JP2001057706A - 車両の駆動装置 - Google Patents
車両の駆動装置Info
- Publication number
- JP2001057706A JP2001057706A JP11225674A JP22567499A JP2001057706A JP 2001057706 A JP2001057706 A JP 2001057706A JP 11225674 A JP11225674 A JP 11225674A JP 22567499 A JP22567499 A JP 22567499A JP 2001057706 A JP2001057706 A JP 2001057706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- torque
- motor
- control
- generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 34
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 22
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 8
- 230000007659 motor function Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 10
- 101150109471 PID2 gene Proteins 0.000 abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 6
- 101000609957 Homo sapiens PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Proteins 0.000 abstract description 4
- 102100039157 PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Human genes 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 28
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 21
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 14
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 11
- 238000001824 photoionisation detection Methods 0.000 description 8
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 101100190462 Caenorhabditis elegans pid-1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 229910018056 Ni-H2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- PYZLRNMGUBDIHK-UHFFFAOYSA-N molecular hydrogen;nickel Chemical compound [Ni].[H][H] PYZLRNMGUBDIHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 102100034542 Acyl-CoA (8-3)-desaturase Human genes 0.000 description 1
- 101000848239 Homo sapiens Acyl-CoA (8-3)-desaturase Proteins 0.000 description 1
- 101001125854 Homo sapiens Peptidase inhibitor 16 Proteins 0.000 description 1
- 101000701902 Homo sapiens Serpin B4 Proteins 0.000 description 1
- 102100029324 Peptidase inhibitor 16 Human genes 0.000 description 1
- 102100030326 Serpin B4 Human genes 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
タによる発電を効率良く行う車両の駆動装置の提供。 【解決手段】 PID1は、車速Vに基づいて算出され
たエンジン1の出力軸の目標回転数Nebと、エンジン
回転数センサ102により検出されたエンジン1の出力
軸の実際の回転数Neとの偏差に基づいて算出したジェ
ネレータ・モータ(G・M)4のトルク指令値Gtを、
G・M4の動作を制御するインバータ20と、PID2
とに対して出力する。PID2は、当該トルク指令値G
tと、バッテリ3の充電状態(SOC)及び/またはエ
ンジン1の水温に応じたG・M4のトルク指令値Gtの
目標値Gtbとの偏差に基づいて算出したスロットルバ
ルブ104の開度指令値TVtを出力する。
Description
関し、例えばエンジンや電気モータ等の駆動源を併用す
るハイブリッド車両、或いは停車中は自動的にエンジン
が停止するアイドリングストップ車両等の駆動装置に関
する。
分野においては、駆動源としてエンジンと電気モータと
を併用するハイブリッド車両や、所謂アイドリングスト
ップ車両、即ちアクセルペダル(以下、アクセルと称す
る)が踏み込まれていないとき(以下、本願では、この
状態をアクセルの全閉時と称する)にはエンジンを自動
的に停止させると共に、その後、アクセルが踏み込まれ
たときには始動用の電気モータによってエンジンを自動
的に始動させ、その後、自動変速機のクラッチをエンジ
ンの出力軸と車輪とが接続されるように制御する車両の
制御方法が提案されている。
方法として、例えば特開平6−233411号には、車
両(車輪)の駆動軸の目標トルクと、エンジンの燃焼運
転によって実際に発生させている回転トルクとの偏差に
応じて、エンジンの制御量と走行用のモータの制御量と
が補正されるようにフィードバック制御を行うと共に、
そのフィードバック制御を実行するときには、エンジン
の出力変動を抑制すべく、エンジンの制御量を算出する
際のフィードバックゲインを小さくする制御方法が提案
されている。
行中の振動を抑制すべく、エンジンの制御量に対するフ
ィードバック制御を行っているが、一般に、フィードバ
ック制御の制御周期と比較してエンジンの応答性はかな
り遅いため、フィードバックゲインの設定値と偏差との
状況によっては制御が良好に行えない可能性が有る。
エンジンの出力軸と車輪の駆動軸とを締結させるときに
発生する振動を抑制すべく、エンジンの始動と発電を行
うジェネレータ・モータに所定の条件に応じた特性で反
力トルクを発生させる制御方法が提案されている。
ドリングストップ車両においては、エンジンの出力軸と
車輪の駆動軸との締結・開放動作が従来のエンジン駆動
の自動車と比較して頻繁に行われることになるため、上
記従来例においては、バッテリの消耗が予想されると共
に、蓄電量が十分でないときには制御が成立しないこと
が予想される。
ジェネレータ・モータによる発電を効率良く行う車両の
駆動装置の提供を目的とする。
め、本発明に係る車両の駆動装置は、以下の構成を特徴
とする。
回転させる第1回転トルクを発生するエンジンと、その
第1回転トルクを用いて発電するジェネレータ機能及び
バッテリやパワーコンデンサからの供給電力によって該
エンジンの燃焼運転を始動させる第2回転トルクを発生
するモータ機能を備えるジェネレータ・モータとを備え
る車両(例えば、ハイブリッド車両やアイドリングスト
ップ車両等)の駆動装置であって、設定された目標トル
クを前記駆動軸に出力すべく、その目標トルクに関する
値と検出した実トルクに関する値との偏差に基づいて前
記第1回転トルク及び第2回転トルクのフィードバック
制御を行う第1の制御系と、前記ジェネレータ・モータ
による目標発電量に関する値に基づいて該第1の制御系
により算出された前記第1回転トルクの制御出力を補正
する第2の制御系とを含む制御手段を備えることを特徴
とする。
前記駆動軸に対して締結・開放可能であって、前記制御
手段は、前記エンジンを始動させた後、前記実トルクに
関する値である前記エンジンの出力軸の回転数が前記目
標トルクに関する値である目標回転数となるように前記
第1の制御系による回転数制御を行うと共に、それら回
転数が略一致したときに、前記エンジンの出力軸と前記
駆動軸とを締結させると良い。
ジンを始動させてから所定時間経過後に前記ジェネレー
タ・モータに前記第1回転トルクを用いて発電させるべ
く、前記第2の制御系に対して、前記目標発電量に関す
る値を設定すると良い。
ジンを始動させてから前記所定時間が経過するまでは所
定トルクによるフィードフォワード制御を行い、前記所
定時間経過後には前記実トルクに関する値である前記エ
ンジンの出力軸の回転数と、前記目標トルクに関する値
である目標回転数との偏差に基づくフィードバック制御
を行うように、前記第1の制御系を制御すると良い。
発電量に関する値を設定するに際して、前記所定時間が
経過する前と比較して経過後の値を大きく設定すると良
