JP2017038470A - Electric vehicle braking control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車の制動制御装置に係り、詳しくは走行用バッテリへの充電が制限されている状態でアクセルがオフ操作されたときに、走行用バッテリへの充電電力を制限しながら車両の制動力を確保する電気自動車の制動制御装置に関する。 The present invention relates to a braking control device for an electric vehicle, and more specifically, when the accelerator is turned off in a state where charging to a traveling battery is restricted, the charging power of the traveling battery is restricted while the charging power to the traveling battery is restricted. The present invention relates to a braking control device for an electric vehicle that secures a braking force.
走行用動力源としてモータを搭載した電気自動車、或いは走行用動力源としてエンジン及びモータを搭載したハイブリッド車(以下、これらを電気自動車と総称する)では、モータ走行中にアクセルがオフ操作されると、走行用モータの回生制御によりエンジンブレーキ相当の負側の回生トルクを発生させて車両を制動すると共に、回生制御による発電電力を走行用バッテリに充電して後のモータ走行に利用している。 In an electric vehicle equipped with a motor as a driving power source, or a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor as a driving power source (hereinafter collectively referred to as an electric vehicle), the accelerator is turned off while the motor is running. The vehicle is braked by generating a negative regenerative torque corresponding to engine braking by regenerative control of the traveling motor, and the generated power by the regenerative control is charged to the traveling battery and used for subsequent motor traveling.
走行用バッテリへの充電電力には制限が課せられる場合があり(以下、充電制限と称する)、例えばSOC(State Of Charge:充電率)が充電限界近傍の所定値以上の場合、或いはバッテリ温度が通常温度域から高温側または低温側に外れている場合等には、バッテリ保護のために充電制限が行われる。このような充電制限を伴うモータ走行中にアクセルがオフ操作されると、走行用モータの回生トルクを制限せざるを得ず、結果として車両の制動力が不足して運転者に違和感を与えるという問題がある。 There is a case where a limit is imposed on the charging power to the traveling battery (hereinafter referred to as a charging limit). For example, when the SOC (State Of Charge) is equal to or higher than a predetermined value near the charging limit, or the battery temperature is When the temperature is out of the normal temperature range to the high temperature side or the low temperature side, the charging is restricted for battery protection. If the accelerator is turned off while the motor is running with such a charging restriction, the regenerative torque of the running motor must be restricted, resulting in a lack of braking force of the vehicle and an uncomfortable feeling to the driver. There's a problem.
そこで、例えば特許文献1に開示された電気自動車では、走行用モータを敢えて効率が悪い領域で運転させることで回生トルクの不足を補っている。この電気自動車では、直列配置した第1及び第2モータの駆動力をデファレンシャルギア機構を介して左右の後輪に伝達するように構成されており、上記のような充電制限でのアクセルのオフ操作時には、何れか一方のモータを回生制御すると共に、発電された電力により他方のモータを力行制御している。これにより両モータの運転領域は効率悪化方向に推移し、充電制限を継続しながら車両の制動力を確保している。 Therefore, for example, in the electric vehicle disclosed in Patent Document 1, the deficiency of the regenerative torque is compensated by operating the traveling motor in an inefficient region. In this electric vehicle, the driving force of the first and second motors arranged in series is transmitted to the left and right rear wheels via a differential gear mechanism, and the accelerator is turned off when the charging is limited as described above. Sometimes, one of the motors is regeneratively controlled, and the other motor is power-running controlled by the generated power. As a result, the operating range of both motors is in the direction of deterioration of efficiency, and the braking force of the vehicle is secured while continuing the charging restriction.
上記特許文献1の電気自動車は後輪駆動車であるが、走行安定性の観点からは、前後輪を走行用モータで個別に駆動する4輪駆動車として具体化することが望ましい。このような4輪駆動車に対して特許文献1の技術思想を適用する場合、充電制限でのアクセルのオフ操作時には、前輪及び後輪の何れか一方のモータを回生制御し、その発電電力により他方のモータを力行制御し、その差分を車両に制動力として作用させる。 The electric vehicle disclosed in Patent Document 1 is a rear-wheel drive vehicle. However, from the viewpoint of traveling stability, it is desirable that the electric vehicle be embodied as a four-wheel drive vehicle in which front and rear wheels are individually driven by a traveling motor. When the technical idea of Patent Document 1 is applied to such a four-wheel drive vehicle, when the accelerator is turned off due to charging restrictions, either the front wheel or the rear wheel motor is regeneratively controlled and the generated power is used. The other motor is subjected to power running control, and the difference is applied to the vehicle as a braking force.
