JP3956489B2

JP3956489B2 - Hybrid type vehicle

Info

Publication number: JP3956489B2
Application number: JP18784598A
Authority: JP
Inventors: 幸蔵山口
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: JP2000023310A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド型車両においては、エンジンと走行用駆動モータとが連結され、エンジンだけを駆動するエンジン駆動モード、走行用駆動モータだけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン及び走行用駆動モータを駆動するエンジン・モータ駆動モードで走行させることができるようにしたものが提供されている。
【０００３】
この場合、エンジンと発電機とが連結され、前記エンジンからの出力の一部を発電機に伝達し、残りを出力軸に直接伝達するようになっている。したがって、エンジンを高効率領域で駆動することができるだけでなく、エンジンのエネルギーのすべてを発電に利用することがないので、燃費を向上させることができる。
ところが、例えば、前記モータ駆動モードでハイブリッド型車両を発進させる場合、走行用駆動モータによって大きな走行用駆動モータトルクを発生させる必要があり、その分トルク定数を高くしなければならないので、走行用駆動モータが大型化してしまう。また、走行用駆動モータに供給される電流をその分大きくする必要があるので、大容量のインバータ素子が必要になってしまう。
【０００４】
そこで、前記走行用駆動モータに発電機モータを連結し、エンジンを停止させた状態で走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動することによって発進させるようにしたハイブリッド型車両が提供されている（特開平８−２９５１４０号公報参照）。この場合、前記発電機モータを、車両を走行させる方向、すなわち、走行用回転方向に駆動し、ハイブリッド型車両を発進させ、かつ、走行させるとともに、車速が所定値に到達すると、前記発電機モータの駆動を停止させ、続いて、発電機モータを、前記走行用回転方向と逆の非走行用回転方向に駆動し、エンジンを始動するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、エンジンの始動に伴って反力が発生し、該反力がハイブリッド型車両を停止させる方向に作用するので、ショックが発生してしまう。
図２は従来のハイブリッド型車両の駆動特性を示す図である。なお、図において、横軸に車速を、縦軸に駆動力を採ってある。
【０００６】
図において、Ｑ_Mは走行用駆動モータによって発生させられる走行用駆動モータ駆動力、Ｑ_Gは発電機モータによって発生させられる発電機モータ駆動力、Ｑ_Eはエンジンによって発生させられるエンジン駆動力、Ｑ_Oは発電機モータ駆動力Ｑ_G又はエンジン駆動力Ｑ_Eから成る出力軸駆動力、Ｑ_Dは前記走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mと出力軸駆動力Ｑ_Oとを加算したものであり、ハイブリッド型車両を走行させるための走行駆動力である。なお、前記出力軸駆動力Ｑ_Oはエンジンが始動されるまでは発電機モータ駆動力Ｑ_Gを表し、エンジンが始動された後はエンジン駆動力Ｑ_Eを表す。
【０００７】
発進時は走行用駆動モータ及び発電機モータが駆動され、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mと発電機モータ駆動力Ｑ_Gとを加算した走行駆動力Ｑ_Dでハイブリッド型車両が走行させられる。また、発電機モータをスタータとして使用して駆動し、エンジンを始動させると、発電機モータ駆動力Ｑ_Gがハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力Ｑ_Dが落ち込み、点Ｐ１において発電機モータの駆動が停止させられた後、エンジン駆動力Ｑ_Eが大きくなる。そして、点Ｐ１以降は、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mとエンジン駆動力Ｑ_Eとを加算した走行駆動力Ｑ_Dでハイブリッド型車両が走行させられる。このように、エンジンの始動に伴って発電機モータ駆動力Ｑ_Gが落ち込むので、走行駆動力Ｑ_Dも同様に点Ｐ２で落ち込む。したがって、ショックが発生してしまう。
【０００８】
そこで、エンジンの始動時に、前記走行駆動力Ｑ_Dが落ち込んだ分（エンジン始動トルク）だけ走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mで補い、ショックが発生するのを防止することが考えられるが、例えば、急発進時のように、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mが、あらかじめ設定された許容最大駆動力である場合、それ以上走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mを大きくすることはできない。なお、前記許容最大駆動力は、走行用駆動モータの定格等とは無関係に設定され、例えば、バッテリ容量、走行用駆動モータのコイルの温度等の駆動条件に対応させて設定される。
【０００９】
本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、エンジンを停止させた状態で走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動することによって発進させた後に、エンジンの始動に伴ってショックが発生するのを防止することができるハイブリッド型車両を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のハイブリッド型車両においては、エンジンと、発電機モータと、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素と前記エンジンとが連結された差動歯車装置と、前記第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動するとともに、前記発電機モータを走行用回転方向に駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記発電機モータを非走行用回転方向に駆動して前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、少なくとも前記エンジンが始動される前に、あらかじめ前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
そして、該補正手段は、エンジンを始動するのに適したエンジン始動車速を算出し、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときに目標走行用駆動モータトルクを小さくする
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図３は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）であり、該エンジン１１はラジエータ等の図示されない冷却装置に接続され、該冷却装置によって前記エンジン１１において発生させられた熱が放出される。また、１２は前記エンジン１１の回転が伝達される出力軸、１３は該出力軸１２を介して入力されたエンジントルクを分配する差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は該プラネタリギヤユニット１３において変速が行われた回転が出力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された第１カウンタドライブギヤ、１６は伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された電機装置としての発電機モータ（Ｇ）である。
【００１６】
前記出力軸１２とケーシング１９との間には、制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。該ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１が正方向に回転しているときにフリーになり、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするときにロックされる。
前記出力軸１４はスリーブ形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１カウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００１７】
前記プラネタリギヤユニット１３は、第１の歯車要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の歯車要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲから成る。なお、サンギヤＳ、ピニオンＰ、リングギヤＲ、及びキャリヤＣＲによってプラネタリギヤユニット１３が構成される。
【００１８】
また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは前記出力軸１４と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。
さらに、前記発電機モータ１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機モータ１６は、伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は、図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流が供給されて充電される。前記ロータ２１には、ケーシング１９に連結された図示されないブレーキが配設され、該ブレーキを係合させることによってロータ２１を停止させることができる。
【００１９】
また、２５は走行用駆動モータ（Ｍ）、２６は該走行用駆動モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定された第２カウンタドライブギヤである。前記走行用駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。
【００２０】
前記走行用駆動モータ２５は、コイル３９に供給される電流によって走行用駆動モータトルクを発生させる。そのために、前記コイル３９は、前記バッテリに接続され、該バッテリに電流が供給されて充電される。また、ハイブリッド型車両の減速状態において、前記走行用駆動モータ２５は、図示されない駆動輪から回転を受けて回生電流を発生させ、該回生電流をバッテリに供給して充電する。
【００２１】
前記駆動輪をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。そして、該カウンタドリブンギヤ３２と前記第１カウンタドライブギヤ１５とが、また、カウンタドリブンギヤ３２と前記第２カウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、前記第１カウンタドライブギヤ１５の回転及び第２カウンタドライブギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達される。
【００２２】
さらに、前記カウンタシャフト３１には、前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。
