解放状態を維持する)。そして、コントローラ8は、ステップS112に進み、ステップS107において設定した最終目標トルクに基づき、最終目標トルクを実現するために必要となる各種状態量を決定し、それらの状態量に基づき、モータジェネレータ20の構成要素を駆動するアクチュエータの制御量を設定する。この場合、コントローラ8は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するようなアクチュエータの制御量を設定する。次いで、コントローラ8は、ステップS113に進み、ステップS112において設定した制御量に基づきアクチュエータへ制御指令を出力する。
On the other hand, as a result of the determination in step S108, if it is determined that the operating region is not the engine running region R1 (step S108: No), that is, if the operating region is the motor generator use region, the
具体的には、ステップS113では、コントローラ8は、ステップS107において設定した最終目標トルクを実現するためにモータジェネレータ20を制御する。詳しくは、コントローラ8は、ステップS107において基本トルクに加速トルクを加算することにより最終目標トルクが設定された場合、モータジェネレータ20が発生するトルクを増加させるように、インバータ指令値(制御信号)を設定し、インバータ22に出力する。他方で、ステップS107において基本トルクから減速トルクを減算することにより設定された最終目標トルクが負値である場合、コントローラ8は、モータジェネレータ20により回生発電を行わせることで回生トルクが発生するように、インバータ指令値(制御信号)を設定し、インバータ22に出力する。
Specifically, in step S113,
このようなステップS113の後、コントローラ8は、車両姿勢制御処理を終了する。
After such step S113, the
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施形態における減速トルク設定処理について説明する。
図5は、本発明の実施形態による減速トルク設定処理のフローチャートであり、図6は、本発明の実施形態による付加減速度と操舵速度との関係を示したマップである。
Next, the deceleration torque setting process in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a flowchart of the deceleration torque setting process according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a map showing the relationship between additional deceleration and steering speed according to the embodiment of the present invention.
減速トルク設定処理が開始されると、ステップS11において、コントローラ8は、操舵装置26の操舵角(絶対値)が増加している(即ちステアリングホイール28の切り込み操作中)か否かを判定する。その結果、操舵角が増加している場合(ステップS11:Yes)、ステップS12に進み、コントローラ8は、操舵速度が所定の閾値S1以上か否かを判定する。即ち、コントローラ8は、図4のステップS101において操舵角センサ34から取得した操舵角に基づき操舵速度を算出し、その値が閾値S1以上か否かを判定する。
When the deceleration torque setting process is started, in step S11, the
その結果、操舵速度が閾値S1以上である場合(ステップS12:Yes)、ステップS13に進み、コントローラ8は、操舵速度に基づき付加減速度を設定する。この付加減速度は、ドライバの意図に沿って車両姿勢を制御するために、ステアリング操作に応じて車両1に付加すべき減速度である。
As a result, if the steering speed is equal to or greater than the threshold value S1 (step S12: Yes), the process proceeds to step S13, where the
具体的には、コントローラ8は、図6のマップに示す付加減速度と操舵速度との関係に基づき、ステップS12において算出した操舵速度に対応する付加減速度を設定する。図6における横軸は操舵速度を示し、縦軸は付加減速度を示す。図6に示すように、操舵速度が閾値S1以下である場合、対応する付加減速度は0である。即ち、操舵速度が閾値S1以下である場合、コントローラ8は、ステアリング操作に基づき車両1に減速度を付加するための制御を実行しない。
Specifically, the
一方、操舵速度が閾値S1を超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する付加減速度は、所定の上限値Dmaxに漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど付加減速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。この上限値Dmaxは、ステアリング操作に応じて車両1に減速度を付加しても、制御介入があったとドライバが感じない程度の減速度に設定される(例えば0.5m/s2≒0.05G)。さらに、操舵速度が閾値S1よりも大きい閾値S2以上の場合には、付加減速度は上限値Dmaxに維持される。