い。
からの供給電力によって前記駆動軸を回転させる第3回
転トルクを発生する走行モータを備える場合に、前記制
御手段は、前記目標回転数を、前記第3回転トルクを用
いた走行中における前記駆動軸の回転数に基づいて設定
すると良い。
性に優れ、且つジェネレータ・モータによる発電を効率
良く行う車両の駆動装置の提供が実現する。
性には優れるものの回転トルクが弱いジェネレータ・モ
ータと、制御応答性には劣るものの大きな回転トルクを
発生可能なエンジンとを効率良く併用することができる
と共に、(前記目標発電量に関する値で表されるバッテ
リの蓄電量が少ないとき等には、エンジンの回転トルク
を大きく補正することにより:請求項2、請求項1
0)、ジェネレータ・モータによる発電を効率良く行う
ことができる。
締結時のトルクショックを抑制し、スムーズな加速を実
現することができる。
ば、例えばバッテリの蓄電量が少ないときであってもエ
ンジンを確実に始動させることができると共に、クラッ
チ締結時のトルクショックを抑制することができる。
ば、例えばバッテリの蓄電量が少ないときであってもエ
ンジンを確実に始動させることができる。
ータ・モータによるエンジンの始動とバッテリへの充電
とを適切に行うことができる。
行用の走行モータを備えるハイブリッド車両において、
ジェネレータ・モータとエンジンとを効率良く併用する
ことができる。
置を、ハイブリッド車両に適用した実施形態として、図
面を参照して詳細に説明する。
車両の駆動装置を実施可能な、ハイブリッド車両の全体
構成例について概説する。
ッド車両の機械的構成を例示すブロック図である。
ブリッド車両は、駆動力を発生するためのパワーユニッ
トとして、車両前方のエンジンルーム内に、鉛蓄電池や
Ni−H2(ニッケル水素)電池、或いはパワーコンデ
ンサが使用されるバッテリ3から供給される電力により
駆動される走行モータ(トラクションモータ)2と、ガ
ソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン
1とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じ
て、走行モータ2のみによる走行、エンジンのみによる
走行、或いは走行モータ2及び/またはジェネレータ・
モータ(G・M)4とエンジン1の双方による走行とが
実現される。
てクラッチ6の締結により自動変速機(AT)7に駆動
力を伝達する。自動変速機7は、エンジン1から入力さ
れた駆動力を走行状態に応じて(或いは運転者の操作に
より)所定のトルク及び回転数に変換して、ギヤトレイ
ン11及び差動機構8を介して駆動輪9、10に伝達す
る。また、エンジン1は、バッテリ3を充電するために
ジェネレータ・モータ4を駆動する。尚、本実施形態で
は、エンジン1の燃焼を制御する際の空燃比を、所謂理
論空燃比λ=1とする。
る電力により駆動され、ギアトレイン11を介して駆動
輪9、10に駆動力を伝達する。
ジン1により駆動されてバッテリを充電するが、エンジ
ン始動時にはバッテリ3からの供給電力によってエンジ
ン1をクランキングさせたり、急加速時にエンジン1を
介して車輪9、10に駆動力を伝達させることができ
る。
室内に直接燃料を噴射する、所謂直噴式や、或いは、エ
ンジン始動時のポンピングロスを低減可能な、所謂可変
バルブタイミング式の低燃費ガソリンエンジンが搭載さ
れ、エンジン1の始動性を向上させている。
タ4には、例えば三相同期電動機が使用される。
は、CPU、ROM、RAM、インターフェース回路及
びインバータ回路等からなり、走行モータ2やエンジン
1の出力トルクや回転数等の制御、後述する本実施形態
における特徴的な動作制御等を行うと共に、それらの制
御が実現するようにエンジン1を制御すべく、点火時期
や燃料噴射量等の制御を行う。
時にジェネレータ・モータ4にて発電された電力を、走
行モータ2に供給したり、バッテリ3に充電させるよう
に、ジェネレータ・モータ4に通電する電流の位相制御
を行う。
におけるエンジン1、ジェネレータ・モータ4、走行モ
ータ2及びバッテリ3の制御について説明する。尚、図
10において「力行」とは駆動トルクを出力している状
態を意味する。
応じたECUによるエンジン、ジェネレータ・モータ、
走行モータ、並びにバッテリに対する制御を説明する図
である。
おいては、エンジン1、ジェネレータ・モータ4、走行
モータ2は停止される。但し、エンジン1は、冷間時と
バッテリ蓄電量低下時に運転され、ジェネレータ・モー
タ4は、エンジン運転中にはそのエンジンの回転トルク
を利用する発電機として機能し、そのときジェネレータ
・モータ4によって発電された電力はバッテリ3に充電
される。
緩発進時においては、図10に示すように、エンジン
1、ジェネレータ・モータ4は停止され、走行モータ2
が駆動トルクを出力する。
に示すように、ジェネレータ・モータ4と走行モータ2
とが駆動トルクを出力し、エンジン1は始動後高出力で
運転される。このとき、バッテリ3は、ジェネレータ・
モータ4と走行モータ2とに放電する。
ては、図10に示すように、ジェネレータ・モータ4が
エンジン1をクランキングするために駆動トルクを出力
してエンジン1が起動される。このとき、バッテリ3
は、ジェネレータ・モータ4に放電する。
(踏み込み量)が比較的小さい定常低負荷走行時におい
ては、図10に示すように、エンジン1、ジェネレータ
・モータ4は停止され、走行モータ2が駆動トルクを出
力する。このとき、バッテリ3は、走行モータ2に放電
する。但し、エンジン1は、冷間時とバッテリ蓄電量低
下時とに運転され、ジェネレータ・モータ4は、エンジ
ン運転中にはそのエンジンの回転トルクを利用する発電
機として機能し、そのときジェネレータ・モータ4によ
って発電された電力はバッテリ3に充電される。
上記の「定常低負荷走行時」と比較してやや大きい定常
中負荷走行時においては、図10に示すように、走行モ
ータ2は無出力とされ、エンジン1は高効率領域で運転
される。このとき、バッテリ3は、走行モータ2には放
電せず、ジェネレータ・モータ4は、高効率領域で運転
中のエンジン1の回転トルクを利用する発電機として機
能し、そのときジェネレータ・モータ4によって発電さ
れた電力はバッテリ3に充電される。
上記の「定常中負荷走行時」と比較して大きい定常高負
荷走行時においては、図10に示すように、エンジン1
は高出力運転され、ジェネレータ・モータ4と走行モー
タ2とが車輪駆動軸に対して回転トルクを出力する。こ
のとき、バッテリ3は、ジェネレータ・モータ4と走行
モータ2とに放電する。但し、ジェネレータ・モータ4
は、バッテリ蓄電量低下時はバッテリ3を充電する。
が急激に踏み込まれた急加速時においては、図10に示
すように、エンジン1は高出力運転され、ジェネレータ
・モータ4と走行モータ2とが走行のために回転トルク
を出力する。このとき、バッテリ3は、ジェネレータ・
モータ4と走行モータ2とに放電する。
いてアクセルの開度量が全閉状態となった減速時におい
ては、図10に示すように、エンジン1及びジェネレー
タ・モータ4は停止され、走行モータ2は、車両が惰性
走行することにより車輪駆動軸を回転させるトルクによ
って発電する発電機として機能し、これにより発生した
回生電力は、バッテリ3を充電する。
照して、本実施形態にて適用可能なハイブリッド車両の
走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
発進及び低速走行時には、ECU100は走行モータ2
のみを駆動させ、この走行モータ2による駆動力をギア
トレイン11を介して駆動輪9、10に伝達する。ま
た、発進後の低速走行時においても走行モータ2による
走行となる。
いて、ECU100は、上記の走行モータ2による低速
走行状態からエンジン1を始動させた後でクラッチ6を
締結させ、エンジン1の出力軸の回転トルクを、ギアト
レイン11を介して駆動輪9、10に駆動力を伝達させ
る、或いは、急加速が要求されているときには、クラッ
チ6を締結させた後も引き続き走行モータ2を駆動する
ことにより、エンジン1と走行モータ2とによる駆動力
を併せて駆動輪9、10に伝達する。
行時には、ECU100は、エンジン1のみを駆動さ
せ、エンジン1からギアトレイン11を介して駆動輪
9、10に駆動力を伝達する。定常走行とは、エンジン
回転数が2000〜3000rpm程度の最も高効率と
なる領域を使用する走行形態である。
は、クラッチ6を解放して、駆動輪9、10の駆動力が
ギアトレイン11を介して走行モータ2に伝達され、こ
れにより走行モータ2が回生した電力がバッテリ3が充
電される。
に、定常走行&充電時には、クラッチ6を締結して、エ
ンジン1からギアトレイン11を介して駆動輪9、10
に駆動力が伝達されると共に、エンジン1はジェネレー
タ・モータ4を駆動してバッテリ3を充電する。
は、クラッチ6を解放してエンジン1から自動変速機7
に駆動力が伝達されないようにし、エンジン1はジェネ
レータ・モータ4を駆動してバッテリ3を充電する。
ちバッテリ3がジェネレータ・モータ4を駆動するのに
十分な蓄電量を有するときには、ECU100はバッテ
リ3からジェネレータ・モータ4へ電力を供給し、ジェ
ネレータ・モータ4はエンジン1をクランキングさせ
る。
ド車両においては、クラッチ6を用いて制御したが、こ
の方式に限られるものではなく、自動変速機7のN(ニ
ュートラル)レンジと、D(ドライブ)レンジとの遷移
を制御することによって同様のクラッチ機能を実現して
も良い。