そして、デフリングギヤ３５が配設され、該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギヤ３５に伝達された回転がディファレンシャル装置３６によって差動させられ、前記駆動輪に伝達される。
【００２３】
このように、エンジン１１によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるだけでなく、走行用駆動モータ２５によって発生させられた回転もカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１だけを駆動するエンジン駆動モード、走行用駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン１１及び走行用駆動モータ２５を駆動するエンジン・モータ駆動モードでハイブリッド型車両を走行させることができる。
【００２４】
また、前記発電機モータ１６の制御を行うことによって、前記伝達軸１７の回転数を制御し、エンジン１１を最大効率点で駆動することができる。
次に、前記構成のハイブリッド型車両の動作について説明する。
図４は本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの概念図、図５は本発明の第１の実施の形態における発進時のトルク線図、図６は本発明の第１の実施の形態における発進時の回転数線図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時のトルク線図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時の回転数線図である。
【００２５】
本実施の形態においては、図４に示されるように、プラネタリギヤユニット１３（図３）のリングギヤＲの歯数をサンギヤＳの歯数の２倍にしてある。したがって、出力軸１４に出力された出力トルクＴ_O、エンジントルクＴ_E及び発電機モータトルクＴ_Gは、
Ｔ_E：Ｔ_O：Ｔ_G＝３：２：１
になり、互いに反力を受け合う。
【００２６】
また、ワンウェイクラッチＦは、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするのを阻止するので、エンジン１１が停止させられ、エンジントルクＴ_Eは発生させられない。そして、該エンジントルクＴ_Eが発生させられていない場合、図５に示されるように、発電機モータトルクＴ_Gの反力を、ワンウェイクラッチＦによるワンウェイクラッチトルクＴ_Fによって受けることができるようになっている。このとき、エンジン１１、出力軸１４及び発電機モータ１６の各回転数、すなわち、エンジン回転数Ｎ_E、出力回転数Ｎ_O及び発電機モータ回転数Ｎ_Gは図６に示されるようになる。
【００２７】
そして、エンジン１１の始動時において、発電機モータ１６は、駆動が停止させられた後、非走行用回転方向に駆動される。このとき、発電機モータ１６の回転がエンジン１１に伝達される。この場合、図７に示されるように、発電機モータトルクＴ_Gが発進時と逆方向に作用し、発電機モータトルクＴ_Gの反力として作用する出力トルクＴ_Oも発進時と逆方向に作用する。そして、エンジン回転数Ｎ_E、出力回転数Ｎ_O及び発電機モータ回転数Ｎ_Gは図８に示されるようになる。なお、エンジン回転数Ｎ_Eが所定値に到達すると、エンジン１１は、燃料が供給されて始動される。
【００２８】
次に、前記構成のハイブリッド型車両の制御装置について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両のブロック図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示すメインフローチャートである。
図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、２５は走行用駆動モータ、４１は駆動輪、４３はバッテリである。
【００２９】
そして、４６は前記エンジン１１の制御を行って駆動状態又は非駆動状態にするエンジン制御装置、４７は前記発電機モータ１６の制御を行う発電機モータ制御装置、４９は前記走行用駆動モータ２５の制御を行う走行用駆動モータ制御装置である。なお、エンジン１１は、図示されないイグニッションスイッチをオフにしたり、スロットル開度を０にしたりすることによって非駆動状態にすることができる。
【００３０】
また、５１はハイブリッド型車両の全体の制御を行う制御装置としてのＣＰＵであり、該ＣＰＵ５１は、図示されない負荷検出手段によって検出された、ハイブリッド型車両の要求負荷としてのアクセルペダル５２の踏込量（以下「アクセル開度」という。）α、及び図示されない車速検出手段によって検出された車速Ｖを受けて、前記エンジン制御装置４６、発電機モータ制御装置４７及び走行用駆動モータ制御装置４９の制御を行う。なお、前記車速Ｖは、実際は車速情報として検出された出力回転数Ｎ_O（図６）に基づいて検出される。また、走行用駆動モータ２５の回転数に基づいて検出することもできる。
【００３１】
ところで、ハイブリッド型車両の駆動トルクをＴ_Wとし、ハイブリッド型車両のギヤ比をｒとし、前記駆動輪４１のタイヤの半径をＲ_Tとしたとき、走行駆動力Ｑ_D（図２参照）は、
Ｑ_D＝Ｔ_W・ｒ／Ｒ_T
で表すことができる。
【００３２】
そして、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な駆動力（以下「必要駆動力」という。）をＱ１とすると、運転者によってアクセルペダル５２が踏み込まれてアクセル開度αが大きくなるほど必要駆動力Ｑ１は大きくなる。したがって、アクセル開度αが小さい場合は、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mだけでハイブリッド型車両を走行させることができるが、アクセル開度αが大きくなると、前記走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mだけでハイブリッド型車両を走行させることができない。
【００３３】
そこで、アクセル開度αが閾（しきい）値α^*より小さい場合は、走行用駆動モータ走行処理を行い、走行用駆動モータ２５だけを駆動することによってハイブリッド型車両を走行させる。また、アクセル開度αが閾値α^*以上である場合は、二モータ走行処理を行い、発電機モータ１６及び走行用駆動モータ２５を駆動することによってハイブリッド型車両を走行させるようにしている。なお、この場合、前記発電機モータ１６はハイブリッド型車両の走行用回転方向に駆動される。
【００３４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１アクセル開度αを読み込む。
ステップＳ２アクセル開度αが閾値α^*より小さいかどうかを判断する。アクセル開度αが閾値α^*より小さい場合はステップＳ３に、アクセル開度αが閾値α^*以上である場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３走行用駆動モータ走行処理を行う。
ステップＳ４二モータ走行処理を行う。
【００３５】
次に、図９のステップＳ４の二モータ走行処理について説明する。
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動特性を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第１のフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第２のフローチャートである。なお、図１０において、横軸に車速を、縦軸に駆動力を採ってある。
【００３６】
図１０において、Ｑ_Mは走行用駆動モータ駆動力、Ｑ_Gは発電機モータ駆動力、Ｑ_Eはエンジン駆動力、Ｑ_Oは前記発電機モータ駆動力Ｑ_G及びエンジン駆動力Ｑ_Eから成る出力軸駆動力、Ｑ_Dは前記走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mと出力軸駆動力Ｑ_Oとを加算したものであり、ハイブリッド型車両を走行させるための走行駆動力である。なお、前記出力軸駆動力Ｑ_Oは、エンジン１１（図１）が始動されるまでは発電機モータ駆動力Ｑ_Gを表し、エンジン１１が始動された後はエンジン駆動力Ｑ_Eを表す。
【００３７】
ハイブリッド型車両を発進させようとする場合、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mの不足分をエンジン１１又は発電機モータ１６によって補う必要があるが、一般に、発電機モータ駆動力Ｑ_Gは、車速Ｖが低いほど大きい。例えば、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合、発電機モータ駆動力Ｑ_Gはエンジン駆動力Ｑ_Eより大きくなる。
【００３８】
そこで、本実施の形態においては、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*より低い場合、エンジン１１を停止させ、発電機モータ駆動力Ｑ_Gによって走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mの不足分を補い、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*以上である場合には、エンジン駆動力Ｑ_Eによって走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mの不足分を補うようにしている。
【００３９】
このように、低速領域において走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mを小さくすることができるので、走行用駆動モータ２５のトルク定数をその分低くすることができ、走行用駆動モータ２５を小型化することができる。
ところで、ハイブリッド型車両の発進時において、ＣＰＵ５１の図示されない二モータ走行処理手段は、走行用駆動モータ２５及び発電機モータ１６を駆動し、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mと発電機モータ駆動力Ｑ_Gとを加算した走行駆動力Ｑ_Dでハイブリッド型車両を走行させる。そのために、ＣＰＵ５１は、目標走行用駆動モータトルクＴＭを最大値ＴＭｍａｘにし、目標発電機モータトルクＴＧを最大値ＴＧｍａｘにする。
【００４０】
そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*以上になると、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン始動手段は、前記発電機モータ１６をハイブリッド型車両の非走行用方向に駆動してエンジン１１を始動するが、エンジン１１の始動に伴って、発電機モータ駆動力Ｑ_Gがハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力Ｑ_Dが落ち込み、点Ｐ１において発電機モータ１６の駆動が停止させられた後、エンジン駆動力Ｑ_Eが大きくなる。そして、点Ｐ１以降は、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mとエンジン駆動力Ｑ_Eとを加算した走行駆動力Ｑ_Dでハイブリッド型車両が走行させられる。
【００４１】
このように、エンジン１１の始動に伴って発電機モータ駆動力Ｑ_Gが落ち込むと、走行駆動力Ｑ_Dも同様に落ち込んで急激に変化するので、ショックが発生してしまう。
そこで、ＣＰＵ５１の図示されない補正手段は、二モータ走行処理手段によって走行用駆動モータ２５及び発電機モータ１６が駆動されてハイブリッド型車両が走行させられている間に、エンジン１１が始動されたことが検出されたときに、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mを制御し、走行駆動力Ｑ_Dが急激に変化してショックが発生するのを防止するようにしている。
