JP4134960B2 - Drive control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両駆動源としてエンジンと走行モータを併用するハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a drive control apparatus for a hybrid vehicle that uses both an engine and a travel motor as a vehicle drive source.

特許文献1には、車両推進源としてエンジンと走行用モータとを併用し、主としてモータにより駆動輪を駆動するモータ走行と、主としてエンジンにより駆動輪を駆動するエンジン走行と、を実現するハイブリッド車両が開示されている。
特開2001−112118号公報
Patent Document 1 discloses a hybrid vehicle that uses both an engine and a traveling motor as a vehicle propulsion source, and realizes motor traveling that mainly drives driving wheels by the motor and engine traveling that mainly drives driving wheels by the engine. It is disclosed.
JP 2001-112118 A

歯車により連係される3つの回転要素を備えた遊星歯車機構を用い、その第1回転要素に発電機、第2回転要素にエンジンをそれぞれ接続するとともに、第3回転要素と駆動輪との動力伝達経路に走行用モータ及び変速機を設け、かつ、第2回転要素と第3回転要素との締結・開放を切り換えるロックアップクラッチを備えたハイブリッド車両では、発電機の回転数を制御することで、エンジン回転数を燃費効率の良い回転数に高精度に制御することが可能となる。   A planetary gear mechanism having three rotating elements linked by gears is used, a generator is connected to the first rotating element, an engine is connected to the second rotating element, and power is transmitted between the third rotating element and the drive wheel. In a hybrid vehicle provided with a traveling motor and a transmission on the path and provided with a lock-up clutch that switches between fastening and releasing of the second rotating element and the third rotating element, by controlling the rotational speed of the generator, It becomes possible to control the engine speed to a high speed with high fuel efficiency.

このようなハイブリッド車両では、ロックアップクラッチを開放した状態で主として走行用モータにより駆動輪を駆動するモータ走行と、ロックアップクラッチを締結した状態で主としてエンジンにより駆動輪を駆動するエンジン走行と、を行うことができる。例えば、車両停車中のエンジンを停止した状態(いわゆるアイドルストップ)から車両を発進する際には、先ずクラッチを開放した状態でのモータ走行により車両を速やかに発進させた後に、、このモータ走行からエンジン走行へ切り換えられる。この走行切換時には、発電機によりエンジンを駆動してエンジンを始動するととともに発電機による力行・回生動作を制御することによりエンジン回転数を所望のロックアップ目標回転数へ向けて制御して、走行モータの駆動により第3回転要素の回転数がロックアップ目標回転数に達した時点で、ロックアップクラッチを締結すれば、クラッチの締結によるトルクショックを伴うことなく走行モードを切り換えることが可能である。   In such a hybrid vehicle, motor driving that mainly drives the drive wheels by a driving motor with the lock-up clutch released, and engine driving that drives the driving wheels mainly by the engine with the lock-up clutch engaged. It can be carried out. For example, when starting a vehicle from a state in which the engine is stopped (so-called idle stop), the vehicle is first started quickly by motor driving with the clutch released, and then the motor driving is started. Switch to engine running. At the time of the travel switching, the engine is driven by the generator to start the engine and the power running / regenerative operation by the generator is controlled to control the engine rotational speed toward a desired lockup target rotational speed. If the lock-up clutch is engaged when the rotation speed of the third rotating element reaches the lock-up target rotation speed due to the driving, the travel mode can be switched without a torque shock due to the engagement of the clutch.

しかしながら、路面(路面上の車両)の勾配によって、発進時の走行負荷が変化するので、加速時の車速の変化の度合い、つまり走行用モータや駆動輪に接続する第3回転要素の回転数の変化の度合いが異なるものとなる。特に、走行用モータが比較的小型のものでは、その傾向が大きく表われる。例えば、路面の勾配が大きい急な登り坂では、発進時の走行負荷が大きく、車速及び第3回転要素の回転数の立ち上がりが緩やかとなるので、エンジン回転数の立ち上がりに比して第3回転要素の回転数の立ち上がりが大きく遅れ、このため、両者の回転数差が大きくなって、遊星歯車機構により連係された発電機の回転数が過度に高くなり、発電機に要求される出力や定格(体格)が大きなものとなる。このため、発電機の大型化や重量増加を招くおそれがある。   However, since the travel load at the time of start changes due to the gradient of the road surface (vehicle on the road surface), the degree of change in the vehicle speed during acceleration, that is, the rotational speed of the third rotating element connected to the travel motor and drive wheels The degree of change will be different. In particular, when the traveling motor is relatively small, this tendency appears greatly. For example, on a steep uphill with a large road gradient, the traveling load at the time of start is large, and the rise of the vehicle speed and the rotation speed of the third rotation element becomes gentle. Therefore, the third rotation is compared with the rise of the engine rotation speed. The rise of the rotational speed of the element is greatly delayed, and therefore the rotational speed difference between the two becomes large, the rotational speed of the generator linked by the planetary gear mechanism becomes excessively high, and the output and rating required for the generator (Physique) will be large. For this reason, there exists a possibility of causing the enlargement and weight increase of a generator.

更に言えば、このような発進時の走行負荷(勾配)の大きい状況では、第3回転要素の回転数がロックアップ目標回転数に至るまでの時間が長くなって、ロックアップクラッチを締結するまでの時間が長くなってしまい、加速応答性が低下するとともに、発電機や走行用モータによるエネルギー損失が増し、燃費の低下を招いてしまう。ロックアップクラッチを締結するまでの時間を短縮化するために、発電機や走行用モータの定格(体格)を大きくすると、装置の大型化や重量の増加を招き、好ましくない。   Furthermore, in such a situation where the traveling load (gradient) at the time of starting is large, the time until the rotation speed of the third rotation element reaches the lock-up target rotation speed becomes long and the lock-up clutch is engaged. As a result, the acceleration response decreases and energy loss due to the generator and the traveling motor increases, resulting in a decrease in fuel consumption. Increasing the rating (physique) of the generator and the traveling motor in order to shorten the time until the lockup clutch is engaged is not preferable because it increases the size and weight of the device.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、2自由度3要素の差動歯車装置を備え、この差動歯車装置の各要素の回転数の関係を示す共線図上、両側の要素にそれぞれ発電機と走行用モータとを接続し、内側の要素にエンジンを接続し、走行用モータが接続されている要素を駆動輪に繋がる動力伝達経路へ連結し、かつ、各要素を一体化した状態と2自由度を保って回転可能な状態とに切り換えるロックアップクラッチを有するハイブリッド車両の駆動制御装置において、車両停車中のエンジンを停止した状態で発進する際、上記ロックアップクラッチを開放した状態で、主として上記走行用モータにより駆動輪を駆動するモータ走行を行うモータ走行手段と、上記モータ走行からエンジン走行への走行切換時に、上記発電機によりエンジン回転数を所定のロックアップ目標回転数へ向けて制御して、上記ロックアップクラッチを締結する走行切換手段と、を有し、車両発進時の走行負荷に応じて、この走行負荷が大きいほど上記ロックアップ目標回転数を小さくすることを特徴としている。   The present invention has been made in view of such a problem, and includes a differential gear device having two degrees of freedom and three elements, and on a collinear diagram showing a relationship between the rotational speeds of each element of the differential gear device. A generator and a traveling motor are connected to the elements on both sides, an engine is connected to the inner element, the element to which the traveling motor is connected is connected to a power transmission path that connects to the drive wheels, and each element In a hybrid vehicle drive control device having a lockup clutch that switches between an integrated state and a rotatable state with two degrees of freedom, when the vehicle is stopped with the engine stopped, the lockup clutch In the state where the motor is driven, the motor traveling means for driving the drive wheels by the traveling motor, and the generator at the time of traveling switching from the motor traveling to the engine traveling. And a traveling switching means for engaging the lockup clutch by controlling the engine rotational speed toward a predetermined lockup target rotational speed, and this traveling load is large according to the traveling load at the start of the vehicle As described above, the lockup target rotational speed is reduced.

