JP2009166516A - Hybrid vehicle and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来から、エンジンとモータとを備えたハイブリッド自動車として、アクセル開度に基づいて算出される目標トルクが所定の閾値よりも小さくなるときには、エンジンの始動を許可することなく走行し、目標トルクが当該閾値より大きくなると、バッテリの残容量や温度等に応じてエンジンの始動を許可するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、目標トルクに対する上記閾値が燃費優先となる走行モードほど高くなるように設定され、それにより、燃費優先となる走行モードの選択時には、駆動力優先となる走行モードの選択時に比べてエンジンが始動されにくくなる。また、従来から、エンジン、第1のモータおよび車軸に接続された遊星歯車機構と、当該車軸に接続された第2のモータと、第1および第2のモータと電力をやり取り可能なバッテリとを備えたハイブリッド自動車が知られている(例えば、特許文献2参照)。このハイブリッド自動車は、燃費を優先する燃費優先モードと通常走行用の通常走行モードとを切り換えるためのエコスイッチを更に有しており、エコスイッチがオンされて燃費優先モードが選択された状態で定速走行する際に、要求トルクが燃費良好下限トルク未満のときにはエンジンの運転が停止され、要求トルクが燃費良好下限トルク以上のときには最適燃費動作ライン上の運転ポイントのうち燃費が良好な燃費良好範囲の運転ポイントでエンジンが運転される。
上述のように、ハイブリッド自動車の運転モード(走行モード)を複数用意することにより、運転者の多様なニーズに応えることが可能となる。ただし、このようなハイブリッド自動車において燃費の向上や高出力の要求といった互いに相反するニーズに応えるためには、内燃機関の運転(始動)と運転停止とをより適正に実行する必要がある。 As described above, by preparing a plurality of driving modes (driving modes) of the hybrid vehicle, it is possible to meet various needs of the driver. However, in order to meet the conflicting needs such as improvement in fuel consumption and high output in such a hybrid vehicle, it is necessary to more appropriately execute (start) and stop the operation of the internal combustion engine.
そこで、本発明は、複数の運転モードを選択可能なハイブリッド自動車において、運転モードごとに内燃機関の運転および運転停止をより適正に実行可能とすることを主目的とする。 In view of the above, the main object of the present invention is to enable more appropriate execution and stoppage of an internal combustion engine for each operation mode in a hybrid vehicle capable of selecting a plurality of operation modes.
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採っている。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明によるハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド自動車であって、
通常走行用の第1の運転モードと、該第1の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、前記第1および第2の運転モードに比べて燃費を優先する第3の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクとの比較により前記内燃機関の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値を前記実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように設定する閾値設定手段と、
前記設定された要求トルクと前記設定されたトルク閾値とを比較して前記内燃機関の運転停止の許否を判定する判定手段と、
前記実行用運転モードのもとで、前記判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転停止を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
The hybrid vehicle according to the present invention is
A hybrid vehicle including an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, an electric motor capable of outputting power for traveling, and power storage means capable of exchanging electric power with the motor,
Compared to the first driving mode for normal driving, the second driving mode that prioritizes the output response of driving power compared to the first driving mode, and the first and second driving modes. An operation mode selection means for selecting any one of the third operation modes giving priority to fuel consumption as the execution operation mode;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for traveling;
Threshold setting means for setting a torque threshold for determining whether or not to stop operation of the internal combustion engine by comparison with the set required torque so as to correspond to the operation mode selected as the execution operation mode;
A determining means for comparing the set required torque with the set torque threshold to determine whether or not to stop the operation of the internal combustion engine;
The internal combustion engine and the electric motor so that a torque based on the set required torque can be obtained with the operation or the operation stop of the internal combustion engine according to the determination result by the determination means under the execution operation mode. Control means for controlling
Is provided.
このハイブリッド自動車では、実行用運転モードとして、通常走行用の第1の運転モードと、当該第1の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、第1および第2の運転モードに比べて燃費を優先する第3の運転モードとの何れかを選択することができる。更に、このハイブリッド自動車では、走行に要求される要求トルクとの比較により内燃機関の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値が実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように、すなわち第1、第2および第3の運転モードごとに設定される。そして、要求トルクとトルク閾値とを比較することにより内燃機関の運転停止の許否が判定されると共に、実行用運転モードのもとで、判定結果に応じた内燃機関の運転または運転停止を伴って要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。これにより、通常走行用の第1の運転モードと、走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、燃費を優先する第3の運転モードとの何れが実行用運転モードとして選択されても、第1から第3の運転モードごとに、それぞれの優先事項に合致するように内燃機関の運転と運転停止とをより適正に実行することが可能となる。 In this hybrid vehicle, as the operation mode for execution, a first operation mode for normal travel, a second operation mode that prioritizes output responsiveness of power for travel compared to the first operation mode, It is possible to select any one of the third operation modes giving priority to the fuel consumption as compared with the first and second operation modes. Further, in this hybrid vehicle, the torque threshold for determining whether or not to stop the operation of the internal combustion engine by comparing with the required torque required for traveling corresponds to the operation mode selected as the execution operation mode, that is, It is set for each of the first, second and third operation modes. Then, whether or not the internal combustion engine is stopped is determined by comparing the required torque with the torque threshold, and the internal combustion engine is operated or stopped according to the determination result under the operation mode for execution. The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that a torque based on the required torque is obtained. As a result, any one of the first driving mode for normal driving, the second driving mode that prioritizes output responsiveness of power for driving, and the third driving mode that prioritizes fuel consumption is set as the execution driving mode. Even if selected, it is possible to more appropriately execute the operation and the operation stop of the internal combustion engine so as to match the respective priorities for each of the first to third operation modes.
また、前記判定手段は、前記内燃機関の運転停止時に、前記設定された要求トルクが前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値以上である場合に前記内燃機関の運転停止を禁止するものであってもよく、前記閾値設定手段は、前記実行用運転モードとして前記第2の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第3の運転モードが選択されている場合に比べて小さく設定し、前記実行用運転モードとして前記第3の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転時停止用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第2の運転モードが選択されている場合に比べて大きく設定するものであってもよい。これにより、走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードが選択された場合には、通常走行用の第1の運転モードや燃費を優先する第3の運転モードが選択された場合に比べて、内燃機関の運転停止が許可されにくくなり、内燃機関の運転停止時に当該内燃機関が始動されたり、内燃機関の運転が継続されたりする傾向が強まることから、内燃機関から走行用の動力を速やかに応答性よく得ることが可能となり、運転者による高出力要求を良好に満たすことが可能となる。更に、燃費を優先する第3の運転モードが選択された場合には、通常走行用の第1の運転モードや走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードが選択された場合に比べて、内燃機関の運転停止が許可され易くなり、内燃機関の運転が不要な場合にその運転を停止させたり、内燃機関の運転停止を継続させたりすることで燃費を向上させることが可能となる。また、通常走行用の第1の運転モードが選択された場合には、一般的なハイブリッド自動車の走行において燃費と走行性能とがバランスよく両立されるように内燃機関の運転と運転停止とを実行することが可能となる。 The determination means prohibits the operation stop of the internal combustion engine when the set required torque is equal to or greater than a torque threshold for the operation stop of the internal combustion engine when the operation of the internal combustion engine is stopped. The threshold setting means may use the torque threshold for stopping operation of the internal combustion engine as the execution operation mode as the first operation mode when the second operation mode is selected as the execution operation mode. Alternatively, when the third operation mode is selected, the torque threshold value for stopping the operation of the internal combustion engine is set when the third operation mode is selected as the execution operation mode. It may be set larger than when the first or second operation mode is selected as the execution operation mode. As a result, when the second operation mode that prioritizes the output responsiveness of power for traveling is selected, the first operation mode for normal traveling and the third operation mode that prioritizes fuel consumption are selected. Compared to the case, it is more difficult to stop the operation of the internal combustion engine, and when the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine tends to be started or the operation of the internal combustion engine is continued. It is possible to quickly obtain the power of the vehicle with good responsiveness, and it is possible to satisfactorily satisfy the high output demand from the driver. Further, when the third driving mode giving priority to fuel consumption is selected, the first driving mode for normal driving or the second driving mode giving priority to output response of driving power is selected. Compared to the above, it is easier to permit the operation of the internal combustion engine to be stopped, and it is possible to improve the fuel consumption by stopping the operation of the internal combustion engine when it is unnecessary or continuing the operation stop of the internal combustion engine. It becomes. In addition, when the first driving mode for normal driving is selected, the internal combustion engine is operated and stopped so that the fuel efficiency and the driving performance are well balanced in the driving of a general hybrid vehicle. It becomes possible to do.