【００４２】
そのために、ＣＰＵ５１はアクセル開度α及び車速Ｖを読み込み、アクセル開度α及び車速Ｖに基づいて、図示されない算出手段によって、エンジン１１を始動するのに適したエンジン始動車速Ｖ^*を算出する。該エンジン始動車速Ｖ^*は、バッテリ残量、走行用駆動モータ２５のコイルの温度、エンジン１１の温度、図示されない触媒の温度等によって異なる。
【００４３】
また、エンジン１１を始動するに当たり、エンジン始動車速Ｖ^*に代えて要求駆動力を使用することもできる。該要求駆動力は、アクセル開度α及び車速Ｖに基づいて算出され、駆動輪４１を回転させるための駆動力又はエネルギーを表す。そして、前記要求駆動力が、設定値としての走行用駆動モータ２５の許容最大駆動力を超えると、エンジン１１が始動される。なお、前記要求駆動力の設定値は、バッテリ残量、走行用駆動モータ２５のコイルの温度、エンジン１１の温度、前記触媒の温度等によって異なる。
【００４４】
次に、前記補正手段は、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*よりも所定値ΔＶだけ低く設定された基準値より高くなったかどうかを判断し、車速Ｖが基準値より高くなると、エンジン１１が始動されたことを検出し、図示されない第１のタイマの計時を開始し、所定時間としての設定時間ｔ１が経過するまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ１ずつ小さくし、走行用駆動モータ２５の出力トルクを小さくする。続いて、設定時間ｔ１が経過すると、前記補正手段は、目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ２ずつ大きくする。なお、前記設定時間ｔ１は、エンジン始動車速Ｖ^*及び所定値ΔＶに対応させて変更することができる。
【００４５】
そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*に到達すると、エンジン１１を始動するためのトルクが必要になるので、発電機モータ１６を非走行用回転方向に駆動する。このとき、目標発電機モータトルクＴＧはあらかじめ設定された負の値にされる。
次に、エンジン回転数Ｎ_E（図６）がエンジン１１に燃料を供給してもよい回転数βより高くなったかどうかを判断し、エンジン回転数Ｎ_Eが回転数βより高くなると、エンジン１１を始動するとともに、図示されない第２のタイマの計時を開始する。なお、エンジン回転数Ｎ_Eに代えて、発電機モータ回転数Ｎ_Gが前記回転数βより高くなったかどうかを判断することもできる。
【００４６】
そして、ＣＰＵ５１は、設定時間ｔ２が経過するまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ３ずつ小さくする。続いて、設定時間ｔ２が経過すると、目標走行用駆動モータトルクＴＭを最大値ＴＭｍａｘにする。なお、前記設定時間ｔ２は、エンジン始動車速Ｖ^*及び所定値ΔＶに対応させて変更することができる。
【００４７】
このように、前記補正手段は、エンジン１１を始動する前に目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ１ずつ小さくし、続いて、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*になるまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ２ずつ大きくし、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*に到達すると、エンジン１１を始動し、さらに、エンジン１１を始動した後、目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ３ずつ小さくするようにしているので、走行駆動力Ｑ_Dが落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、エンジン１１を始動する前、及びエンジン１１を始動した後に、目標走行用駆動モータトルクＴＭを小さくするようにしているが、エンジン１１を始動する前、及びエンジン１１を始動した後の一方に、目標走行用駆動モータトルクＴＭを小さくこともできる。
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１目標走行用駆動モータトルクＴＭに最大値ＴＭｍａｘを、目標発電機モータトルクＴＧに最大値ＴＧｍａｘをセットする。
ステップＳ１２車速Ｖを読み込む。
ステップＳ１３エンジン始動車速Ｖ^*を算出する。
ステップＳ１４車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*よりも所定値ΔＶだけ低く設定された基準値より高くなったかどうかを判断する。車速Ｖが基準値より高くなった場合はステップＳ１５に進み、車速Ｖが基準値以下である場合はステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１５目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に小さくする。
ステップＳ１６設定時間ｔ１が経過したかどうかを判断する。設定時間ｔ１が経過した場合はステップＳ１７に進み、経過していない場合はステップＳ１５に戻る。
ステップＳ１７目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に大きくする。
ステップＳ１８車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*に到達したかどうかを判断する。車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ^*に到達した場合はステップＳ１９に進み、到達していない場合はステップＳ１７に戻る。
ステップＳ１９目標発電機モータトルクＴＧに負の値をセットする。
ステップＳ２０エンジン回転数Ｎ_Eが回転数βより高くなったかどうかを判断する。エンジン回転数Ｎ_Eが回転数βより高くなった場合はステップＳ２１に進み、エンジン回転数Ｎ_Eが回転数β以下である場合はステップＳ１９に戻る。
ステップＳ２１エンジン１１を始動する。
ステップＳ２２目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に小さくする。
ステップＳ２３設定時間ｔ２が経過したかどうかを判断する。設定時間ｔ２が経過した場合はステップＳ２４に進み、経過していない場合はステップＳ２２に戻る。
ステップＳ２４目標走行用駆動モータトルクＴＭに最大値ＴＭｍａｘをセットする。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
図１３は本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５０】
本実施の形態においては、出力軸１２とケーシング１９との間に制動手段としてのブレーキＢが配設され、該ブレーキＢを係脱するために図示されないブレーキ制御装置がＣＰＵ５１（図１）に接続される。そして、該ＣＰＵ５１は、アクセル開度αが８０〔％〕より大きく、かつ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合に、エンジン１１を停止させ、前記ブレーキＢを係合させて第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲの回転を規制して停止させるとともに、走行用駆動モータ２５に供給される電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。
【００５１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
図１４は本発明の第３の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５２】
本実施の形態においては、エンジン１１と出力軸１２との間にクラッチＣが配設され、前記出力軸１２とケーシング１９との間に制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。また、前記クラッチＣを係脱するために図示されないクラッチ制御装置がＣＰＵ５１（図１）に接続される。そして、該ＣＰＵ５１は、アクセル開度αが８０〔％〕より大きく、かつ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合に、前記クラッチＣを解放するとともに、走行用駆動モータ２５に供給される電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。
【００５３】
この場合、発電機モータ駆動力Ｑ_G（図１０）によって、走行用駆動モータ駆動力Ｑ_Mの不足分を補うが、この間、前記クラッチＣが解放されるので、エンジン１１を停止させる必要がない。
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図１５は本発明の第４の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５４】
図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は出力軸であり、該出力軸１２に二重回転型発電機モータ（Ｇ）６６が連結される。また、前記出力軸１２とケーシング１９との間に、制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。ワンウェイクラッチＦは、二重回転型発電機モータ６６からエンジン１１に非回転方向の回転が伝達されるのを規制する。そのために、前記ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１が正方向に回転しているときにフリーになり、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするときにロックされる。
【００５５】
前記二重回転型発電機モータ６６は、回転自在に配設された一方の回転子としてのステータ７２、該ステータ７２の内側において回転自在に配設された他方の回転子としてのロータ７１、該ロータ７１に巻装されたコイル７３から成る。この場合、ステータ７２は前記ケーシング１９には固定されておらず、前記出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。また、ロータ７１は出力軸１４と連結される。前記二重回転型発電機モータ６６は、出力軸１２を介して伝達される回転、すなわち、エンジン１１の出力の一部を受けて電力を発生させる。前記コイル７３は、バッテリ４３（図１）に接続され、該バッテリ４３に電流を供給して充電する。
【００５６】
また、２５は走行用駆動モータ（Ｍ）、７５は前記出力軸１４に固定されたカウンタドライブギヤである。前記走行用駆動モータ２５は、前記出力軸１４に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。
そして、駆動輪４１をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。前記カウンタシャフト３１には前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００５７】
そして、デフリングギヤ３５が配設され、該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギヤ３５に伝達された回転が、ディファレンシャル装置３６によって分配させられ、前記駆動輪４１に伝達される。