即ち、制動力を発生させるためには力行トルクよりも回生トルクを大とする必要があることから、回生トルクを伝達された側の車輪のグリップ限界により回生トルクの大きさ、ひいては車両の制動力が制限されてしまう。この事実は、上記した充電制限中の車両の制動力不足を解消するという元々の目的を十分に達成できないことを意味する。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、前輪及び後輪を個別に走行用モータで駆動する4輪駆動車の構成を採った上で、充電制限中の車両の制動力不足を解消することができる電気自動車の制動制御装置を提供することにある。
That is, in order to generate the braking force, it is necessary to make the regenerative torque larger than the power running torque. Therefore, the magnitude of the regenerative torque and thus the braking force of the vehicle is determined by the grip limit of the wheel on the side where the regenerative torque is transmitted. Will be limited. This fact means that the original purpose of resolving the shortage of braking force of the vehicle during the charging restriction described above cannot be sufficiently achieved.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to adopt a configuration of a four-wheel drive vehicle in which front wheels and rear wheels are individually driven by a traveling motor, An object of the present invention is to provide a braking control device for an electric vehicle that can solve a shortage of braking force of a vehicle that is being charged.
上記の目的を達成するため、本発明の電気自動車の制動制御装置は、走行用バッテリへの充電が制限されている状態でアクセルがオフ操作されたときに、前輪及び後輪を個別に駆動するモータの何れか一方を回生制御し、その発電電力により他方のモータを力行制御しながら車両に制動力を作用させる充電制限制動モードを実行するモータ制御手段と、前記前輪及び後輪の接地荷重に基づき、該前輪及び後輪の内の接地荷重が大である側を回生側に設定し、接地荷重が小である側を力行側に設定し、該設定に基づき前記モータ制御手段に前記モータを制御させるモータ設定手段とを備えたことを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, the braking control device for an electric vehicle according to the present invention individually drives the front wheels and the rear wheels when the accelerator is turned off in a state where charging to the traveling battery is restricted. Regenerative control of any one of the motors, motor control means for executing a charge-limited braking mode in which the braking force is applied to the vehicle while controlling the other motor by powering with the generated power, and the ground load of the front and rear wheels Based on the setting, the side of the front wheel and the rear wheel where the ground load is large is set as the regeneration side, the side where the ground load is small is set as the power running side, and the motor is supplied to the motor control means based on the setting. The motor setting means to control is provided (Claim 1).
このように構成した電気自動車の制動制御装置によれば、充電制限制動モードでは、前輪及び後輪のモータの一方を回生制御し、他方を力行制御することにより、両モータの運転領域を敢えて効率悪化方向に推移させて、充電制限を継続しながら車両の制動力を確保可能となる。そして、前輪及び後輪の内の接地荷重が大である側が常に回生側に設定されることから、その高いグリップ限界まで回生トルクを高める余地が確保され、回生トルクと力行トルクとの差分を大きく設定可能となる。 According to the braking control device for an electric vehicle configured as described above, in the charge-limited braking mode, one of the front wheel motor and the rear wheel motor is regeneratively controlled, and the other is power-running control. It is possible to secure the braking force of the vehicle while shifting in the worsening direction and continuing the charging restriction. Since the side of the front wheel and the rear wheel with the large ground load is always set to the regenerative side, there is room for increasing the regenerative torque to the high grip limit, and the difference between the regenerative torque and the power running torque is increased. It becomes possible to set.
その他の態様として、前記前輪及び後輪の接地荷重を算出する接地荷重算出手段を備え、前記モータ設定手段が、前記接地荷重算出手段により算出された前記前輪及び後輪の接地荷重に基づき回生側と力行側とを設定することが好ましい(請求項2)。
このように構成した電気自動車の制動制御装置によれば、接地荷重算出手段により算出された前輪及び後輪の接地荷重に基づき回生側と力行側とを設定可能となる。
As another aspect, the vehicle includes a ground load calculation unit that calculates a ground load of the front wheel and the rear wheel, and the motor setting unit regenerates based on the ground load of the front wheel and the rear wheel calculated by the ground load calculation unit. And the power running side are preferably set (claim 2).
According to the braking control device for an electric vehicle configured as described above, it is possible to set the regeneration side and the power running side based on the contact loads of the front wheels and the rear wheels calculated by the contact load calculation means.
また別の態様として、前記前輪及び後輪のサスペンションの変位量をそれぞれ検出するサス変位量検出手段を備え、前記接地荷重算出手段が、前記サス変位量検出手段により検出された前記前輪及び後輪のサスペンションの変位量に基づき該前輪及び後輪の接地荷重を算出することが好ましい(請求項3)。
このように構成した電気自動車の制動制御装置によれば、サス変位量検出手段により検出された前輪及び後輪のサスペンションの変位量に基づき、接地荷重算出手段が回生側と力行側とを設定可能となる。
Further, as another aspect, there is provided suspension displacement detection means for detecting the displacement amounts of the suspensions of the front wheel and the rear wheel, respectively, and the ground load calculation means is the front wheel and rear wheel detected by the suspension displacement amount detection means. It is preferable to calculate the ground load of the front wheel and the rear wheel based on the displacement amount of the suspension.