車両停車中のエンジンを停止した状態(いわゆるアイドルストップ中)から発進する際、好ましくは、先ずモータ走行により車両を速やかに発進させてから、このモータ走行からエンジン走行へ切り換えられる。このような走行切換時には、発電機によりエンジン回転数をロックアップ目標回転数に制御・維持し、走行用モータによる車速の上昇に応じて走行用モータに接続する差動歯車装置の要素の回転数がロックアップ目標回転数まで上昇した時点で、ロックアップクラッチを締結すれば良い。但し、走行用モータのトルクには限界があるので、路面の勾配等に起因する走行負荷に応じて車速及び上記走行用モータに接続する要素の回転数の変化の度合い、つまり加速応答性は異なるものとなる。このため、例えば急な登り坂のように勾配が大きく走行負荷の大きい状況では、上記走行用モータに接続する要素のロックアップ目標回転数へ向けた回転数の上昇が緩やかなものとなって、エンジン回転数との偏差が大きくなり、差動歯車装置により連係された発電機の回転数が過度に高くなって、発電機に要求される出力・体格(定格)が大きなものとなるため、発電機の大型化や重量増加を招くおそれがある。本発明では、路面の勾配等に起因する走行負荷に応じて、この走行負荷が大きいほどロックアップ目標回転数を小さくしているので、このような発電機の回転数の過度な上昇を有効に低減・回避することができ、発電機の小型化・軽量化を図ることができる。   When starting the vehicle while the engine is stopped (during so-called idle stop), it is preferable to start the vehicle quickly by motor travel and then switch from motor travel to engine travel. During such travel switching, the engine speed is controlled and maintained at the lockup target rotational speed by the generator, and the rotational speed of the elements of the differential gear unit that is connected to the travel motor as the vehicle speed is increased by the travel motor. When the torque reaches the lockup target rotation speed, the lockup clutch may be engaged. However, since the torque of the traveling motor is limited, the degree of change in the vehicle speed and the number of rotations of the elements connected to the traveling motor, that is, the acceleration responsiveness differs depending on the traveling load caused by the road surface gradient or the like. It will be a thing. For this reason, for example, in a situation where the gradient is large and the traveling load is large such as a steep uphill, the increase in the rotational speed toward the lockup target rotational speed of the element connected to the traveling motor becomes gradual, Since the deviation from the engine speed becomes large, the speed of the generator linked by the differential gear unit becomes excessively high, and the output and physique (rated) required for the generator become large. There is a risk of increasing the size and weight of the machine. In the present invention, the lockup target rotational speed is reduced as the traveling load increases in accordance with the traveling load caused by the road surface gradient or the like. Therefore, the excessive increase in the rotational speed of the generator is effectively performed. It can be reduced and avoided, and the generator can be reduced in size and weight.

図1は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動制御装置を示す概略構成図である。この装置は、車両推進源としてエンジン10及び走行用モータ12を備えるとともに、発電機14、差動歯車装置としての遊星歯車機構16、無段変速機18、及び一対の駆動輪20を連繋する車輪軸22等を有している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a drive control apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. This device includes an engine 10 and a traveling motor 12 as a vehicle propulsion source, and also connects a generator 14, a planetary gear mechanism 16 as a differential gear device, a continuously variable transmission 18, and a pair of drive wheels 20. It has a shaft 22 and the like.

エンジン10は、周知のように、ガソリンや軽油を燃焼することにより駆動力を生じるものである。走行用モータ12及び発電機14は、共に、インバータ26を介してバッテリ24に接続され、力行運転及び回生運転の双方が可能な三相交流型のモータ・ジェネレータである。バッテリ24は、走行用モータ12や発電機14に電力を供給したり、走行用モータ12や発電機14で発電・回生した電力を充電する。例えば、主として走行用モータ12により駆動輪20を駆動するモータ走行時には、バッテリ24の直流電気エネルギーをインバータ26で三相交流に変換し、その交流電気エネルギーを走行用モータ12で機械エネルギーに変換して、車輪軸22へ伝達する。回生・制動時には、エンジン10や駆動輪20側から伝達される機械エネルギーをモータ12で三相交流エネルギーに変換し、更にインバータ26で直流に変換して、バッテリ24へ充電する。   As is well known, the engine 10 generates driving force by burning gasoline or light oil. Both the traveling motor 12 and the generator 14 are connected to a battery 24 via an inverter 26, and are a three-phase AC motor generator capable of both a power running operation and a regenerative operation. The battery 24 supplies power to the traveling motor 12 and the generator 14 and charges the power generated and regenerated by the traveling motor 12 and the generator 14. For example, during motor driving in which the driving wheel 20 is driven mainly by the driving motor 12, the DC electric energy of the battery 24 is converted into three-phase AC by the inverter 26, and the AC electric energy is converted into mechanical energy by the driving motor 12. Transmitted to the wheel shaft 22. During regenerative braking, mechanical energy transmitted from the engine 10 and the drive wheel 20 side is converted into three-phase AC energy by the motor 12, further converted into DC by the inverter 26, and charged to the battery 24.

2自由度3要素の差動歯車装置としての遊星歯車機構16は、発電機14に接続する第1回転要素としてのサンギヤ16aと、駆動輪20側に接続する第3回転要素としてのリングギヤ16bと、同心円状に配置されたサンギヤ16aの外周とリングギヤ16bの内周に噛合う複数のピニオンギヤ16cと、複数のピニオンギヤ16cを回転自在に支持するとともに、エンジン10に接続する第2回転要素としてのキャリア16dと、を有し、かつ、上記のリングギヤ16bとキャリア16dとを機械的に固定可能なロックアップ式のクラッチ28を備えている。   A planetary gear mechanism 16 as a two-degree-of-freedom three-element differential gear device includes a sun gear 16a as a first rotating element connected to the generator 14, and a ring gear 16b as a third rotating element connected to the drive wheel 20 side. The plurality of pinion gears 16c meshing with the outer periphery of the sun gear 16a and the inner periphery of the ring gear 16b, and the carrier as a second rotating element connected to the engine 10 while rotatably supporting the plurality of pinion gears 16c. 16d, and a lock-up clutch 28 that can mechanically fix the ring gear 16b and the carrier 16d.

無段変速機18は、変速比を最大(最ロー)から最小(最ハイ)の範囲で連続的に変更可能なベルト式又はトロイダル式の自動変速機であり、リングギヤ16bと駆動輪20との間の動力伝達経路に設けられている。但し、無段変速機に代えて周知の有段変速機を用いても良い。   The continuously variable transmission 18 is a belt-type or toroidal-type automatic transmission whose gear ratio can be continuously changed in a range from the maximum (lowest) to the minimum (highest), and includes a ring gear 16 b and a drive wheel 20. It is provided in the power transmission path between. However, a known stepped transmission may be used instead of the continuously variable transmission.

走行用モータ12は、リングギヤ16bと無段変速機18の間の動力伝達経路に設けられ、この実施例では無段変速機18の入力軸に直列に接続されている。つまり、走行用モータ12が接続されている歯車要素であるリングギヤ16bを、駆動輪20に繋がる動力伝達経路へ連結している。走行用モータ12や発電機14は、回転を増大させようと動作するとき、つまり正回転時に正トルクを出力するときや、負回転時に負トルクを出力するときには、モータとして機能し、インバータ26を介してバッテリ24から電力を消費する。また、走行用モータ12や発電機14は、回転を減少させようと動作するとき、つまり正回転時に負トルクを出力するときや、負回転時に正トルクを出力するときには、発電機として機能し、インバータ26を介してバッテリ24に充電する。   The travel motor 12 is provided in a power transmission path between the ring gear 16b and the continuously variable transmission 18, and is connected in series to the input shaft of the continuously variable transmission 18 in this embodiment. That is, the ring gear 16 b that is a gear element to which the traveling motor 12 is connected is coupled to a power transmission path that is connected to the drive wheels 20. The traveling motor 12 and the generator 14 function as motors when operating to increase rotation, that is, when outputting positive torque during positive rotation or when outputting negative torque during negative rotation. Power is consumed from the battery 24 via The traveling motor 12 and the generator 14 function as a generator when operating to reduce rotation, that is, when outputting negative torque during positive rotation, or when outputting positive torque during negative rotation, The battery 24 is charged via the inverter 26.