On the other hand, when the steering speed exceeds the threshold value S1 , as the steering speed increases, the additional deceleration corresponding to this steering speed asymptotically approaches the predetermined upper limit value Dmax . That is, as the steering speed increases, the additional deceleration increases, and the rate of increase of the amount of increase becomes smaller. This upper limit value D max is set to a deceleration that does not make the driver feel that there has been a control intervention even if deceleration is applied to the
次に、ステップS14において、コントローラ8は、ステップS13で設定した付加減速度に基づき、減速トルクを設定する。具体的には、コントローラ8は、基本トルクの低減により付加減速度を実現するために必要となる減速トルクを、図4のステップS101において取得された現在の車速、ギヤ段、路面勾配等に基づき決定する。ステップS14の後、コントローラ8は減速トルク設定処理を終了し、メインルーチンに戻る。
Next, in step S14, the
また、ステップS11において操舵角が増加していない場合(ステップS11:No)、又は、ステップS12において操舵速度が閾値S1未満である場合(ステップS12:No)、コントローラ8は、減速トルクの設定を行うことなく減速トルク設定処理を終了し、図4のメインルーチンに戻る。この場合、減速トルクは0となる。
Further, if the steering angle is not increased in step S11 (step S11: No), or if the steering speed is less than the threshold value S1 in step S12 (step S12: No), the
次に、図7乃至図8を参照して、本発明の実施形態における加速トルク設定処理について説明する。
図7は、本発明の実施形態による加速トルク設定処理のフローチャートであり、図8は、本発明の実施形態による付加加速度と操舵速度との関係を示したマップである。
Next, the acceleration torque setting process in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
FIG. 7 is a flowchart of acceleration torque setting processing according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a map showing the relationship between additional acceleration and steering speed according to the embodiment of the present invention.
加速トルク設定処理が開始されると、ステップS21において、コントローラ8は、操舵装置26の操舵角(絶対値)が減少している(即ちステアリングホイール28の切り戻し操作中)か否かを判定する。その結果、操舵角が減少中である場合(ステップS21:Yes)、ステップS22に進み、コントローラ8は、操舵速度が所定の閾値S1以上か否かを判定する。即ち、コントローラ8は、図4のステップS101において操舵角センサ34から取得した操舵角に基づき操舵速度を算出し、その値が閾値S1以上か否かを判定する。
When the acceleration torque setting process is started, in step S21, the
その結果、操舵速度が閾値S1以上である場合(ステップS22:Yes)、ステップS23に進み、コントローラ8は、操舵速度に基づき付加加速度を設定する。この付加加速度は、ドライバの意図に沿って車両姿勢を制御するために、ステアリング操作に応じて車両1に付加すべき加速度である。
As a result, if the steering speed is equal to or higher than the threshold value S 1 (step S22: Yes), the process proceeds to step S23, where the
具体的には、コントローラ8は、図8のマップに示す付加加速度と操舵速度との関係に基づき、ステップS22において算出した操舵速度に対応する付加加速度を設定する。図8における横軸は操舵速度を示し、縦軸は付加加速度を示す。図8に示すように、操舵速度が閾値S1以下である場合、対応する付加加速度は0である。即ち、操舵速度が閾値S1以下である場合、コントローラ8は、ステアリング操作に基づき車両1に加速度を付加するための制御を実行しない。
Specifically, the
一方、操舵速度が閾値S1を超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する付加加速度は、所定の上限値Amaxに漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど付加加速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。この上限値Amaxは、ステアリング操作に応じて車両1に加速度を付加しても、制御介入があったとドライバが感じない程度の加速度に設定される(例えば0.5m/s2≒0.05G)。さらに、操舵速度が閾値S1よりも大きい閾値S2以上の場合には、付加加速度は上限値Amaxに維持される。
On the other hand, when the steering speed exceeds the threshold value S1 , as the steering speed increases, the additional acceleration corresponding to this steering speed asymptotically approaches the predetermined upper limit value Amax . That is, as the steering speed increases, the additional acceleration increases, and the rate of increase of the amount of increase becomes smaller. This upper limit value A max is set to an acceleration that does not make the driver feel that there has been a control intervention even if acceleration is applied to the