は、本実施形態に適用可能なハイブリッド車両の電気的
構成を示すブロック図である。
速Vを検出する車速センサ101からの信号、エンジン
1の出力軸回転数Neを検出するエンジン回転数センサ
102からの信号、エンジン1に供給される電圧を検出
する電圧センサ103からの信号、ドライバによるアク
セルペダルの開度(踏み込み量)を検出するアクセル開
度センサ104からの信号、ガソリン残量センサ105
からの信号、バッテリ3の蓄電残量を検出する蓄電残量
センサ106からの信号、セレクトレバーによるシフト
レンジを検出するシフトレンジセンサ107からの信
号、エンジン1を冷却水の温度を検出する水温センサ1
08からの信号、エンジンのクランク角度を検出するク
ランク角度センサ109からの信号が入力され、更にそ
の他センサとして自動変速機4の作動油温度を検出する
油温センサからの信号等が入力される。
信号に基づいて、ECU100は、車両の運転状態に関
するデータ、車速、エンジン回転数、電圧、ガソリン残
量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系統
等をLCD等の表示部13に表示させる。
信号に基づいて、エンジン1のスロットルバルブ11
0、インジェクタ111、ディストリビュータ112及
びEGRバルブ113に対して制御信号を出力すること
により、図10、並びに図2乃至図7を参照して上述し
た各走行動作に応じて、エンジン1の点火時期や燃料噴
射量の制御等を行うと共に、走行モータ2への供給電力
量やジェネレータ・モータ4への供給電力量や発電量の
制御等を行う。
ド車両の全体構成について説明したが、本実施形態に係
るハイブリッド車両の駆動装置は、走行モータ2による
走行中にエンジン1の燃焼運転を開始させ、そのエンジ
ンの回転トルクを用いて走行を開始するまでの制御処
理、即ち上記の[定常低負荷走行時]から[定常中負荷
走行時]、或いは[発進&低速走行時](図2)から
[加速時](図3)に制御が遷移する際の制御方法に特
徴を有する。このため、上述した各走行動作(運転モー
ド)を実現するためにECU100の不図示のCPUが
実行する制御処理については、一般的な制御ロジックを
採用するものとし、本実施形態における詳細な説明は省
略し、以下の説明においては、本実施形態に係る特徴的
な動作制御処理について説明する。
ド車両の駆動装置の制御系の構成を示すブロック図であ
り、ECU100の不図示のCPUが実行する制御の構
成を示す。
(積分項)、そしてD(微分項)を制御ゲインとするP
ID1を含むフィードバックループと、PID2を含む
フィードバックループとからなる2重フィードバックル
ープを構成している。
とによって走行モータ2による車両の走行が開始された
後の車速Vに基づいて算出されたエンジン1の出力軸の
目標回転数Nebと、エンジン回転数センサ102によ
り検出されたエンジン1の出力軸の実際の回転数Neと
の偏差が入力される。目標回転数Nebは、所定の演算
式を用いて、車速Vとその時点におけるギヤ比に応じて
算出すれば良い。そして、PID1は、当該偏差に応じ
て算出した制御量として、ジェネレータ・モータ4のト
ルク指令値Gtを、ジェネレータ・モータ4の動作を制
御するインバータ20と、PID2とに対して出力す
る。
電力を用いて、PID1によって設定されるトルク指令
値Gtに応じた3相交流電圧を、ジェネレータ・モータ
4に印加する。これにより、ジェネレータ・モータ4は
駆動され、エンジン1をクランキングさせることができ
る。また、インバータ20は、ECU100の制御によ
り、ジェネレータ・モータ4に3相交流電圧を印加する
に際して、その交流電圧の位相をジェネレータ・モータ
に発生する逆起電力の位相に対して連続的に変更するこ
とができ、その交流電圧の位相を当該逆起電力の位相に
対して進めたときに、ジェネレータ・モータ4は、エン
ジン1を回転させる電動機として動作し、遅らせたとき
にはバッテリ3に蓄電する発電機として動作する。
されるトルク指令値Gtと、バッテリ3の充電状態(St
ate Of Charge :SOC)及び/またはエンジン1の水
温に応じたジェネレータ・モータ4のトルク指令値Gt
の目標値Gtbとの偏差が入力される。そして、PID
1は、スロットルバルブ104(好ましくは電気式のス
ロットルバルブ)の開度の調整を行うべく、当該偏差に
応じて算出した制御量としてスロットル開度指令値TV
tを出力する。
ルクGtbを設定するに際して、エンジン1の水温を考
慮するのは、エンジン1の水温が低いときには、ジェネ
レータ・モータ4を発電側に設定することにより、燃焼
運転を開始したエンジン1に負荷を与え、これにより、
なるべく早く水温(及びエンジン自体)を最適な温度に
するためである。また、SOCを考慮するのは、バッテ
リ3の蓄電量が少ないときには、ジェネレータ・モータ
4を発電側に設定すると共に、エンジン1の回転トルク
を大きくすることにより、バッテリ3の蓄電量を迅速に
復旧させるためである。後述する制御処理では、水温と
目標トルクGtbとの関係、SOCと目標トルクGtb
との関係をそれぞれLUT(テーブル)を参照すること
により求める。
ECU100の具体的な制御処理について、図12乃至
図16を参照して説明する。
車両の駆動装置によるエンジン始動時の動作を説明する
図である。
モータ2のみによる低速走行中に加速が要求されること
により、図2に示すようにエンジン回転数の目標値Ne
bの傾きが正に設定されているときに、停止しているエ
ンジン1を始動させてから出力軸の回転数Neを当該目
標値Nebに一致させると共にクラッチ6を締結させる
までの期間(図12に示すt0からt3)において、E
CU100によってエンジン1の回転数を直接制御する
のではなく、エンジンと比較してロバスト性に優れ、且
つ制御が容易なジェネレータ・モータ4の回転数制御に
より、当該目標値Nebにエンジン1の出力軸回転数N
eを一致させる。
御により、エンジン1の出力軸回転数Neを上昇させる
に際しては、その出力軸回転数Neが目標値Nebに迅
速に整定するように、ジェネレータ・モータ4のトルク
指令値Gtの算出方法を、エンジン1が燃焼を開始する
までの期間と、開始後の期間とで変更する。より具体的
には、図11に示したPID1及びPID2において、
ジェネレータ・モータ4を始動させてからエンジン1が
燃焼を略開始するまでの期間(図12に示すt0からt
1)は、車輪駆動軸の回転数(車速V)に応じた目標値
Nebに応じたフィードフォワード制御を行い、エンジ
ン1が燃焼運転を開始後の期間(図12に示すt1から
t3)は、出力軸回転数Neと目標値Nebとの偏差に
基づくフィードバック制御を行う。
る期間においては、ジェネレータ・モータ4による発電
を行わずに当該モータをエンジン1を始動させることに
だけに使用する。即ち、この期間におけるジェネレータ
・モータ4による発電量は0である。これにより、バッ
テリ3の蓄電量が少ない場合等においてもエンジン1を
確実に点火(始動)させる。また、フィードバック制御
を行っている期間においては、バッテリ3の蓄電量が少
ない場合にはスロットル開度指令値TVtを大きめに出
力することによってエンジン1の回転トルクを高め、ジ
ェネレータ・モータ4の負担を軽減することにより、バ
ッテリ3の消耗を抑制する。
目標値Nebに対してエンジン出力軸の回転数Neを同
期させるに際して、ジェネレータ・モータ4によるエン
ジン1のクランキング開始後t1(例えば0.2mse
c位)のタイミングでフィードバック制御を開始する理
由を説明する。
ンの機械的な構造に起因する制御出力に対する応答の遅
れが大きく含まれるため、制御動作の切り替えタイミン
グを適当なタイミングで早めに設定しないと、その制御
応答の遅れによる偏差に対して所謂PID制御における
積分(I)動作が大きく影響することにより、エンジン
出力軸の回転数にオーバーシュートを招くという理由
と、クランキングが開始されてもエンジンが完爆してい
ないタイミング、即ちエンジンの回転トルクを検出でき
ていないタイミングでフィードバック制御を開始したと
きには、ジェネレータ・モータ及び走行モータに対して
大きな負担(負荷)がかかってしまい、バッテリも早く
消耗してしまうという理由からである。
の、ECU100のCPU(不図示)が実行するソフト
ウエアについて、図13乃至図16を参照して説明す
る。
ハイブリッド車両の駆動装置における制御処理を示すフ
ローチャートである。
して説明した各種センサの検出信号を入手する。
よる所望のアクセル操作等に応じて、当該ハイブリッド
車両を走行させる要求トルクTrを設定し(ステップS
2)、その設定された要求トルクTrに応じて上述した
何れかの運転モード(走行動作)を設定する(ステップ
S3)と共に、その設定された運転モードに応じたエン
ジン目標(要求)トルクEb、走行モータ目標(要求)
トルクMb、並びにジェネレータ・モータ目標(要求)
トルクGbを設定する(ステップS4)。
ジン1の出力軸が出力すべき回転トルクである。走行モ
ータ目標(要求)トルクMbは、走行モータ2の出力軸
が出力すべき回転トルクである。そして、ジェネレータ
・モータ目標(要求)トルクGbは、ジェネレータ・モ
ータ4の出力軸が出力すべき回転トルクである。
トルクEb、走行モータ目標トルクMb、並びにジェネ
レータ・モータ目標トルクGbの設定処理については、
一般的な方法を採用するものとし、本実施形態における
詳細な説明は省略する。
たエンジン目標トルクEbが0より大きいか否かを判断
し、NO(Eb≦0)のときにはステップS6に進み、