According to the braking control device for an electric vehicle configured as described above, the ground load calculation means can set the regeneration side and the power running side based on the displacement amount of the suspension of the front wheels and the rear wheel detected by the suspension displacement amount detection means. It becomes.
その他の態様として、前記モータ設定手段が、前記前輪及び後輪の接地荷重と相関する指標として前記車両が走行中の路面勾配を用い、該路面勾配に基づき前記車両が登坂路を走行中と判定した場合には後輪の接地荷重が大、前輪の接地荷重が小と見なし、降坂路を走行中と判定した場合には前輪の接地荷重が大、後輪の接地荷重が小と見なすことが好ましい(請求項4)。 As another aspect, the motor setting means uses a road surface gradient while the vehicle is traveling as an index correlating with a ground load of the front wheel and the rear wheel, and determines that the vehicle is traveling on an uphill road based on the road surface gradient. In this case, the ground load on the rear wheel is considered large and the ground load on the front wheel is considered small.If it is determined that the vehicle is traveling on a downhill road, the ground load on the front wheel may be considered large and the ground load on the rear wheel may be considered small. Preferred (claim 4).
このように構成した電気自動車の制動制御装置によれば、車両が走行中の路面勾配に応じて前輪及び後輪の接地荷重が変化する。そこで、車両が登坂路を走行中の場合には後輪の接地荷重が大と見なして回生側に、前輪の接地荷重が小と見なして力行側に設定され、降坂路を走行中の場合には前輪の接地荷重が大と見なして回生側に、後輪の接地荷重が小と見なして力行側に設定される。 According to the braking control apparatus for an electric vehicle configured as described above, the ground load of the front wheels and the rear wheels changes according to the road surface gradient while the vehicle is traveling. Therefore, when the vehicle is traveling on an uphill road, the rear wheel is considered to have a large ground load on the regeneration side, and the front wheel is considered to be small on the power running side. Is assumed to be on the regeneration side assuming that the ground contact load of the front wheels is large, and is set on the power running side assuming that the ground load of the rear wheels is small.
また別の態様として、前記モータ設定手段が、前記アクセルがオフ状態からオン操作されるまで前記接地荷重に基づく回生側と力行側との設定を継続することが好ましい(請求項5)。
このように構成した電気自動車の制動制御装置によれば、仮に充電制限制動モードの実行中に路面勾配の変化(接地荷重の変化)に応じて回生側と力行側とが切り換えられると、前輪及び後輪に作用する制動力や駆動力が逆転するが、このような事態が防止される。
As another aspect, it is preferable that the motor setting means continues setting the regeneration side and the power running side based on the ground load until the accelerator is turned on from an off state (Claim 5).
According to the braking control device for an electric vehicle configured as described above, if the regeneration side and the power running side are switched according to a change in road surface gradient (a change in ground load) during execution of the charge limit braking mode, Although the braking force and driving force acting on the rear wheels are reversed, such a situation is prevented.
本発明の電気自動車の制動制御装置によれば、前輪及び後輪を個別に走行用モータで駆動する4輪駆動車の構成を採った上で、充電制限中の車両の制動力不足を解消することができる。 According to the braking control device for an electric vehicle of the present invention, the configuration of a four-wheel drive vehicle in which the front wheels and the rear wheels are individually driven by the driving motor is adopted, and the shortage of the braking force of the vehicle that is being charged is solved. be able to.
