JP2009137384A - Vehicle and driving device and control method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両および駆動装置並びに車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle, a drive device, and a vehicle control method.
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに動力を入出力するモータMG1と、駆動軸に動力を入出力するモータMG2と、モータMG1およびモータMG2と電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、アクセルオフにより制動力が要求されたときに、エンジンを効率よく運転できる回転数と、駆動軸に要求される要求トルクおよびバッテリの充電制限を両立させるエンジンの回転数とのうち、大きい方をエンジンの目標回転数としてエンジンや二つのモータを制御することにより、バッテリの充電制限を考慮しながらアクセルオフによる制動力の要求に対処している。
上述の車両では、アクセルオフにより要求トルクが小さくなるまでにエンジンの応答遅れを考慮して要求トルクにレート処理などの緩変化処理を施すものがあるが、要求トルクを緩やかに減少させるとアクセル操作に対する応答性が低いものになる場合があるし、要求トルクを急激に減少させるとバッテリが過大な電力により充電される場合が生じる。 Some of the vehicles mentioned above perform a slow change process such as rate processing on the requested torque in consideration of the engine response delay until the requested torque is reduced by turning off the accelerator. In some cases, the battery may be charged with excessive power if the required torque is rapidly reduced.
本発明の車両および駆動装置並びに車両の制御方法は、アクセルオフに対する応答性の向上と蓄電手段の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことを主目的とする。 The vehicle, the drive device, and the vehicle control method of the present invention are mainly intended to more appropriately improve the responsiveness to accelerator-off and suppress the charging of the power storage means with excessive electric power.
本発明の車両および駆動装置並びに車両の制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle, the drive device, and the vehicle control method of the present invention employ the following means in order to achieve at least the above-described main object.
本発明の車両は、
内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
アクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段を充放電している電力から前記設定された入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向に前記設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of power input / output;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit as a maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on an accelerator operation;
When the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the set input limit, The control driving force that decreases toward the set required driving force in a tendency to rapidly decrease is set, and the set control driving force that accompanies intermittent operation of the internal combustion engine within the set input / output limit range Control means for executing accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to travel by force;
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向にアクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力により蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で内燃機関の間欠運転を伴って走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する。したがって、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的大きいときにはアクセルオフに対する応答性をより大きく向上することができ、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的小さいときには蓄電手段の過大な電力による充電をより大きく抑制することができる。この結果、アクセルオフに対する応答性の向上と蓄電手段の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。 In the vehicle of the present invention, when the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the input limit is large. Input / output restriction as the maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means by the control drive power that decreases toward the required drive force required for traveling based on the accelerator operation. Accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor so as to travel with intermittent operation of the internal combustion engine within the range of is executed. Therefore, when the power deviation from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit is relatively large, the response to accelerator-off can be greatly improved, and from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit. When the power deviation is relatively small, charging of the power storage means with excessive power can be further suppressed. As a result, it is possible to more appropriately improve the response to accelerator-off and suppress the charging of the power storage means due to excessive power.
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記設定された出力制限と前記設定された入力制限との電力偏差が大きいほど急減する傾向に前記設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アクセルオフに対する応答性の向上と蓄電手段の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。 In such a vehicle of the present invention, the control means is for control that decreases toward the set required driving force in a tendency to decrease rapidly as the power deviation between the set output limit and the set input limit increases. It may be a means for setting the driving force. In this way, it is possible to more appropriately improve the responsiveness to accelerator-off and suppress charging due to excessive power of the power storage means.
また、本発明の車両において、前記制御手段は、前記蓄電手段の電圧が所定電圧以上または前記蓄電手段の温度が所定温度未満のときの前記アクセルオフ時に前記アクセルオフ時制御を実行する手段であるものとすることもできる。これは、蓄電手段の温度が低いほど蓄電手段の電圧が高くなりやすく、蓄電手段の電圧が高いほど蓄電手段の電圧が変動しやすい傾向にあることなどに基づく。 In the vehicle of the present invention, the control means is means for executing the accelerator-off time control when the accelerator is off when the voltage of the power storage means is equal to or higher than a predetermined voltage or the temperature of the power storage means is lower than a predetermined temperature. It can also be. This is based on the fact that the voltage of the power storage device tends to increase as the temperature of the power storage device decreases, and the voltage of the power storage device tends to fluctuate as the voltage of the power storage device increases.