更に、前記判定手段は、前記内燃機関の運転時に、前記設定された要求トルクが前記内燃機関の運転時用のトルク閾値未満である場合に前記内燃機関の運転停止を許可するものであってもよく、前記閾値設定手段は、前記内燃機関の運転時用のトルク閾値を該内燃機関の運転停止時用のトルク閾値に比べて小さく設定すると共に、前記実行用運転モードとして前記第2の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転時用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第3の運転モードが選択されている場合に比べて小さく設定するものであってもよい。このように、内燃機関の運転時用のトルク閾値を内燃機関の運転停止時用のトルク閾値に比べて小さく設定することにより、内燃機関の始動と停止とが頻繁に繰り返されるのを抑制することができる。そして、第2の運転モードが選択されている場合に、内燃機関の運転時用のトルク閾値を第1または第3の運転モードが選択されている場合に比べて小さく設定すれば、第2の運転モードが選択された状態で内燃機関が運転されているときに、内燃機関の運転が停止されにくく、すなわち内燃機関の運転が継続され易くすることができる。 Further, the determination means may permit the operation stop of the internal combustion engine when the set required torque is less than a torque threshold for operation of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine. Preferably, the threshold setting means sets the torque threshold for operation of the internal combustion engine to be smaller than the torque threshold for operation stop of the internal combustion engine, and the second operation mode as the execution operation mode. Is selected, the torque threshold for operation of the internal combustion engine is set to be smaller than that in the case where the first or third operation mode is selected as the execution operation mode. Good. As described above, by setting the torque threshold value for operating the internal combustion engine to be smaller than the torque threshold value for stopping the internal combustion engine, it is possible to suppress frequent start and stop of the internal combustion engine. Can do. When the second operation mode is selected, if the torque threshold for operation of the internal combustion engine is set smaller than that when the first or third operation mode is selected, the second When the internal combustion engine is operated with the operation mode selected, the operation of the internal combustion engine is hardly stopped, that is, the operation of the internal combustion engine can be easily continued.
また、前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値は、前記電動機の定格最大トルクから所定のマージンを差し引いた値であり、前記マージンは、前記第1、第2および第3の運転モード間で異なっていてもよい。これにより、電動機から良好に走行用のトルクを得ることができる範囲内で内燃機関の運転停止を許可することが可能となる。 The torque threshold for stopping the operation of the internal combustion engine is a value obtained by subtracting a predetermined margin from the rated maximum torque of the electric motor, and the margin is between the first, second and third operation modes. May be different. As a result, it is possible to permit the operation stop of the internal combustion engine within a range in which a good running torque can be obtained from the electric motor.
更に、前記制御手段は、車速が所定の間欠禁止車速以上であるときに、前記判定手段による判定結果に拘わらず前記内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するものであってもよい。これにより、様々な要因により内燃機関の運転を継続すべきときに、要求トルクとトルク閾値とに基づいて内燃機関の運転が停止されてしまうのを抑制することができる。 Further, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined intermittent prohibition vehicle speed, the control means can obtain a torque based on the set required torque with the operation of the internal combustion engine regardless of the determination result by the determination means. Alternatively, the internal combustion engine and the electric motor may be controlled. Thereby, when the operation of the internal combustion engine is to be continued due to various factors, it is possible to suppress the operation of the internal combustion engine from being stopped based on the required torque and the torque threshold value.
また、前記要求トルク設定手段は、前記第1の運転モードに対応した要求トルク設定制約、前記第2の運転モードに対応した要求トルク設定制約および前記第3の運転モードに対応した要求トルク設定制約のうち、前記実行用運転モードに対応した要求トルク設定制約を用いて運転者によるトルク要求操作に応じた要求トルクを設定するものであってもよく、前記第2の運転モードに対応した要求トルク設定制約は、前記第1および第3の運転モードに対応した要求トルク設定制約に比べて同一のトルク要求操作に対する前記要求トルクを大きく設定する傾向を有するものであってもよい。これにより、走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードが選択された際に運転者による高出力要求を良好に満たすことが可能となる。 The required torque setting means includes a required torque setting restriction corresponding to the first operation mode, a required torque setting restriction corresponding to the second operation mode, and a required torque setting restriction corresponding to the third operation mode. Among them, the required torque corresponding to the torque request operation by the driver may be set using the required torque setting restriction corresponding to the execution operation mode, and the required torque corresponding to the second operation mode. The setting constraint may have a tendency to set the required torque for the same torque request operation larger than the required torque setting constraint corresponding to the first and third operation modes. This makes it possible to satisfactorily satisfy the high output request from the driver when the second operation mode that prioritizes the output responsiveness of the driving power is selected.
更に、前記ハイブリッド自動車は、所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段を更に備えてもよく、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であってもよい。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。 Further, the hybrid vehicle is connected to a predetermined axle and an engine shaft of the internal combustion engine, and outputs at least part of the power of the internal combustion engine to the axle side with input and output of electric power and power, and the Electric power power input / output means capable of exchanging electric power with the power storage means may be further provided, and the electric motor may be capable of outputting power to the axle or another axle different from the axle. In this case, the power drive input / output means can input / output power and can exchange power with the power storage means, the axle, the engine shaft of the internal combustion engine, and the power generation motor. A three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of these three axes. There may be.