以下、本発明をプラグインハイブリッド車(以下、車両1という)の制動制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車の概略構成図である。
本実施形態の車両1は、エンジン2の出力によって前輪3を駆動して走行可能であるとともに、前輪3を駆動する電動のフロントモータ4(走行用モータ)及び後輪5を駆動する電動のリヤモータ6(走行用モータ)を備えた4輪駆動車である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a braking control device for a plug-in hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle 1) will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
The vehicle 1 of the present embodiment can travel by driving the
エンジン2は、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動可能であるとともに、減速機7を介してモータジェネレータ9を駆動して発電させることが可能となっている。
フロントモータ4は、フロントインバータ10を介して、車両1に搭載された走行用バッテリ11及びモータジェネレータ9から三相交流電力を供給されて駆動し、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動する。減速機7には、エンジン2の出力軸と前輪3の駆動軸8との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ7aが内蔵されている。
The
The front motor 4 is driven by a three-phase AC power supplied from a traveling
リヤモータ6は、リヤインバータ12を介して走行用バッテリ11及びモータジェネレータ9から三相交流電力を供給されて駆動し、減速機13を介して後輪5の駆動軸14を駆動する。
モータジェネレータ9によって発電された電力は、フロントインバータ10を介して走行用バッテリ11を充電可能であるとともに、フロントモータ4及びリヤモータ6に電力を供給可能である。
The
The electric power generated by the
走行用バッテリ11は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。走行用バッテリ11にはバッテリモニタリングユニット11aが備えられ、このバッテリモニタリングユニット11aにより走行用バッテリ11のSOC及び温度TBATが検出される。
フロントインバータ10は、フロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10bを有している。フロントモータコントロールユニット10aは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきフロントモータ4の出力を制御する。ジェネレータコントロールユニット10bは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきモータジェネレータ9の発電量を制御する機能を有する。
The
The
リヤインバータ12は、リヤモータコントロールユニット12aを有している。リヤモータコントロールユニット12aは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきリヤモータ6の出力を制御する機能を有する。
更に、モータジェネレータ9は、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づき、走行用バッテリ11から電力を供給されて、エンジン2を駆動することが可能となっており、エンジン2のスタータモータとしての機能を有する。
The
Further, the
また、車両1には、走行用バッテリ11を外部電源によって充電する充電機21が備えられている。
ハイブリッドコントロールユニット20は、車両1の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)等を含んで構成される。
Further, the vehicle 1 is provided with a
The
ハイブリッドコントロールユニット20の入力側には、走行用バッテリ11のバッテリモニタリングユニット11a、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、エンジンコントロールユニット22、アクセル開度θaccを検出するアクセル開度センサ31等の補機類33が接続されている。これらの機器からの検出及び作動情報がハイブリッドコントロールユニット20に入力され、例えばフロントモータコントロールユニット10aにより検出されるフロントモータ4の回転速度(後述する検出値に相当)が入力される。
On the input side of the
一方、ハイブリッドコントロールユニット20の出力側には、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、減速機7(クラッチ7a)、エンジンコントロールユニット22が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット20は、上記各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両1の走行駆動に必要とする車両要求出力Pを演算し、エンジンコントロールユニット22、フロントモータコントロールユニット10a、ジェネレータコントロールユニット10b及びリヤモータコントロールユニット12a、減速機7に制御信号を送信して、EVモード、シリーズモード、パラレルモードの間で走行モードを切換えると共に、エンジン2とフロントモータ4とリヤモータ6の出力、モータジェネレータ9の出力(発電電力)を制御する。
On the other hand, on the output side of the
The
EVモードでは、エンジン2を停止し、走行用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
シリーズモードでは、減速機7のクラッチ7aを切断し、エンジン2によりモータジェネレータ9を作動させる。そして、モータジェネレータ9により発電された電力及び走行用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン2の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を走行用バッテリ11に供給して走行用バッテリ11を充電する。
In the EV mode, the
In the series mode, the clutch 7 a of the speed reducer 7 is disconnected, and the
パラレルモードでは、減速機7のクラッチ7aを接続し、エンジン2から減速機7を介して機械的に動力を伝達して前輪3を駆動させる。また、エンジン2によりモータジェネレータ9を作動させて発電した電力及び走行用バッテリ11から供給される電力によってフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
ハイブリッドコントロールユニット20は、高速領域のように、エンジン2の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、走行用バッテリ11の充電率SOCに基づいてEVモードとシリーズモードとの間で切換える。
In the parallel mode, the clutch 7 a of the speed reducer 7 is connected, and the power is mechanically transmitted from the