次に、ステップS24において、コントローラ8は、ステップS23で設定した付加加速度に基づき、加速トルクを設定する。具体的には、コントローラ8は、基本トルクの増加により付加加速度を実現するために必要となる加速トルクを、ステップS101において取得された現在の車速、ギヤ段、路面勾配等に基づき決定する。ステップS24の後、コントローラ8は加速トルク設定処理を終了し、図4のメインルーチンに戻る。
Next, in step S24, the
また、ステップS21において操舵角が減少していない場合(ステップS21:No)、又は、ステップS22において操舵速度が閾値S1未満である場合(ステップS22:No)、コントローラ8は、加速トルクの設定を行うことなく加速トルク設定処理を終了し、図4のメインルーチンに戻る。この場合、加速トルクは0となる。
Further, if the steering angle is not decreased in step S21 (step S21: No), or if the steering speed is less than the threshold value S1 in step S22 (step S22: No), the
<作用及び効果>
次に、図9乃至図11のタイムチャートを参照して、本発明の実施形態による車両の制御方法及び車両システムの作用について説明する。図9は、エンジン走行領域R1において車両姿勢制御を行った場合の各パラメータの時間変化を示したタイムチャートであり、図10は、EV走行領域R2において車両姿勢制御を行った場合の各パラメータの時間変化を示したタイムチャートであり、図11は、エンジン切り離し回生領域R3、R4において車両姿勢制御を行った場合の各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。
<Action and effect>
Next, the vehicle control method and the operation of the vehicle system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the time charts of FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a time chart showing changes over time in each parameter when vehicle attitude control is performed in the engine driving region R1, and FIG. 10 is a time chart showing changes in each parameter over time when vehicle attitude control is performed in the EV driving region R2. FIG. 11 is a time chart showing changes over time, and FIG. 11 is a time chart showing changes over time in each parameter when vehicle attitude control is performed in the engine disconnection regeneration regions R3 and R4.
図9~図11のタイムチャートは、上から順に、第1クラッチ61の状態(締結/解放)、操舵装置26の操舵角、操舵速度、付加加減速度、最終目標トルク、エンジン4の点火プラグ14の点火時期、モータジェネレータ20が発生するトルク(駆動トルク/回生トルク)を示している。
The time charts in FIGS. 9 to 11 show, from top to bottom, the state of the first clutch 61 (engaged/disengaged), the steering angle of the
まず、図9に示す例では、車両1の運転領域がエンジン走行領域R1であるため、エンジン4を繋ぐべく、第1クラッチ61が締結される(図4のステップS109)。また、図9に示すように、時刻t11までは、車両1のドライバは操舵を行っておらず、操舵角は0(中立位置)で、操舵速度も0となっている。この状態では、図5の減速トルク設定処理及び図7の加速トルク設定処理において減速トルク及び加速トルクの設定は行われない(付加減速度=0、減速トルク=0、付加加速度=0、加速トルク=0)。このため、時刻t11までは、基本トルクが最終目標トルクとして決定される。
First, in the example shown in FIG. 9, since the operating region of the
次に、時刻t11において、ドライバがステアリングホイール28の切り込み操作を開始すると、操舵角及び操舵速度(の絶対値)が増加する。操舵速度がS1以上になると、図5の減速トルク設定処理においては、ステップS11からS14の処理が繰り返され、付加減速度及び減速トルクの設定が行われる。即ち、図5のステップS13において図6に示すマップを使用して操舵速度に基づき付加減速度が設定され、ステップS14において、設定された付加減速度を実現するために必要な減速トルクが設定され、図4のステップS107において基本トルクから減速トルクを減算した値が最終目標トルクとして設定される。
Next, at time t11, when the driver starts turning the