さらに、本発明の車両において、前記制御手段は、前記制御用駆動力をレート処理を用いて設定する手段であるものとすることもできる。 Further, in the vehicle of the present invention, the control means may be means for setting the control driving force using rate processing.
あるいは、本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。 Alternatively, in the vehicle according to the present invention, the power power input / output means is connected to three shafts of a generator for inputting / outputting power, the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator. It can also be a means provided with three-axis type power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two axes.
本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
アクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段を充放電している電力から前記設定された入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向に前記設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine and power storage means,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to a drive shaft connected to an axle, and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft. A power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit as a maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on an accelerator operation;
When the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the set input limit, The control driving force that decreases toward the set required driving force in a tendency to rapidly decrease is set, and the set control driving force that accompanies intermittent operation of the internal combustion engine within the set input / output limit range Control means for executing accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to travel by force;
It is a summary to provide.
この本発明の駆動装置では、内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向にアクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力により蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で内燃機関の間欠運転を伴って走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する。したがって、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的大きいときにはアクセルオフに対する応答性をより大きく向上することができ、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的小さいときには蓄電手段の過大な電力による充電をより大きく抑制することができる。この結果、アクセルオフに対する応答性の向上と蓄電手段の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。 In the driving device of the present invention, when the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the input limit is increased. Input / output as the maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means by the control drive force that decreases toward the required drive force required for traveling based on the accelerator operation, which tends to decrease rapidly as the value increases Accelerator-off time control is executed to control the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so as to travel with intermittent operation of the internal combustion engine within the limit range. Therefore, when the power deviation from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit is relatively large, the response to accelerator-off can be greatly improved, and from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit. When the power deviation is relatively small, charging of the power storage means with excessive power can be further suppressed. As a result, it is possible to more appropriately improve the response to accelerator-off and suppress the charging of the power storage means due to excessive power.
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記蓄電手段を充放電している電力から前記入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向にアクセル操作に基づく走行に要求される要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
Connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, the drive shaft and the output with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, and power storage means capable of exchanging power with the power power input / output means and the motor. A vehicle control method comprising:
Input / output limitation as the maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means when the accelerator is turned off from accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine The required driving force required for traveling based on the accelerator operation so that the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means with the intermittent operation of the internal combustion engine to the input limit within the range of An accelerator off-time control is performed to control the internal combustion engine, the power input / output means, and the electric motor so as to travel with a control driving force that decreases toward