The
また、何れのモードにおいても、アクセルがオフ操作されたときには負側の車両要求出力Pを設定する。そして、EVモードやシリーズモードでは、フロントモータ4及びリヤモータ6により車両要求出力Pを達成するように、パラレルモードでは、両モータ4,6に加えてエンジン2により車両要求出力Pを達成するように、これらモータ4,6やエンジン2を制御する。
In any mode, when the accelerator is turned off, the negative vehicle request output P is set. In the EV mode and the series mode, the vehicle required output P is achieved by the front motor 4 and the
このときのフロントモータ4及びリヤモータ6は共に回生制御により負側の回生トルクを発生させると共に、回生制御による発電電力を走行用バッテリ11に充電する。そして、より多くの発電電力を確保するために、例えばEVモードやシリーズモードではモータ4,6のトルク配分が50:50に制御されて効率が良好な運転領域に保たれる(後述する通常制動モード)。
At this time, the front motor 4 and the
一方、ハイブリッドコントロールユニット20は、走行用バッテリ11のSOCが許容範囲より低下したときには、エンジン2を強制的に駆動して発電させて走行用バッテリ11を充電させる機能を有している。
一方、ハイブリッドコントロールユニット20は、バッテリモニタリングユニット11aから入力される走行用バッテリ11のSOC及び温度TBATに基づき、SOCが充電限界近傍の所定値以上の場合、或いは温度TBATが通常温度域から高温側または低温側に外れている場合等には、バッテリ保護のために走行用バッテリ11への充電電力を制限する充電制限を実行する。そして、特許文献1の技術と同じく、このような充電制限を伴うモータ走行中にアクセルがオフ操作されたときには、走行用モータ4,6を敢えて効率が悪い領域で運転することで制動力不足を補っている。
On the other hand, the
On the other hand, the
本実施形態のプラグインハイブリッド車1は、走行安定性の向上のために前輪3をフロントモータ4で、後輪5をリヤモータ6で駆動する4輪駆動車であり、前後輪3,5の駆動力を独立して制御可能である。そこで、充電制限でのアクセルのオフ操作時には、何れか一方のモータ4,6を回生制御し、その発電電力により他方のモータ4,6を力行制御し、その差分を車両1に制動力として作用させている。しかしながら、[発明が解決しようとする課題]で述べたように、回生トルク(>力行トルク)を伝達された側の車輪3,5のグリップ限界により回生トルクの大きさ、ひいては車両1の制動力が制限されてしまうという問題がある。
The plug-in hybrid vehicle 1 of this embodiment is a four-wheel drive vehicle in which the
このような問題点を鑑みて、本発明者は前後輪3,5の荷重配分に着目した。前後輪3,5の荷重配分は、車両1の乗員数や荷物の積載量等に応じて変化し、また車両1が走行中の路面勾配に応じて変化する。
具体的に述べると、運転者のみ乗車の状態から後部座席にも乗員が乗車した場合、或いは後部トランクに荷物を積載した場合には、荷重配分が前輪3側から後輪5側に移り、何れの場合も後部座席の乗員数や荷物の積載量が増加するほど荷重配分の変動が著しいものとなる。一方、走行中の車両1が平坦路から登坂路に至ると荷重配分が前輪3側から後輪5側に移り、逆に平坦路から降坂路に至ると荷重配分が後輪5側から前輪3側に移り、何れの場合も登降坂路の路面勾配が急であるほど荷重配分の変動が著しいものとなる。
In view of such problems, the present inventor has focused on the load distribution of the front and
Specifically, when only the driver gets on the rear seat from the riding state, or when a load is loaded on the rear trunk, the load distribution moves from the
そして、このような要因により荷重配分が変化すると前後輪3,5の接地荷重が変化し、それらの接地荷重に対応したグリップ力が前後輪3,5に生じる。具体的には、接地荷重が小の側の車輪3,5に比較して、接地荷重が大の側の車輪3,5は相対的に高いグリップ力を発生する。一方、充電制限でのアクセルのオフ操作時において、フロントモータ4及びリヤモータ6を効率が悪い領域で運転させるには、何れのモータ4,6を回生及び力行させるかは問わず任意に設定可能である。
When the load distribution changes due to such factors, the ground contact load of the front and
以上の観点から、前輪3及び後輪5の内の接地荷重が大の側に回生を適用すれば、その高いグリップ力を利用して回生トルクを最大限に増加できる、という知見に至った。そこで本実施形態では、車両1の走行中に前後輪3,5の接地荷重を求め、充電制限でのアクセルのオフ操作時には、前後輪3,5の内の接地荷重が大である側のモータ4,6を回生制御し、接地荷重が小である側のモータ4,6を力行制御している。
From the above viewpoints, the inventors have found that if regeneration is applied to the side where the ground contact load in the
以下、ハイブリッドコントロールユニット20によって実行される当該充電制限時の制動制御について説明するが、それに先立って、前後輪3,5の接地荷重を検出する原理について述べる。
本実施形態の接地荷重の検出原理は、サスペンションの変位量(沈込み量)と接地荷重との間に相関性が成立することを利用したものである。両者の関係はサスペンション特性に応じたものとなり、基本的に同一の接地荷重であってもバネ定数が大であるほど変位量は少なくなり、さらに両者は固有の線形や非線形の特性に倣って増減する。よって、サスペンション特性が判明していれば、前後のサスペンションの変位量から前輪3及び後輪5の接地荷重を特定でき、それらの接地荷重の比が前後輪3,5の荷重配分を表すことになる。
Hereinafter, although the braking control at the time of the charge limitation performed by the
The contact load detection principle of the present embodiment utilizes the fact that a correlation is established between the displacement amount (sink amount) of the suspension and the contact load. The relationship between the two depends on the suspension characteristics. Basically, even if the contact load is the same, the larger the spring constant, the smaller the displacement, and the two increase or decrease according to the inherent linear and nonlinear characteristics. To do. Therefore, if the suspension characteristics are known, the ground load of the