図9に示す例では、操舵角の増加が開始したタイミングにおいて、車両1の運転領域がエンジン走行領域R1である。詳しくは、第1車両姿勢制御の開始条件が成立したタイミング、すなわち操舵角が増加し且つ操舵速度が閾値S1以上になったタイミングにおいて、車両1の運転領域がエンジン走行領域R1であると判断される。その結果、時刻t11以降(時刻t11~t12)において減速トルクにより基本トルクを低減したトルクが発生するように、エンジン4のみが制御される。この場合、モータジェネレータ20は制御されない。1つの例では、図4のステップS110、S113において、図9に示すように、点火プラグ14の点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも遅角される。なお、点火時期の遅角に代えて、あるいはそれと共に、吸入空気量を低減させるために、基本トルクを発生させる場合よりもスロットル開度が小さくされてもよいし、あるいは、下死点後に設定されている吸気弁の閉時期が遅角されてもよい。これらの場合、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の低減に対応して、インジェクタ12による燃料噴射量も低減される。
In the example shown in FIG. 9, the operating range of the
このように時刻t11~t12間において減速トルクにより基本トルクを低減したトルクが発生すると、車体前部が沈み込んで前輪荷重が増大する。これにより、ステアリングの切り込み操作に対する車両1の応答性やリニア感を向上させることができる。
As described above, when a torque that is reduced from the basic torque is generated due to deceleration torque between times t11 and t12, the front of the vehicle body sinks and the front wheel load increases. This makes it possible to improve the responsiveness and linearity of the
次いで、時刻t12において保舵に移行すると、操舵角が一定値となる。この状態では、図5の減速トルク設定処理及び図7の加速トルク設定処理において減速トルク及び加速トルクの設定は行われない(付加減速度=0、減速トルク=0、付加加速度=0、加速トルク=0)。このため、時刻t12~t13においては、基本トルクが最終目標トルクとして決定される。 Next, at time t12, when the steering is shifted to the holding state, the steering angle becomes a constant value. In this state, deceleration torque and acceleration torque are not set in the deceleration torque setting process of FIG. 5 and the acceleration torque setting process of FIG. 7 (additional deceleration = 0, deceleration torque = 0, additional acceleration = 0, acceleration torque =0). Therefore, from time t12 to time t13, the basic torque is determined as the final target torque.
さらに、時刻t13においてドライバがステアリングホイール28の切り戻し操作を開始すると、操舵角が減少し、操舵速度(の絶対値)が増加する。操舵速度(の絶対値)がS1以上になると、図7の加速トルク設定処理においては、ステップS21からS24の処理が繰り返され、付加加速度及び加速トルクの設定が行われる。即ち、図7のステップS23において図8に示すマップを使用して操舵速度に基づき付加加速度が設定され、ステップS24において、設定された付加加速度を実現するために必要な加速トルクが設定され、図4のステップS107において基本トルクから加速トルクを加算した値が最終目標トルクとして設定される。
Furthermore, when the driver starts turning the
図9に示す例では、操舵角の減少が開始したタイミングにおいて、車両1の運転領域がエンジン走行領域R1である。詳しくは、第2車両姿勢制御の開始条件が成立したタイミング、すなわち操舵角が減少し且つ操舵速度(絶対値)が閾値S1以上になったタイミングにおいて、車両1の運転領域がエンジン走行領域R1であると判断される。その結果、時刻t13以降(時刻t13~t14)において加速トルクにより基本トルクを増加したトルクが発生するように、エンジン4のみが制御される。この場合、モータジェネレータ20は制御されない。1つの例では、図4のステップS110、S113において、図9に示すように、点火プラグ14の点火時期が、基本トルクを発生させるための点火時期よりも進角される。なお、点火時期の進角に代えて、あるいはそれと共に、吸入空気量を増加させるために、基本トルクを発生させる場合よりもスロットル開度が大きくされてもよいし、あるいは、吸気弁の閉時期が進角されてもよい。これらの場合、所定の空燃比が維持されるように、吸入空気量の増加に対応して、インジェクタ12による燃料噴射量も増加される。
In the example shown in FIG. 9, the operating range of the
このように時刻t13~t14間において加速トルクにより基本トルクを増加したトルクが発生すると、車体前部が浮き上がって前輪荷重が減少する。これにより、ステアリングの切り戻し操作に対する車両応答性やリニア感を向上させることができる。 As described above, when a torque that is an increase in the basic torque is generated due to acceleration torque between times t13 and t14, the front part of the vehicle body rises and the front wheel load decreases. Thereby, it is possible to improve the vehicle responsiveness and linearity to the steering operation.
