JP2004017919A

JP2004017919A - Hybrid system of vehicle

Info

Publication number: JP2004017919A
Application number: JP2002179657A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Nishina; 仁科　充広; Yuji Suzuki; 鈴木　祐次; Tatsuji Miyata; 宮田　達司
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3808009B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure smooth automatic starting without delay of a vehicle even when a vehicle state (power storage amount) and vehicle load conditions (pay load and road surface inclination) are severe, in a hybrid vehicle based on an independent starting of a motor. <P>SOLUTION: The hybrid system of a vehicle is equipped with a means (S1 to S5) to confirm the vehicle state before start control, a means (S13 to S20) to determine the vehicle load conditions during start control by only motor torque, and a means (S6 to S12, S21 to S24) to cope with these results. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力源にエンジンと回転電機（モータ）を備える車両のハイブリッドシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のハイブリッドシステムとして、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねるモータと、モータの入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、モータにインバータを介して接続される蓄電要素と、を備えたものがある（特願２０００−３１５７５７号、参照）。この先願例においては、モータの単独発進を基本とする設計思想が見られる。これは、モータの最大トルクが低回転時に大きく、回転が上がるに連れて低下する特性を持つからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような従来技術を踏まえつつ、モータの単独発進を基本とするハイブリット車両において、車両状態（蓄電量）や車両の負荷条件（積載量や路面勾配）が厳しい場合においても、車両の遅滞なく円滑な自動発進を確保しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねるモータと、モータの入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、モータにインバータを介して接続される蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、運転者の人為操作に基づくシフト要求を発生する手段と、車両が停止かつエンジンがアイドル制御のときにシフト要求が発生すると、その要求に対応する発進段へのギヤシフトを遂行すべくクラッチの切断および変速機のギヤ入れを制御する手段と、モータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいてモータのみの発進に支障がないかどうかを判定する手段と、この判定結果が支障ありのときは、車両が停止かつエンジンがアイドル制御かつクラッチが切断かつ変速機がギヤ入れの発進待機状態からクラッチの接続と共にエンジントルクをアクセル操作量に応じて制御する手段と、同じく判定結果が支障なしのときは、車両が停止かつエンジンがアイドル制御かつクラッチが切断かつ変速機がギヤ入れの発進待機状態からモータトルクをアクセル操作量に応じて制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００５】