このようなサスペンションの変位量を検出するために、図1に示すように、右側前輪3と右側後輪5のサスペンションにはストロークセンサ32(サス変位量検出手段)が設置され、これらのストロークセンサ32により検出された変位量がハイブリッドコントロールユニット20に入力されるようになっている。なお、左右のサスペンションの変位量はほぼ同一であるため、本実施形態では右側のみにストロークセンサ32を設けたが、左右にそれぞれストロークセンサ32を設けて左右の変位量の平均値を算出してもよい。
In order to detect such a displacement amount of the suspension, as shown in FIG. 1, stroke sensors 32 (suspension displacement amount detecting means) are installed on the suspensions of the right
一方、ハイブリッドコントロールユニット20には、予め変位量から接地荷重を算出するためのマップが記憶されている。上記したように変位量と接地荷重との関係はサスペンション特性によって異なり、前後のサスペンション特性は相違しているため、それぞれのサスペンション特性に対応したマップが用意されている。
EVモード及びシリーズモードによる走行中において、ハイブリッドコントロールユニット20は図2に示すモータ設定ルーチン、及び図3に示す制動モード切換ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
On the other hand, the
During traveling in the EV mode and the series mode, the
まず図2のステップS1で、現在走行用バッテリ11への充電電力を制限する充電制限中であるか否か判定し、続くステップS2でアクセル開度θaccに基づきアクセルがオン状態からオフ操作されたか否かを判定する。何れかでNo(否定)の判定を下したときには一旦ルーチンを終了し、何れでもYes(肯定)の判定を下したときにはステップS3に移行する。
First, in step S1 of FIG. 2, it is determined whether or not charging is currently limited to limit the charging power to the
ステップS3ではストロークセンサ32から入力された前後のサスペンションの変位量を読み込み、続くステップS4でそれらの変位量から前後輪3,5の接地荷重を算出する(接地荷重算出手段)。そして、ステップS5で前後輪3,5の接地荷重の大小関係を判定する。接地荷重が前輪>後輪のときにはステップS6に移行し、前輪3側であるフロントモータ4を回生側に設定し、後輪5側であるリヤモータ6を力行側に設定し(モータ設定手段)、その後にルーチンを終了する。また、ステップS5で接地荷重が前輪≦後輪のときにはステップS7に移行し、リヤモータ6を回生側に設定し、フロントモータ4を力行側に設定する(モータ設定手段)。
In step S3, the displacement amount of the front and rear suspensions input from the
一方、図3のステップS11では現在アクセルがオフ操作されているか否かを判定し、Noのときにはルーチンを終了する。ステップS11の判定がYesのときには、ステップS12に移行して充電制限中であるか否かを判定する。判定がNoのときには、ステップS13で通常制動モードを選択した後にルーチンを終了する。上記したように通常制動モードでは、フロントモータ4及びリヤモータ6が共に回生制御され、例えば50:50のトルク配分に制御されることで効率が良好な領域で運転され、これによりエンジンブレーキ相当の制動力を発生させながら十分な発電電力を確保している。
On the other hand, in step S11 of FIG. 3, it is determined whether or not the accelerator is currently turned off. If No, the routine is terminated. When the determination in step S11 is Yes, the process proceeds to step S12 to determine whether charging is being restricted. If the determination is No, the routine ends after the normal braking mode is selected in step S13. As described above, in the normal braking mode, both the front motor 4 and the
また、ステップS12の判定がYesのときには、ステップS13で充電制限制動モードを選択した後にルーチンを終了する。この充電制限制動モードでは、上記した図2のルーチンによる前後輪3,5の接地荷重に応じた回生側及び力行側の設定に基づき、フロントモータ4及びリヤモータ6が回生制御または力行制御される(モータ制御手段)。このときの制御内容は、基本的に特許文献1に開示されているものと同様であるため、相違点のみを述べる。
If the determination in step S12 is Yes, the routine is terminated after the charge limiting braking mode is selected in step S13. In this charge limiting braking mode, the front motor 4 and the
特許文献1の技術では、後輪駆動用の直列配置した第1及び第2モータの一方を回生制御し、他方を力行制御することにより、両モータの運転領域を敢えて効率悪化方向に推移させて、充電制限を継続しながら車両の制動力を増加させた。これに対して本実施形態では、前輪3側のフロントモータ4または後輪5側のリヤモータ6の何れか一方を回生制御し、その発電電力により他方を力行制御しており、これにより特許文献1の技術と同様の効果を達成している。
In the technique of Patent Document 1, regenerative control is performed on one of the first and second motors arranged in series for rear wheel drive, and the powering control is performed on the other, so that the operating range of both motors is intentionally shifted in the direction of deterioration of efficiency. The braking force of the vehicle was increased while continuing the charging limit. On the other hand, in the present embodiment, either the front motor 4 on the
以上の前後輪3,5の荷重配分に応じた回生側及び力行側の設定状況は、図4に示す特性図で表すことができ、以下、同図に基づきさらに説明する。
本実施形態の車両1は、運転者のみが乗車した通常時の静的荷重配分が前輪:後輪=60:40に設定されているため、この値が平坦路での前後輪3,5の荷重配分になる(図4中の特性線L上のポイントa)。そして、登坂路では路面勾配の増加に応じてポイントaから特性線Lに沿って右方に推移し、降坂路では路面勾配(負側)の増加に応じてポイントaから特性線Lに沿って左方に推移する。前後輪3,5の荷重配分が50:50となるのは平坦路よりも若干登坂路側に推移した地点(特性線L上のポイントb)であり、このポイントbを境界として、上記図2のステップS5〜7の処理により回生側と力行側との設定が切り換えられる。