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、通常走行用の第1の運転モードと、該第1の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、前記第1および第2の運転モードに比べて燃費を優先する第3の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
(a)走行に要求される要求トルクとの比較により前記内燃機関の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値を前記実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように設定するステップと、
(b)前記要求トルクとステップ(a)にて設定されたトルク閾値とを比較して前記内燃機関の運転停止の許否を判定するステップと、
(c)前記実行用運転モードのもとで、ステップ(b)の判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
The hybrid vehicle control method according to the present invention includes:
An internal combustion engine capable of outputting driving power, an electric motor capable of outputting driving power, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, a first operation mode for normal driving, and the first Execute either the second operation mode that prioritizes the output responsiveness of the driving power compared to the operation mode or the third operation mode that prioritizes fuel consumption compared to the first and second operation modes. A control method for a hybrid vehicle comprising driving mode selection means for selecting as a driving mode for operation,
(A) setting a torque threshold value for determining whether or not to stop the operation of the internal combustion engine by comparing with a required torque required for traveling so as to correspond to the operation mode selected as the execution operation mode; ,
(B) comparing the required torque with the torque threshold set in step (a) to determine whether or not to stop the operation of the internal combustion engine;
(C) Under the execution operation mode, the internal combustion engine and the internal combustion engine and the Controlling the electric motor;
Is included.
この方法によれば、通常走行用の第1の運転モードと、走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、燃費を優先する第3の運転モードとの何れが実行用運転モードとして選択されても、第1から第3の運転モードごとに、それぞれの優先事項に合致するように内燃機関の運転と運転停止とをより適正に実行することが可能となる。 According to this method, any one of the first driving mode for normal driving, the second driving mode that gives priority to output responsiveness of driving power, and the third driving mode that gives priority to fuel consumption is used. Even if the operation mode is selected, it is possible to more appropriately execute the operation and the operation stop of the internal combustion engine so as to match the respective priorities for each of the first to third operation modes.
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、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22と、エンジン22の出力軸であるクランクシャフト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に接続された車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を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、直流電流を交流電流に変換してモータMG1,MG2に供給可能なインバータ41,42と、バッテリ50からの電力を電圧変換してインバータ41,42に供給可能な昇降圧コンバータ55と、ハイブリッド自動車20の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(以下、「ハイブリッドECU」という)70等とを備えるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンECU24には、エンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ECU70に出力する。
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う遊星歯車機構として構成されている。機関側回転要素としてのキャリア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、車軸側回転要素としてのリングギヤ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、動力分配統合機構30は、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側と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37およびデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪である車輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびMG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ50と電力のやり取りを行う。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2の何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り、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は充放電されないことになる。モータMG1,MG2は、何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等が入力されており、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等が出力される。また、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。更に、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータ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ECU70に出力する。
Each of the motors MG1 and MG2 is configured as a known synchronous generator motor that operates as a generator and can operate as a motor, and exchanges 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第1電圧センサ91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に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からのバッテリ温度Tb等が入力されている。バッテリECU52は、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ECU70やエンジンECU24に出力する。更に、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを算出したり、当該残容量SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*を算出したり、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Woutとを算出したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定すると共に、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可能である。
The
昇降圧コンバータ55は、例えば、何れも図示しない第1および第2のトランジスタと、これら第1および第2のトランジスタに逆方向に並列接続された第1および第2のダイオードと、リアクトルとから構成され、システムメインリレー56を介してバッテリ50と接続される。また、昇降圧コンバータ55のリアクトルと負極母線との間には図示しないコンデンサが配置されており、このコンデンサの端子間には、昇降圧コンバータ55の昇圧前または降圧後の電圧VLを検出する第2電圧センサ92が設置されている。更に、昇降圧コンバータ55とインバータ41との間には平滑用のコンデンサ57が配置されており、このコンデンサ57の端子間には、昇降圧コンバータ55の昇圧後または降圧前の電圧VHを検出する第3電圧センサ93が設置されている。このような昇降圧コンバータ55の第1および第2のトランジスタをスイッチング制御することにより、バッテリ50からの直流電力を昇圧してインバータ41,42に供給したり、正極母線と負極母線とに作用している直流電圧を降圧してバッテリ50を充電したりすることができる。すなわち、昇降圧コンバータ55の第1および第2のトランジスタは、第2電圧センサ92と第3電圧センサ93とにより検出される電圧値VLおよびVHに基づいて、基本的にバッテリ50と2つのモータMG1,MG2との間で電力のやりとりを円滑に行なうべく昇圧後の電圧VHが電圧指令VH*となるか、あるいは降圧後の電圧VLが電圧指令VL*となるようにスイッチング制御される。
The step-up / down converter 55 includes, for example, first and second transistors (not shown), first and second diodes connected in parallel to the first and second transistors in the reverse direction, and a reactor. The
ハイブリッドECU70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ECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSP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ストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V、第2電圧センサ92からの電圧VL、第3電圧センサ93からの電圧VH等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車20の運転席近傍には、運転モードとして動力性能すなわちアクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモード(第2の運転モード)を選択するためのパワースイッチ(運転モード選択手段)88が設けられており、このパワースイッチ88もハイブリッドECU70に接続されている。更に、実施例のハイブリッド自動車20の運転席近傍には、運転モードとしてエンジン22の燃費やエネルギ効率を優先するECOモード(第3の運転モード)を選択するためのECOスイッチ(運転モード選択手段)89が設けられており、このECOスイッチ89もハイブリッドECU70に接続されている。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。更に、ハイブリッドECU70からは、システムメインリレー56への駆動信号や昇降圧コンバータ55へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。
The
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、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とに基づいて車軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクが計算され、この要求トルクに基づくトルクがリングギヤ軸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の運転制御モードとしては、要求トルク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MG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクとバッテリ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トルクに応じたトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1および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から要求トルクに見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
In the
さて、実施例のハイブリッド自動車20において、パワースイッチ88がオフされた状態では、ECOスイッチ89がオンされていなければ、運転モードとしてノーマルモード(第1の運転モード)が選択されることになり、この状態では、ハイブリッドECU70により、所定のパワーモードフラグFpwrが値0に設定されると共にノーマルモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車20が制御されることになる。また、パワースイッチ88がオンされてハイブリッド自動車20の運転モードとしてパワーモードが選択されると、ハイブリッドECU70により、上記パワーモードフラグFpwrが値1に設定されると共に予め定められたパワーモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車20が制御されることになる。実施例では、運転者によりパワーモードが選択されたときには、ノーマルモードの選択時に比べて車軸としてのリングギヤ軸32aに出力するトルクを高めて運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性が向上するようにエンジン22、モータMG1およびMG2が制御される。