車両を走行させるために必要な駆動力は、主としてエンジン10とモータ12が出力する。典型的には、エンジン効率が良くないアイドル域や低速域や中高速低負荷域では、モータ12のみを車両推進源とするモータ走行を行い、エンジン効率の良い運転域ではエンジン10を主たる車両推進源とするエンジン走行を行い、エンジン10の出力のみでは車両の要求駆動力が得られないような場合には、バッテリ24からモータ12へ電力を供給してモータ12を力行運転し、このモータトルクをエンジントルクに上乗せ(アシスト)する。このモータ12は、車両減速時に回生運転を行なうことにより減速エネルギーを回収し、インバータ26を介してバッテリ24に充電したり、エンジン走行中に発電機として動作させることもできる。   The driving force necessary for running the vehicle is mainly output by the engine 10 and the motor 12. Typically, motor driving is performed using only the motor 12 as a vehicle propulsion source in an idle range, a low speed range, or a medium / high speed / low load range where the engine efficiency is not good, and the engine 10 is mainly used for vehicle propulsion in an operation range where the engine efficiency is good. When the engine driving is performed as a source and the required driving force of the vehicle cannot be obtained only by the output of the engine 10, electric power is supplied from the battery 24 to the motor 12 to drive the motor 12, and this motor torque Is added to the engine torque (assist). The motor 12 can recover the deceleration energy by performing a regenerative operation when the vehicle is decelerated, and can charge the battery 24 via the inverter 26 or can operate as a generator while the engine is running.

次に、遊星歯車機構16の動作について説明する。リングギヤ16bの歯数をZr、サンギヤ16aの歯数をZs、リングギヤ16bとサンギヤ16aのギヤ比をλとすると、λ=Zs/Zrの関係となる。リングギヤ16bの回転数をNr、サンギヤ16aの回転数をNs、キャリア16dの回転数をNcとすると、これらの回転数とギヤ比λの関係は、次式(1)となる。   Next, the operation of the planetary gear mechanism 16 will be described. When the number of teeth of the ring gear 16b is Zr, the number of teeth of the sun gear 16a is Zs, and the gear ratio between the ring gear 16b and the sun gear 16a is λ, the relationship is λ = Zs / Zr. When the rotational speed of the ring gear 16b is Nr, the rotational speed of the sun gear 16a is Ns, and the rotational speed of the carrier 16d is Nc, the relationship between the rotational speed and the gear ratio λ is expressed by the following equation (1).

Nr+λNs=(1+λ)Nc…(1)
図2及び図3は、遊星歯車機構16の各要素の回転数の関係を示す共線図である。この共線図上で、両側の要素であるサンギヤ16aとリングギヤ16bには、それぞれ発電機14と走行用モータ12とが接続され、内側の要素であるキャリア16dにエンジン10が接続されている。無段変速機18の入力回転数に相当するリングギヤ回転数Nrは、車速と無段変速機18の変速比に応じて変化し、例えば高速走行時のように無段変速機18の変速比が最小に維持されている状況では、車速に応じて変動する。従って、図2の共線図に示すように、サンギヤ16aの回転数(発電機14の回転数)を調整・制御することにより、キャリア16dの回転数、すなわちエンジン回転数を高精度に変更・制御することができる。遊星歯車機構16の2つのギヤを固定すると、Nr=Ns=Ncとなり、ギヤ比1で動作する。従って、ロックアップクラッチ28によりリングギヤ16bとキャリア16dとを締結すると、遊星歯車機構16を構成する3つの回転要素16a,16b,16dが一体的に回転する。
Nr + λNs = (1 + λ) Nc (1)
2 and 3 are collinear diagrams showing the relationship between the rotational speeds of the elements of the planetary gear mechanism 16. On this alignment chart, the generator 14 and the traveling motor 12 are connected to the sun gear 16a and the ring gear 16b which are elements on both sides, respectively, and the engine 10 is connected to the carrier 16d which is an inner element. The ring gear rotation speed Nr corresponding to the input rotation speed of the continuously variable transmission 18 changes according to the vehicle speed and the transmission gear ratio of the continuously variable transmission 18. For example, the transmission gear ratio of the continuously variable transmission 18 is the same as during high speed travel. In a situation where it is kept to a minimum, it varies depending on the vehicle speed. Therefore, as shown in the collinear diagram of FIG. 2, by adjusting and controlling the rotational speed of the sun gear 16a (the rotational speed of the generator 14), the rotational speed of the carrier 16d, that is, the engine rotational speed can be changed with high accuracy. Can be controlled. When the two gears of the planetary gear mechanism 16 are fixed, Nr = Ns = Nc and the gear ratio is 1. Therefore, when the ring gear 16b and the carrier 16d are fastened by the lockup clutch 28, the three rotating elements 16a, 16b, and 16d constituting the planetary gear mechanism 16 rotate integrally.

再び図1を参照して、このハイブリッド車両は、周知のCPU,ROM,RAM及び入出力インターフェースを備え、様々な機能をプログラムとして記憶・実行する制御装置30〜36を備えている。すなわち、このハイブリッド車両は、燃料噴射制御や点火時期制御のようなエンジン制御を行うエンジン制御装置31と、インバータ26を介して走行用モータ12の回転数やトルクを制御するモータ制御装置32と、インバータ26を介して発電機14の回転数やトルクを制御する発電機制御装置33と、バッテリ24の充電状態を検出するバッテリ制御装置34と、車両走行状況に応じてロックアップクラッチ28の締結・開放を切換制御するクラッチ制御装置35と、無段変速機18を変速制御する変速機制御装置36と、を備えている。これらの制御装置31〜36は、車両の動作を統括的に制御する車両制御装置30と電気的に接続されている。この車両制御装置30は、アクセル開度センサ37、車速センサ38、回転センサ39及び勾配検出センサ40のような各種センサから検出される車両運転状態に基づいて、後述する図4〜図9に示すような制御ルーチンを実行する。勾配検出センサ40は、周知のように、路面及びこの路面上の車両の勾配あるいは勾配率を検出するものである。   Referring to FIG. 1 again, this hybrid vehicle includes a known CPU, ROM, RAM, and input / output interface, and includes control devices 30 to 36 that store and execute various functions as programs. That is, the hybrid vehicle includes an engine control device 31 that performs engine control such as fuel injection control and ignition timing control, a motor control device 32 that controls the rotational speed and torque of the traveling motor 12 via the inverter 26, A generator control device 33 that controls the rotational speed and torque of the generator 14 via the inverter 26, a battery control device 34 that detects the state of charge of the battery 24, and the engagement / disengagement of the lock-up clutch 28 according to the vehicle running condition. A clutch control device 35 that performs switching control of opening and a transmission control device 36 that performs shift control of the continuously variable transmission 18 are provided. These control devices 31 to 36 are electrically connected to a vehicle control device 30 that comprehensively controls the operation of the vehicle. The vehicle control device 30 is shown in FIGS. 4 to 9 to be described later based on vehicle operating states detected from various sensors such as an accelerator opening sensor 37, a vehicle speed sensor 38, a rotation sensor 39, and a gradient detection sensor 40. A control routine such as this is executed. As is well known, the gradient detection sensor 40 detects the gradient of the road surface and the vehicle on the road surface or the gradient rate.

図4〜9は、本実施例に係る制御の流れを示すフローチャートである。図4を参照して、S(ステップ)1では、アクセル開度センサ37で検出されるアクセル開度を読み込む。S2では、車速センサ38で検出される車速を読み込む。S3では、バッテリ制御装置34で検出されるバッテリ充電状態(SOC)を読み込む。S4では車両目標出力Preqを計算する。具体的には、先ずアクセル開度と車速に基づいて、車両走行に必要な車両要求駆動出力を求める。この車両要求駆動出力は、典型的には、アクセル開度と車速とをパラメータとして予め用意したマップから検索する。また、SOCからバッテリの要求発電出力を求める。この要求発電出力は、例えば、予めSOC毎に設定された数値を使用する。これら車両要求駆動出力と要求発電出力の和に、補機等の消費電力やパワートレイン損失分を加味して、車両目標出力Preqを求める。   4 to 9 are flowcharts showing a control flow according to the present embodiment. Referring to FIG. 4, in S (step) 1, the accelerator opening detected by accelerator opening sensor 37 is read. In S2, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 38 is read. In S3, the battery charge state (SOC) detected by the battery control device 34 is read. In S4, the vehicle target output Preq is calculated. Specifically, first, a vehicle required drive output necessary for vehicle travel is obtained based on the accelerator opening and the vehicle speed. The vehicle required drive output is typically searched from a map prepared in advance using the accelerator opening and the vehicle speed as parameters. Also, the required power generation output of the battery is obtained from the SOC. For this required power generation output, for example, a numerical value set in advance for each SOC is used. The vehicle target output Preq is obtained by adding the power consumption of the auxiliary machine and the power train loss to the sum of the vehicle required drive output and the required power generation output.