YES(Eb>0)のときにはステップS7に進む。
はエンジン1による車輪駆動軸の駆動は必要無いと判断
したので、エンジン1を停止させる。
1による車輪駆動軸の駆動が要求されていると判断した
ので、現時点においてクラッチ6が締結されているか否
かを判断し、YES(クラッチ締結中)のときにはステ
ップS8に進み、NO(クラッチ開放中)のときにはス
テップS11に進む。
締結中と判断されたため、現時点においてエンジン1は
燃焼運転中であり、且つエンジン1が出力する回転トル
クによって当該ハイブリッド車両は走行中(停車を含
む)である。このため、ドライバの所望のアクセル操作
に応じて、一般的な手法により、スロットル開度指令値
TVt、燃料量Pt、並びに点火時期θを設定すると共
に、それら設定された制御パラメータに応じてエンジン
1の燃焼運転を実行(継続)する。
クMbを、走行モータ2のトルク指令値Mtに代入する
と共に、現在のジェネレータ・モータ目標トルクGb
を、ジェネレータ・モータ4のトルク指令値Gtに代入
する。
した(完爆した)ことを表わすエンジン始動判断フラグ
F1と、クラッチ6を締結させて良いか否かを表わすク
ラッチ接続可否判断フラグF2とを0にリセットし、ス
テップS18に進む。
ン1による車輪駆動軸の駆動が要求されており、且つス
テップS7にてクラッチ開放中と判断されたため、エン
ジン1を始動させると共にエンジン回転数Neを上昇さ
せ、クラッチ6を締結させる必要が有る。そこで、本ス
テップでは、エンジン始動判断フラグF1が0であるか
を判断し、YES(F1=0)のときには、エンジン1
を始動させると共にエンジン回転数Neを上昇させるフ
ィードフォワード制御を行うべくステップS12以降の
処理に進み、NO(F1=1)のときには、エンジン1
が着火した状態であるため、クラッチ6をスムーズに締
結させるフィードバック制御を行うべくステップS21
以降の処理に進む。
ン1を始動させるべく、例えば図15に示すテーブル
(マップ)を参照することにより、ジェネレータ・モー
タ4のトルク指令値Gtとスロットル開度指令値TVt
とを設定する(ステップS12)と共に、燃料量Pt及
び点火時期θを設定する。
エンジン回転数Neが予め記憶されている所定の回転数
(例えば、着火回転数)Ne1より大きくなったか否か
を判断し(ステップS14)、YES(Ne>Ne1)
のときにはエンジン1が燃焼を開始したと判断できるた
めエンジン始動判断フラグF1を1にセットしてからス
テップS16に進み、NOのときにはまだエンジン1が
燃焼を開始していないためF1=0のままステップS1
6に進む。
サやイオンプラグセンサにより検出可能なエンジン1の
点火状態、或いはエンジン1の回転数等を検出し、その
検出結果に基づいてエンジントルクの変動を判断するこ
とにより、エンジン1が着火しているか否かを実際に検
出しても良い。
れたジェネレータ・モータ4のトルク指令値Gt及びス
ロットル開度指令値TVtを、PID制御で使用する積
分(I)項ΣNe及び積分(I)項ΣGtに代入する。
=1と判断されたため、車速Vと現在の自動変速機7の
ギヤ比とに応じたエンジン回転数の目標値Nebを設定
する。ここで、エンジン出力軸の目標回転数Nebは、
例えば、目標回転数Neb=現在の車速V×現在のギヤ
比R÷(タイヤ有効半径r×0.12π)なる関係式よ
り算出すれば良い。
ック制御を行うべく、PID制御で使用する比例(P)
項及び微分(D)項とを算出する。即ち、エンジン回転
数の目標値Nebとエンジン回転数Neとの差分ΔNe
を算出すると共に、その差分ΔNeから前回の制御周期
におけるエンジン回転数Neoを差し引くことにより、
微分(D)項dNeを算出する。また、今回の制御周期
で算出した当該ΔNeを、新たなエンジン回転数Neo
として代入する。
蓄電残量センサ106の検出信号に基づいて、一般的な
手法により、現時点におけるバッテリ3の充電状態SO
Cを求める。
は図16(b)に示すテーブル(マップ)を参照するこ
とにより、ジェネレータ・モータ4のトルク指令値Gt
の目標値Gtbを設定する。ここで、図16(a)及び
図16(b)に例示するテーブルにおいて、当該目標値
Gtbが正(+)の値の場合はジェネレータ・モータ4
がエンジン1の出力軸を駆動することを表し、負(−)
の値の場合はジェネレータ・モータ4がエンジン1の回
転トルクによって発電を行うことを表す。このジェネレ
ータ・モータ4の動作制御は、ECU100より当該目
標値Gtbを表わす制御信号をインバータ20に設定
し、インバータ20は、その設定された制御信号に応じ
てジェネレータ・モータ4に通電する電流の位相制御に
より実現すれば良い。尚、インバータを利用した三相電
動機の位相制御は現在では一般的であるため、本実施形
態における詳細な説明は省略する。
のフィードバック制御を行うべく、PID制御で使用す
る比例(P)項及び微分(D)項とを算出する。即ち、
ステップS24で設定されたジェネレータ・モータ4の
目標値Gtbとトルク指令値Gtとの差分ΔGtを算出
すると共に、その差分ΔGtから前回の制御周期におけ
るトルク指令値Gtoを差し引くことにより、微分
(D)項dGtを算出する。また、今回の制御周期で算
出した当該ΔGtを、新たなトルク指令値Gtoとして
代入する。
項ゲインIe1と、ステップS22にて算出した差分Δ
Neとの積を算出すると共に、その算出した積に、現在
設定されている積分(I)項ΣNeを加算することによ
り、新たな積分(I)項ΣNeを算出する。
の積分項ゲインIg1と、ステップS25にて算出した
差分ΔGtとの積を算出すると共に、その算出した積
に、現在設定されている積分(I)項ΣGtを加算する
ことにより、新たな積分(I)項ΣGtを算出する。
項ゲインPe1とステップS22にて算出した差分ΔN
eとの積を算出し、エンジン1の所定の微分項ゲインD
e1とステップS22にて算出した微分(D)項dNe
との積を算出し、これら算出した積の和にステップS2
6にて算出した積分(I)項ΣNeを加算することによ
り、エンジン1を制御すべく今回の制御周期においてス
ロットルバルブ104に出力すべきスロットル開度指令
値TVtを算出する。
のの所定の比例項ゲインPg1とステップS25にて算
出した差分ΔGtとの積を算出し、ジェネレータ・モー
タ4の所定の微分項ゲインDg1とステップS25にて
算出した微分(D)項dGtとの積を算出し、これら算
出した積の和にステップS27にて算出した積分(I)
項ΣGtを加算することにより、ジェネレータ・モータ
4の回転を制御すべく今回の制御周期においてインバー
タ20に出力すべきトルク指令値Gtを算出する。
れたスロットル開度指令値TVtに基づいて、燃料量P
t及び点火時期θを設定する。
ラグF2が1であるかを判断し、YES(F2=1)の
ときにはステップS32に進み、NO(F2=0)のと
きにはステップS36に進む。
eがエンジン回転数の目標値Nebに一致したか否かを
判断し、NO(Ne<Neb)のときにはまだエンジン
1の出力軸の回転数が少ないためステップS17に進
み、YES(Ne=Neb)のときにはステップS33
に進む。
プS32にてエンジン回転数Neがエンジン回転数の目
標値Nebに一致したと判断したので、クラッチ接続可
否判断フラグF2=1にセットする(ステップS33)
と共に、タイマTを0にリセットする(ステップS3
4)。ここで、タイマTは、クラッチ6の締結タイミン
グを、エンジン回転数Neが目標値Nebに整定するま
での所定時間T1(図12参照)だけ遅延させる遅延タ
イマであり、締結タイミングを遅延させるのは、フィー
ドバック制御によるエンジン回転数Neのオーバーシュ
ートを考慮するためであり、エンジン回転数Neがエン
ジン回転数の目標値Nebに最初に一致した時点でクラ
ッチ6を締結すると、トルクショックが発生することが
予想されるからである。
トし、ステップS17に進む。
Tのカウント値が所定時間T1より大きくなったかを判
断し(ステップS36)、NO(カウント値≦T1)の
ときにはエンジン回転数Neが目標値Nebにまだ整定
していないと予想されるためステップS35に進み、Y
ES(カウント値>T1)のときにはクラッチ6を締結
させ(ステップS37)、ステップS17に進む。
設定された最新のスロットル開度指令値TVt、燃料量
Pt、並びに点火時期θに応じて、エンジン1の燃焼運
転を実行する。
設定された最新のトルク指令値Mt及びトルク指令値G
tに応じて、走行モータ2及びジェネレータ・モータ4
の駆動を実行し、リターンする。
ド車両の駆動装置によれば、走行モータ2による走行中
にエンジン1を始動させるときに、制御応答性には優れ
るものの回転トルクが弱いジェネレータ・モータ4と、
制御応答性には劣るものの大きな回転トルクを発生可能
なエンジン1とを効率良く併用することができると共
に、バッテリ3の蓄電量が少ないとき等には、エンジン
1のスロットル開度指令値TVtを大きく設定すること
ができるため、ジェネレータ・モータ4による発電を効
率良く行うことができる。即ち、制御応答性に優れ、且
つジェネレータ・モータによる発電を効率良く行うハイ
ブリッド車両の駆動装置を実現することができる。
ットルバルブ104の開度量の制御に応じて調整される
吸入空気量に基づいて、理論空燃比λ=1となるように
燃料供給量を制御する制御ループを構成したが、これに
限られるものではなく、本実施形態に係るエンジン制御
は、リーンバーン制御のように、スロットルバルブの開
度を略一定とし、燃料噴射弁から噴出される燃料噴射量
を適宜制御することによって空燃比を調整することによ