第２の発明は、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねるモータと、モータの入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、モータにインバータを介して接続される蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、車両が停止かつエンジンがアイドル制御かつクラッチが切断かつ変速機がギヤ入れの発進待機状態からモータトルクをアクセル操作量に応じて制御する手段と、モータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいてエンジンアシストが必要かどうかを判定する手段と、この判定結果が必要ありのときは、クラッチの接続と共にエンジントルクをモータ回転数とアクセル操作量とから算出されるアシスト値に制御する一方、クラッチの接続後にモータトルクをエンジントルクのアシスト値とモータ回転数とから算出される補正値に基づいて制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
第３の発明は、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねるモータと、モータの入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、モータにインバータを介して接続される蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、運転者の人為操作に基づくシフト要求を発生する手段と、車両が停止かつエンジンがアイドル制御のときにシフト要求が発生すると、その要求に対応する発進段へのギヤシフトを遂行すべくクラッチの切断および変速機のギヤ入れを制御する手段と、モータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいてモータのみの発進に支障がないかどうかを判定する手段と、この判定結果が支障ありのときは、車両が停止かつエンジンがアイドル制御かつクラッチが切断かつ変速機がギヤ入れの発進待機状態からクラッチの接続と共にエンジントルクをアクセル操作量に応じて制御する手段と、同じく判定結果が支障なしのときは、車両が停止かつエンジンがアイドル制御かつクラッチが切断かつ変速機がギヤ入れの発進待機状態からモータトルクをアクセル操作量に応じて制御する手段と、この発進制御中にモータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいてエンジンアシストが必要かどうかを判定する手段と、この判定結果が必要ありのときは、クラッチの接続と共にエンジントルクをモータ回転数とアクセル操作量とから算出されるアシスト値に制御する一方、クラッチの接続後にモータトルクをエンジントルクのアシスト値とモータ回転数とから算出される補正値に基づいて制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第４の発明は、第１の発明〜第３の発明に係る車両のハイブリッドシステムにおいて、モータ状態およびインバータ状態の検出信号に基づいてモータのみの発進に支障がないかどうかを判定する手段は、蓄電要素の電圧が規定レベル以下かどうか、モータ温度が規定レベル以下かどうか、インバータ温度が規定レベル以下かどうか、について、１つでもｙｅｓのときは支障ありを判定するすることを特徴とする。
【０００８】
第５の発明は、第１の発明〜第３の発明に係る車両のハイブリッドシステムにおいて、モータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいてエンジンアシストが必要かどうかを判定する手段は、インバータ電圧が正常かどうか、インバータ電流が正常かどうか、モータの回転状態が正常かどうか、について、１つでもｎｏのときは必要ありを判定することを特徴とする。
【０００９】
第６の発明は、第２の発明または第３の発明に係る車両のハイブリッドシステムにおいて、モータ回転数がエンジンアイドル回転数未満のときは、モータ回転数をエンジンアイドル相当回転数に置換することを特徴とする請求項２または請求項３の記載に係る車両のハイブリッドシステム。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明においては、発進制御前にモータ状態およびインバータ状態の検出信号および車両状態情報に基づいて、モータのみの発進に支障がないかどうか、が判定される。支障なしの場合、クラッチの切断が保持され、モータトルクによる発進制御が行われる。支障ありの場合、クラッチが接続され、エンジントルクによる発進制御が行われるのである。いずれにしても、車両の発進は、クラッチの断続を含め、自動的に制御されることになり、走行状態へ遅滞なく円滑に移行可能となる。
【００１１】
第２の発明においては、モータトルクの発進制御中にモータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいて、エンジンアシストが必要かどうか、が判定される。必要ありの場合、クラッチの接続と共にエンジントルクがモータ回転数とアクセル操作量とから算出のアシスト値に制御され、クラッチの接続後にモータトルクがエンジントルクのアシスト値とモータ回転数とから算出の補正量に基づいて制御されるのである。このため、モータトルクの不足分がエンジントルクにより補償され、車両の積載量が大の坂道発進においても、遅滞なく円滑な発進が確保される。
【００１２】