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向にアクセル操作に基づく走行に要求される要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力により蓄電手段の状態に基づく蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で内燃機関の間欠運転を伴って走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する。したがって、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的大きいときにはアクセルオフに対する応答性をより大きく向上することができ、蓄電手段を充放電している電力から入力制限までの電力偏差が比較的小さいときには蓄電手段の過大な電力による充電をより大きく抑制することができる。この結果、アクセルオフに対する応答性の向上と蓄電手段の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。 In the vehicle control method according to the present invention, when the accelerator is off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the power from the power charging / discharging the power storage means to the input limit Input as the maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means with a control drive force that decreases toward the required drive force required for travel based on the accelerator operation, which tends to decrease rapidly as the deviation increases. Accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so as to travel with intermittent operation of the internal combustion engine within the output limit range is executed. Therefore, when the power deviation from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit is relatively large, the response to accelerator-off can be greatly improved, and from the power charging / discharging the power storage unit to the input limit. When the power deviation is relatively small, charging of the power storage means with excessive power can be further suppressed. As a result, it is possible to more appropriately improve the response to accelerator-off and suppress the charging of the power storage means due to excessive power.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内
燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからのバッテリ電圧Vb,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン22の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたときの動作について説明する。図4はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるアクセルオフ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22の運転中にアクセルオンからアクセルオフされた状態にあるときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
アクセルオフ時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc(実施例では値0)や車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ電圧Vb,バッテリ50の充放電電流Ib,バッテリ温度Tb,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ電圧Vbについては、電圧センサ51aにより検出されたものを、充放電電流Ibについては、電流センサ51bにより充電時に負の値また放電時に正の値として検出されたものを、それぞれバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて入力制限Winを負の値また出力制限Woutを正の値に設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the accelerator-off-time drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、図5に例示する制御用トルク設定処理により、車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべきトルクの制御用の値である制御用トルクTr*を設定すると共に(ステップS110)、エンジン22に要求される要求パワーPe*を設定する(ステップS120)。ここで、要求パワーPe*は、設定した制御用トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。図5の制御用トルク設定処理については、説明の都合上、後述する。
When the data is input in this way, the control torque setting process illustrated in FIG. 5 is used to control the torque to be output to the
続いて、設定した要求パワーPe*がエンジン22を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の閾値Pref以上か否かを判定し(ステップS130)、要求パワーPe*が閾値Pref以上のときには、エンジン22の運転を継続すると判断し、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS140)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Subsequently, it is determined whether or not the set required power Pe * is equal to or greater than a threshold value Pref in the vicinity of the lower limit value of the power region in which the
次に、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm1tmpを計算する(ステップS150)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated by the following equation (1) using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/Gr/ρ (1)
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / Gr / ρ (1)
Tm1tmp = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
続いて、式(3)および式(4)を共に満たすモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し(ステップS160)、設定した仮トルクTm1tmpを式(5)によりトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限してモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップ170)。ここで、式(3)はモータMG1やモータMG2によりリングギヤ軸32aに出力されるトルクの総和が値0から制御用トルクTr*までの範囲内となる関係であり、式(4)はモータMG1とモータMG2とにより入出力される電力の総和が入出力制限Win,Woutの範囲内となる関係である。トルク制限Tm1min,Tm1maxの一例を図8に示す。トルク制限Tm1min,Tm1maxは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Tm1*の最大値と最小値として求めることができる。