ってトルクを制御する制御系においても実現することが
できる。
リッド車両の駆動装置を基本とする第1の参考例を説明
する。以下の説明においては、当該実施形態と同様な構
成については重複する説明を省略し、本参考例における
特徴的な部分を中心に説明する。
ド車両の駆動装置によるエンジン始動時の動作を説明す
る図である。
量が少ないバッテリであっても、放電開始当初の短期間
においては通常の蓄電量のバッテリと略同様な放電を行
うことができる。そこで、本参考例では、バッテリ3の
蓄電量が少ないことによってエンジン1が始動できなく
なる状態を回避すべく、バッテリ3の蓄電量が少ないと
きには、その放電開始直後の電力を利用してジェネレー
タ・モータ4を駆動することによってエンジン1を確実
に始動させると共に、上述した実施形態(図12参照)
とは異なり、エンジン1の燃焼開始後には当該エンジン
の比例項制御ゲインを大きく設定することにより、エン
ジン1を始動させてからエンジン回転数Neが目標値N
ebに達するまでの所要時間を、バッテリ3からの供給
電力が所定値より小さくなるまでの時間より短くし、且
つ図17に示すようにエンジン回転数Neをあえて目標
値Nebを越えてオーバーシュートさせる。
ュートを発生させた後は、エンジン回転数の慣性力によ
って回転数が低下していくのを利用して、タイミングt
3までにエンジン回転数Neを目標値Nebに整定さ
せ、その時点でクラッチ6を締結させる。
とき(後述する充電状態SOC<SOC2の場合に相
当)には、走行モータ2による電力回生を行い、その回
生動作によって発生した電力をバッテリ3に充電する。
を実現するECU100の具体的な制御処理について、
図18乃至図22を参照して説明する。
のハイブリッド車両の駆動装置における制御処理を示す
フローチャートである。
プS68までの処理は、上述した実施形態における図1
3に示すステップS1からステップS18までの処理と
同様である。
た実施形態における図14に示すステップS21からス
テップS25までの処理と同様な処理を行う。
態SOCが所定値SOC1より大きいか否かを判断し、
YES(SOC>SOC1)のときにはステップS77
に進み、NO(SOC≦SOC1)のときにはステップ
S87に進む。
プS76にてSOC>SOC1であり、バッテリ3の現
在の蓄電量は十分である。そこで、上述した実施形態に
おける図14に示すステップS26からステップS30
までの処理と同様な処理を行うことにより、スロットル
バルブ104に出力すべきスロットル開度指令値TVt
と、インバータ20に出力すべきトルク指令値Gtとを
算出する。但し、これらの指令値の算出に使用する所定
の制御ゲインは、ジェネレータ・モータ4については比
例項ゲインPg1、積分項ゲインIg1、並びに微分項
ゲインDg1であり、エンジン1については比例項ゲイ
ンPe1、積分項ゲインIe1、並びに微分項ゲインD
e1である。特に、比例項ゲインPg1及び比例項ゲイ
ンPe1の値については、検出した水温に応じて、図2
1及び図22に例示するテーブル(マップ)を参照する
ことにより、最適な比例項ゲインPg1及び比例項ゲイ
ンPe1を設定する。
プS99,ステップS100:上述した実施形態におけ
る図14に示すステップS31からステップS37まで
の処理と同様な処理を行うことにより、エンジン回転数
Neがエンジン回転数の目標値Nebに最初に一致した
タイミングから所定の遅延時間T1経過後にクラッチ6
を締結させ、ステップS67に進む。
態SOCが所定値SOC2(但しSOC1>>SOC
2)より小さいか否かを判断し、NO(SOC≧SOC
2)のときにはステップS90に進み、YES(SOC
<SOC2)のときにはステップS88に進む。
プS87にてSOC≧SOC2であり、バッテリ3の現
在の蓄電量は不十分である。そこで、上述した実施形態
における図14に示すステップS26からステップS3
0までの処理と同様な処理を行うことにより、スロット
ルバルブ104に出力すべきスロットル開度指令値TV
tと、インバータ20に出力すべきトルク指令値Gtと
を算出する。但し、これらの指令値の算出に使用する所
定の制御ゲインは、ジェネレータ・モータ4については
比例項ゲインPg2、積分項ゲインIg2、並びに微分
項ゲインDg2であり、エンジン1については比例項ゲ
インPe2、積分項ゲインIe2、並びに微分項ゲイン
De2である。特に、比例項ゲインPg2及び比例項ゲ
インPe2の値については、検出した水温に応じて、図
21及び図22に例示するテーブル(マップ)を参照す
ることにより、最適な比例項ゲインPg2及び比例項ゲ
インPe2を設定する。
プS86,ステップS99,ステップS100:上述し
た実施形態における図14に示すステップS31からス
テップS37までの処理、並びにバッテリの充電状態S
OCが所定値SOC1より大きい場合におけるステップ
S82からステップS86,ステップS99,ステップ
S100の処理と同様な処理を行うことにより、エンジ
ン回転数Neがエンジン回転数の目標値Nebに最初に
一致したタイミングから所定の遅延時間T2(但しT1
<T2)経過後にクラッチ6を締結させ、ステップS6
7に進む。
プS87にてSOC<SOC2であり、バッテリ3の現
在の蓄電量が僅かしかない非常な状態である。そこで、
現在の車速Vが所定の速度VSP1より速いか否かを判
断し(ステップS88)、NO(V≦VSP1)のとき
にはステップS90に進み、YES(V>VSP1)の
ときには走行モータ2に電力回生を行わせ、その回生動
作によって発生した電力をバッテリ3に供給し(ステッ
プS89)、ステップS90に進む。
ッテリの充電状態SOCが所定値SOC1より大きなと
きには上述した実施形態と同様に、制御応答性に優れ、
且つジェネレータ・モータ4による発電を効率良く行う
ハイブリッド車両の駆動装置を実現することができる。
所定値SOC1よりは小さいが所定値SOC2より大き
いときには、その現在の充電状態SOCに応じて設定さ
れる最適な比例(P)項制御ゲインに応じて、充電状態
SOCが小さいときほどエンジン回転数Neを大きくオ
ーバシュートさせることができ、確実にエンジン1を始
動させると共にクラッチ6を最適なタイミングで締結さ
せることができる。
SOC2であるときに、車速Vが所定の速度VSP1よ
り速い状態で走行しているときには、走行モータ2の回
生電力によってバッテリ3を充電させる、或いは回生電
力によるジェネレータ・モータ4の駆動を行うことがで
きる。
明した図11に示す制御系と同様に、エンジン1が発生
させるトルクと、ジェネレータ・モータ4が発生させる
トルクとに対して2つのPIDコントローラを利用して
フィードフォワード制御及びフィードバック制御を行う
例を説明したが、これに限られるものではなく、例えば
エンジン1が発生させるトルクの制御はフィードフォワ
ード制御だけで行い、ジェネレータ・モータ4が発生さ
せるトルクの制御はフィードバック制御だけで行う、或
いはその逆の制御構成にしても良い。
2による走行中に、バッテリ3の蓄電量が所定値SOC
2より少なくなったときには、走行モータ2の回生制御
により発生される回生エネルギ(回生電力)をバッテリ
3に供給したが、例えば本願出願人による先行する特開
平10−140011号(尚、本願出願時において未公
開である)に開示されているように、発生した回生電力
をジェネレータ・モータ4に直接供給し、その供給され
た回生電力によってジェネレータ・モータ4を駆動する
ことにより、エンジン1を始動させても良い。
ッテリ4からの供給電力の状態が異常であることが検出
されたときには、当該モータの回生制御により発生され
る回生エネルギ(回生電力)をバッテリ4に供給するの
ではなく、ジェネレータ・モータ4に直接供給し、その
供給された回生電力によってジェネレータ・モータ4を
駆動することにより、エンジン1を始動させても良い。
出すべきバッテリの異常状態としては、例えば、バッテ
リの筐体温度が定格を越えて高温であること、個々に内
部抵抗を有する複数のバッテリを並列接続と直列接続と
の間で切り替えることによって生じる内部抵抗全体とし
ての変化により、当該各バッテリの供給電圧にばらつき
が生じ、それらバッテリ全体としての供給電圧が不安定
となること、或いはそれら複数のバッテリ同士の接続を
切り替えるスイッチが故障したことや、個々のバッテリ
に設けられているフューズが切れたこと等を検出すれば
良い。
リッド車両の駆動装置を基本とする第2の参考例を説明
する。以下の説明においては、上述した実施形態と同様
な構成については重複する説明を省略し、本参考例にお
ける特徴的な部分を中心に説明する。
て、更に制御応答性に優れ、且つ走行状態に応じた最適
な制御を行うべく、ジェネレータ・モータ4の比例項ゲ
インPg、積分項ゲインIg、並びに微分項ゲインD
g、エンジン1の比例項ゲインPe、積分項ゲインI
e、並びに微分項ゲインDeの各制御ゲインを適宜変更
する。
るECU100の具体的な制御処理について、図23乃
至図28を参照して説明する。
のハイブリッド車両の駆動装置における制御処理を示す
フローチャートである。
ゼロより小さく走行モータ2による走行を継続させる場
合と、クラッチ6が締結状態であってエンジン目標トル
クEbがゼロより大きい場合にエンジン1による走行を
継続させる場合とを示すステップS151からステップ
S161までの処理は、上述した実施形態における図1
3に示すステップS1からステップS10及びステップ
S18までの処理と略同様であり、重複する個々のステ