次いで、時刻t14において操舵角が0に戻り保舵される(操舵速度=0)と、操舵速度が0となることにより、付加加速度及び付加減速度の値も0となり、基本トルクの値が最終目標トルクとして決定される。 Next, at time t14, when the steering angle returns to 0 and the steering is held (steering speed = 0), the steering speed becomes 0, and the values of the additional acceleration and deceleration also become 0, and the value of the basic torque becomes the final value. This is determined as the target torque.
次に、図10を参照して、EV走行領域R2において車両姿勢制御を行った場合について説明する。ここでは、主に、図9と異なる部分のみを説明する。図10に示す例では、車両1の運転領域がEV走行領域R2であるため、図4のステップS111において、エンジン4を切り離すべく、第1クラッチ61が解放される。また、時刻t21~t22において(ステアリングの切り込み時)、減速トルクにより基本トルクを低減したトルクが発生するように、モータジェネレータ20のみが制御される(エンジン4は制御されない)。具体的には、図4のステップS112、S113において、モータジェネレータ20が発生するトルクを低減させるようにインバータ指令値が設定される。次いで、時刻t23~t24において(ステアリングの切り戻し時)、加速トルクにより基本トルクを増加したトルクが発生するように、モータジェネレータ20のみが制御される(エンジン4は制御されない)。具体的には、図4のステップS112、S113において、モータジェネレータ20が発生するトルクを増加させるようにインバータ指令値が設定される。
Next, with reference to FIG. 10, a case will be described in which vehicle attitude control is performed in the EV driving region R2. Here, only the parts that are different from FIG. 9 will be mainly explained. In the example shown in FIG. 10, since the driving region of the
次に、図11を参照して、エンジン切り離し回生領域(R3又はR4)において車両姿勢制御を行った場合について説明する。ここでは、主に、図9と異なる部分のみを説明する。図11に示す例では、車両1の運転領域がエンジン切り離し回生領域であるため、図4のステップS111において、エンジン4を切り離すべく、第1クラッチ61が解放される。また、時刻t31~t32において(ステアリングの切り込み時)、減速トルクにより基本トルクを低減したトルクが発生するように、モータジェネレータ20のみが制御される(エンジン4は制御されない)。具体的には、図4のステップS112、S113において、モータジェネレータ20が発生する回生トルク(絶対値)を増加させるようにインバータ指令値が設定される。次いで、時刻t33~t34において(ステアリングの切り戻し時)、加速トルクにより基本トルクを増加したトルクが発生するように、モータジェネレータ20のみが制御される(エンジン4は制御されない)。具体的には、図4のステップS112、S113において、モータジェネレータ20が発生する回生トルク(絶対値)を低減させるようにインバータ指令値が設定される。
Next, with reference to FIG. 11, a case where vehicle attitude control is performed in the engine disconnection regeneration region (R3 or R4) will be described. Here, only the parts that are different from FIG. 9 will be mainly explained. In the example shown in FIG. 11, since the operating region of the
なお、図9乃至図11に示す例において、基本トルクの値は一定値とされているが、ドライバのアクセルペダル等の操作により基本トルクが変化した場合には、その基本トルクに対して加速トルクが加算され、又は減速トルクが減算される。しかしながら、ドライバによるステアリングホイール28の切り込みから、保舵、切り戻しに至るまでの時間は、一般に比較的短時間(通常は1~2sec未満)であるため、この間の基本トルクは一定であるとみなすこともできる。
In the examples shown in FIGS. 9 to 11, the value of the basic torque is a constant value, but if the basic torque changes due to the driver's operation of the accelerator pedal, etc., the acceleration torque will change with respect to the basic torque. is added or the deceleration torque is subtracted. However, since the time from turning the
次に、上述した本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。 Next, the functions and effects of the above-described embodiments of the present invention will be explained.