第３の発明においては、発進待機状態のときにモータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいて、モータのみの発進に支障がないかどうか、が判定される。また、モータトルクの発進制御中にモータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいて、エンジンアシストが必要かどうか、が判定される。つまり、発進制御前に車両状態の確認が行われ、モータトルクのみの発進制御中に車両の負荷状況が判断され、これらの結果に適正な対処が行われるので、モータ３の単独発進を基本とする、ハイブリッド車両の信頼性を大いに高められることになる。
【００１３】
第４の発明においては、モータのみの発進に支障がないかどうか、について、蓄電要素の電圧のみでなく、モータ温度およびインバータ温度からも適確に判定されるのである。
【００１４】
第５の発明においては、エンジンアシストが必要かどうか、については、インバータ電流，インバータ電圧，モータの回転状態、から逸早く適確に判定され、インバータの保護も有効に図れるのである。
【００１５】
第６の発明においては、モータが過大な負荷により停止または逆転するような場合においても、エンジンアイドル相当回転数を擬似的にモータ回転数とすることにより、エンジントルクのアシスト値が算出されるのである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン、２は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３が介装される。エンジン１は、ディーゼルエンジン（または高圧天然ガスを燃料とするＣＮＧエンジン）が採用される。４はモータ（電動機と発電機を兼ねる回転電機）であり、その入出力軸４ａは動力伝達機構５（ギヤボックス）を介して変速機２の入力軸２ａに連結される。
【００１７】
変速機２には、そのギヤシフトを制御するコントロールユニット６が備えられる。コントロールユニット６は、ハイブリッド制御ユニット１０（ハイブリッドＥＣＵ）に接続され、変速指示手段７（シフタ）の発生要求（シフトアップ信号，シフトダウン信号など）およびハイブリッドＥＣＵ１０の命令に基づいて変速機のギヤシフトを制御する。
【００１８】
クラッチ３には、これを断続するクラッチアクチュエータ８が備えられる。クラッチアクチュエータ８は、運転者のペダル操作またはハイブリッドＥＣＵ１０の要求に応じてエンジン１から変速機２およびギヤボックス５への動力の伝達を断続する。エンジン１の燃料噴射量を制御するのがエンジン制御ユニット１５（エンジンＥＣＵ）であり、エンジン１の回転速度（エンジン回転数）を検出するエンジン回転センサ１６が備えられる。エンジンＥＣＵ１５は、エンジン回転センサ１６の検出信号およびハイブリッドＥＣＵ１０の要求に応じてエンジン１の燃料噴射量を制御する。
【００１９】
車輪に制動力を発生させるブレーキアクチュエータ２１は、ブレーキ制御ユニット２０（ブレーキＥＣＵ）により、通常の走行状態においては、ハイブリッドＥＣＵ１０からの情報（モータ４の回生制動力）およびブレーキペダル２２の踏み量（要求制動トルク）に基づいて、前輪（従動輪）の配分制動トルクを発生させるほか、後輪（駆動輪）の回生制動トルクで賄い切れない配分制動トルクの不足分を補うように制御される。２３はブレーキペダル２２の踏み量を検出するブレーキセンサである。
【００２０】
モータ４は、高効率および小形軽量化の面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が使用され、蓄電要素９にインバータ１１を介して接続される。蓄電要素９には、ブレーキエネルギを短時間で無駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパシタが使用される。
【００２１】
インバータ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１０の要求に応じてモータ４を電動モードまたは発電モードに制御する。電動モードにおいては、蓄電要素９の充電電力（直流電力）を交流電力に変換してモータ４を駆動する一方、発電モードにおいては、モータ４の発電電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素９を充電する。
【００２２】
ギヤボックス５は、モータ４の入出力軸４ａに連結されるドライブギヤ５ａと、変速機２の入力軸２ａに連結されるドリブンギヤ５ｂと、これらに噛み合うアイドラギヤ５ｃと、から構成される。モータ４の入出力軸４ａの回転は、ギヤボックス５により減速され、変速機２の入力軸２ａへ伝達される一方、変速機２の入力軸２ａの回転は、ギヤボックス５により増速され、モータ４の入出力軸４ａへ伝達される。
【００２３】
ハイブリッドＥＣＵ１０は、アクセルペダル１２の踏み量からアクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ１３と、クラッチ３の断続状態を検出するクラッチ位置センサ１４と、変速機２のギヤポジションを検出するシフト位置センサ１７と、変速機２の出力側の回転速度を検出する車速センサ１８と、モータ４の入出力軸４ａの回転速度を検出するモータ４の回転センサ１９と、モータ状態およびインバータ状態として、モータの巻線温度，インバータのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）温度，インバータ電流，インバータ電圧（蓄電要素の電圧）、を検出する手段（図示せず）と、が備えられる。