S5では、このPreqと、モータ走行許可出力Pmableと、を比較する。モータ走行許可出力Pmableは、モータ12自体の定格特性及びバッテリ24の充電状態(SOC)等に基づいて車両制御装置30により算出される。PreqがPmableよりも大きい場合にはエンジン走行モード(図6)へ移行し、少なくともPreqがPmable以下であることを含む所定のモータ走行条件の時にはモータ走行モード(図5)へ移行する。   In S5, this Preq is compared with the motor travel permission output Ptable. The motor travel permission output Ptable is calculated by the vehicle control device 30 based on the rated characteristics of the motor 12 itself, the state of charge (SOC) of the battery 24, and the like. When Preq is larger than Ptable, the mode shifts to the engine travel mode (FIG. 6), and at least a predetermined motor travel condition including that Preq is equal to or less than Ptable, the mode shifts to the motor travel mode (FIG. 5).

なお、減速時にも基本的にモータ走行となる。但し、発電機14の最大回転数や最大出力に応じて、モータ走行可能車速を制限しても良い。   Note that the motor travels basically even during deceleration. However, the vehicle traveling speed may be limited according to the maximum rotation speed and the maximum output of the generator 14.

図5を参照して、モータ走行モードについて説明する。S6ではロックアップクラッチ28がONすなわち締結されているかを判定する。締結状態であれば、S7へ進み、ロックアップクラッチ28を開放する。S8では、周知の回転センサ等により検出又は推定されるモータ12の回転数と、車両駆動出力とに基づいて、モータ12の目標トルクを算出する。S9ではこの目標トルクをモータ制御装置32へ指令する。S10では、モータ12が効率の良い回転数で動作するように、上記の目標トルク及び車速に応じて無段変速機18の目標(入力)回転数を設定し、これを変速機制御装置36へ指令する。この指令を受けて無段変速機18が変速制御される。このモータ走行中、発電機14が無負荷状態であれば(トルク制御や回転数制御が行われていなければ)、図3の(A)に示すように、エンジン10のフリクションによりキャリア16dの回転数が0(ゼロ)に維持され、サンギヤ16aがリングギヤ16bに対して逆回転する。   The motor travel mode will be described with reference to FIG. In S6, it is determined whether the lockup clutch 28 is ON, that is, engaged. If it is in the engaged state, the process proceeds to S7 and the lockup clutch 28 is released. In S8, the target torque of the motor 12 is calculated based on the rotation speed of the motor 12 detected or estimated by a known rotation sensor or the like and the vehicle drive output. In S9, this target torque is commanded to the motor control device 32. In S10, the target (input) rotational speed of the continuously variable transmission 18 is set according to the target torque and the vehicle speed so that the motor 12 operates at an efficient rotational speed, and this is sent to the transmission control device 36. Command. In response to this command, the continuously variable transmission 18 is shift-controlled. If the generator 14 is in a no-load state during motor running (unless torque control or rotational speed control is performed), the rotation of the carrier 16d is caused by the friction of the engine 10 as shown in FIG. The number is maintained at 0 (zero), and the sun gear 16a rotates backward with respect to the ring gear 16b.

図6を参照して、エンジン走行モードについて説明する。S11では、回転センサ39により検出されるエンジン10の実回転数rNeを読み込む。S12では、車両要求出力Preqと、予め設定・記憶されたエンジンの最良燃費線を示す制御マップ(図示省略)とに基づいて、目標エンジン回転数tNeを算出する。すなわち、アクセル開度等に基づいて設定されるエンジン目標トルクを、上記マップの最良燃費線上にマッピングして、目標回転数tNeを設定する。S13では、エンジンが始動しているか、つまり燃料を点火することによりエンジンが出力を発生する状態であるかを判断する。始動していなければエンジン始動モード(図7参照)へ移行する。始動していればS14へ進み、無段変速機18の目標入力回転数として目標回転数tNeを変速機制御装置36へ指令する。S15では、指令を受けて変速機制御装置36が目標入力回転数へ向けて無段変速機18の変速制御を開始する。   The engine travel mode will be described with reference to FIG. In S11, the actual rotational speed rNe of the engine 10 detected by the rotation sensor 39 is read. In S12, the target engine speed tNe is calculated based on the vehicle required output Preq and a control map (not shown) indicating the best fuel consumption line of the engine set and stored in advance. That is, the engine target torque set based on the accelerator opening and the like is mapped on the best fuel consumption line of the map to set the target rotational speed tNe. In S13, it is determined whether or not the engine has been started, that is, whether or not the engine is generating power by igniting the fuel. If it has not started, it shifts to the engine start mode (see FIG. 7). If the engine has been started, the process proceeds to S14, and the target rotational speed tNe is commanded to the transmission control device 36 as the target input rotational speed of the continuously variable transmission 18. In S15, in response to the command, the transmission control device 36 starts the shift control of the continuously variable transmission 18 toward the target input rotational speed.

例えば車速が低い状況では、無段変速機18の変速比を制御することにより、ロックアップクラッチ28が締結されていても、無段変速機18の入力回転数、すなわちリングギヤ回転数Nrを目標エンジン回転数tNeに維持することができる。しかしながら、車速が高い場合等では、ロックアップクラッチ28が締結されていると、無段変速機18の変速比を最小に設定しても、リングギヤ回転数Nrを目標エンジン回転数tNeまで下げることができない。そこで本実施例では、目標エンジン回転数tNeとリングギヤ回転数Nrとの比較に基づいて、ロックアップクラッチ28の締結−開放を切り換えている。詳しくは、S16では、リングギヤ回転数Nrと目標エンジン回転数tNeとを比較する。リングギヤ回転数Nrは、周知の回転センサ等を用いて直接的に検出しても良く、あるいは走行用モータ12の回転数を代用しても良く、あるいは車速と無段変速機18の変速状態とに基づいて演算・推定しても良い。すなわち、S15において、リングギヤ回転数Nrが目標エンジン回転数tNeへ近づくように、無段変速機18を変速制御した上で、S16へ進みリングギヤ回転数Nrが目標エンジン回転数tNe以上であるかを比較している。従って、S16の判定は、無段変速機18の変速比が最小のときのリングギヤ回転数Nr、すなわちリングギヤ回転数Nrの下限値が、目標エンジン回転数tNe以上であるかを判定していると言い換えることができる。   For example, in a situation where the vehicle speed is low, by controlling the gear ratio of the continuously variable transmission 18, even if the lockup clutch 28 is engaged, the input rotational speed of the continuously variable transmission 18, that is, the ring gear rotational speed Nr is set as the target engine. The rotation speed tNe can be maintained. However, when the vehicle speed is high, etc., if the lockup clutch 28 is engaged, the ring gear rotational speed Nr can be reduced to the target engine rotational speed tNe even if the speed ratio of the continuously variable transmission 18 is set to the minimum. Can not. Therefore, in the present embodiment, the engagement / release of the lockup clutch 28 is switched based on the comparison between the target engine speed tNe and the ring gear speed Nr. Specifically, in S16, the ring gear rotation speed Nr is compared with the target engine rotation speed tNe. The ring gear rotation speed Nr may be detected directly using a known rotation sensor or the like, or the rotation speed of the traveling motor 12 may be substituted, or the vehicle speed and the speed change state of the continuously variable transmission 18 may be determined. Calculation and estimation may be performed based on the above. That is, in S15, the continuously variable transmission 18 is controlled so that the ring gear rotational speed Nr approaches the target engine rotational speed tNe, and then the process proceeds to S16 to determine whether the ring gear rotational speed Nr is equal to or higher than the target engine rotational speed tNe. Comparing. Therefore, the determination in S16 is that it is determined whether or not the ring gear rotation speed Nr when the speed ratio of the continuously variable transmission 18 is the minimum, that is, the lower limit value of the ring gear rotation speed Nr is equal to or greater than the target engine rotation speed tNe. In other words.