本実施形態によれば、コントローラ8は、エンジン4及びモータジェネレータ20により前輪2が駆動されるハイブリッド車両に関して、ステアリングの切り込み時に車両姿勢制御(具体的には第1車両姿勢制御)を行うに当たって、エンジン4がトルクを発生している場合には、第1車両姿勢制御による減速トルクに応じたトルクが発生するようにエンジン4を制御する一方で、エンジン4がトルクを発生していない場合には、第1車両姿勢制御による減速トルクに応じたトルクが発生するようにモータジェネレータ20を制御する。
According to the present embodiment, the
こうする理由は以下の通りである。通常、ハイブリッド車両において車両姿勢制御を行うことを考えた場合、制御性(応答性など)が優れたモータジェネレータ20のみを用いて、車両姿勢制御のためのトルク制御を行うことが想定される。しかしながら、本実施形態のようにモータジェネレータ20が比較的小型(低出力)に構成されている場合には、当該モータジェネレータ20のみを用いて車両姿勢制御を行おうとすると、モータジェネレータ20の出力不足等により、車両姿勢制御のための十分なトルク変化を実現できない可能性がある。
The reason for doing this is as follows. Normally, when considering performing vehicle attitude control in a hybrid vehicle, it is assumed that torque control for vehicle attitude control is performed using only the
したがって、本実施形態では、コントローラ8は、エンジン4がトルクを発生している場合には、モータジェネレータ20ではなく、エンジン4からのトルクによって第1車両姿勢制御を実現するようにする。一方で、コントローラ8は、エンジン4がトルクを発生していない場合、つまりモータジェネレータ20がトルクを発生している場合には、モータジェネレータ20からのトルクによって第1車両姿勢制御を実現するようにする。つまり、コントローラ8は、モータジェネレータ20がトルクを発生している場合に限って、モータジェネレータ20によって第1車両姿勢制御を実現するようにする。換言すると、本実施形態では、コントローラ8は、設定された減速トルクがエンジン4により実現できる場合には(これは減速トルクがモータジェネレータ20により実現できない場合に相当する)、第1車両姿勢制御をエンジン4により実施するようにする一方で、設定された減速トルクがエンジン4により実現できない場合には(これは減速トルクがモータジェネレータ20により実現できる場合に相当する)、第1車両姿勢制御をモータジェネレータ20により実施するようにする。
Therefore, in this embodiment, when the
以上述べた本実施形態によれば、比較的小型のモータジェネレータ20を搭載したハイブリッド車両においても、ステアリングの切り込み時に第1車両姿勢制御を適切に実行することができる。よって、ステアリングの切り込み操作に対する旋回性能(車両応答性やリニア感)の改善効果を適切に確保することができる。
According to the present embodiment described above, even in a hybrid vehicle equipped with a relatively
また、本実施形態によれば、コントローラ8は、操舵角の増加が開始したときに、より具体的には第1車両姿勢制御の開始条件が成立したタイミングで、エンジン4がトルクを発生しているか否かを判定して、この判定結果に応じて、エンジン4の制御及びモータジェネレータ20の制御のいずれによって第1車両姿勢制御を実現するかを決定する。これにより、比較的小型のモータジェネレータ20を搭載したハイブリッド車両においても、適切な第1車両姿勢制御をより確実に実行することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、コントローラ8は、ステアリングの切り戻し時に行う第2車両姿勢制御についても、エンジン4がトルクを発生している場合には、第2車両姿勢制御による加速トルクに応じたトルクが発生するようにエンジン4を制御する一方で、エンジン4がトルクを発生していない場合には、第2車両姿勢制御による加速トルクに応じたトルクが発生するようにモータジェネレータ20を制御する。これにより、比較的小型のモータジェネレータ20を搭載したハイブリッド車両においても、第2車両姿勢制御を適切に実行することができる。よって、ステアリングの切り戻し操作に対する旋回性能(車両応答性やリニア感)の改善効果を適切に確保することができる。
Further, according to the present embodiment, the
<変形例>
上述した実施形態では、エンジン4の制御及びモータジェネレータ20の制御のいずれによって車両姿勢制御を実現するかを、車両1の運転領域に基づき決定していた。すなわち、エンジン走行領域R1では、エンジン4の制御によって車両姿勢制御を実現するようにし、モータジェネレータ使用領域(領域R2~R4)では、モータジェネレータ20の制御によって車両姿勢制御を実現するようにしていた。他の例では、第1クラッチ61の状態に基づき、エンジン4の制御及びモータジェネレータ20の制御のいずれによって車両姿勢制御を実現するかを決定してもよい。すなわち、第1クラッチ61が締結しているときには、エンジン4の制御によって車両姿勢制御を実現するようにし、第1クラッチ61が解放しているときには、モータジェネレータ20の制御によって車両姿勢制御を実現するようにしてもよい。このような他の例でも、比較的小型のモータジェネレータ20を搭載したハイブリッド車両において、車両姿勢制御を適切に実行することができる。
<Modified example>
In the embodiment described above, which of the control of the
また、上述した実施形態では、操舵角及び操舵速度に基づき車両姿勢制御を実行していたが、他の例では、操舵角及び操舵速度の代わりに、ヨーレートや横加速度やヨー加速度や横ジャークに基づき車両姿勢制御を実行してもよい。 Furthermore, in the embodiments described above, vehicle attitude control is executed based on the steering angle and steering speed, but in other examples, the yaw rate, lateral acceleration, yaw acceleration, and lateral jerk are used instead of the steering angle and steering speed. Based on this, vehicle attitude control may be executed.