In the
また、ハイブリッド自動車20において、ECOスイッチ89がオフされた状態では、パワースイッチ88がオンされていなければ、運転モードとしてノーマルモードが選択されることになり、この状態では、ハイブリッドECU70により、所定のECOフラグFecoが値0に設定されると共に予め定められたノーマルモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車20が制御されることになる。また、ECOスイッチ89がオンされてハイブリッド自動車20の運転モードとしてECOモードが選択されると、ハイブリッドECU70により、上記ECOフラグFecoが値1に設定されると共に予め定められたECOモード選択時用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車20が制御されることになる。ECOモード選択時用の制御の一例としては、ノーマルモードやパワーモードのもとで行われる上記昇降圧コンバータ55による昇降圧動作の禁止が挙げられる。このように、ECOモードの選択時に、ノーマルモード等のもとで行われる昇降圧コンバータ55による昇降圧動作を禁止することにより、ノーマルモード等の選択時に比べてモータMG1およびMG2によるトルクの出力が制限されることになるが、昇降圧動作を禁止することにより、昇降圧コンバータ55の第1および第2のトランジスタのスイッチング制御が実行されなくなる分、スイッチングに伴う損失を低減させることが可能となるので、ハイブリッド自動車20のエネルギ効率を向上させることができる。
Further, in the
このように、それぞれ走行用の動力を出力可能なエンジン22とモータMG2とを備えると共に、ノーマルモード、パワーモードおよびECOモードという複数の運転モードの選択が可能とされたハイブリッド自動車20では、その走行に際して実際に用いられる運転モード(以下「実行用運転モード」という)における優先事項が満足されるようにエンジン22の運転(始動)と運転停止とをより適正に実行する必要がある。このため、実施例のハイブリッド自動車20では、要求トルクとの比較によりエンジンの運転停止の許否を判定するための閾値、すなわちエンジン22の運転停止時に当該エンジン22の始動判定に用いられるエンジン始動判定閾値Tr1(エンジン22の運転停止時用のトルク閾値)とエンジン22の運転時に当該エンジン22の停止判定に用いられるエンジン停止判定閾値Tr0(エンジン22の運転時用のトルク閾値)とを実行用運転モードとして選択されたノーマルモード、パワーモードまたはECOモードに対応するように設定すべく、ハイブリッドECU70により、図2に示す判定閾値設定ルーチンが所定時間(例えば数msec)ごとに繰り返し実行される。
As described above, in the
図2に示す判定閾値設定ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、上述のパワーモードフラグFpwrやECOフラグFecoの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS10)。次いで、入力したパワーモードフラグFpwrが値0であるか否かを判定し(ステップS20)、パワーモードフラグFpwrが値0であれば、更にECOフラグFecoが値0であるか否かを判定する(ステップS30)。そして、パワーモードフラグFpwrおよびECOフラグFecoの双方が値0であれば、実行用運転モードとしてノーマルモードが選択されていることになるので、この場合には、エンジン始動判定閾値Tr1をノーマルモード用の値Tr1norに設定・保持すると共にエンジン停止判定閾値Tr0をノーマルモード用の値Tr0norに設定・保持する(ステップS40)。また、ステップS20にてパワーモードフラグFpwrが値1であると判断された場合には、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されていることになるので、この場合には、エンジン始動判定閾値Tr1をパワーモード用の値Tr1pwrに設定・保持すると共にエンジン停止判定閾値Tr0をパワーモード用の値Tr0pwrに設定・保持する(ステップS50)。更に、パワーモードフラグが値0であるときにステップS30にてECOフラグFecoが値1であると判断された場合には、実行用運転モードとしてECOモードが選択されていることになるので、この場合には、エンジン始動判定閾値Tr1をECOモード用の値Tr1ecoに設定・保持すると共にエンジン停止判定閾値Tr0をECOモード用の値Tr0ecoに設定・保持する(ステップS60)。こうして、ステップS40からS60の何れかにおいてエンジン始動判定閾値Tr1およびエンジン停止判定閾値Tr0を設定すると、CPU72は再度ステップS10以降の処理を繰り返し実行する。
At the start of the determination threshold value setting routine shown in FIG. 2, the
ここで、エンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1nor,Tr1pwrおよびTr1ecoは、モータMG2の定格最大トルクからそれぞれ所定のマージンを差し引いて得られるものであり、当該マージンは、ノーマルモード、パワーモードおよびECOモード間で異なる値とされる。そして、ノーマルモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1norやノーマルモード用のエンジン停止判定閾値Tr0として設定される値Tr0norは、エンジン22の始動・停止に伴う振動や騒音ができるだけ抑制されると共にハイブリッド自動車20の一般的な走行状態において燃費と走行性能とがバランスよく両立されるように実験・解析等を経て定められている。また、実施例において、パワーモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1pwrは、ノーマルモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1norやECOモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1ecoよりも小さい値とされる。更に、ECOモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1ecoは、ノーマルモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1norやパワーモード用のエンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1pwrよりも大きい値とされる。従って、値Tr1nor,Tr1pwrおよびTr1ecoの間には、次式(1)の関係が成立する。また、エンジン22の運転時用のトルク閾値であるエンジン停止判定閾値Tr0は、エンジン22の運転停止時用のトルク閾値であるエンジン始動判定閾値Tr1よりも小さい値とされ、パワーモード用のエンジン停止判定閾値Tr0として設定される値Tr0pwrは、ノーマルモード用のエンジン停止判定閾値Tr0として設定される値Tr0norやECOモード用のエンジン停止判定閾値Tr0として設定される値Tr0ecoよりも小さい値とされる。従って、値Tr1nor,Tr1pwrおよびTr1ecoや値Tr0nor,Tr0pwrおよびTr0ecoの間には、次式(2)の関係が成立する。
Here, the values Tr1nor, Tr1pwr, and Tr1eco set as the engine start determination threshold value Tr1 are obtained by subtracting a predetermined margin from the rated maximum torque of the motor MG2, respectively. The value is different between the ECO modes. The value Tr1nor set as the engine start determination threshold value Tr1 for the normal mode and the value Tr0nor set as the engine stop determination threshold value Tr0 for the normal mode are suppressed as much as possible from vibration and noise associated with starting / stopping the
Tr1eco>Tr1nor>Tr1pwr …(1)
Tr1nor>Tr0nor,Tr1pwr>Tr0pwr,Tr1eco>Tr0eco,Tr0nor>Tr0pwr,Tr0eco>Tr0pwr …(2)
Tr1eco>Tr1nor> Tr1pwr (1)
Tr1nor> Tr0nor, Tr1pwr> Tr0pwr, Tr1eco> Tr0eco, Tr0nor> Tr0pwr, Tr0eco> Tr0pwr (2)
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3は、実施例のハイブリッドECU70により所定時間(例えば数msec)ごとに繰り返し実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
図3に示す駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、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や、車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、充放電要求パワーPb*、バッテリ50の入出力制限Win,Wout、エンジン始動判定閾値Tr1、エンジン停止判定閾値Tr0、パワーモードフラグFpwrの値、ECOフラグFecoの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。なお、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータECU40から通信により入力するものとし、充放電要求パワーPb*や入出力制限Win,Woutは、バッテリECU52から通信により入力するものとした。また、エンジン始動判定閾値Tr1およびエンジン停止判定閾値Tr0は、上述の図2の判定閾値ルーチンを経て設定されて所定の記憶領域に保持されるものである。更に、パワーモードフラグFpwrやECOフラグFecoは、上述のように運転者によるパワースイッチ88やECOスイッチ89の操作状態に応じてハイブリッドECU70により設定されて所定の記憶領域に保持されるものである。
At the start of the drive control routine shown in FIG. 3, the
ステップS100のデータ入力処理の後、図2のステップS20やS30と同様にして、入力したパワーモードフラグFpwrやECOモードフラグFecoの値に基づいて実行用運転モードとしてノーマルモード、パワーモードおよびECOモードの何れが選択されているかを判定する(ステップS110)。パワーモードフラグFpwrとECOモードフラグFecoとの双方が値0であって実行用運転モードとしてノーマルモードが選択されている場合には、ステップS100にて入力したアクセル開度Accと要求トルク設定制約としてのノーマルモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Acc*を設定する(ステップS120)。また、パワーモードフラグFpwrが値1であって実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合には、ステップS100にて入力したアクセル開度Accと要求トルク設定制約としてのパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Acc*を設定する(ステップS130)。更に、ECOフラグFecoが値1であって実行用運転モードとしてECOモードが選択されている場合には、ステップS100にて入力したアクセル開度Accと要求トルク設定制約としてのECOモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Acc*を設定する(ステップS140)。図4にノーマルモード時アクセル開度設定用マップ、パワーモード時アクセル開度設定用マップおよびECOモード時アクセル開度設定用マップを例示する。 After the data input process of step S100, the normal operation mode, the power mode, and the ECO mode are executed as the operation mode for execution based on the input power mode flag Fpwr and ECO mode flag Feco in the same manner as in steps S20 and S30 of FIG. Which one is selected is determined (step S110). When both the power mode flag Fpwr and the ECO mode flag Feco are 0 and the normal mode is selected as the operation mode for execution, the accelerator opening Acc and the required torque setting constraint input in step S100 The accelerator opening for execution Acc *, which is the accelerator opening for control, is set using the normal-mode accelerator opening setting map (step S120). If the power mode flag Fpwr is 1 and the power mode is selected as the operation mode for execution, the accelerator opening amount Acc input in step S100 and the accelerator opening in the power mode as the required torque setting constraint are opened. An execution accelerator opening Acc *, which is an accelerator opening for control, is set using the degree setting map (step S130). Further, when the ECO flag Feco is 1 and the ECO mode is selected as the execution operation mode, the accelerator opening Acc input in step S100 and the accelerator opening in the ECO mode as the required torque setting constraint An execution accelerator opening Acc *, which is an accelerator opening for control, is set using the setting map (step S140). FIG. 4 illustrates an accelerator opening setting map for normal mode, an accelerator opening setting map for power mode, and an accelerator opening setting map for ECO mode.