tNeがNr以上である場合、すなわちロックアップクラッチ28を締結したままでも無段変速機18を変速制御することによりリングギヤ回転数Nrを目標エンジン回転数tNeに維持することができる運転条件のときには、ロックアップクラッチ28を締結する遊星固定モード(図8)へ移行し、tNeがNrよりも低い場合、すなわちロックアップクラッチ28を締結したままでは無段変速機18を変速制御してもリングギヤ回転数Nrを目標エンジン回転数tNeまで下げることができない運転条件のときには、ロックアップクラッチ28を開放する遊星差動モード(図9)へ移行する。   When tNe is greater than or equal to Nr, that is, when the operating condition is such that the ring gear rotational speed Nr can be maintained at the target engine rotational speed tNe by controlling the transmission of the continuously variable transmission 18 even with the lockup clutch 28 engaged. When shifting to the planetary fixed mode (FIG. 8) in which the lock-up clutch 28 is engaged and tNe is lower than Nr, that is, with the lock-up clutch 28 still engaged, the ring gear rotation speed is maintained even if the continuously variable transmission 18 is controlled to shift. When the operating condition is such that Nr cannot be reduced to the target engine speed tNe, the operation mode shifts to the planetary differential mode (FIG. 9) in which the lockup clutch 28 is released.

図7を参照して、上記のエンジン始動モードについて説明する。例えば、アイドル運転域や極低負荷域からの加速時に、モータ走行モードからエンジン始動モードへ移行する。モータ走行中には、エンジンフリクションを軽減するためにロックアップクラッチ28が開放されているため、発電機14が無負荷状態であれば、エンジンフリクションによりエンジン回転数はほぼ0(ゼロ)に維持されている。従って、上記の式(1)及び図3の(A)から明らかなように、発電機14は負回転(リングギヤ16bに対して逆回転)となる。この発電機の実回転数は、例えばリングギヤ回転数Nrとエンジン回転数rNeから求めることができる。エンジン10を点火・始動するためには、エンジン回転数をエンジン始動可能回転数Nestart(例えば600回転)まで上げる必要がある。このエンジン始動可能回転数Nestartに対応する発電機の目標回転数を演算し、この目標回転数と上記発電機の実回転数との差に基づいて、発電機の目標トルクを演算し、この目標トルクを発電機制御装置33へ指令する(S17)。これにより発電機が正回転方向に増速制御され、エンジン回転数がNestartへ向けて上昇していく。このようにエンジン回転数がNestartへ向けて上昇していく過程では、典型的には、発電機の目標トルクが常に正トルクで、発電機は負回転から正回転へ移行するため、負回転しているときには発電していることになってバッテリへ電力を充電し、正回転しているときにはバッテリから電力を消費することになる。S18では、実エンジン回転数rNeとNestartとを比較する。rNeがNestartに達すると、エンジンの始動(燃料供給及び火花点火)を開始する(S19)。典型的なエンジン始動モードの共線図を図3の(B’)→(B)に示す。   The engine start mode will be described with reference to FIG. For example, when accelerating from an idle operation range or an extremely low load range, the motor travel mode is shifted to the engine start mode. While the motor is running, the lock-up clutch 28 is opened to reduce engine friction. Therefore, if the generator 14 is in a no-load state, the engine speed is maintained at almost 0 (zero) by engine friction. ing. Therefore, as is clear from the above formula (1) and FIG. 3A, the generator 14 is negatively rotated (reversely rotated with respect to the ring gear 16b). The actual rotational speed of the generator can be obtained from, for example, the ring gear rotational speed Nr and the engine rotational speed rNe. In order to ignite and start the engine 10, it is necessary to increase the engine speed to the engine startable speed Nestart (for example, 600 rpm). A target rotational speed of the generator corresponding to the engine startable rotational speed Nestart is calculated, and a target torque of the generator is calculated based on a difference between the target rotational speed and the actual rotational speed of the generator. The torque is commanded to the generator control device 33 (S17). As a result, the generator is controlled to increase the speed in the forward rotation direction, and the engine speed increases toward Nestart. Thus, in the process of increasing the engine speed toward Nest, typically, the target torque of the generator is always positive torque, and the generator shifts from negative rotation to positive rotation. When the power is being generated, the battery is generating power, and the battery is charged with power. When the battery is rotating in the forward direction, power is consumed from the battery. In S18, the actual engine speed rNe is compared with Nestart. When rNe reaches Nestart, engine start (fuel supply and spark ignition) is started (S19). A nomographic chart of a typical engine start mode is shown in FIG. 3 (B ′) → (B).

図8を参照して、上記の遊星固定モードについて説明する。S20では、ロックアップクラッチ28が締結状態(ON)であるか開放状態(OFF)であるかを判定する。クラッチ28がONであれば、車両要求出力とエンジン実回転数rNeとによりエンジン目標トルクtTeを計算し(S24)、この目標トルクtTeをエンジン制御装置31へ指令する(S25)。このようにクラッチが締結されている場合、エンジン10の出力は直接的に発電機14と駆動輪20側とに伝達される。エンジン目標トルクtTeがエンジン最大トルクTemaxよりも大きい場合、可能であれば不足分(tTe−Temax)のトルクをモータ12によりアシストする。また、tTeが目標駆動出力tTdよりも大きい場合、余剰分(tTd−tTe)のトルクを発電機14とモータ12の一方もしくは両方で回生する。   The planet fixed mode will be described with reference to FIG. In S20, it is determined whether the lockup clutch 28 is in the engaged state (ON) or in the released state (OFF). If the clutch 28 is ON, an engine target torque tTe is calculated from the vehicle request output and the actual engine speed rNe (S24), and this target torque tTe is commanded to the engine control device 31 (S25). When the clutch is thus engaged, the output of the engine 10 is directly transmitted to the generator 14 and the drive wheel 20 side. When the engine target torque tTe is larger than the engine maximum torque Temax, the motor 12 assists the insufficient torque (tTe−Temax) if possible. When tTe is larger than the target drive output tTd, the surplus torque (tTd−tTe) is regenerated by one or both of the generator 14 and the motor 12.

S20でクラッチが開放状態であると判定されればS21Aへ進む。このS21Aでは、勾配検出センサ40により検出される勾配に基づいて、図10に示す設定マップを参照し、ロックアップ目標回転数Neupを算出・設定する(ロックアップ目標回転数設定手段)。つまり、路面の勾配に応じてロックアップ目標回転数Neupを変化させており、具体的には図10に示すように勾配が大きくなる(つまり、登り坂が急になる)ほどロックアップ目標回転数Neupを高くしている。S21Bでは、上記のロックアップ目標回転数Neupに基づいて、実エンジン回転数rNeがロックアップ目標回転数Neupとなるように、発電機14の目標トルク(又は目標回転数)を演算する。S21Cでは、この目標トルク(又は目標回転数)を発電機制御装置33へ指令する。これにより目標トルク(又は目標回転数)へ向けて発電機14の動作が制御される。   If it is determined in S20 that the clutch is in the released state, the process proceeds to S21A. In S21A, based on the gradient detected by the gradient detection sensor 40, the setting map shown in FIG. 10 is referenced to calculate and set the lockup target rotation speed Neup (lockup target rotation speed setting means). In other words, the lockup target rotational speed Neup is changed according to the road surface gradient. Specifically, as shown in FIG. 10, the lockup target rotational speed increases as the gradient increases (that is, the uphill becomes steep). Neup is increased. In S21B, the target torque (or target speed) of the generator 14 is calculated so that the actual engine speed rNe becomes the lockup target speed Neup based on the lockup target speed Neup. In S21C, this target torque (or target rotation speed) is commanded to the generator control device 33. Thereby, operation | movement of the generator 14 is controlled toward target torque (or target rotation speed).