【００２４】
これらの検出信号および蓄電要素９のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｇｅ）を含む各種情報（エンジンＥＣＵ１５，ブレーキＥＣＵ２０，変速機２のコントロールユニット６，インバータ１１、等から得られる）に基づいて、ハイブリッドＥＣＵ１０は、クラッチアクチュエータ８，モータ４のインバータ１１、を制御する一方、エンジンＥＣＵ１５およびブレーキＥＣＵ２０への要求、変速機２のコントロールユニット６への命令、後述のＥＨＳ−ＥＣＵ（坂道発進制御ユニット）への疑似信号、を送信する。
【００２５】
図２は、蓄電要素９のＳＯＣをパラメータにモータ４の出力とエンジン１の出力との分担比を設定する制御マップであり、ハイブリッドＥＣＵ１０に格納される。ハイブリッドＥＣＵ１０は、制御マップから蓄電要素９のＳＯＣ情報に応じた出力分担比を求め、この分担比と要求走行トルクに基づいて、モータトルクおよびエンジントルクを制御する。つまり、モータ４が分担出力を発生するようにインバータ１１へのトルク指令を制御する一方、エンジンＥＣＵ１５への要求（エンジン１の分担出力に応じた燃料供給量）を送信するのである。
【００２６】
モータ４の出力分担比＝１（エンジン１の出力分担比＝０）の場合、クラッチ３を切断した状態において、要求走行トルクがモータ４から得られるようにインバータ１１へのトルク指令を制御する。モータ４の出力分担比＜１（エンジン１の出力分担比＞０）の場合、クラッチ３を接続した状態において、蓄電要素９のＳＯＣの低下に連れてモータ４の分担出力が小さくなり、それに応じてエンジン１の分担出力が大きくなるようにエンジンＥＣＵへの要求およびインバータ１１へのトルク指令を制御する。エンジン１の出力分担比が＝１（モータの出力分担比＝０）の場合、要求走行トルクがエンジン１から得られるようにエンジンＥＣＵ１５へ要求を制御する。
【００２７】
ハイブリッドＥＣＵ１０は、ブレーキＥＣＵ２０との協調制御により、蓄電要素９への充電が可能な限り、クラッチ３を切断した状態において、後輪の配分制動トルク（要求制動トルク×制動トルク配分比）に相当する回生制動トルクがモータ４から得られるようにインバータ１１へのトルク指令を制御する一方、ブレーキアクチュエータ２１により、前輪の配分制動トルクを発生させるほか、後輪の配分制動トルクをモータ４の回生制動トルクで賄い切れない場合、その不足分の制動トルクを後輪に発生させるよう、ブレーキＥＣＵ２０へ要求を送信する。また、蓄電要素９のＳＯＣ情報から、発電の必要を判定すると、クラッチ３の接続状態において、エンジン１の出力に余裕がある場合、モータ４の発電により、蓄電要素９を充電するようにインバータ１１を制御する。
【００２８】
ＥＨＳ−ＥＣＵ（図３のｎ）は、ＥＨＳスイッチ（図示せず）がＯＮの場合、停車時にブレーキペダルを離しても、ブレーキを作動状態に保持する一方、発進時はそのブレーキの解除タイミングを制御するのである。エンジンの出力による発進時は、クラッチの接続が制御されるので、クラッチ位置センサの検出信号（クラッチストローク）に基づいて、ブレーキの解除タイミングが判定される。
【００２９】
モータトルクのみによる、車両の発進時においては、クラッチ３が切断状態に維持されるため、ＥＨＳ−ＥＣＵへクラッチストロークの疑似信号がハイブリッドＥＣＵ１０から出力される。疑似信号は、アクセルのＯＮ信号（アクセル開度センサ１３の検出信号から得られる），変速機のギヤシフト信号（シフト位置センサ１７の検出信号から得られる），車速信号（車速センサ１８の検出信号），インバータ１１へのトルク指令値、に基づいて車両が停止かつ変速機がギヤ入れ状態かつアクセルがＯＮ（ペダル踏み状態）のときにインバータ１１へのトルク指令値が立ち上がると、その時点から所定時間をかけてクラッチ３が緩接続となるストローク特性に制御されるのである。
【００３０】
図３は、車両の発進に係る制御系の機能的なブロック構成を表すものであり、発進要求検出手段ａ、要求走行トルク演算手段ｂ、車両状態（モータ状態，インバータ状態、など）検出手段ｃ、進行（回転）方向判定手段ｄ、エンジンアシスト判定手段ｅ、モータトルク演算手段ｆ、エンジントルク演算手段ｇ、クラッチ制御信号出力手段ｈ、等が備えられる。
【００３１】
発進要求検出手段ａは、アクセル開度センサ１３の検出信号，シフト位置センサ１７の検出信号，クラッチ位置センサ１４の検出信号，等に基づいて、車両が停止かつエンジンがアイドル制御のときにシフタ７のシフトアップ信号またはシフトダウン信号の発生により発進要求を判定すると、クラッチ３の切断を制御する一方、シフタ７の発生信号に応じた発進段（シフトアップ信号のときは高速段、シフトダウン信号のときは低速段）へのギヤシフト制御を変速機２のコントロールユニット６へ命令する。
【００３２】
要求トルク演算手段ｂは、発進要求の判定信号（発進要求フラグ＝１）を受けると、モータ回転センサ１９の検出信号（モータ回転数）とアクセル開度センサ１３の検出信号を読み取り、運転者の要求走行トルクを求める。モータ４の回転数がエンジン１のアイドル回転数未満のときは、モータ回転数にアイドル相当回転数が置き換えられる。要求走行トルクは、ハイブリッドＥＣＵ１０に設定のエンジントルク特性３次元マップから、モータ回転数およびアクセル開度をパラメータに検索される。