図4に示すように、実施例のノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、0〜100%の範囲でアクセル開度Accに対して実行用アクセル開度Acc*が線形性をもつように予め作成されてROM74に記憶されている。図4に例示するノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、アクセル開度Accをそのまま実行用アクセル開度Acc*として設定するように作成されたものである。また、実施例のパワーモード時アクセル開度設定用マップは、図4に示すように、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Accに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を実行用アクセル開度Acc*として設定し、低アクセル開度領域以外の100%までのアクセル開度Accに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべくノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものよりも大きな値を実行用アクセル開度Acc*として設定するように作成されてROM74に記憶されている。更に、ECOモード時アクセル開度設定用マップは、図4に示すように、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を低下させるべくノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものよりも小さな値を実行用アクセル開度Acc*として設定するように作成されてROM74に記憶されている。
As shown in FIG. 4, the normal mode accelerator opening setting map of the embodiment is preliminarily set so that the execution accelerator opening Acc * is linear with respect to the accelerator opening Acc in the range of 0 to 100%. It is created and stored in the
ステップS120、S130またはS140にて実行用アクセル開度Acc*を設定したならば、実行用アクセル開度Acc*とステップS100にて入力した車速Vとに基づいて車軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定した上で、車両全体に要求される要求パワーP*を設定する(ステップS150)。実施例では、実行用アクセル開度Acc*と車速Vと要求トルクTr*との関係が予め定められて要求トルク設定用マップ(要求トルク設定制約)としてROM74に記憶されており、要求トルクTr*としては、与えられた実行用アクセル開度Acc*と車速Vとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。このような処理が実行される結果、運転者によりパワーモードが選択されているときに実行用アクセル開度Acc*がノーマルモード等の選択時に比べて大きく設定されると、それに応じて、要求トルクTr*がノーマルモード等の選択時に比べて大きく設定されることになる。また、運転者によりECOモードが選択されているときに実行用アクセル開度Acc*がノーマルモード等の選択時に比べて小さく設定されると、それに応じて、要求トルクTr*がノーマルモード等の選択時に比べて小さく設定されることになる。また、実施例において、要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものと充放電要求パワーPb*とロスLossとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、図示するようにモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除するか、あるいは車速Vに換算係数kを乗じることによって求めることができる。
If the execution accelerator opening Acc * is set in step S120, S130 or S140, it is output to the
次いで、エンジン22が運転されているか否かを判定する(ステップS160)。ステップS160にてエンジン22が運転されていると判断された場合には、ステップS100にて入力した車速Vが所定の間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定し(ステップS170)、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS150にて設定した要求トルクTr*がステップS100にて入力したエンジン停止判定閾値Tr0以上であるか否かを判定する(ステップS180)。ここで、間欠禁止車速Vrefは、例えばエンジン22の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され、バッテリ50の状態やエンジン22の状態、ハイブリッド自動車20の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。そして、ステップS170にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断された場合や、ステップS180にて要求トルクTr*がエンジン停止判定閾値Tr0以上であると判断された場合には、車速Vに依存するモータMG2の出力パワー(回転数Nm2×トルクTm2)やモータMG2の定格最大トルクとの関係でモータMG2からのトルクだけではリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*をまかなうことができなくなるおそれがあるのを踏まえ、エンジン22の運転停止を禁止してその運転を継続させるべく、要求パワーP*に基づいてエンジン22の仮の目標運転ポイントである仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定する(ステップS190)。実施例では、エンジン22を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーP*とに基づいてエンジン22の仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定するものとした。図6に、エンジン22の動作ラインと回転数NeとトルクTeとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとは、上記動作ラインと要求パワーP*(Netmp×Tetmp)が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。
Next, it is determined whether or not the
エンジン22の仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定したならば、ステップS100にて入力したパワーモードフラグFpwrが値1であって実行用運転モードとしてパワーモードが選択されているか否かを判定し(ステップS200)、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されていなければ、仮目標回転数Netmpをエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に仮目標トルクTetmpをエンジン22の目標トルクTe*として設定する(ステップS210)。また、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合には、エンジン22から速やかにトルクを出力可能となるようにエンジン22の回転数Neの下限値であるエンジン下限回転数Neminを設定する(ステップS220)。実施例では、車速Vとエンジン下限回転数Neminとの関係が予め定められて図示しないエンジン下限回転数設定用マップとしてROM74に記憶されており、エンジン下限回転数Neminとしては、与えられた車速Vに対応したものが当該マップから導出・設定される。こうしてエンジン下限回転数Neminを設定したならば、仮目標回転数Netmpとエンジン下限回転数Neminとの大きい方をエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に、ステップS160にて設定した要求パワーP*を目標回転数Ne*で除することによりエンジン22の目標トルクTe*を設定する(ステップS230)。
If the temporary target rotational speed Nettmp and the temporary target torque Tentmp of the
ステップS210またはS230にてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定したならば、目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)とを用いて次式(3)に従いモータMG1の目標回転数Nm1*を計算した上で、計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とを用いて次式(4)に従いモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定する(ステップS240)。ここで、式(3)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。図7に動力分配統合機構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例示する。図中、左側のS軸はモータMG1の回転数Nm1に一致するサンギヤ31の回転数を示し、中央のC軸はエンジン22の回転数Neに一致するキャリア34の回転数を示し、右側の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。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1にトルクTm1を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2にトルクTm2を出力させたときに減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。モータMG1の目標回転数Nm1*を求めるための式(3)は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式(4)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(4)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。
If the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(3)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …(4)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (3)
Tm1 * =-ρ / (1 + ρ) ・ Te * + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2 ・ ∫ (Nm1 * -Nm1) dt (4)
モータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定したならば、バッテリ50の入出力制限Win,WoutとステップS240にて設定したモータMG1に対するトルク指令Tm1*とモータMG1,MG2の現在の回転数Nm1,Nm2とを用いてモータ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Tmin,Tmaxを次式(5)および式(6)に従い計算する(ステップS250)。更に、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクTm2tmpを次式(7)に従い計算する(ステップS260)。そして、モータMG2に対するトルク指令Tm2*をトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値に設定する(ステップS270)。このようにしてモータMG2に対するトルク指令Tm2*を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸32aに出力するトルクをバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内に制限することができる。なお、式(7)は、図7の共線図から容易に導出することができる。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に対するトルク指令Tm1*,Tm2*を設定したならば、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS280)、再度ステップS100以降の処理を実行する。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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを得るための制御を実行する。更に、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、実行用運転モードとしてECOモードが選択されている場合には、上述のように、昇降圧コンバータ55の昇降圧動作が禁止されることから、昇降圧コンバータ55による昇降圧動作が禁止されることに起因してモータMG2からのトルク出力が制限されることになる。
If torque command Tm1 * for motor MG1 is set, input / output limits Win and Wout of
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(5)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(6)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(7)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (7)