続くS22では、実エンジン回転数rNeとリングギヤ回転数Nrとが等しいか、あるいは両者の偏差が所定値未満となったかを判定する。例えばアイドルや低速域からの加速中にモータ走行からエンジン走行へ切り換えられるような場合には、上記のS21A〜S21Cの処理により発電機14によってエンジン回転数がロックアップ目標回転数Neupに速やかに上昇し、このようにエンジン回転数がロックアップ目標回転数Neupの近傍に保持されている状態で、モータ12の駆動による車速の上昇に伴ってリングギヤ回転数Nrがロックアップ目標回転数Neupまで上昇した時点で、rNeとNrとがほぼ等しくなる。   In subsequent S22, it is determined whether the actual engine speed rNe is equal to the ring gear speed Nr, or whether the deviation between the two is less than a predetermined value. For example, when switching from motor running to engine running during acceleration from an idle or low speed range, the engine speed is quickly increased to the lockup target speed Neup by the generator 14 by the processing of S21A to S21C described above. Then, with the engine speed maintained in the vicinity of the lockup target speed Neup, the ring gear speed Nr increased to the lockup target speed Neup as the vehicle speed increased by driving the motor 12. At the time, rNe and Nr are almost equal.

S22において、rNeとNrとがほぼ等しくなり、ロックアップクラッチ28を円滑に締結できると判断されると、S23へ進み、ロックアップクラッチ28を締結する。クラッチ締結後には、上述したように、車両要求出力とエンジン実回転数rNeとによりエンジン目標トルクtTeを計算し(S24)、この目標トルクtTeをエンジン制御装置31へ指令する(S25)。ロックアップクラッチ28の締結後には、リングギヤ回転数Nrが目標エンジン回転数tNeへ近づくように無段変速機18が変速制御される。この遊星固定モードの典型的な共線図を図3(C)及び(D)に示す。   If it is determined in S22 that rNe and Nr are substantially equal and the lockup clutch 28 can be smoothly engaged, the process proceeds to S23, and the lockup clutch 28 is engaged. After the clutch is engaged, as described above, the engine target torque tTe is calculated from the vehicle request output and the actual engine speed rNe (S24), and this target torque tTe is commanded to the engine control device 31 (S25). After the lockup clutch 28 is engaged, the continuously variable transmission 18 is controlled so that the ring gear rotation speed Nr approaches the target engine rotation speed tNe. A typical alignment chart of this planetary fixed mode is shown in FIGS. 3 (C) and 3 (D).

図9を参照して、上記の遊星差動モードについて説明する。まず、ロックアップクラッチ28の状態を検出し、クラッチ28が締結されていればS26からS27へ進み、クラッチ28を速やかに開放する。S28では、目標エンジン回転数tNeとリングギヤ回転数Nrとの差に基づいて発電機の目標回転数(又は目標トルク)を算出し、この目標回転数(又は目標トルク)を発電機制御装置33へ指令して、発電機を回転数制御(又はトルク制御)する。あるいは、tNeとrNeより発電機の目標トルクを計算し、この目標トルクを発電機制御装置33に指令する。この遊星差動モードにおいては、tNeがrNeより小さいので、発電機の目標トルクは負トルクとなり、発電機14は減速制御され、バッテリ24が充電されることになる。従って、仮にバッテリ24のSOCが低くても、本ルーチンの実行が可能である。S29では車両要求出力とrNeよりエンジンの目標トルクを計算し、この目標トルクをエンジン制御装置に指令する(S30)。この遊星差動モードの典型的な共線図を図3(C)→(B)に示す。   With reference to FIG. 9, the planetary differential mode will be described. First, the state of the lock-up clutch 28 is detected. If the clutch 28 is engaged, the process proceeds from S26 to S27, and the clutch 28 is quickly released. In S28, the target rotational speed (or target torque) of the generator is calculated based on the difference between the target engine rotational speed tNe and the ring gear rotational speed Nr, and this target rotational speed (or target torque) is sent to the generator control device 33. The generator is commanded to control the rotational speed (or torque control) of the generator. Alternatively, the target torque of the generator is calculated from tNe and rNe, and this target torque is commanded to the generator control device 33. In this planetary differential mode, since tNe is smaller than rNe, the target torque of the generator is negative torque, the generator 14 is decelerated and the battery 24 is charged. Therefore, even if the SOC of the battery 24 is low, this routine can be executed. In S29, a target torque of the engine is calculated from the vehicle request output and rNe, and this target torque is commanded to the engine control device (S30). A typical alignment chart of this planetary differential mode is shown in FIGS.

図11は、エンジン10を停止している状態での車両停車中、つまり信号待ち等でのアイドルストップ状態から車両を発進する際のタイムチャートである。このようなアイドルストップからの発進時には、先ずロックアップクラッチ28を開放したモータ走行モードにより車両を速やかに発進させつつ、発電機によりエンジン10を始動してロックアップクラッチ28を締結し、このモータ走行モードからエンジン走行モードへ移行する。なお、図11中、(A)が勾配が小さい(例えば、勾配率が0%)、(B)及び(C)が勾配が大きい(例えば、勾配率が30%)のときに対応している。   FIG. 11 is a time chart when starting the vehicle while the vehicle is stopped with the engine 10 stopped, that is, in an idle stop state such as waiting for a signal. At the time of starting from such an idle stop, first, the vehicle is promptly started in the motor driving mode in which the lock-up clutch 28 is released, the engine 10 is started by the generator and the lock-up clutch 28 is fastened. Transition from mode to engine running mode. In FIG. 11, (A) corresponds to the case where the gradient is small (for example, the gradient rate is 0%) and (B) and (C) are large (for example, the gradient rate is 30%). .

先ず、ロックアップクラッチ28が締結される時期Tupに至るまでのモータ走行では、モータ12により駆動輪20が駆動されて車速及び変速機入力回転数、すなわち第3歯車要素であるリングギヤの回転数Nrが徐々に上昇していく一方、発電機14によりエンジン10を始動してエンジン回転数をロックアップ目標回転数Neupへ向けて制御する。一般的な定格のモータ12を使用した場合、通常、エンジン回転数の上昇に比してモータ12によるリングギヤ回転数Nrの上昇が遅れるため、エンジン回転数が速やかにロックアップ目標回転数Neupに到達し、このロックアップ目標回転数Neupに維持されている状態で、変速機入力回転数Nrがロックアップ目標回転数Neupに到達した時点で、ロックアップクラッチ28が締結されることとなる。   First, in the motor travel until the time Tup at which the lockup clutch 28 is engaged, the drive wheels 20 are driven by the motor 12 and the vehicle speed and the transmission input rotational speed, that is, the rotational speed Nr of the ring gear that is the third gear element. Is gradually increased, the engine 10 is started by the generator 14 and the engine speed is controlled toward the lockup target speed Neup. When a motor 12 having a general rating is used, since the increase in the ring gear rotation speed Nr by the motor 12 is usually delayed as compared with the increase in the engine rotation speed, the engine rotation speed quickly reaches the lockup target rotation speed Neup. The lockup clutch 28 is engaged when the transmission input rotational speed Nr reaches the lockup target rotational speed Neup while maintaining the lockup target rotational speed Neup.

変速機入力回転数Nrの上昇度合いは路面の勾配のような走行負荷に応じて変動する。具体的には、路面の勾配すなわち走行負荷が大きいほど、変速機入力回転数Nrの上昇が緩やかなものとなる。従って、仮に図10(B)に示すように、ロックアップ目標回転数を勾配の低い時(A)と同じ値Neup1としていると、エンジン回転数と変速機入力回転数との偏差ΔNが大きくなり、発電機14の回転数(サンギヤ回転数)Nsが過度に高くなってしまう。一般的に発電機14は回転数が高くなると出力・トルクが大きく低下する傾向にあるために、発電機14の回転数が高くなると、発電機14に要求される定格が大きくなり、大型化や重量増加を招いてしまう。また、ロックアップクラッチ28を締結する時期Tupが遅くなってしまうので、発電機14やモータ12のエネルギー損失が大きくなるとともに、加速応答性が低下する。   The degree of increase in the transmission input rotational speed Nr varies depending on the traveling load such as the road surface gradient. Specifically, as the road surface gradient, that is, the traveling load increases, the increase in the transmission input rotational speed Nr becomes more gradual. Therefore, as shown in FIG. 10B, if the lockup target rotational speed is set to the same value Neup1 as when the slope is low (A), the deviation ΔN between the engine rotational speed and the transmission input rotational speed becomes large. The rotational speed (sun gear rotational speed) Ns of the generator 14 becomes excessively high. In general, the output and torque tend to decrease greatly as the rotational speed of the generator 14 increases. Therefore, when the rotational speed of the generator 14 increases, the rating required for the generator 14 increases, It will increase the weight. In addition, since the timing Tup for fastening the lockup clutch 28 is delayed, the energy loss of the generator 14 and the motor 12 is increased, and the acceleration response is reduced.