【００５８】
この場合、二重回転型発電機モータ６６の反力をワンウェイクラッチＦで受けることによって、発電機モータ駆動力を駆動輪４１に伝達することができる。したがって、エンジン１１を停止させ、二重回転型発電機モータ６６の発電機モータ駆動力によって、ハイブリッド型車両を走行させることができる。
すなわち、ＣＰＵ５１は、図示されない負荷検出手段によって検出された、ハイブリッド型車両の要求負荷としてのアクセル開度αを検出し、図示されない二モータ走行処理手段によって、アクセル開度αに基づいて前記走行用駆動モータ２５を駆動し、かつ、二重回転型発電機モータ６６をモータとして駆動してハイブリッド型車両を走行させる。
【００５９】
そして、ステータ７２の図示されないコイルに供給される電流の大きさを制御したり、ロータ７１のコイル７３に供給される電流の方向又はコイル７３によって形成される磁界の回転方向を変えたりすることによって、エンジン１１を始動することができ、エンジン１１が始動されたときに走行駆動力が落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【００６０】
そのために、前記ＣＰＵ５１は、図示されないエンジン始動手段によって、前記二重回転型発電機モータ６６を駆動し、ステータ７２を走行用回転方向に回転させて前記エンジン１１を始動する。そして、前記ＣＰＵ５１は、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジン１１が始動されたことが検出されたときに、図示されない補正手段によって、前記走行用駆動モータ２５の出力トルクを小さくする。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両においては、エンジンと、発電機モータと、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素と前記エンジンとが連結された差動歯車装置と、前記第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動するとともに、前記発電機モータを走行用回転方向に駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記発電機モータを非走行用回転方向に駆動して前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、少なくとも前記エンジンが始動される前に、あらかじめ前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
そして、該補正手段は、エンジンを始動するのに適したエンジン始動車速を算出し、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときに目標走行用駆動モータトルクを小さくする
【００６２】
この場合、エンジンを停止させた状態で前記走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動してハイブリッド型車両を発進させ、続いて、エンジンを始動すると、発電機モータ駆動力が、ハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力が落ち込む。
ところが、エンジンの始動が検出されたときに、走行用駆動モータの出力トルクが小さくされるので、走行駆動力が落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両のブロック図である。
【図２】従来のハイブリッド型車両の駆動特性を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの概念図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における発進時のトルク線図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における発進時の回転数線図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時のトルク線図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時の回転数線図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示すメインフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動特性を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第１のフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第２のフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【符号の説明】
１１エンジン
１３プラネタリギヤユニット
１４出力軸
１６発電機モータ
２５走行用駆動モータ
４６エンジン制御装置
５１ＣＰＵ
５２アクセルペダル
６６二重回転型発電機モータ
７１ロータ
７２ステータ
Ｂブレーキ
Ｃクラッチ
ＣＲキャリヤ
Ｆワンウェイクラッチ
Ｒリングギヤ
Ｓサンギヤ
ＴＭ目標走行用駆動モータトルク
Ｖ車速
Ｖ^* エンジン始動車速
ｔ１設定時間
ΔＶ所定値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a hybrid vehicle, an engine and a travel drive motor are connected to drive an engine drive mode for driving only the engine, a motor drive mode for driving only the travel drive motor, and the engine and the travel drive motor. There is provided one that can be driven in an engine / motor drive mode.
[0003]
In this case, the engine and the generator are connected, a part of the output from the engine is transmitted to the generator, and the rest is directly transmitted to the output shaft. Therefore, not only can the engine be driven in a high efficiency region, but not all of the engine energy is used for power generation, so that fuel efficiency can be improved.
However, for example, when a hybrid vehicle is started in the motor drive mode, it is necessary to generate a large driving motor torque by the driving motor, and the torque constant must be increased accordingly. The motor becomes large. In addition, since it is necessary to increase the current supplied to the driving motor for traveling, a large capacity inverter element is required.
[0004]
Accordingly, there is provided a hybrid vehicle in which a generator motor is connected to the driving motor for driving and the vehicle is started by driving the driving motor and the generator motor with the engine stopped (special feature). (See Kaihei 8-295140). In this case, the generator motor is driven in the direction in which the vehicle travels, that is, the traveling rotational direction, the hybrid vehicle is started and traveled, and when the vehicle speed reaches a predetermined value, the generator motor Then, the generator motor is driven in a non-traveling rotational direction opposite to the traveling rotational direction to start the engine.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional hybrid type vehicle, a reaction force is generated as the engine is started, and the reaction force acts in a direction to stop the hybrid type vehicle, so that a shock is generated.
FIG. 2 is a diagram showing drive characteristics of a conventional hybrid vehicle. In the figure, the horizontal axis represents the vehicle speed and the vertical axis represents the driving force.
[0006]
In the figure, Q_MIs the driving power of the driving motor generated by the driving motor, Q_GIs the generator motor driving force generated by the generator motor, Q_EIs the engine driving force generated by the engine, Q_OIs the generator motor driving force Q_GOr engine driving force Q_EOutput shaft driving force consisting of Q,_DIs the driving motor driving force Q for traveling_MAnd output shaft driving force Q_OIs a driving force for driving the hybrid vehicle. The output shaft driving force Q_OIs the generator motor driving force Q until the engine is started_GRepresents the engine driving force Q after the engine is started._ERepresents.