また、ステップS170にて車速Vが間欠禁止車速Vref未満であると判断されると共にステップS180にて要求トルクTr*がエンジン停止判定閾値Tr0未満であると判断された場合には、所定のエンジン停止フラグをオンした上で(ステップS290)、本ルーチンを終了させる。すなわち、車速Vが間欠車速Vref未満であってエンジン22の運転が必要となる車速域に含まれていなければ、要求トルクTr*がエンジン停止判定閾値Tr0未満となる場合には、モータMG2のみから充分なトルクを車軸としてのリングギヤ軸32aに出力可能となることからエンジン22の運転停止を許可することができる。従って、この場合には、エンジン22の運転が停止されるようにエンジン停止フラグがオンされ、こうしてエンジン停止フラグがオンされた場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン停止制御ルーチンが実行される。なお、エンジン停止制御ルーチンは、エンジン22に対する燃料供給を停止した状態で、例えばエンジン22の回転数Neが所定の停止直前回転数に達するまでエンジン22の回転を抑制するための負のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定すると共に、回転数Neが停止直前回転数に達したタイミングでピストンを保持するための正のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定し、更に要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する処理であり、エンジン停止制御ルーチンが終了するとエンジン停止フラグがオフされることになる。
If it is determined in step S170 that the vehicle speed V is less than the intermittent prohibition vehicle speed Vref and it is determined in step S180 that the required torque Tr * is less than the engine stop determination threshold value Tr0, a predetermined engine stop is performed. After the flag is turned on (step S290), this routine is terminated. That is, if the vehicle speed V is less than the intermittent vehicle speed Vref and is not included in the vehicle speed range where the
一方、ステップS160にエンジン22の運転が停止されていると判断された場合には、ステップS100にて入力した車速Vが上記間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定し(ステップS300)、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS150にて設定した要求トルクTr*がステップS100にて入力したエンジン始動判定閾値Tr1以上であるか否かを判定する(ステップS310)。そして、ステップS310にて要求トルクTr*がエンジン始動判定閾値Tr1未満であると判断された場合には、エンジン22の運転停止を許容してその運転停止状態を継続させるべく、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をそれぞれ値0に設定すると共に(ステップS320)、モータMG1に対するトルク指令Tm1*を値0に設定した上で(ステップS330)、上述のステップS250以降の処理を実行する。
On the other hand, if it is determined in step S160 that the operation of the
これに対して、ステップS300にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断された場合や、ステップS310にて要求トルクTr*がエンジン始動判定閾値Tr1以上であると判断された場合には、所定のエンジン始動フラグをオンした上で(ステップS340)、本ルーチンを終了させる。すなわち、車速Vが間欠禁止車速Vref以上となってエンジン22の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域に含まれる場合にはエンジン22の運転停止を禁止してエンジン22を始動させる必要がある。また、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であっても要求トルクTr*がエンジン始動判定閾値Tr1以上となる場合には、モータMG2のみから充分なトルクを車軸としてのリングギヤ軸32aに出力し得なくなることからエンジン22の運転停止を禁止してエンジン22を始動させる必要がある。従って、この場合には、エンジン22が始動されるようにエンジン始動フラグがオンされ、こうしてエンジン始動フラグがオンされた場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行される。なお、エンジン始動時駆動制御ルーチンは、モータMG1によりエンジン22をクランキングしながらエンジン22を始動させると共に、エンジン22のクランキングに伴ってリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を駆動制御する処理であり、エンジン始動時駆動制御ルーチンが終了するとエンジン始動フラグがオフされることになる。
On the other hand, if it is determined in step S300 that the vehicle speed V is equal to or higher than the intermittent prohibition vehicle speed Vref, or if it is determined in step S310 that the required torque Tr * is equal to or higher than the engine start determination threshold value Tr1. Then, after turning on a predetermined engine start flag (step S340), this routine is ended. That is, when the vehicle speed V exceeds the intermittent prohibition vehicle speed Vref and the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、実行用運転モードとして、通常走行用のノーマルモードと、ノーマルモードに比べてアクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモードと、ノーマルモードおよびパワーモードに比べて燃費やエネルギ効率を優先するECOモードとの何れかを選択することができる。更に、ハイブリッド自動車20では、走行に要求される要求トルクTr*との比較によりエンジン22の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値であるエンジン始動判定閾値Tr1とエンジン停止判定閾値Tr0とが実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように、すなわちノーマルモード、パワーモードおよびECOモードごとに設定される(図2)。そして、ハイブリッド自動車20の走行中には、要求トルクTr*とエンジン停止判定閾値Tr0またはエンジン始動判定閾値Tr1とを比較することによりエンジン22の運転停止の許否が判定されると共に(ステップS180、S310)、実行用運転モードのもとで、ステップS180やS310における判定結果に応じたエンジン22の運転(ステップS340)または運転停止(ステップS290)を伴って要求トルクTr*に基づくトルクが得られるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とが制御される。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、通常走行用のノーマルモードと、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモードと、燃費等を優先するECOモードとの何れが実行用運転モードとして選択されても、ノーマルモード、パワーモードおよびECOモードごとに、それぞれの優先事項に合致するようにエンジン22の運転(始動)と運転停止とをより適正に実行することが可能となる。
As described above, in the
すなわち、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転停止時に、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であり、かつ要求トルクTr*がエンジン22の運転停止時用のトルク閾値であるエンジン始動判定閾値Tr1以上となる場合にエンジン22の運転停止が禁止され、エンジン22が始動されることになる(ステップS310,S340)。更に、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合、エンジン始動判定閾値Tr1がノーマルモードやECOモード用の値Tr1nor,Tr1ecoよりも小さい値Tr1pwrに設定され(図2のS50)、実行用運転モードとしてECOモードが選択されている場合、エンジン始動判定閾値Tr1がノーマルモードやパワーモード用の値Tr1nor,Tr1pwrよりも大きい値Tr1ecoに設定される(図2のS60)。これにより、アクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモードが選択された場合には、通常走行用のノーマルモードや燃費等を優先するECOモードが選択された場合に比べて、エンジン22の運転停止が許可されにくくなり、エンジン22の運転停止時に当該エンジン22が始動されたり、エンジン22の運転が継続されたりする傾向が強まることから、振動や騒音が若干増加したり燃費が若干悪化したりするものの、エンジン22から走行用のトルクを速やかに応答性よく得ることが可能となり、運転者による高出力要求を良好に満たすことができる。また、燃費等を優先するECOモードが選択された場合には、通常走行用のノーマルモードやアクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモードが選択された場合に比べて、エンジン22の運転停止が許可され易くなり、エンジン22の運転が不要な場合にその運転を停止させたり、エンジン22の運転停止を継続させたりすることで、走行性能が若干低下するものの、燃費を向上させることが可能となる。更に、通常走行用のノーマルモードが選択された場合には、振動や騒音の発生が抑制されると共に一般的な走行において燃費と走行性能とがバランスよく両立されるようにエンジン22の運転(始動)と運転停止とを実行することが可能となる。
That is, in the
更に、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転時に、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であり、かつ要求トルクTr*がエンジン22の運転時用のトルク閾値であるエンジン停止判定閾値Tr0未満となる場合にエンジン22の運転停止が許可され、エンジン22の運転が停止されることになる(ステップS180,S290)。そして、エンジン停止判定閾値Tr0は、エンジン22の運転停止時用のトルク閾値であるエンジン始動判定閾値Tr1に比べて小さく定められ、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合には、エンジン停止判定閾値Tr0がノーマルモードやECOモード用の値Tr0nor,Tr0ecoよりいも小さい値Tr0pwrに設定される(図2のS50)。このように、エンジン停止判定閾値Tr0をエンジン始動判定閾値Tr1に比べて小さく設定することにより、エンジン22の始動と停止とが頻繁に繰り返されるのを抑制することができる。そして、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合に、エンジン停止判定閾値Tr0をノーマルモードまたはECOモードが選択されている場合に比べて小さく設定すれば、パワーモードが選択された状態でエンジン22が運転されているときに、エンジン22の運転が停止されにくく、すなわちエンジン22の運転が継続され易くすることができる。
Further, in the
また、エンジン始動判定閾値Tr1として設定される値Tr1nor,Tr1pwrおよびTr1ecoをモータMG2の定格最大トルクから所定のマージンを差し引いた値とし、当該マージンをノーマルモード、パワーモードおよびECOモード間で異ならせれば、モータMG2から良好に走行用のトルクを得ることができる範囲内でエンジン22の運転停止を許可することが可能となる。更に、実施例のハイブリッド自動車20では、車速が所定の間欠禁止車速Vref以上であるときに、ステップS180およびS310の判定結果に拘わらずエンジン22の運転を伴って要求トルクTr*に基づくトルクが得られるようにエンジン22とモータMG1およびモータMG2とが制御される。これにより、バッテリ50の状態やエンジン22の状態、ハイブリッド自動車20の走行状態等に起因してエンジン22の運転を継続すべきときに、エンジン22の運転が停止されてしまうのを抑制することができる。
Further, if the values Tr1nor, Tr1pwr and Tr1eco set as the engine start determination threshold value Tr1 are values obtained by subtracting a predetermined margin from the rated maximum torque of the motor MG2, the margins are made different among the normal mode, the power mode and the ECO mode. In addition, it is possible to permit the