ップの説明は省略するが、後述する処理の都合により、
ステップS160では、ジェネレータ・モータ4を駆動
してエンジン1の始動を開始したことを表わすエンジン
始動開始フラグF3だけを0にリセットする点が異な
る。
クラッチ6が締結されていないと判断されたため、エン
ジン始動開始フラグF3が1にセットされているか否か
を判断し、YES(F3=1)のときにはステップS1
64に進み、NO(F3=0)のときにはステップS1
63に進む。
エンジン1の始動がまだ開始されていないと判断された
ため、直ちにエンジン1のクランキングを開始する準備
として、エンジン始動判断フラグF1を0、クラッチ接
続可否判断フラグF2を0、エンジン始動開始フラグF
3を1、並びにクラッチ接続遅延タイミングを計時する
タイマTを0にセットする。更に、ジェネレータ・モー
タ4のトルク指令値Gtを演算するPIDフィードバッ
ク系の積分(I)項ΣGtには所定の初期値Gt0を代
入し、エンジン1のスロットル開度指令値TVtを演算
するPIDフィードバック系の積分(I)項ΣNeには
所定の初期値TVt0を代入する。
ンジン1を始動させるべく、上述した実施形態における
図13に示すステップS12及びステップS13の処理
と同様に、例えば図15に示すテーブル(マップ)を参
照することにより、ジェネレータ・モータ4のトルク指
令値Gtとスロットル開度指令値TVtとを設定する
(ステップS12)と共に、燃料量Pt及び点火時期θ
を設定する。
述した実施形態における図14に示すステップS21か
らステップS25の処理と同様な処理を行うことによ
り、バッテリ3の蓄電量に応じたジェネレータ・モータ
4のトルク指令値Gtの目標値Gtb、微分(D)項d
Ne及びdGt等を算出する。
を行っているか否かを表わすエンジン始動判断フラグF
1が1(運転中)であるかを判断し、YES(F1=
1)のときにはステップS172に進み、NO(F1=
0)のときにはステップS176に進む。
在のエンジン回転数Neが予め記憶されている所定の回
転数(例えば、着火回転数)Ne1より大きくなったか
否かを判断し(ステップS172)、NO(Ne≦Ne
1)のときにはまだエンジン1が燃焼を開始していない
と判断できるためステップS174に進み、YES(N
e>Ne1)のときにはエンジン1が燃焼を開始したと
判断できるためステップS173にてエンジン始動判断
フラグF1を1にセットしてからステップS174に進
む。
ブルを参照することにより、ステップS151で水温セ
ンサ108より入手した現在のエンジン温度に応じて、
ジェネレータ・モータ4の比例項ゲインPg、積分項ゲ
インIg、並びに微分項ゲインDgを設定する。
ブルを参照することにより、ステップS151で水温セ
ンサ108より入手した現在のエンジン温度に応じて、
エンジン1の比例項ゲインPe、積分項ゲインIe、並
びに微分項ゲインDeの各制御ゲインを設定する。
175にて設定する各制御ゲインの値について説明すれ
ば、現時点ではエンジン1が燃焼運転を開始していな
い、或いは開始した直後であり、エンジン回転数Neを
迅速にエンジン回転数の目標値Nebに近づける、或い
は燃焼を開始した直後のエンジン1の燃焼停止(エンス
ト)を防止する必要があるため、エンジン温度に関らず
エンジン1とジェネレータ・モータ4の積分項及び微分
項は何れも0に設定される。これにより、エンジン1の
回転抵抗が大きくなるエンジン温度が低い場合であって
も、ジェネレータ・モータ4の比例項ゲインPgの作用
によってジェネレータ・モータ4の回転トルクが大きく
なるため、エンジン1の燃焼運転を迅速に開始させるこ
とができる。また、積分項が0に設定されているのは、
オーバーシュートを防止するためである。
ンジン温度が高くなるのに応じて小さい値が記憶されて
いるのは、エンジン温度が高いほどエンジンの回転抵抗
は小さくなるため、検出したエンジン温度に応じて必要
最小限の電力及び燃料によってジェネレータ・モータ4
及びエンジン1を駆動させるためである。
ブルを参照することにより、ステップS151で水温セ
ンサ108より入手した現在のエンジン温度に応じて、
ジェネレータ・モータ4の比例項ゲインPg、積分項ゲ
インIg、並びに微分項ゲインDgを設定する。
ブルを参照することにより、ステップS151で水温セ
ンサ108より入手した現在のエンジン温度に応じて、
エンジン1の比例項ゲインPe、積分項ゲインIe、並
びに微分項ゲインDeの各制御ゲインを設定する。
177にて設定する各制御ゲインの値について説明すれ
ば、現時点ではエンジン1が燃焼運転を開始しており、
このタイミングにおいてはエンジン回転数Neをスムー
ズにエンジン回転数の目標値Nebに整定させることが
要求される。そこで、エンジン回転数Neを目標値Ne
bにスムーズに整定させるべく、比例項、積分項、並び
に微分項の各制御ゲインを設定している。
ンジン温度が高くなるのに応じて小さい値に設定されて
いるのは、図25及び図26の場合と同様に、エンジン
温度が高いほどエンジンの回転抵抗は小さくなるため、
検出したエンジン温度に応じて必要最小限の電力及び燃
料によってジェネレータ・モータ4及びエンジン1を駆
動させるためである。
述した実施形態における図14に示すステップS26か
らステップS29の処理と同様に、スロットル開度指令
値TVtとトルク指令値Gtとを算出する。
述した実施形態における図14に示すステップS31か
らステップS37及びそのステップS37に続くステッ
プS17(図13)の処理と同様に、エンジン回転数N
eが目標値Nebに一致してから所定時間T1だけ経過
した時点でクラッチ6を締結させると共に、最新のスロ
ットル開度指令値TVt、燃料量Pt、並びに点火時期
θに応じて、エンジン1の燃焼運転を実行し、その後ス
テップS161に進む。
1の始動時等の走行状態に応じて、制御応答性に優れた
最適な制御を行うことができる。
例として説明したジェネレータ・モータ4によってエン
ジン1を始動させるとき(第1のケース)に限られるも
のではなく、エンジン1の燃焼運転による加速時にジェ
ネレータ・モータ4によって加速状態をアシストすると
き(第2のケース)、或いはエンジン1の燃焼運転中に
ジェネレータ・モータ4による発電を行うとき(第3の
ケース)が想定される。また、これらの場合におけるフ
ィードバック制御系の制御ゲインをそれぞれGfb1,
Gfb2,Gfb3とすると、それら制御ゲインの大小
関係を、Gfb1>Gfb2>Gfb3と設定すること
により、当該フィードバック制御系の応答性を確保する
こと、並びにバッテリ3の効率的な動作を確保すること
ができる。
ン1が燃焼を開始するまでは、ジェネレータ・モータ4
及びエンジン1のPIDフィードバック系の制御ゲイン
のうち、微分項と積分項とを0に設定したが、これに限
られるものではなく、フィードフォワード制御を行うこ
とによって所定の回転トルクを出力しても良い。
力を最大限に使用して走行モータ2による走行を行って
いるときには、バッテリ3が完全に放電して走行モータ
2による走行が継続できなくなる前に、エンジン1の燃
焼運転を早期に開始させ、エンジン1に走行トルクを発
生させる必要がある。また、走行モータ2による走行中
にアクセル開度が所定値を越えて大きな開度に操作され
たときには、そのアクセル開度に応じて更に車両を加速
すべく、エンジン1の燃焼運転を早期に開始させ、エン
ジン1に走行トルクを発生させる必要がある。これらの
状態においては、バッテリ3にジェネレータ・モータ4
を駆動する余裕(ジェネレータ・モータ4に供給する電
力)が無いので、ECU100は、バッテリ3から走行
モータ2への電力供給を徐々に抑制し、その抑制された
分の電力によってジェネレータ・モータを駆動すること
により、エンジンを確実に駆動すると良い。
中または走行モータによる走行中にエンジンが自動的に
停止したり、逆に、走行モータによる走行中においても
エンジンが自動的に始動する。
エンジンをクランキングさせてから燃焼運転を開始する
までの期間は、エンジンの燃焼サイクルに起因する回転
トルクの変動がエンジンマウントを介して車室内に伝達
されることにより、乗員にとって不快な車体振動とな
る。また、エンジンの始動時には、エンジンの出力軸と
車輪の駆動軸とはクラッチによって離間した状態に保持
されるが、その状態においても、トランスミッション内
のオイル粘性により、エンジンの始動時の出力軸の回転
トルクが車輪の駆動軸側に若干伝達されてしまい、この
駆動軸に伝達されたトルクによっても、乗員にとって不
快な車体振動が発生してしまう。特に、このオイル粘性
による伝達トルクは、走行モータによって走行中のハイ
ブリッド車両にとっては走行性を大きく阻害する要因と
なる。
きく変化する期間においては、エンジンのトルク変動を
ジェネレータ・モータの補償トルクによって相殺する、
即ち、ジェネレータ・モータがエンジンを始動させるた
めに出力する本来の回転トルクに、エンジンが始動時に
発生させるトルク変動の位相とは逆位相の補償トルクを
更に加えて出力することにより、車体振動の発生を防止
すると良い。より具体的には、オイル粘性によって発生
する伝達トルクとエンジンのクランク角との関係を予め
マップ(テーブル)として記憶しておき、エンジンの始
動に際しては、そのマップを参照することによってジェ
ネレータ・モータが出力すべき回転トルク(補償トルク
を含む)を決定すれば良い。この場合、オイル粘性によ
って発生する伝達トルクは、そのオイルの温度によって
大きく変化するため、上記のマップには、オイルの温度
変化に対応させたテーブルを記憶すると良い。