[0007]
When starting, the driving motor and generator motor are driven, and the driving motor driving force Q for driving_MAnd generator motor driving force Q_GDriving force Q_DThe hybrid type vehicle is caused to travel. When the generator motor is driven using the starter and the engine is started, the generator motor driving force Q_GIs output in the direction of braking the hybrid type vehicle, and the driving force Q_DThe engine driving force Q is reduced after the generator motor is stopped at the point P1._EBecomes larger. After the point P1, the driving motor driving force Q for driving_MAnd engine driving force Q_EDriving force Q_DThe hybrid type vehicle is caused to travel. In this way, the generator motor driving force Q with the start of the engine_GDriving force Q_DAlso falls at the point P2. Therefore, a shock occurs.
[0008]
Therefore, when the engine is started, the travel driving force Q_DDriving motor driving force Q for the amount of travel (engine starting torque)_MIt is conceivable to compensate for the occurrence of a shock, but, for example, the driving motor driving force Q for traveling as in a sudden start_MIs the allowable maximum driving force set in advance, the driving motor driving force Q for driving more than that_MCannot be increased. The allowable maximum driving force is set regardless of the rating of the driving motor for driving, and is set in accordance with driving conditions such as battery capacity and temperature of the coil of the driving motor for driving.
[0009]
The present invention solves the problems of the conventional hybrid type vehicle, and after starting the vehicle by driving the driving motor and the generator motor while the engine is stopped, the shock is generated when the engine is started. An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can prevent the occurrence of the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  For this purpose, the hybrid vehicle of the present invention comprises an engine, a generator motor, a driving motor for driving that is supplied with electric current, and at least three gear elements. A generator motor, a second gear element and an output shaft, a differential gear device in which a third gear element and the engine are connected, and braking means for restricting rotation of the third gear element; , A load detecting means for detecting a required load of the hybrid type vehicle, and driving the driving motor for driving based on the required load detected by the load detecting means, and driving the generator motor in the rotating direction for driving Two-motor running processing means for running the hybrid vehicle, engine starting means for starting the engine by driving the generator motor in a non-traveling rotational direction, While not run the hybrid vehicle by the running processing means, before at least the engine is started, and a correction means for reducing the previously output torque of the traction motor.
  The correction means calculates an engine start vehicle speed suitable for starting the engine, and reduces the target drive motor torque when the vehicle speed reaches a value lower than the engine start vehicle speed by a predetermined value.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 3 is a conceptual diagram of the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, 11 is an engine (E / G), and the engine 11 is connected to a cooling device (not shown) such as a radiator, and heat generated in the engine 11 is released by the cooling device. Further, 12 is an output shaft to which the rotation of the engine 11 is transmitted, 13 is a planetary gear unit as a differential gear device that distributes engine torque inputted through the output shaft 12, and 14 is a speed change in the planetary gear unit 13. Is an output shaft from which rotation is performed, 15 is a first counter drive gear fixed to the output shaft 14, and 16 is a generator as an electric device connected to the planetary gear unit 13 via a transmission shaft 17. It is a motor (G).
[0016]
Between the output shaft 12 and the casing 19, a one-way clutch F as a braking means is disposed. The one-way clutch F becomes free when the engine 11 rotates in the forward direction, and is locked when the output shaft 12 attempts to rotate the engine 11 in the reverse direction.
The output shaft 14 has a sleeve shape and is disposed so as to surround the output shaft 12. The first counter drive gear 15 is disposed closer to the engine 11 than the planetary gear unit 13.
[0017]
The planetary gear unit 13 includes a sun gear S as a first gear element, a pinion P that meshes with the sun gear S, a ring gear R as a second gear element that meshes with the pinion P, and the pinion P. It comprises a carrier CR as a third gear element that is rotatably supported. The planetary gear unit 13 is configured by the sun gear S, the pinion P, the ring gear R, and the carrier CR.
[0018]
The sun gear S is connected to the generator motor 16 via the transmission shaft 17, the ring gear R is connected to the output shaft 14, and the carrier CR is connected to the engine 11 via the output shaft 12.
Further, the generator motor 16 is fixed to the transmission shaft 17 and is rotatably disposed, a stator 22 disposed around the rotor 21, and a coil wound around the stator 22. 23. The generator motor 16 generates electric power by the rotation transmitted through the transmission shaft 17. The coil 23 is connected to a battery (not shown), and is charged by supplying current to the battery. The rotor 21 is provided with a brake (not shown) connected to the casing 19, and the rotor 21 can be stopped by engaging the brake.
[0019]
Reference numeral 25 denotes a travel drive motor (M), 26 denotes an output shaft from which the rotation of the travel drive motor 25 is output, and 27 denotes a second counter drive gear fixed to the output shaft 26. The travel drive motor 25 is fixed to the output shaft 26 and is rotatably disposed with a rotor 37, a stator 38 disposed around the rotor 37, and a coil 39 wound around the stator 38. Consists of.
[0020]
The travel drive motor 25 generates travel drive motor torque by the current supplied to the coil 39. For this purpose, the coil 39 is connected to the battery and supplied with current to be charged. In the deceleration state of the hybrid vehicle, the driving motor 25 for traveling receives rotation from driving wheels (not shown) to generate a regenerative current, and supplies the regenerative current to the battery for charging.
[0021]
A counter shaft 31 is disposed to rotate the drive wheels in the same direction as the rotation of the engine 11, and a counter driven gear 32 is fixed to the counter shaft 31. The counter driven gear 32 and the first counter drive gear 15 are engaged with each other, and the counter driven gear 32 and the second counter drive gear 27 are engaged with each other, so that the rotation of the first counter drive gear 15 and the second counter drive gear 15 are engaged. The rotation of the gear 27 is reversed and transmitted to the counter driven gear 32.
[0022]
Further, a differential pinion gear 33 having a smaller number of teeth than the counter driven gear 32 is fixed to the counter shaft 31.
A diff ring gear 35 is disposed, and the diff ring gear 35 and the differential pinion gear 33 are engaged with each other. Further, a differential device 36 is fixed to the differential ring gear 35, and the rotation transmitted to the differential ring gear 35 is differentially transmitted by the differential device 36 and transmitted to the drive wheels.
[0023]
Thus, not only the rotation generated by the engine 11 can be transmitted to the counter driven gear 32, but also the rotation generated by the travel drive motor 25 can be transmitted to the counter driven gear 32. The hybrid type vehicle can be driven in an engine drive mode for driving only the motor, a motor drive mode for driving only the travel drive motor 25, and an engine / motor drive mode for driving the engine 11 and the travel drive motor 25.
[0024]
Further, by controlling the generator motor 16, it is possible to control the rotational speed of the transmission shaft 17 and drive the engine 11 at the maximum efficiency point.
Next, the operation of the hybrid vehicle having the above configuration will be described.
FIG. 4 is a conceptual diagram of the planetary gear unit in the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a torque diagram at the time of start in the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a torque diagram at the time of starting the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a speed diagram at the time of starting the engine according to the first embodiment of the present invention. FIG.
[0025]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the number of teeth of the ring gear R of the planetary gear unit 13 (FIG. 3) is twice the number of teeth of the sun gear S. Therefore, the output torque T output to the output shaft 14_O, Engine torque T_EAnd generator motor torque T_GIs
T_E: T_O: T_G= 3: 2: 1
And receive reaction forces from each other.