なお、実施例のハイブリッド自動車20では、車軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とがモータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤ35を介して連結されているが、減速ギヤ35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有したモータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。更に、実施例のハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図8に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに接続された車軸(車輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図8における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して車輪39a,39bに接続される車軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図9に示す変形例としてのハイブリッド自動車220のように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と車輪39a,39bに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。
In the
ここで、上記実施例や変形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しておく。すなわち、上記実施例等では、エンジン22が「内燃機関」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、ノーマルモードに比べてアクセル操作に対するトルク出力の応答性を優先するパワーモードを選択するためのパワースイッチ88とノーマルモードやパワーモードに比べて燃費やエネルギ効率を優先するECOモードを選択するためのECOスイッチ89とが「運転モード選択手段」に相当し、図3のステップS110からS150の処理を実行するハイブリッドECU70が「要求トルク設定手段」に相当し、要求トルクTr*との比較によりエンジン22の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値を実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように設定するための図2の判定閾値設定ルーチンを実行するハイブリッドECU70が「閾値設定手段」に相当し、図3のステップS180およびS310の処理を実行するハイブリッドECU70が「判定手段」に相当し、図3の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドECU70、エンジンECU24およびモータECU40の組み合わせが「制御手段」に相当する。また、モータMG1および動力分配統合機構30の組み合わせや対ロータ電動機230が「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「発電用電動機」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。
Here, the correspondence between the main elements of the above-described embodiments and modifications and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In other words, in the above-described embodiment, the
なお、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「発電用電動機」は、モータMG1,MG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ50のような二次電池に限られず、電動機や電力動力入出力手段と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「運転モード選択手段」は、通常走行用の第1の運転モードと、当該第1の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、第1および第2の運転モードに比べて燃費を優先する第3の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択可能とするものであれば、パワースイッチ88とECOスイッチ89との組み合わせに限られず、単一のスイッチといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、走行に要求される要求トルクを設定するものであれば、車速Vを用いることなく要求トルクを設定するもの等、如何なる形式のものであっても構わない。「判定手段」は、要求トルクとトルク閾値とを比較して内燃機関の運転停止の許否を判定するものであれば、他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、実行用運転モードのもとで、判定手段による判定結果に応じた内燃機関の運転または運転停止を伴って要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とを制御するものであれば、ハイブリッドECU70とエンジンECU24とモータECU40との組み合わせに限られるものではなく、単一の電子制御ユニットのような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電力動力入出力手段」は、所定の車軸に接続されると共に当該車軸とは独立に回転できるように内燃機関の機関軸に接続され、電力と動力との入出力を伴って車軸および機関軸に動力を入出力するものであれば、モータMG1および動力分配統合機構30の組み合わせや対ロータ電動機230以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
The “internal combustion engine” is not limited to the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
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、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a〜39d 車輪、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、51 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、55 昇降圧コンバータ、56 システムメインリレー、57 コンデンサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、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 ブレーキペダルストロークセンサ、87 車速センサ、88 パワースイッチ、89 ECOスイッチ、91 第1電圧センサ、92 第2電圧センサ、93 第3電圧センサ、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 carrier , 35 reduction gear, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a-39d wheels, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54 power line, 55 buck-boost converter, 56 system main relay, 57 capacitor, 70 electronic control unit for hybrid (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal stroke sensor, 87 vehicle speed sensor, 88 power switch, 89 ECO switch, 91 first voltage sensor, 92 second voltage sensor, 93 third voltage sensor, 230 rotor motor, 232 inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (9)
通常走行用の第1の運転モードと、該第1の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先する第2の運転モードと、前記第1および第2の運転モードに比べて燃費を優先する第3の運転モードとの何れかを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段と、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクとの比較により前記内燃機関の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値を前記実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように設定する閾値設定手段と、
前記設定された要求トルクと前記設定されたトルク閾値とを比較して前記内燃機関の運転停止の許否を判定する判定手段と、
前記実行用運転モードのもとで、前記判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転停止を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle including an internal combustion engine capable of outputting power for traveling, an electric motor capable of outputting power for traveling, and power storage means capable of exchanging electric power with the motor,
Compared to the first driving mode for normal driving, the second driving mode that prioritizes the output response of driving power compared to the first driving mode, and the first and second driving modes. An operation mode selection means for selecting any one of the third operation modes giving priority to fuel consumption as the execution operation mode;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for traveling;
Threshold setting means for setting a torque threshold for determining whether or not to stop operation of the internal combustion engine by comparison with the set required torque so as to correspond to the operation mode selected as the execution operation mode;
A determining means for comparing the set required torque with the set torque threshold to determine whether or not to stop the operation of the internal combustion engine;
The internal combustion engine and the electric motor so that a torque based on the set required torque can be obtained with the operation or the operation stop of the internal combustion engine according to the determination result by the determination means under the execution operation mode. Control means for controlling
A hybrid car with
前記判定手段は、前記内燃機関の運転停止時に、前記設定された要求トルクが前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値以上である場合に前記内燃機関の運転停止を禁止し、
前記閾値設定手段は、前記実行用運転モードとして前記第2の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第3の運転モードが選択されている場合に比べて小さく設定し、前記実行用運転モードとして前記第3の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転時停止用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第2の運転モードが選択されている場合に比べて大きく設定するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The determination means prohibits the operation stop of the internal combustion engine when the set required torque is equal to or greater than a torque threshold for the operation stop of the internal combustion engine when the operation of the internal combustion engine is stopped.