The setting conditions on the regeneration side and the power running side according to the load distribution of the front and
In the vehicle 1 of the present embodiment, since the static load distribution at the normal time when only the driver gets on is set to front wheel: rear wheel = 60: 40, this value is the value of the front and
また、例えば後部座席への乗車或いは後部トランクへの積載により前後輪3,5の荷重配分が40:60に逆転すると、この値が平坦路での前後輪3,5の荷重配分になる(図4中の特性線L’上のポイントa’)。そして、登坂路や降坂路での路面勾配の増加に応じてポイントa’から特性線Lに沿って左右に推移するのは上記と同様であり、前後輪3,5の荷重配分が50:50となるのは平坦路よりも若干降坂路側に推移した地点(特性線L’上のポイントb’)であり、このポイントb’を境界として回生側と力行側との設定が切り換えられる。
For example, when the load distribution of the front and
以上のように車両1の乗員数や積載量の変化、及び走行中の路面勾配の変化は全て前後輪3,5の荷重配分に反映され、その荷重配分が50:50となる地点を境界として回生側と力行側との設定が切り換えられる。このため、如何なる状況であっても前輪3及び後輪5の内の接地荷重が大の側が常に回生側として設定されることから、その高いグリップ限界まで回生トルクを高める余地が確保される。
As described above, changes in the number of passengers and loading capacity of the vehicle 1 and changes in road surface gradient during traveling are all reflected in the load distribution of the front and
即ち、効率悪化に好適な回生トルク及び力行トルクの設定は、その時点の走行用バッテリ11への充電を許容できる電力、さらに各モータ4,6が有する特性(どの運転領域で効率悪化するか)等の種々の要件が絡むため一概に言えないが、何れにしても回生と力行の収支を充電許容電力に抑制しながら、各モータ4,6を効率悪化領域で運転する必要がある。そして、回生トルクとして設定可能な上限が高まれば、これらの要件を満たした上で回生トルクと力行トルクとの差分を大きく設定でき、車両1に作用する制動力を高めることができる。
That is, the settings of the regenerative torque and power running torque suitable for efficiency degradation are the power that can be charged to the traveling
結果として、本実施形態のプラグインハイブリッド車1の制動制御装置によれば、4輪駆動車の構成を採ることで良好な走行安定性を実現した上で、回生側に設定した車輪3,5のグリップ限界により回生トルクの大きさが制限される課題を解決でき、充電制限中においても十分な制動力を達成することができる。
加えて、回生側の車輪3,5のグリップ限界が高まることは、同一の回生トルクの条件において車輪3.5のグリップ力に余裕が生じることを意味する。このため、走行中の車両挙動を安定方向に保つことができるという別の効果も得られる。
As a result, according to the braking control device for the plug-in hybrid vehicle 1 of the present embodiment, the
In addition, an increase in the grip limit of the
一方、図2のルーチンにおいて回生側と力行側との設定が決まると、図3のルーチンにおいてアクセルがオフ状態からオン操作されるまで、同一の回生及び力行の設定が継続される。仮に充電制限制動モードの実行中に路面勾配の変化(接地荷重の変化)に応じて回生側と力行側とが切り換えられると、前輪3及び後輪5に作用する制動力や駆動力が逆転するが、このような事態を防止して走行中の車両挙動を一層安定方向に保つことができる。
On the other hand, when the settings for the regeneration side and the power running side are determined in the routine of FIG. 2, the same regeneration and power running settings are continued until the accelerator is turned on from the OFF state in the routine of FIG. If the regeneration side and the power running side are switched in accordance with a change in road surface gradient (change in ground load) during execution of the charge limiting braking mode, the braking force and driving force acting on the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、走行用動力源としてエンジン2及びモータ4,6を搭載したプラグインハイブリッド車1の制動制御装置に具体化したが、車両1の種別はこれに限るものではなく、例えば、走行用動力源としてフロント及びリヤモータのみを搭載した電気自動車に適用してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the invention is embodied in the braking control device for the plug-in hybrid vehicle 1 in which the
また上記実施形態では、ストロークセンサ32により検出されたサスペンションの変位量に基づき前後輪3,5の接地荷重を算出したが、これに限るものではない。例えば特開平11−151923号公報に記載のように、サスペンションを構成するショックアブソーバ及びコイルスプリングと車体との間に荷重センサを介装し、その検出値に基づき各車輪の接地荷重を算出してもよい。或いは、ハイドロニューマチックサスペンションを備えた車両では、そのシリンダ圧に基づいて各車輪の接地荷重を推定してもよい。
In the above-described embodiment, the ground load of the front and
また上記実施形態では、前後輪3,5の接地荷重に基づきモータ4,6の回生側及び力行側を設定したが、必ずしも接地荷重自体を指標とする必要はない。例えば、車両1が走行中の路面勾配に応じて前輪3及び後輪5の接地荷重が変化することから、路面勾配は接地荷重と相関する指標と見なせる。そこで、車両1が登坂路を走行中の場合には後輪5の接地荷重が大と見なして回生側に、前輪3の接地荷重が小と見なして力行側に設定し、降坂路を走行中の場合には前輪3の接地荷重が大と見なして回生側に、後輪5の接地荷重が小と見なして力行側に設定してもよい。なお、路面勾配を推定する手法は周知であり、例えば特開2003−97945号公報に記載のものを適用すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the regeneration side and the power running side of the