[0026]
Further, the one-way clutch F prevents the output shaft 12 from trying to rotate the engine 11 in the reverse direction, so that the engine 11 is stopped and the engine torque T_ECannot be generated. And the engine torque T_EIs not generated, the generator motor torque T as shown in FIG._GOne-way clutch torque T by one-way clutch F_FCan be received by. At this time, each rotation speed of the engine 11, the output shaft 14, and the generator motor 16, that is, the engine rotation speed N_E, Output speed N_OAnd generator motor speed N_GIs as shown in FIG.
[0027]
Then, when the engine 11 is started, the generator motor 16 is driven in the non-traveling rotation direction after the drive is stopped. At this time, the rotation of the generator motor 16 is transmitted to the engine 11. In this case, as shown in FIG. 7, the generator motor torque T_GActs in the opposite direction to when starting, and the generator motor torque T_GOutput torque T acting as a reaction force_OAlso works in the opposite direction from the start. And engine speed N_E, Output speed N_OAnd generator motor speed N_GIs as shown in FIG. Engine speed N_EReaches a predetermined value, the engine 11 is started with fuel supplied.
[0028]
Next, the control device for the hybrid vehicle having the above-described configuration will be described.
FIG. 1 is a block diagram of a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a main flowchart showing the operation of the hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, 11 is an engine, 16 is a generator motor, 25 is a drive motor for traveling, 41 is a drive wheel, and 43 is a battery.
[0029]
Reference numeral 46 denotes an engine control device that controls the engine 11 to be in a driving state or a non-driving state, 47 denotes a generator motor control device that controls the generator motor 16, and 49 denotes the driving motor 25 for traveling. It is the drive motor control apparatus for driving | running | working which performs control. The engine 11 can be brought into a non-driving state by turning off an ignition switch (not shown) or setting the throttle opening to zero.
[0030]
Reference numeral 51 denotes a CPU as a control device that controls the entire hybrid vehicle. The CPU 51 detects the amount of depression of the accelerator pedal 52 as a required load of the hybrid vehicle detected by a load detection unit (not shown). (Hereinafter referred to as “accelerator opening”) α and the vehicle speed V detected by a vehicle speed detecting means (not shown) are used to control the engine control device 46, the generator motor control device 47, and the drive motor control device 49 for traveling. Do. The vehicle speed V is actually the output rotational speed N detected as vehicle speed information._ODetected based on (FIG. 6). It can also be detected based on the rotational speed of the driving motor 25 for traveling.
[0031]
By the way, the driving torque of the hybrid type vehicle is T_WAnd r is the gear ratio of the hybrid vehicle, and R is the tire radius of the drive wheel 41._TDriving force Q_D(See Figure 2)
Q_D= T_W・ R / R_T
Can be expressed as
[0032]
If the driving force (hereinafter referred to as “required driving force”) required to drive the hybrid vehicle is Q1, the required driving force Q1 increases as the accelerator pedal 52 is depressed by the driver and the accelerator opening α increases. Will grow. Therefore, when the accelerator opening degree α is small, the travel drive motor driving force Q_MHowever, when the accelerator opening α is increased, the driving motor driving force Q for driving is increased._MIt is not possible to run a hybrid type vehicle alone.
[0033]
Therefore, the accelerator opening α is a threshold value α.^*In the case where it is smaller, the driving type driving motor driving process is performed, and only the driving motor 25 for driving is driven to drive the hybrid type vehicle. In addition, the accelerator opening α is a threshold value α.^*In the above case, a two-motor traveling process is performed, and the hybrid motor is caused to travel by driving the generator motor 16 and the traveling drive motor 25. In this case, the generator motor 16 is driven in the traveling rotation direction of the hybrid vehicle.
[0034]
Next, a flowchart will be described.
Step S1: The accelerator opening α is read.
Step S2: The accelerator opening α is a threshold value α.^*Determine if less than. Accelerator opening α is threshold α^*If it is smaller, the accelerator opening α is set to the threshold α in step S3.^*If so, the process proceeds to step S4.
Step S3 A travel drive motor travel process is performed.
Step S4 A two-motor traveling process is performed.
[0035]
Next, the two-motor traveling process in step S4 of FIG. 9 will be described.
FIG. 10 is a diagram showing the drive characteristics of the hybrid type vehicle in the first embodiment of the present invention, FIG. 11 is a first flowchart showing a subroutine of a two-motor traveling process in the first embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a second flowchart showing a subroutine of the two-motor traveling process in the first embodiment of the present invention. In FIG. 10, the horizontal axis represents the vehicle speed, and the vertical axis represents the driving force.
[0036]
In FIG. 10, Q_MIs the driving motor driving force for driving, Q_GIs the generator motor driving force, Q_EIs the engine driving force, Q_OIs the generator motor driving force Q_GAnd engine driving force Q_EOutput shaft driving force consisting of Q,_DIs the driving motor driving force Q for traveling_MAnd output shaft driving force Q_OIs a driving force for driving the hybrid vehicle. The output shaft driving force Q_OUntil the engine 11 (FIG. 1) is started._GRepresents the engine driving force Q after the engine 11 is started._ERepresents.
[0037]
When starting a hybrid vehicle, the driving motor driving force Q for driving_MHowever, in general, the generator motor driving force Q is required to be compensated by the engine 11 or the generator motor 16._GIs larger as the vehicle speed V is lower. For example, when the vehicle speed V is lower than 30 [km / h], the generator motor driving force Q_GIs the engine driving force Q_EBecome bigger.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, the vehicle speed V is the engine start vehicle speed V.^*If lower, the engine 11 is stopped and the generator motor driving force Q_GDriving motor driving force Q for driving_MThe vehicle speed V is the engine start vehicle speed V^*If this is the case, the engine driving force Q_EDriving motor driving force Q for driving_MTo make up for the shortage.
[0039]
Thus, the driving motor driving force Q for traveling in the low speed region_MTherefore, the torque constant of the travel drive motor 25 can be lowered by that amount, and the travel drive motor 25 can be reduced in size.
By the way, when the hybrid vehicle is started, the two-motor travel processing means (not shown) of the CPU 51 drives the travel drive motor 25 and the generator motor 16 to drive the travel drive motor driving force Q._MAnd generator motor driving force Q_GDriving force Q_DRun the hybrid vehicle with Therefore, the CPU 51 sets the target travel drive motor torque TM to the maximum value TMmax and sets the target generator motor torque TG to the maximum value TGmax.
[0040]
And the vehicle speed V is the engine start vehicle speed V^*When the above is reached, the engine starter (not shown) of the engine control device 46 starts the engine 11 by driving the generator motor 16 in the non-traveling direction of the hybrid vehicle. Motor drive force Q_GIs output in the direction of braking the hybrid type vehicle, and the driving force Q_DAnd the driving of the generator motor 16 is stopped at the point P1, and then the engine driving force Q_EBecomes larger. After the point P1, the driving motor driving force Q for driving_MAnd engine driving force Q_EDriving force Q_DThe hybrid type vehicle is caused to travel.
[0041]
Thus, as the engine 11 starts, the generator motor driving force Q_GWhen driving falls, driving force Q_DSimilarly, it will drop and change suddenly, so a shock will occur.
Therefore, the correction means (not shown) of the CPU 51 is that the engine 11 has been started while the hybrid drive vehicle 25 is driven by the travel drive motor 25 and the generator motor 16 being driven by the two-motor travel processing means. When detected, the driving motor driving force Q for driving_MDriving force Q_DIs prevented from changing suddenly and causing a shock.