When the second operation mode is selected as the execution operation mode, the threshold setting means uses the first or third torque threshold for the execution operation mode as the execution operation mode when the second operation mode is selected. When the operation mode is selected, the torque threshold for stopping the operation of the internal combustion engine when the third operation mode is selected as the execution operation mode is set smaller than that when the operation mode is selected. A hybrid vehicle that is set larger than when the first or second operation mode is selected as a mode.
前記判定手段は、前記内燃機関の運転時に、前記設定された要求トルクが前記内燃機関の運転時用のトルク閾値未満である場合に前記内燃機関の運転停止を許可し、
前記閾値設定手段は、前記内燃機関の運転時用のトルク閾値を該内燃機関の運転停止時用のトルク閾値に比べて小さく設定すると共に、前記実行用運転モードとして前記第2の運転モードが選択されている場合、前記内燃機関の運転時用のトルク閾値を前記実行用運転モードとして前記第1または第3の運転モードが選択されている場合に比べて小さく設定するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The determination means permits the operation stop of the internal combustion engine when the set required torque is less than a torque threshold for operation of the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine,
The threshold setting means sets a torque threshold for operation of the internal combustion engine to be smaller than a torque threshold for operation stop of the internal combustion engine, and selects the second operation mode as the execution operation mode. In the hybrid vehicle, the torque threshold for operation of the internal combustion engine is set to be smaller than that in the case where the first or third operation mode is selected as the execution operation mode.
前記内燃機関の運転停止時用のトルク閾値は、前記電動機の定格最大トルクから所定のマージンを差し引いた値であり、前記マージンは、前記第1、第2および第3の運転モード間で異なっているハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The torque threshold for stopping the operation of the internal combustion engine is a value obtained by subtracting a predetermined margin from the rated maximum torque of the electric motor, and the margin differs between the first, second and third operation modes. A hybrid car.
前記制御手段は、車速が所定の間欠禁止車速以上であるときに、前記判定手段による判定結果に拘わらず前記内燃機関の運転を伴って前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The control means is configured such that when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined intermittent prohibition vehicle speed, the torque based on the set required torque is obtained with the operation of the internal combustion engine regardless of the determination result by the determination means. A hybrid vehicle for controlling an internal combustion engine and the electric motor.
前記要求トルク設定手段は、前記第1の運転モードに対応した要求トルク設定制約、前記第2の運転モードに対応した要求トルク設定制約および前記第3の運転モードに対応した要求トルク設定制約のうち、前記実行用運転モードに対応した要求トルク設定制約を用いて運転者によるトルク要求操作に応じた要求トルクを設定し、
前記第2の運転モードに対応した要求トルク設定制約は、前記第1および第3の運転モードに対応した要求トルク設定制約に比べて同一のトルク要求操作に対する前記要求トルクを大きく設定する傾向を有しているハイブリッド自動車。 In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The required torque setting means includes a required torque setting restriction corresponding to the first operation mode, a required torque setting restriction corresponding to the second operation mode, and a required torque setting restriction corresponding to the third operation mode. , Using the required torque setting constraint corresponding to the execution operation mode, to set the required torque according to the torque request operation by the driver,
The required torque setting constraint corresponding to the second operation mode has a tendency to set the required torque for the same torque request operation larger than the required torque setting constraint corresponding to the first and third operation modes. A hybrid car.
所定の車軸と前記内燃機関の機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段を更に備え、
前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を出力可能であるハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6,
Connected to a predetermined axle and the engine shaft of the internal combustion engine and outputs at least part of the power of the internal combustion engine to the axle side with input and output of power and power, and can exchange power with the power storage means Further equipped with a power input / output means.
The electric motor is a hybrid vehicle capable of outputting power to the axle or another axle different from the axle.
前記電力動力入出力手段は、
動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機と、
前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電用電動機の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段とを含むハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 7,
The power drive input / output means includes
A generator motor capable of inputting and outputting power and capable of exchanging electric power with the power storage means;
Connected to three axles, the axle, the engine shaft of the internal combustion engine, and the rotating shaft of the generator motor, and power based on the power input / output to / from any of these three shafts is used as the remaining shaft. A hybrid vehicle including a three-axis power input / output means for inputting and outputting.
(a)走行に要求される要求トルクとの比較により前記内燃機関の運転停止の許否を判定するためのトルク閾値を前記実行用運転モードとして選択された運転モードに対応するように設定するステップと、
(b)前記要求トルクとステップ(a)にて設定されたトルク閾値とを比較して前記内燃機関の運転停止の許否を判定するステップと、
(c)前記実行用運転モードのもとで、ステップ(b)の判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。 An internal combustion engine capable of outputting driving power, an electric motor capable of outputting driving power, power storage means capable of exchanging electric power with the motor, a first operation mode for normal driving, and the first Execute either the second operation mode that prioritizes the output responsiveness of the driving power compared to the operation mode or the third operation mode that prioritizes fuel consumption compared to the first and second operation modes. A control method for a hybrid vehicle comprising driving mode selection means for selecting as a driving mode for operation,
(A) setting a torque threshold value for determining whether or not to stop the operation of the internal combustion engine by comparing with a required torque required for traveling so as to correspond to the operation mode selected as the execution operation mode; ,
(B) comparing the required torque with the torque threshold set in step (a) to determine whether or not to stop the operation of the internal combustion engine;
(C) Under the execution operation mode, the internal combustion engine and the internal combustion engine and the Controlling the electric motor;
Control method of hybrid vehicle including
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