Subsequently, torque limits Tm1min and Tm1max are set as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG1 that satisfies both the expressions (3) and (4) (step S160), and the set temporary torque Tm1tmp is expressed by the expression ( The torque command Tm1 * of the motor MG1 is set by limiting with the torque limits Tm1min and Tm1max according to 5) (step 170). Here, the expression (3) is a relationship in which the total torque output to the
0≦−Tm1/ρ+Tm2・Gr≦Tr* (3)
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
0 ≦ −Tm1 / ρ + Tm2, Gr ≦ Tr * (3)
Win ≦ Tm1 / Nm1 + Tm2 / Nm2 ≦ Wout (4)
Tm1 * = max (min (Tm1tmp, Tm1max), Tm1min) (5)
そして、制御用トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(6)により計算すると共に(ステップS180)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(7)および式(8)により計算すると共に(ステップS190)、設定した仮トルクTm2tmpを式(9)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS200)。ここで、式(3)は、図7の共線図から容易に導くことができる。
The torque to be output from the motor MG2 by adding the torque command Tm1 * set to the control torque Tr * divided by the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (6)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (7)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (8)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (9)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS210)、アクセルオフ時駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに制御用トルクTr*を出力して走行することができる。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS130でエンジン22の要求パワーPe*が閾値Pref未満のときには、エンジン22の運転を停止するようエンジンECU24に指示信号を出力し(ステップS220)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS230)、設定したトルク指令Tm1*を用いてステップS180〜S220の処理を実行して、アクセルオフ時駆動制御ルーチンを終了する。指示信号を受けたエンジンECU24は、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御などの制御を停止する。
When the required power Pe * of the
次に、制御用トルク設定処理について説明する。図5の制御用トルク設定処理では、まず、入力したアクセル開度Acc(実施例では値0)と車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき車両要求トルクT*を設定し(ステップS300)、入力したバッテリ電圧Vbが閾値Vbref以上であるか否かと(ステップS310)、入力したバッテリ温度Tbが閾値Tbref未満であるか否かとを判定する(ステップS320)。ここで、車両要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと車両要求トルクT*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する車両要求トルクT*を導出して設定するものとした。図9に車両要求トルク設定用マップの一例を示す。図示するように、実施例の車両要求トルクT*は、車速Vが比較的大きいときには値0のアクセル開度Accに対して負側のトルクが設定される。また、閾値Vbrefと閾値Tbrefは、共に、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にあるか否かを判断するためのものであり、バッテリ50の特性(例えば、バッテリ温度Tbが低くなるほどバッテリ電圧Vbが高くなり、バッテリ電圧Vbが高くなるほどバッテリ電圧Vbの変動が生じやすい特性など)により予め定めた値を用いることができる。
Next, the control torque setting process will be described. In the control torque setting process of FIG. 5, first, the vehicle required torque T * to be output to the
バッテリ電圧Vbが閾値Vbref未満のとき、または、バッテリ温度Tbが閾値Tbref以上のときには、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にはないと判断し、バッテリ電圧Vbとバッテリ温度Tbとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに現在出力されているトルクを車両要求トルクT*に向けて小さくするための下降レートΔTrを設定し(ステップS330)、前回この設定処理を実行したときに設定した前回制御用トルクTr*から下降レートΔTrを減じたものと車両要求トルクT*とのうちの大きい方を制御用トルクTr*に設定して(ステップS340)、制御用トルク設定処理を終了する。ここで、下降レートΔTrは、実施例では、入力制限Winを超えてバッテリ50が充電されないようバッテリ電圧Vbとバッテリ温度Tbと下降レートΔTrとの関係を予め実験等により求めてROM74に記憶したマップを用いて設定するものとした。
When the battery voltage Vb is lower than the threshold value Vbref, or when the battery temperature Tb is equal to or higher than the threshold value Tbref, it is determined that the
ステップS310,S320でバッテリ電圧Vbが閾値Vbref以上かつバッテリ温度Tbが閾値Tbref未満のときには、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にあると判断し、バッテリ50を現在充放電している電力としてのバッテリ50の充放電電流Ibとバッテリ電圧Vbとの積からバッテリ50の入力制限Winを減じたものを入力制限余裕Wrとして計算し(ステップS350)、バッテリ50の出力制限Woutから入力制限Winを減じたものを入出力制限幅Woiとして計算し(ステップS360)、計算した入力制限余裕Wrと入出力制限幅Woiとに基づいて下降レートΔTrを設定する(ステップS370)。下降レートΔTrは、実施例では、入力制限余裕Wrと入出力制限幅Woiと下降レートΔTrとの関係を予め定めて下降レート設定用マップとしてROM74に記憶しておき、入力制限余裕Wrと入出力制限幅Woiとが与えられると記憶したマップから対応する下降レートΔTrを導出して設定するものとした。図10に下降レート設定用マップの一例を示す。図示するように、下降レートΔTrは、入力制限余裕Wrが大きいほど且つ入出力制限幅Woiが大きいほど大きくなる傾向に設定される。このように設定する理由について、次に説明する。こうして下降レートΔTrを設定すると、前回制御用トルクTr*と設定した下降レートΔTrと車両要求トルクT*とを用いて制御用トルクTr*を設定して(ステップS340)、制御用トルク設定処理を終了する。
When the battery voltage Vb is equal to or higher than the threshold value Vbref and the battery temperature Tb is lower than the threshold value Tbref in steps S310 and S320, it is determined that the