1 プラグインハイブリッド車1(車両)
3 前輪
4 フロントモータ
5 後輪
6 リヤモータ
11 走行用バッテリ
20 ハイブリッドコントロールユニット
(モータ制御手段、モータ設定手段、接地荷重算出手段)
32 ストロークセンサ(サス変位量検出手段)
1 Plug-in hybrid vehicle 1 (vehicle)
3 Front Wheel 4
(Motor control means, motor setting means, ground load calculation means)
32 Stroke sensor (suspension displacement detection means)
Claims (5)
前記前輪及び後輪の接地荷重に基づき、該前輪及び後輪の内の接地荷重が大である側を回生側に設定し、接地荷重が小である側を力行側に設定し、該設定に基づき前記モータ制御手段に前記モータを制御させるモータ設定手段と
を備えたことを特徴とする電気自動車の制動制御装置。 When the accelerator is turned off while charging to the battery for travel is restricted, either one of the motors that individually drive the front and rear wheels is regeneratively controlled, and the other motor is powered by the generated power. Motor control means for executing a charge limiting braking mode for applying a braking force to the vehicle while controlling;
Based on the ground contact load of the front wheel and the rear wheel, the side of the front wheel and the rear wheel where the ground load is large is set as the regeneration side, and the side where the ground load is small is set as the power running side. An electric vehicle braking control device comprising: motor setting means for controlling the motor based on the motor control means.
前記モータ設定手段は、前記接地荷重算出手段により算出された前記前輪及び後輪の接地荷重に基づき回生側と力行側とを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電気自動車の制動制御装置。 A ground load calculating means for calculating a ground load of the front wheel and the rear wheel;
2. The electric vehicle braking control according to claim 1, wherein the motor setting unit sets a regeneration side and a power running side based on the grounding load of the front wheel and the rear wheel calculated by the grounding load calculation unit. apparatus.
前記接地荷重算出手段は、前記サス変位量検出手段により検出された前記前輪及び後輪のサスペンションの変位量に基づき該前輪及び後輪の接地荷重を算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の電気自動車の制動制御装置。 Suspension displacement detection means for detecting the displacement amount of the suspension of the front wheel and the rear wheel,
The ground contact load calculation means calculates the ground load of the front wheel and the rear wheel based on the displacement amount of the suspension of the front wheel and the rear wheel detected by the suspension displacement amount detection means. Electric vehicle braking control device.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電気自動車の制動制御装置。 The motor setting means uses a road surface gradient when the vehicle is traveling as an index that correlates with the contact loads of the front wheels and the rear wheels, and determines that the vehicle is traveling on an uphill road based on the road surface gradient. The ground contact load of the front wheel is considered to be small, the ground contact load of the front wheel is considered to be small, and if it is determined that the vehicle is traveling on a downhill road, the ground load of the front wheel is considered large and the ground load of the rear wheel is considered to be small. The braking control apparatus for an electric vehicle according to any one of 1 to 3.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の電気自動車の制動制御装置。 5. The electric motor according to claim 1, wherein the motor setting unit continues to set the regeneration side and the power running side based on the ground load until the accelerator is turned on from an off state. Automotive braking control device.
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