1 車両
2 車輪
4 エンジン
6 変速機
8 コントローラ
12 インジェクタ
14 点火プラグ
20 モータジェネレータ
22 インバータ
24 バッテリ
26 操舵装置
28 ステアリングホイール
34 操舵角センサ
36 アクセル開度センサ
40 車速センサ
46 ブレーキ装置
61 第1クラッチ
1
Claims (6)
少なくともアクセル開度又はブレーキペダル踏込量を含む前記車両の運転状態に基づき、前記エンジン及び前記回転電気機械の少なくとも一方から前記車両に付与する基本トルクを設定し、前記アクセル開度又はブレーキペダル踏込量が大きいほど、設定する前記基本トルクの絶対値を大きくする基本トルク設定工程と、
前記車両に搭載された操舵装置の操舵角が増加している場合に、減速トルクを設定すると共に、前記操舵角の変化速度である操舵速度が大きいほど、設定する前記減速トルクを大きくする減速トルク設定工程と、
前記減速トルク設定工程により前記減速トルクが設定された場合に、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記エンジン又は前記回転電気機械を制御するトルク発生工程と、
を有し、
前記車両は、前記エンジンと前記前輪との間に設けられたクラッチを有し、
前記クラッチは、前記エンジンがトルクを発生する場合には締結され、前記エンジンがトルクを発生しない場合には解放され、
前記トルク発生工程では、
前記クラッチが締結しているときには、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記エンジンを制御し、
前記クラッチが解放しているときには、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記回転電気機械を制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 A method for controlling a vehicle whose front wheels are driven by an engine and a rotating electric machine, the method comprising:
A basic torque to be applied to the vehicle from at least one of the engine and the rotating electric machine is set based on the driving state of the vehicle including at least the accelerator opening degree or the brake pedal pressing amount, and a basic torque setting step of increasing the absolute value of the basic torque to be set as the value increases;
A deceleration torque that sets a deceleration torque when a steering angle of a steering device mounted on the vehicle is increasing, and increases the deceleration torque to be set as the steering speed that is the rate of change of the steering angle increases. Setting process and
a torque generation step of controlling the engine or the rotating electrical machine so that when the deceleration torque is set in the deceleration torque setting step, a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque is generated;
has
The vehicle includes a clutch provided between the engine and the front wheels,
The clutch is engaged when the engine generates torque, and disengaged when the engine does not generate torque,
In the torque generation step,
When the clutch is engaged, controlling the engine to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque,
controlling the rotating electric machine to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque when the clutch is released;
A vehicle control method characterized by:
前記操舵角の増加が開始したときに前記エンジンがトルクを発生している場合には、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記エンジンを制御し、
前記操舵角の増加が開始したときに前記エンジンがトルクを発生していない場合には、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記回転電気機械を制御する、
請求項1に記載の車両の制御方法。 In the torque generation step,
If the engine is generating torque when the steering angle starts to increase, controlling the engine so as to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque,
If the engine is not generating torque when the steering angle starts to increase, controlling the rotating electric machine to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque.