これに対して本実施例では、図10(C)に示すように、勾配が大きくなるほど、つまり走行負荷が大きくなるほど、ロックアップ目標回転数Neup2を低く(小さく)している。従って、エンジン回転数と変速機入力回転数との偏差ΔNが低く抑制され、発電機14の回転数Nsの過度な上昇が抑制される。よって、発電機14の出力・定格を低く抑制することが可能で、発電機14の小型化・軽量化が可能である。また、ロックアップクラッチ28を締結する時期Tupが早くなり、エネルギー損失が抑制されるとともに、加速性能が向上する。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 10C, the lockup target rotation speed Neup2 is lowered (smaller) as the gradient increases, that is, as the traveling load increases. Therefore, the deviation ΔN between the engine speed and the transmission input speed is suppressed low, and an excessive increase in the speed Ns of the generator 14 is suppressed. Therefore, the output and rating of the generator 14 can be suppressed low, and the generator 14 can be reduced in size and weight. Further, the timing Tup for fastening the lockup clutch 28 is accelerated, energy loss is suppressed, and acceleration performance is improved.

なお、例えば図10(A)に示すように勾配が小さい状況で、図10(C)に示すように勾配が大きい時と同じようにロックアップ目標回転数Neup2を低く設定すると、エンジン回転数がロックアップ目標回転数Neupに安定して維持される前にリングギヤ回転数Nrがロックアップ目標回転数Neupに到達するおそれがあり、良好にロックアップクラッチ28を締結することができないおそれがある。本実施例では、勾配に応じてロックアップ目標回転数Neupを設定しているために、ロックアップクラッチ28の締結を円滑かつ迅速に行いつつ、発電機14の過度な上昇を抑制することができるのである。   For example, in a situation where the gradient is small as shown in FIG. 10 (A), if the lockup target rotational speed Neup2 is set low as in the case where the gradient is large as shown in FIG. 10 (C), the engine speed is reduced. The ring gear rotation speed Nr may reach the lockup target rotation speed Neup before being stably maintained at the lockup target rotation speed Neup, and there is a possibility that the lockup clutch 28 cannot be properly engaged. In this embodiment, since the lockup target rotational speed Neup is set in accordance with the gradient, the lockup clutch 28 can be tightened smoothly and quickly, and an excessive increase in the generator 14 can be suppressed. It is.

より好ましくは、発電機14のコイル温度やバッテリの充電状態(SOC)によってバッテリ24への入力電力が制限されることがあるので、コイル温度やSOCが高いほどロックアップ目標回転数Neupを低くする。これにより、ロックアップ目標回転数Neupを更に適正化して、さらなる発電機14の小型化・軽量化を図ることができる。   More preferably, the input power to the battery 24 may be limited depending on the coil temperature of the generator 14 and the state of charge (SOC) of the battery. Therefore, the higher the coil temperature and SOC, the lower the lockup target rotation speed Neup. . As a result, the lockup target rotational speed Neup can be further optimized, and the generator 14 can be further reduced in size and weight.

以上の説明より把握し得る本発明の技術思想について以下に列記する。但し、本発明は、参照符号を付した図示実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。   The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above description are listed below. However, the present invention is not limited to the configuration of the illustrated embodiment with reference numerals, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention.

(1)2自由度3要素の差動歯車装置16を備え、
この差動歯車装置の各要素16a,16b,16dの回転数の関係を示す共線図上、両側の要素16a,16bにそれぞれ発電機14と走行用モータ12とを接続し、内側の要素16dにエンジン10を接続し、走行用モータ12が接続されている要素16bを駆動輪20に繋がる動力伝達経路へ連結し、
かつ、各要素を一体化した状態と2自由度を保って回転可能な状態とに切り換えるロックアップクラッチ28を有する。
(1) It includes a differential gear device 16 having two degrees of freedom and three elements,
On the alignment chart showing the rotational speed relationship of each element 16a, 16b, 16d of the differential gear device, the generator 14 and the traveling motor 12 are connected to the elements 16a, 16b on both sides, respectively, and the inner element 16d is connected. The engine 10 is connected to the power transmission path connecting the driving wheel 20 to the element 16b to which the traveling motor 12 is connected,
And it has the lockup clutch 28 which switches the state which integrated each element and the state which can be rotated maintaining 2 degrees of freedom.

車両停車中のエンジン10を停止した状態で発進する際、上記ロックアップクラッチ28を開放した状態で、主として上記走行用モータ12により駆動輪20を駆動するモータ走行を行うモータ走行手段と、
上記モータ走行からエンジン走行への走行切換時に、上記発電機14によりエンジン回転数を所定のロックアップ目標回転数Neupへ向けて制御して、上記ロックアップクラッチ28を締結する走行切換手段と、を有し、
車両発進時の走行負荷に応じて、この走行負荷が大きいほど上記ロックアップ目標回転数Neupを小さくする。
Motor traveling means for performing motor traveling mainly driving the driving wheels 20 by the traveling motor 12 in a state in which the lock-up clutch 28 is released when the vehicle 10 is stopped and the engine 10 is stopped.
Travel switching means for controlling the engine speed toward the predetermined lockup target speed Neup by the generator 14 and fastening the lockup clutch 28 at the time of travel switching from the motor travel to the engine travel; Have
In accordance with the travel load at the start of the vehicle, the lockup target rotation speed Neup is reduced as the travel load increases.

(2)より好ましくは図10に示すように、上記勾配が大きくなるほど上記ロックアップ目標回転数Neupを小さくする。   (2) More preferably, as shown in FIG. 10, the lockup target rotational speed Neup is decreased as the gradient increases.

(3)更に好ましくは、発電機14のコイル温度及びバッテリ24の蓄電量の少なくとも一方が高くなるほど、上記ロックアップ目標回転数Neupを小さくする。   (3) More preferably, the lockup target rotational speed Neup is decreased as at least one of the coil temperature of the generator 14 and the charged amount of the battery 24 increases.

(4)より具体的には図11に示すように、車両発進加速中に上記モータ走行からエンジン走行へ切り換える時に、上記発電機14によりエンジン10を始動してエンジン回転数rNeをロックアップ目標回転数Neupに維持し、上記走行用モータ12によってこの走行用モータに接続する要素の回転数Nrが上記ロックアップ目標回転数Neupに達した時点で、上記ロックアップクラッチ28を締結する。   (4) More specifically, as shown in FIG. 11, when switching from the motor running to the engine running during vehicle start acceleration, the engine 10 is started by the generator 14 and the engine speed rNe is locked to the target rotation. When the rotational speed Nr of the element connected to the traveling motor by the traveling motor 12 reaches the lockup target rotational speed Neup, the lockup clutch 28 is engaged.

(5)典型的には、上記差動歯車装置が遊星歯車機構16であり、上記3つの要素がサンギヤ16a、プラネタリギヤ16cを支持するキャリア18d及びリングギヤ16bである。   (5) Typically, the differential gear device is a planetary gear mechanism 16, and the three elements are a carrier 18d and a ring gear 16b that support a sun gear 16a and a planetary gear 16c.

この場合、図11に示すように、クラッチ締結Tup前のモータ走行中に、エンジン回転数とリングギヤ回転数との偏差ΔNが大きくなるに従って、遊星歯車機構16で連係されている発電機14の回転数が高くなる(図2,3参照)。本発明によれば、路面の勾配に応じてロックアップ目標回転数Neupを変化させることにより、上記の偏差ΔNを抑制して、発電機14の過度な回転数の上昇を抑制することができる。   In this case, as shown in FIG. 11, the rotation of the generator 14 linked by the planetary gear mechanism 16 increases as the deviation ΔN between the engine speed and the ring gear speed increases during the motor travel before the clutch engagement Tup. The number increases (see FIGS. 2 and 3). According to the present invention, by changing the lockup target rotational speed Neup in accordance with the road surface gradient, the deviation ΔN can be suppressed, and an excessive increase in the rotational speed of the generator 14 can be suppressed.