[0042]
For this purpose, the CPU 51 reads the accelerator opening α and the vehicle speed V, and based on the accelerator opening α and the vehicle speed V, the engine start vehicle speed V suitable for starting the engine 11 by calculation means (not shown).^*Is calculated. Engine start vehicle speed V^*Varies depending on the remaining battery level, the temperature of the coil of the driving motor 25, the temperature of the engine 11, the temperature of a catalyst (not shown), and the like.
[0043]
Further, when starting the engine 11, the engine starting vehicle speed V^*Instead of this, the required driving force can be used. The required driving force is calculated based on the accelerator opening α and the vehicle speed V, and represents a driving force or energy for rotating the driving wheels 41. When the required driving force exceeds the allowable maximum driving force of the travel drive motor 25 as a set value, the engine 11 is started. The set value of the required driving force varies depending on the remaining battery level, the temperature of the coil of the driving motor 25 for traveling, the temperature of the engine 11, the temperature of the catalyst, and the like.
[0044]
Next, the correction means is configured such that the vehicle speed V is an engine start vehicle speed V.^*It is determined whether or not the vehicle speed V has become higher than a reference value set lower by a predetermined value ΔV. When the vehicle speed V becomes higher than the reference value, it is detected that the engine 11 has been started, and the time of a first timer (not shown) is counted. The target travel drive motor torque TM is decreased by a minute value ΔM1 until the set time t1 as a predetermined time has elapsed, and the output torque of the travel drive motor 25 is decreased. Subsequently, when the set time t1 has elapsed, the correction means increases the target driving motor torque TM by a minute value ΔM2. The set time t1 is the engine start vehicle speed V^*And can be changed corresponding to the predetermined value ΔV.
[0045]
And the vehicle speed V is the engine start vehicle speed V^*Since the torque for starting the engine 11 is required, the generator motor 16 is driven in the non-traveling rotation direction. At this time, the target generator motor torque TG is set to a preset negative value.
Next, engine speed N_EIt is determined whether (FIG. 6) has become higher than the rotational speed β at which fuel can be supplied to the engine 11, and the engine rotational speed N_EWhen the engine speed becomes higher than the rotational speed β, the engine 11 is started and the time measurement of a second timer (not shown) is started. Engine speed N_EInstead of generator motor speed N_GIt can also be determined whether or not is higher than the rotational speed β.
[0046]
Then, the CPU 51 decreases the target travel drive motor torque TM by a minute value ΔM3 until the set time t2 elapses. Subsequently, when the set time t2 has elapsed, the target travel drive motor torque TM is set to the maximum value TMmax. The set time t2 is the engine start vehicle speed V^*And can be changed corresponding to the predetermined value ΔV.
[0047]
In this way, the correction means decreases the target travel drive motor torque TM by a minute value ΔM1 before starting the engine 11, and then the vehicle speed V becomes the engine start vehicle speed V.^*The target driving motor torque TM is increased by a minute value ΔM2 until the vehicle speed V reaches the engine start vehicle speed V^*When the engine 11 is reached, the engine 11 is started, and after the engine 11 is started, the target driving motor torque TM is decreased by a minute value ΔM3._DNo longer changes suddenly. Therefore, occurrence of shock can be prevented.
[0048]
In the present embodiment, the target travel drive motor torque TM is reduced before starting the engine 11 and after starting the engine 11, but before starting the engine 11 and before the engine 11. The target travel drive motor torque TM can be reduced on one side after starting the engine.
Next, a flowchart will be described.
Step S11: The maximum value TMmax is set for the target driving motor torque TM, and the maximum value TGmax is set for the target generator motor torque TG.
Step S12: The vehicle speed V is read.
Step S13 Engine starting vehicle speed V^*Is calculated.
Step S14 The vehicle speed V is the engine start vehicle speed V.^*It is determined whether or not the reference value is lower than the reference value set by a predetermined value ΔV. When the vehicle speed V is higher than the reference value, the process proceeds to step S15, and when the vehicle speed V is equal to or less than the reference value, the process returns to step S11.
Step S15: The target driving motor torque TM is gradually reduced.
Step S16: It is determined whether the set time t1 has elapsed. If the set time t1 has elapsed, the process proceeds to step S17, and if not, the process returns to step S15.
Step S17 The target driving motor torque TM is gradually increased.
Step S18 The vehicle speed V is the engine start vehicle speed V.^*Determine if you have reached. Vehicle speed V is engine start vehicle speed V^*If it has reached, the process proceeds to step S19, and if not, the process returns to step S17.
Step S19: A negative value is set for the target generator motor torque TG.
Step S20 Engine speed N_EIt is determined whether or not becomes higher than the rotational speed β. Engine speed N_EWhen the engine speed becomes higher than the rotational speed β, the process proceeds to step S21, and the engine speed N_EIs less than the rotation speed β, the process returns to step S19.
Step S21 The engine 11 is started.
Step S22: The target travel drive motor torque TM is gradually reduced.
Step S23: It is determined whether the set time t2 has elapsed. If the set time t2 has elapsed, the process proceeds to step S24, and if not, the process returns to step S22.
Step S24: The maximum value TMmax is set as the target travel drive motor torque TM.
[0049]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol.
FIG. 13 is a conceptual diagram of a hybrid vehicle drive apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0050]
In the present embodiment, a brake B as a braking means is disposed between the output shaft 12 and the casing 19, and a brake control device (not shown) is connected to the CPU 51 (FIG. 1) in order to disengage the brake B. Is done. Then, the CPU 51 stops the engine 11 and engages the brake B when the accelerator opening α is larger than 80 [%] and the vehicle speed V is lower than 30 [km / h]. The rotation of the carrier CR serving as the gear element is restricted and stopped, and the current IM supplied to the travel drive motor 25 is set to the maximum value IMmax.
[0051]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol.
FIG. 14 is a conceptual diagram of a hybrid vehicle drive device according to a third embodiment of the present invention.
[0052]
In the present embodiment, a clutch C is disposed between the engine 11 and the output shaft 12, and a one-way clutch F as a braking means is disposed between the output shaft 12 and the casing 19. Further, a clutch control device (not shown) is connected to the CPU 51 (FIG. 1) in order to disengage the clutch C. The CPU 51 releases the clutch C and is supplied to the travel drive motor 25 when the accelerator opening α is larger than 80% and the vehicle speed V is lower than 30 km / h. Current IM is set to the maximum value IMmax.
[0053]
In this case, the generator motor driving force Q_G(FIG. 10), the driving motor driving force Q for traveling_MHowever, since the clutch C is released during this period, there is no need to stop the engine 11.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is a conceptual diagram of a hybrid vehicle drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
[0054]
In the figure, 11 is an engine (E / G), 12 is an output shaft, and a double-rotation generator / motor (G) 66 is connected to the output shaft 12. Further, a one-way clutch F as a braking means is disposed between the output shaft 12 and the casing 19. The one-way clutch F restricts transmission of rotation in the non-rotating direction from the double rotation generator motor 66 to the engine 11. Therefore, the one-way clutch F becomes free when the engine 11 is rotating in the forward direction, and is locked when the output shaft 12 tries to rotate the engine 11 in the reverse direction.
[0055]
The double rotary generator motor 66 includes a stator 72 as one rotor rotatably arranged, a rotor 71 as the other rotor rotatably arranged inside the stator 72, The coil 73 is wound around the rotor 71. In this case, the stator 72 is not fixed to the casing 19 and is connected to the engine 11 via the output shaft 12. The rotor 71 is connected to the output shaft 14. The double rotation generator motor 66 receives the rotation transmitted through the output shaft 12, that is, a part of the output of the engine 11, and generates electric power. The coil 73 is connected to the battery 43 (FIG. 1) and supplies the battery 43 with current to charge it.