く変化する期間において、エンジンのトルク変動を、上
述したジェネレータ・モータによる制御と同様な処理に
より、走行モータの補償トルクによって相殺しても良
い。
び第2の参考例においては、ハイブリッド車両として停
止状態からの加速時に、まず走行モータ2により車両を
駆動し、その後、エンジン1を始動させてからエンジン
出力軸と車輪駆動軸とをクラッチ6によって締結させる
構成としたが、この構成に限られるものではない。即
ち、所謂アイドリングストップ車両、即ちアクセルの全
閉時にはエンジンを自動的に停止させると共に、その
後、アクセルが踏み込まれたときには始動用の電気モー
タによってエンジンを自動的に始動させ、その後、自動
変速機のクラッチをエンジンの出力軸と車輪とが接続さ
れるように制御する車両にも適用可能であり、この場
合、エンジンの目標回転数は、アクセル開度に応じて、
予め設定された回転数を設定すれば良い。
及び第2の参考例においては、図11に示すフィードバ
ック制御系の入力値として目標回転数Neb、出力値と
してエンジン実回転数Neを採用したが、この構成に限
られるものではなく、例えば、入力値にはエンジンを始
動させるのに要する所定の目標トルク、出力値には一般
的なトルクセンサやジェネレータ・モータの出力電流か
ら検出可能なエンジン出力軸のトルクを採用した制御系
としても良い。
の機械的構成を例示すブロック図である。
の発進&低速走行時の駆動力の伝達形態を説明する図で
ある。
の加速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
の定常走行時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
の減速時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
の定常走行&充電時の駆動力の伝達形態を説明する図で
ある。
の充電時の駆動力の伝達形態を説明する図である。
のエンジン始動時の駆動力の伝達形態を説明する図であ
る。
の電気的構成を示すブロック図である。
によるエンジン、ジェネレータ・モータ、走行モータ、
並びにバッテリに対する制御を説明する図である。
駆動装置の制御系の構成を示すブロック図である。
動装置によるエンジン始動時の動作を説明する図であ
る。
駆動装置における制御処理を示すフローチャートであ
る。
駆動装置における制御処理を示すフローチャートであ
る。
びスロットル開度指令値TVtの設定に使用するテーブ
ルを例示する図である。
目標値Gtbの設定に際して使用するテーブルを例示す
る図である。
装置によるエンジン始動時の動作を説明する図である。
動装置における制御処理を示すフローチャートである。
動装置における制御処理を示すフローチャートである。
動装置における制御処理を示すフローチャートである。
設定に際して使用するテーブルを例示する図である。
定に際して使用するテーブルを例示する図である。
動装置における制御処理を示すフローチャートである。
動装置における制御処理を示すフローチャートである。
レータ・モータの制御ゲインの設定に際して使用するテ
ーブルを例示する図である。
ンの制御ゲインの設定に際して使用するテーブルを例示
する図である。
使用するテーブルを例示する図である。
ブルを例示する図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 燃料の燃焼によって車輪の駆動軸を回転
させる第1回転トルクを発生するエンジンと、その第1
回転トルクを用いて発電するジェネレータ機能及び該エ
ンジンの燃焼運転を始動させる第2回転トルクを発生す
るモータ機能を備えるジェネレータ・モータとを備える
車両の駆動装置であって、 設定された目標トルクを前記駆動軸に出力すべく、その
目標トルクに関する値と検出した実トルクに関する値と
の偏差に基づいて前記第1回転トルク及び第2回転トル
クのフィードバック制御を行う第1の制御系と、前記ジ
ェネレータ・モータによる目標発電量に関する値に基づ
いて該第1の制御系により算出された前記第1回転トル
クの制御出力を補正する第2の制御系とを含む制御手段
を備えることを特徴とする車両の駆動装置。 - 【請求項2】 前記制御手段における前記第2の制御系
は、前記目標発電量に関する値が大きくなるのに応じて
前記第1の回転トルクに対する制御出力が大きくなるよ
うに、算出された前記第1回転トルクの制御出力を補正
することを特徴とする請求項1記載の車両の駆動装置。 - 【請求項3】 前記エンジンの出力軸は、前記駆動軸に
対して締結・開放可能であって、 前記制御手段は、前記エンジンを始動させた後、前記実
トルクに関する値である前記エンジンの出力軸の回転数
が前記目標トルクに関する値である目標回転数となるよ
うに前記第1の制御系による回転数制御を行うと共に、
それら回転数が略一致したときに、前記エンジンの出力
軸と前記駆動軸とを締結させることを特徴とする請求項
1記載の車両の駆動装置。 - 【請求項4】 前記制御手段は、前記エンジンを始動さ
せてから所定時間経過後に前記ジェネレータ・モータに
前記第1回転トルクを用いて発電させるべく、前記第2
の制御系に対して、前記目標発電量に関する値を設定す
ることを特徴とする請求項3記載の車両の駆動装置。 - 【請求項5】 前記制御手段は、前記エンジンを始動さ
せてから前記所定時間が経過するまでは所定トルクによ
るフィードフォワード制御を行い、前記所定時間経過後
には前記実トルクに関する値である前記エンジンの出力
軸の回転数と、前記目標トルクに関する値である目標回
転数との偏差に基づくフィードバック制御を行うよう
に、前記第1の制御系を制御することを特徴とする請求
項4記載の車両の駆動装置。 - 【請求項6】 前記制御手段は、前記目標発電量に関す
る値を設定するに際して、前記所定時間が経過する前と
比較して経過後の値を大きく設定することを特徴とする
請求項5記載の車両の駆動装置。 - 【請求項7】 前記制御手段は、前記所定時間が経過す
るまでは、前記目標発電量に関する値をゼロに設定する
ことを特徴とする請求項6記載の車両の駆動装置。 - 【請求項8】 前記所定時間は、前記エンジンを始動さ
せてから少なくとも燃焼を開始するまでの時間であるこ
とを特徴とする請求項4記載の車両の駆動装置。 - 【請求項9】 前記ジェネレータ・モータは三相同期電
動機であって、その三相同期電動機による発電は、通電
する電流の位相制御により行われることを特徴とする請
求項1記載の車両の駆動装置。 - 【請求項10】 前記目標発電量は、前記車両に搭載さ
れたバッテリの充電状態及び/またはエンジンの水温に
基づいて算出された値であることを特徴とする請求項1
記載の車両の駆動装置。 - 【請求項11】 更に、バッテリからの供給電力によっ
て前記駆動軸を回転させる第3回転トルクを発生する走
行モータを備え、 前記制御手段は、前記目標回転数を、前記第3回転トル
クを用いた走行中における前記駆動軸の回転数に基づい
て設定することを特徴とする請求項3または請求項5記
載の車両の駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225674A JP2001057706A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 車両の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225674A JP2001057706A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 車両の駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001057706A true JP2001057706A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16833012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11225674A Pending JP2001057706A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 車両の駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001057706A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003164008A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
FR2908374A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-16 | Aisin Seiki | Systeme de commande de source de propulsion pour un vehicule |
CN102267366A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-12-07 | 清华大学 | 一种串联混合动力客车的辅助功率单元及控制方法 |
GB2487731A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-08 | Land Rover Uk Ltd | Hybrid electric vehicle controller employing an engine speed feedback loop |