ここで、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にあるときの下降レートΔTrを入力制限余裕Wrが大きいほど且つ入出力制限幅Woiが大きいほど大きくなる傾向に設定する理由について説明する。図11に、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態でアクセルオンからアクセルオフされたときの制御用トルクTr*の時間変化の一例を示す。図中、実線がバッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にあるときの本発明の実施例に対応する例を示し、対比用の点線は比較的小さい下降レートΔTrが設定されるときの例を示し、対比用の一点鎖線は比較的大きい下降レートΔTrが設定されるときの例を示す。アクセルオフにより車両要求トルクT*が急減したときに、比較的大きい下降レートΔTrを設定すると、モータMG1やモータMG2より応答性の低いエンジン22は目標運転ポイント(目標回転数Ne*,目標トルクTe*)で運転することができずに要求パワーPe*を超えるパワーを出力するものとなり、モータMG1による発電を伴ってバッテリ50が大きく充電されることになる。一方、比較的小さい下降レートΔTrを設定すると、バッテリ50の過大な電力による充電は生じないが、アクセル操作に対する応答性が低いものとなってしまう。実施例では、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態にあるときには、ステップS330の処理によりバッテリ電圧Vbとバッテリ温度Tbとに基づいて入力制限Winを超えないようにする目的で比較的小さい下降レートΔTrが設定されてしまうことのないよう、入力制限余裕Wrと入出力制限幅Woiとに基づいて下降レートΔTrを設定する。すなわち、入力制限余裕Wrが比較的大きいときにはある程度の充電電力を許容すると共にアクセルオフに対する応答性が向上するよう比較的大きい下降レートΔTrを設定し、入力制限余裕Wrが比較的小さいときにはアクセルオフに対する応答性の向上を図るよりも過大な電力による充電が生じないよう比較的小さい下降レートΔTrを設定するのである。また、入出力制限幅Woiが大きくなると入力制限余裕Wrも大きくなる傾向にあることから、入出力制限幅Woiが大きいほど大きくなる傾向に下降レートΔTrを設定するのである。こうして設定される下降レートΔTrを用いて駆動制御を行なうことにより、アクセルオフに対する応答性の向上とバッテリ50の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。
Here, the reason why the lowering rate ΔTr when the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたときには、バッテリ50の過大な電力による充電が生じやすい状態では、バッテリ50を現在充電している電力から入力制限Winまでの入力制限余裕Wrが大きいほど且つバッテリ50の出力制限Woutと入力制限Winとの入出力制限幅Woiが大きいほど大きくなる傾向に設定される下降レートΔTrによりアクセルオフに対応する車両要求トルクT*に向けて小さくなる制御用トルクTr*を設定し、設定した制御用トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、アクセルオフに対する応答性の向上とバッテリ50の過大な電力による充電の抑制とをより適正に行なうことができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50を現在充電している電力から入力制限Winまでの入力制限余裕Wrが大きいほど且つバッテリ50の出力制限Woutと入力制限Winとの入出力制限幅Woiが大きいほど大きくなる傾向に下降レートΔTrを設定するものとしたが、入出力制限幅Woiにかかわらず、入力制限余裕Wrが大きいほど大きくなる傾向に下降レートΔTrを設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、入力制限余裕Wrと入出力制限幅Woiとに基づいて下降レートΔTrを設定するのに、バッテリ電圧Vbが閾値Vbref以上かつバッテリ温度Tbが閾値Tbref未満となる条件を用いるものとしたが、バッテリ温度Tbにかかわらずにバッテリ電圧Vbが閾値Vbref以上となる条件だけを用いるものとしてもよいし、バッテリ電圧Vbにかかわらずにバッテリ温度Tbが閾値Tbref未満となる条件だけを用いるものとしてもよいし、バッテリ電圧Vbとバッテリ温度Tbとのいずれの条件を用いないものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するトルクが車両要求トルクT*に向けて小さくなるようレート処理により制御用トルクTr*を設定するものとしたが、バッテリ50の入力制限余裕Wrや入出力制限幅Woiが大きいほど車両要求トルクT*に向けて急減する傾向に制御用トルクTr*を設定するものであれば、レート処理に代えてなまし処理などの他の緩変化処理により制御用トルクTr*を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図12における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態や車両に搭載される駆動装置の形態,車両の制御方法の形態としても構わない。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle, It does not matter as a form of vehicles, such as a train other than a motor vehicle, the form of the drive device mounted in a vehicle, and the control method of a vehicle.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づくバッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算するバッテリECU52が「入出力制限設定手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両要求トルクT*を設定する図5の制御用トルク設定処理のステップS300の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン22の運転中にアクセルオンからアクセルオフされた状態にあるときにバッテリ50を現在充放電している電力から入力制限Winまでの入力制限余裕Wrが大きいほど大きくなる傾向に設定された下降レートΔTrを用いて車両要求トルクT*に向けて小さくなる制御用トルクTr*を設定する図5の制御用トルク設定処理やバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22の運転継続や停止を伴って設定した制御用トルクTr*により走行するようエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する図4のアクセルオフ時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段とや電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「入出力制限設定手段」としては、バッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算するものに限定されるものではなく、残容量(SOC)や電池温度Tbの他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両要求トルクT*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて車両要求トルクを設定するものなど、アクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン22の運転中にアクセルオンからアクセルオフされた状態にあるときにバッテリ50を現在充放電している電力から入力制限Winまでの入力制限余裕Wrが大きいほど大きくなる傾向に設定された下降レートΔTrを用いて車両要求トルクT*に向けて小さくなる制御用トルクTr*を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22の運転継続や停止を伴って設定した制御用トルクTr*により走行するように設定したエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*でエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、蓄電手段を充放電している電力から設定された入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向に設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定すると共に設定された入出力制限の範囲内で内燃機関の間欠運転を伴って設定した制御用駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of vehicles and drive devices.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34
Claims (7)
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
アクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段を充放電している電力から前記設定された入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向に前記設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of power input / output;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit as a maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on an accelerator operation;