[0056]
Reference numeral 25 denotes a travel drive motor (M), and 75 denotes a counter drive gear fixed to the output shaft 14. The travel drive motor 25 is fixed to the output shaft 14 and is rotatably provided with a rotor 37, a stator 38 provided around the rotor 37, and a coil 39 wound around the stator 38. Consists of.
A counter shaft 31 is disposed to rotate the drive wheels 41 in the same direction as the rotation of the engine 11, and a counter driven gear 32 is fixed to the counter shaft 31. A differential pinion gear 33 having a smaller number of teeth than the counter driven gear 32 is fixed to the counter shaft 31.
[0057]
A diff ring gear 35 is disposed, and the diff ring gear 35 and the differential pinion gear 33 are engaged with each other. Further, a differential device 36 is fixed to the differential ring gear 35, and the rotation transmitted to the differential ring gear 35 is distributed by the differential device 36 and transmitted to the drive wheel 41.
[0058]
In this case, the generator / motor driving force can be transmitted to the drive wheels 41 by receiving the reaction force of the double-rotation generator / motor 66 by the one-way clutch F. Therefore, the engine 11 can be stopped and the hybrid vehicle can be driven by the generator motor driving force of the double rotary generator motor 66.
That is, the CPU 51 detects the accelerator opening degree α as a required load of the hybrid vehicle detected by a load detection means (not shown), and the two-motor running processing means (not shown) detects the accelerator opening degree α based on the accelerator opening degree α. The drive motor 25 is driven, and the double-rotation generator motor 66 is driven as a motor to run the hybrid vehicle.
[0059]
Then, by controlling the magnitude of the current supplied to the coil (not shown) of the stator 72, or changing the direction of the current supplied to the coil 73 of the rotor 71 or the rotation direction of the magnetic field formed by the coil 73. The engine 11 can be started, and when the engine 11 is started, the traveling driving force does not drop and changes rapidly. Therefore, occurrence of shock can be prevented.
[0060]
For this purpose, the CPU 51 drives the double-rotation generator motor 66 by an engine starting means (not shown), rotates the stator 72 in the traveling rotational direction, and starts the engine 11. When the CPU 51 detects that the engine 11 has been started while the two-motor traveling processing unit is traveling the hybrid type vehicle, the CPU 51 performs the traveling drive motor using a correcting unit (not shown). The output torque of 25 is reduced.
[0061]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the present invention, the hybrid vehicle includes an engine, a generator motor, a driving motor for driving that is supplied with current, and at least three gear elements. A first gear element and the generator motor; a second gear element and an output shaft; a differential gear device in which a third gear element and the engine are connected; and the third gear element. Braking means for restricting the rotation of the vehicle, load detection means for detecting the required load of the hybrid vehicle, driving the driving motor based on the required load detected by the load detection means, and the generator Two-motor traveling processing means for driving the hybrid vehicle by driving the motor in the traveling rotational direction, and an engine for starting the engine by driving the generator motor in the non-traveling rotational direction And motion means, while by the hybrid vehicle travel by the second motor driving processing means, before at least the engine is started, and a correction means for reducing the previously output torque of the traction motor.
  The correction means calculates an engine start vehicle speed suitable for starting the engine, and reduces the target drive motor torque when the vehicle speed reaches a value lower than the engine start vehicle speed by a predetermined value.
[0062]
In this case, when the engine is stopped, the driving motor and generator motor are driven to start the hybrid vehicle, and when the engine is started, the generator motor driving force brakes the hybrid vehicle. Is output in the direction of travel, and the driving force decreases.
However, when the start of the engine is detected, the output torque of the drive motor for travel is reduced, so that the travel drive force does not drop and changes rapidly. Therefore, occurrence of shock can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing drive characteristics of a conventional hybrid vehicle.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a drive device for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a planetary gear unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a torque diagram at the time of starting in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a rotational speed diagram at the time of start in the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a torque diagram at the time of engine start according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a rotational speed diagram when the engine is started according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a main flowchart showing the operation of the hybrid vehicle in the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing drive characteristics of the hybrid vehicle in the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a first flowchart showing a subroutine of two-motor traveling processing in the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a second flowchart showing a two-motor travel processing subroutine in the first embodiment of the invention.
FIG. 13 is a conceptual diagram of a hybrid vehicle drive device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a conceptual diagram of a drive device for a hybrid vehicle according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a conceptual diagram of a hybrid vehicle drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 engine
13 Planetary gear unit
14 Output shaft
16 Generator motor
25 Traveling drive motor
46 Engine control device
51 CPU
52 Accelerator pedal
66 Double Rotation Generator Motor
71 rotor
72 Stator
B brake
C clutch
CR carrier
F one-way clutch
R ring gear
S Sungear
TM Drive motor torque for target travel
V Vehicle speed
V^*    Engine start vehicle speed
t1 set time
ΔV Predetermined value

Claims

An engine, a generator motor, a driving motor for driving that is supplied with electric current, and at least three gear elements, the first gear element and the generator motor being a second gear element; The output shaft includes a differential gear device in which a third gear element and the engine are coupled, braking means for restricting the rotation of the third gear element, and load detection for detecting a required load of the hybrid vehicle And a two-motor traveling process for driving the hybrid motor by driving the driving motor and driving the generator motor in the traveling rotational direction on the basis of the required load detected by the load detecting means. Means for driving the generator motor in a non-traveling rotational direction to start the engine, and the two-motor travel processing means for causing the hybrid vehicle to travel. During are, before at least the engine is started, which has a correction means for reducing the previously output torque of the traction motor, the correction means, the engine start speed suitable for starting the engine A hybrid vehicle characterized in that the target driving motor torque is reduced when the vehicle speed reaches a value lower than the engine start vehicle speed by a predetermined value .

An engine and two rotors arranged to be rotatable independently of each other, one rotor and the engine, and a double-rotation generator motor in which the other rotor and an output shaft are connected; A driving motor connected to the output shaft and driven by being supplied with an electric current; braking means for restricting the one rotor from rotating in the non-rotating direction of the engine; and a required load of the hybrid vehicle A hybrid type vehicle by driving the travel drive motor based on the required load detected by the load detection unit and driving the double-rotation generator motor as a motor. Two-motor running processing means for running, engine starting means for driving the double rotary generator motor, rotating the one rotor in the running rotation direction, and starting the engine; and While not run the hybrid vehicle by data traveling processing means, before at least the engine is started, which has a correction means for reducing the previously output torque of the traction motor, said correcting means, A hybrid vehicle characterized in that an engine start vehicle speed suitable for starting an engine is calculated, and a target drive motor torque is reduced when the vehicle speed reaches a value lower than the engine start vehicle speed by a predetermined value .

When the required load detected by the load detecting means is larger than a preset allowable maximum driving force of the traveling drive motor, the correcting means is configured to drive the traveling drive for a predetermined time before the engine is driven. The hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the output torque of the motor is gradually reduced .

Before SL correction means, when the vehicle speed is a predetermined time has elapsed from when reaching the predetermined value by less than the engine starting speed, increasing the target running drive motor torque, the vehicle speed reaches the engine starting speed when, hybrid vehicle according to claim 1 to reduce the target traveling drive motor torque.

The hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the braking means is a one-way clutch.