JP2013507286A (ja) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | ピエラリシ マイプ ソチエタ’ ペル アツィオーニ | 電動モータを備えた自動車 |
JP2013208944A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両 |
CN104602941A (zh) * | 2012-08-27 | 2015-05-06 | Gkn动力传动系统国际公司 | 机动车的机-电式驱动系和具有机-电式驱动系的机动车 |
JP2015150916A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
CN110696808A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-17 | 一汽解放青岛汽车有限公司 | 一种混合动力汽车发动机转速阶跃控制方法 |
WO2024053412A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社デンソー | モータ制御装置、及びモータ制御プログラム |
WO2024053413A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社デンソー | モータ制御装置、及びモータ制御プログラム |
-
1999
- 1999-08-09 JP JP11225674A patent/JP2001057706A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003164008A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
FR2908374A1 (fr) * | 2006-11-10 | 2008-05-16 | Aisin Seiki | Systeme de commande de source de propulsion pour un vehicule |
JP2008120197A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 車両の駆動源制御装置 |
JP2013507286A (ja) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | ピエラリシ マイプ ソチエタ’ ペル アツィオーニ | 電動モータを備えた自動車 |
US9744961B2 (en) | 2011-02-01 | 2017-08-29 | Jaguar Land Rover Limited | Hybrid electric vehicle controller and method of controlling a hybrid electric vehicle |
GB2487731A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-08 | Land Rover Uk Ltd | Hybrid electric vehicle controller employing an engine speed feedback loop |
GB2487731B (en) * | 2011-02-01 | 2018-05-02 | Jaguar Land Rover Ltd | Hybrid electric vehicle controller and method of controlling a hybrid electric vehicle |
CN102267366A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-12-07 | 清华大学 | 一种串联混合动力客车的辅助功率单元及控制方法 |
JP2013208944A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両 |
JP2015533704A (ja) * | 2012-08-27 | 2015-11-26 | ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGKN Driveline International GmbH | 自動車の機械電気式のドライブトレインおよび機械電気式のドライブトレインを備える自動車 |
CN104602941A (zh) * | 2012-08-27 | 2015-05-06 | Gkn动力传动系统国际公司 | 机动车的机-电式驱动系和具有机-电式驱动系的机动车 |
JP2015150916A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
CN110696808A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-17 | 一汽解放青岛汽车有限公司 | 一种混合动力汽车发动机转速阶跃控制方法 |
WO2024053412A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社デンソー | モータ制御装置、及びモータ制御プログラム |
WO2024053413A1 (ja) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 株式会社デンソー | モータ制御装置、及びモータ制御プログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8387730B2 (en) | Method and apparatus for starting an engine in a hybrid vehicle | |
JP3214427B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動制御装置 | |
US6083138A (en) | Hybrid drive control system for vehicle | |
JP3454133B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動制御装置 | |
US9067592B2 (en) | Control device | |
US7143851B2 (en) | Method for controlling a wheel drive system of a hybrid vehicle | |
JP2000023311A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
US11661051B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2000152411A (ja) | 車両制御装置 | |
KR20020012120A (ko) | 차량의 제어 장치 | |
JP5213914B2 (ja) | ハイブリッド駆動装置 | |
US20140180522A1 (en) | Hybrid vehicle control device | |
CN101389515A (zh) | 用于内燃机的控制设备和方法 | |
CN112009449A (zh) | 混合动力车辆发动机起动和换挡控制策略 | |
US11584359B2 (en) | Control device of hybrid vehicle and control method | |
JP2001057706A (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP4123501B2 (ja) | ハイブリッド車両の駆動装置 | |
US10507821B2 (en) | Hybrid vehicle and method of controlling the same | |
JP3879960B2 (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP3562429B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
US10124803B2 (en) | Vehicle control apparatus | |
JP2019025985A (ja) | ハイブリッド車両のエンジンの始動制御装置および始動制御方法 | |
JP2013047059A (ja) | ハイブリッド自動車 | |
JP2000278814A (ja) | 車両の駆動装置 | |
JP2001349226A (ja) | 車両のエンジン自動停止再始動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060309 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20060309 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070824 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071018 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080422 |