When the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the set input limit, The control driving force that decreases toward the set required driving force in a tendency to rapidly decrease is set, and the set control driving force that accompanies intermittent operation of the internal combustion engine within the set input / output limit range Control means for executing accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to travel by force;
A vehicle comprising:
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
アクセル操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段を充放電している電力から前記設定された入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向に前記設定された要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力を設定すると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記設定した制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する制御手段と、
を備える駆動装置。 A drive device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine and power storage means,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to a drive shaft connected to an axle, and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft. A power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit as a maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on an accelerator operation;
When the accelerator is turned off from the accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine, the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means to the set input limit, The control driving force that decreases toward the set required driving force in a tendency to rapidly decrease is set, and the set control driving force that accompanies intermittent operation of the internal combustion engine within the set input / output limit range Control means for executing accelerator-off time control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to travel by force;
A drive device comprising:
前記内燃機関の運転を伴って走行している最中にアクセルオンからアクセルオフされたアクセルオフ時には、前記蓄電手段の状態に基づく該蓄電手段を充放電する際の最大許容電力としての入出力制限の範囲内で前記内燃機関の間欠運転を伴って前記蓄電手段を充放電している電力から前記入力制限までの電力偏差が大きいほど急減する傾向にアクセル操作に基づく走行に要求される要求駆動力に向けて小さくなる制御用駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するアクセルオフ時制御を実行する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 Connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, the drive shaft and the output with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, and power storage means capable of exchanging power with the power power input / output means and the motor. A vehicle control method comprising:
Input / output limitation as the maximum allowable power when charging / discharging the power storage means based on the state of the power storage means when the accelerator is turned off from accelerator on while traveling with the operation of the internal combustion engine The required driving force required for traveling based on the accelerator operation so that the larger the power deviation from the power charging / discharging the power storage means with the intermittent operation of the internal combustion engine to the input limit within the range of An accelerator off-time control is performed to control the internal combustion engine, the power input / output means, and the electric motor so as to travel with a control driving force that decreases toward
A method for controlling a vehicle.
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JP2011168124A (en) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Toyota Motor Corp | Controller and control method for hybrid vehicle |
CN109050351A (en) * | 2018-09-04 | 2018-12-21 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Slow down the control system, method and automobile of battery temperature rise |
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2007
- 2007-12-05 JP JP2007314541A patent/JP2009137384A/en active Pending
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CN109050351A (en) * | 2018-09-04 | 2018-12-21 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Slow down the control system, method and automobile of battery temperature rise |
CN109050351B (en) * | 2018-09-04 | 2022-06-03 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Control system and method for slowing down temperature rise of battery and automobile |
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