A method for controlling a vehicle according to claim 1.
前記クラッチは、前記エンジンと前記回転電気機械との間に設けられる、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両の制御方法。 In the vehicle, the engine, the rotating electric machine, and the front wheels are connected in series,
the clutch is provided between the engine and the rotating electrical machine;
A method for controlling a vehicle according to any one of claims 1 to 3.
前記トルク発生工程では、前記加速トルク設定工程により前記加速トルクが設定された場合において、前記エンジンがトルクを発生している場合には、前記基本トルクに対して前記加速トルクを加算したトルクが発生するように前記エンジンを制御し、前記エンジンがトルクを発生していない場合には、前記基本トルクに対して前記加速トルクを加算したトルクが発生するように前記回転電気機械を制御する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両の制御方法。 further comprising an acceleration torque setting step of setting an acceleration torque when the steering angle of the steering device is decreasing;
In the torque generation step, when the acceleration torque is set in the acceleration torque setting step and the engine is generating torque, a torque obtained by adding the acceleration torque to the basic torque is generated. controlling the engine so as to generate a torque, and controlling the rotating electric machine so as to generate a torque obtained by adding the acceleration torque to the basic torque when the engine is not generating torque;
A method for controlling a vehicle according to any one of claims 1 to 4.
車両の前輪を駆動するエンジン及び回転電気機械と、
前記車両を操舵するための操舵装置と、
前記操舵装置の操舵角を検出する操舵角センサと、
少なくともアクセル開度又はブレーキペダル踏込量を含む前記車両の運転状態を検出する運転状態センサと、
前記エンジン及び前記回転電気機械を制御する制御器と、を有し、
前記制御器は、
前記運転状態センサにより検出された、少なくとも前記アクセル開度又は前記ブレーキペダル踏込量を含む前記運転状態に基づき、前記エンジン及び前記回転電気機械の少なくとも一方から前記車両に付与する基本トルクを設定し、前記アクセル開度又は前記ブレーキペダル踏込量が大きいほど、設定する前記基本トルクの絶対値を大きくし、
前記操舵角センサにより検出された操舵角が増加している場合に、減速トルクを設定し、
前記操舵角の変化速度である操舵速度が大きいほど、設定する前記減速トルクを大きくし、
前記減速トルクが設定された場合に、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記エンジン又は前記回転電気機械を制御するよう構成され、
前記車両は、前記エンジンと前記前輪との間に設けられたクラッチを有し、
前記クラッチは、前記エンジンがトルクを発生する場合には締結され、前記エンジンがトルクを発生しない場合には解放され、
前記制御器は、
前記クラッチが締結しているときには、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記エンジンを制御し、
前記クラッチが解放しているときには、前記基本トルクから前記減速トルクを減算したトルクが発生するように前記回転電気機械を制御する、
ことを特徴とする車両システム。 A vehicle system,
an engine and a rotating electric machine that drive the front wheels of a vehicle;
a steering device for steering the vehicle;
a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering device;
a driving state sensor that detects the driving state of the vehicle, including at least an accelerator opening amount or a brake pedal depression amount;
a controller that controls the engine and the rotating electric machine,
The controller is
setting a basic torque to be applied to the vehicle from at least one of the engine and the rotating electric machine, based on the driving state detected by the driving state sensor and including at least the accelerator opening degree or the brake pedal depression amount; The greater the accelerator opening degree or the brake pedal depression amount, the greater the absolute value of the basic torque to be set;
setting a deceleration torque when the steering angle detected by the steering angle sensor is increasing;
The larger the steering speed, which is the rate of change of the steering angle, the larger the deceleration torque to be set;
When the deceleration torque is set, the engine or the rotating electrical machine is configured to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque,
The vehicle includes a clutch provided between the engine and the front wheels,
The clutch is engaged when the engine generates torque, and disengaged when the engine does not generate torque,
The controller is
When the clutch is engaged, controlling the engine to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque,
controlling the rotating electric machine to generate a torque obtained by subtracting the deceleration torque from the basic torque when the clutch is released;
A vehicle system characterized by:
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