(6)第1回転要素16aと第2回転要素16dと第3回転要素16bとを備える差動歯車装置16と、
上記第1回転要素16aに接続する発電機14と、
上記第2回転要素16dに接続するエンジン10と、
上記第3回転要素16bと駆動輪20との動力伝達経路に設けられる走行用モータ12と、
上記第2回転要素16dと第3回転要素16bとの締結・開放を切り換えるロックアップクラッチ28と、
上記ロックアップクラッチ28を開放した状態で、主として上記走行用モータ12により駆動輪を駆動するモータ走行を行うモータ走行手段(図5)と、
上記ロックアップクラッチ28を締結した状態で、主としてエンジン10により駆動輪を駆動するエンジン走行を行うエンジン走行手段(図8)と、
ロックアップ目標回転数Neupを設定するロックアップ目標回転数設定手段(図8のS21A)と、
上記モータ走行からエンジン走行への走行切換時に、上記発電機14によりエンジン回転数rNeを上記ロックアップ目標回転数Neupへ向けて制御して、上記ロックアップクラッチ28を締結する走行切換手段(図8のS21B,S21C及びS22)と、
路面の勾配を検出する勾配検出手段(勾配検出センサ40)と、を有し、
上記ロックアップ目標回転数設定手段が、上記路面の勾配に応じてロックアップ目標回転数を変化させる(図10参照)。
(6) a differential gear device 16 including a first rotating element 16a, a second rotating element 16d, and a third rotating element 16b;
A generator 14 connected to the first rotating element 16a;
An engine 10 connected to the second rotating element 16d;
A traveling motor 12 provided in a power transmission path between the third rotating element 16b and the drive wheel 20;
A lock-up clutch 28 for switching between fastening and releasing of the second rotating element 16d and the third rotating element 16b;
Motor traveling means (FIG. 5) for performing motor traveling mainly driving the driving wheels by the traveling motor 12 with the lock-up clutch 28 opened;
Engine traveling means (FIG. 8) for performing engine traveling mainly driving the drive wheels by the engine 10 in a state where the lock-up clutch 28 is engaged;
Lockup target rotation speed setting means (S21A in FIG. 8) for setting the lockup target rotation speed Neup;
At the time of travel switching from the motor travel to the engine travel, travel switching means for controlling the engine speed rNe toward the lockup target speed Neup by the generator 14 and fastening the lockup clutch 28 (FIG. 8). S21B, S21C and S22),
Gradient detecting means (gradient detection sensor 40) for detecting the gradient of the road surface,
The lockup target rotation speed setting means changes the lockup target rotation speed in accordance with the road surface gradient (see FIG. 10).

本発明の一実施例に係る車両のトルク制御装置を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating a vehicle torque control device according to an embodiment of the present invention. 本実施例に係る遊星歯車機構の共線図。The alignment chart of the planetary gear mechanism which concerns on a present Example. 同じく本実施例に係る遊星歯車機構の共線図。The alignment chart of the planetary gear mechanism which similarly concerns on a present Example. 本実施例の制御の流れを示すフローチャートの一部。A part of flowchart which shows the flow of control of a present Example. モータ走行モードの処理内容を示す上記フローチャートの一部。A part of the flowchart showing the processing contents of the motor running mode. エンジン走行モードの処理内容を示す上記フローチャートの一部。A part of the flowchart showing the processing contents of the engine running mode. エンジン始動モードの処理内容を示す上記フローチャートの一部。A part of the flowchart showing the processing contents of the engine start mode. 遊星固定モードの処理内容を示す上記フローチャートの一部。A part of the flowchart showing the processing contents of the planetary fixed mode. 遊星差動モードの処理内容を示す上記フローチャートの一部。A part of the flowchart showing the processing contents of the planetary differential mode. ロックアップ目標回転数の設定マップの一例。An example of the setting map of lockup target rotation speed. モータ走行からエンジン走行へ切り換える車両加速時のタイムチャート。The time chart at the time of the vehicle acceleration which switches from motor driving | running | working to engine driving | running | working.

符号の説明Explanation of symbols

10…エンジン
12…走行用モータ
14…発電機
16…遊星歯車機構(差動歯車装置)
16a…サンギヤ(第1回転要素)
16b…リングギヤ(第3回転要素)
16d…キャリア(第2回転要素)
18…無段変速機
20…駆動輪
24…バッテリ
28…ロックアップクラッチ
40…勾配検出センサ(勾配検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine 12 ... Motor for driving | running | working 14 ... Generator 16 ... Planetary gear mechanism (differential gear apparatus)
16a ... Sun gear (first rotating element)
16b ... Ring gear (third rotating element)
16d ... Carrier (second rotating element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Continuously variable transmission 20 ... Drive wheel 24 ... Battery 28 ... Lock-up clutch 40 ... Gradient detection sensor (gradient detection means)

Claims (4)

2自由度3要素の差動歯車装置を備え、
この差動歯車装置の各要素の回転数の関係を示す共線図上、両側の要素にそれぞれ発電機と走行用モータとを接続し、内側の要素にエンジンを接続し、走行用モータが接続されている要素を駆動輪に繋がる動力伝達経路へ連結し、
かつ、各要素を一体化した状態と2自由度を保って回転可能な状態とに切り換えるロックアップクラッチを有するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
車両停車中のエンジンを停止した状態で発進する際、上記ロックアップクラッチを開放した状態で、主として上記走行用モータにより駆動輪を駆動するモータ走行を行うモータ走行手段と、
上記モータ走行からエンジン走行への走行切換時に、上記発電機によりエンジン回転数を所定のロックアップ目標回転数へ向けて制御して、上記ロックアップクラッチを締結する走行切換手段と、を有し、
上記走行切換手段は、車両発進加速中に上記モータ走行からエンジン走行へ切り換える時に、上記発電機によりエンジンを始動してエンジン回転数をロックアップ目標回転数に維持し、上記走行用モータにより、この走行用モータに接続する差動歯車装置の要素の回転数が上記ロックアップ目標回転数に達した時点で、上記ロックアップクラッチを締結し、
車両発進時の走行負荷に応じて、この走行負荷が大きいほど上記ロックアップ目標回転数を小さくすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
A two-degree-of-freedom three-element differential gear device,
On the collinear chart showing the relationship between the rotational speeds of each element of this differential gear unit, the generator and traveling motor are connected to the elements on both sides, the engine is connected to the inner element, and the traveling motor is connected Connected to the power transmission path connected to the drive wheels,
And in the drive control device of a hybrid vehicle having a lock-up clutch that switches between a state in which each element is integrated and a state in which it can rotate while maintaining two degrees of freedom,
Motor traveling means for performing motor traveling mainly driving the driving wheels by the traveling motor in a state in which the lock-up clutch is released when starting with the engine stopped when the vehicle is stopped;
Travel switching means for controlling the engine speed toward a predetermined lockup target rotational speed by the generator and fastening the lockup clutch at the time of travel switching from the motor travel to the engine travel;
The travel switching means starts the engine by the generator and maintains the engine speed at the lock-up target rotational speed when switching from the motor travel to the engine travel during vehicle start acceleration, and the travel motor When the rotational speed of the element of the differential gear device connected to the traveling motor reaches the lockup target rotational speed, the lockup clutch is engaged,
A drive control apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that the lockup target rotational speed is decreased as the traveling load increases in accordance with the traveling load at the time of starting the vehicle.
路面の勾配を検出する勾配検出手段を有し、
上記勾配が大きくなるほど上記ロックアップ目標回転数を小さくすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
Having a slope detecting means for detecting the slope of the road surface;
2. The drive control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the lockup target rotational speed is decreased as the gradient increases.
上記発電機のコイル温度及びバッテリの蓄電量の少なくとも一方が高くなるほど、上記ロックアップ目標回転数を小さくすることを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。   3. The drive control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the lockup target rotation speed is decreased as at least one of the coil temperature of the generator and the amount of electricity stored in the battery increases. 上記差動歯車装置が遊星歯車機構であり、上記3要素がサンギヤ、プラネタリギヤを支持するキャリア、及びリングギヤであることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。 A said differential gear unit is a planetary gear mechanism, the three elements a sun gear, a carrier for supporting the planetary gears, and a drive control apparatus for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ring gear .
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