【００３３】
車両状態検出手段ｃは、モータ温度（巻線温度），インバータ温度（ＩＧＢＴ温度），インバータ電流，インバータ電圧（蓄電要素９の電圧），を他の車両状態情報と共にエンジンアシスト判定手段ｅへ出力する。また、モータ回転センサ１９の検出信号を読み取り、進行方向判定手段ｄへ出力する。進行方向判定手段ｄは、モータ４の回転状態（停止や逆転など）を判定するものであり、その判定信号をモータ回転数と共にエンジンアシスト判定手段ｅへ出力する。
【００３４】
エンジンアシスト判定手段ｅは、車両が停止かつエンジン１がアイドル制御かつクラッチ３が切断かつ変速機２がギヤ入れの発進待機状態において、車両状態の検出信号および各種情報に基づいて、モータ４のみの発進に支障がないかどうかを判定する。この判定が支障ありのときは、クラッチ３の接続（緩速度の接続動作）と共にエンジントルクを要求走行トルクに制御するべく、エンジントルク演算手段ｇおよびクラッチ制御手段ｈへ指令を出力する一方、同じく判定が支障なしのときは、モータトルクを要求走行トルクに制御するべく、モータトルク演算手段ｆへ指令を出力するのである。
【００３５】
モータのみの発進制御中においては、車両状態の検出信号および各種情報に基づいて、エンジンアシストが必要がどうかを判定する。この判定が必要ありのときは、クラッチ３の接続（緩速度の接続動作）と共にエンジントルクをアシスト値に制御すべく、エンジントルク演算手段ｇおよびクラッチ制御手段ｈへ指令を出力する一方、クラッチ３の接続後にモータトルクを補正値に基づいて制御するべく、モータトルク演算手段ｆへ指令を出力する。
【００３６】
モータトルク演算手段ｆは、エンジンアシスト判定手段ｅの指令に応じてモータ４のトルク指令値を算出するものであり、その算出値はインバータ１１へトルク出力手段ｉを介して送信される。エンジントルク演算手段ｇは、エンジンアシスト判定手段ｅの指令に応じてエンジン１のトルク値を算出するものであり、その算出値はエンジンＥＣＵ１５へトルク出力手段ｊを介して送信される。
【００３７】
クラッチ制御信号出力手段ｈは、エンジンアシスト判定手段ｅの指令に応じてクラッチアクチュエータ２１を制御する。ＥＨＳ解除タイミング決定手段ｋは、クラッチ位置センサ１４の検出信号またはモータトルク演算手段ｆのトルク指令値に基づいて、ブレーキの解除タイミングを決定するものであり、その決定信号はＥＨＳ−ＥＣＵｎへ解除指令出力手段ｍを介して伝達される。
【００３８】
図４は、ハイブリッドＥＣＵ１０で行われる、車両の発進に係る制御内容を説明するフローチャートであり、Ｓ１においては、車両が停止かつエンジン１がアイドル制御かつクラッチ３が接続かつ変速機２がギヤ抜きのときにシフタ７がシフトアップ信号またはシフトアップ信号を発生すると発進要求フラグ＝１にセットする。Ｓ２においては、発進要求フラグ＝１かどうかを判定し、その判定がｙｅｓのときにクラッチ３の切断を制御する。クラッチ３の切断が完了すると、シフタ７の発生信号に応じた発進段を目標段に変速機２のギヤセットを制御する。
【００３９】
Ｓ３においては、モータ状態やインバータ状態の検出信号および各種情報を読み取る。Ｓ４およびＳ５においては、モータ状態やインバータ状態の検出信号および各種情報に基づいて、モータ４のみの発進に支障がないかどうかを判定する。車両が停止かつエンジン１がアイドル制御かつクラッチ３が切断かつ変速機２がギヤ入れの発進待機状態において、Ｓ５の判定がｙｅｓのときは、Ｓ６へ進む一方、Ｓ５の判定がｎｏのときは、Ｓ１３へ進む。
【００４０】
Ｓ６においては、アクセル開度およびモータ回転数を読み取る。モータ回転数がエンジンアイドル回転数未満のときは、アイドル相当回転数をモータ回転数に置き換える。Ｓ７においては、エンジントルク特性３次元マップから、アクセル開度およびモータ回転数をパラメータに検索することにより、運転者の要求走行トルクを求める。Ｓ８およびＳ９においては、要求走行トルクをエンジン１のトルク指令値に変換してエンジンＥＣＵ１５へ送信する。Ｓ１０においては、エンジン回転数を読み取る。Ｓ１１においては、クラッチ接続ショックの発生を抑えるべく、エンジン回転数に合わせるようクラッチストロークを制御する。Ｓ１２においては、ＥＨＳが働いてブレーキが作動状態の場合、クラッチストロークに基づいて、クラッチ３が接続ポイントに達すると、ブレーキの解除をＥＨＳ−ＥＣＵｎへ指令するのである。
【００４１】
Ｓ１３においては、アクセル開度およびモータ回転数を読み取る。モータ回転数がエンジンアイドル回転数未満のときは、アイドル相当回転数をモータ回転数に置き換える。Ｓ１４においては、エンジントルク特性３次元マップから、アクセル開度およびモータ回転数をパラメータに検索することにより、運転者の要求走行トルクを求める。Ｓ１５およびＳ１６においては、要求走行トルクをモータ４のトルク指令値に変換してインバータ１１へ出力する。Ｓ１７においては、ＥＨＳが働いてブレーキが作動状態の場合、モータトルク値をクラッチストロークの疑似信号としてＥＨＳ−ＥＣＵｎへ送信する。
【００４２】
Ｓ１８においては、モータ４へのトルク指令後にモータ状態やインバータ状態の検出信号および各種情報を読み取る。Ｓ１９およびＳ２０においては、モータ状態やインバータ状態の検出信号および各種情報に基づいて、エンジンアシストが必要かどうかを判定する。Ｓ２０の判定がｙｅｓのときは、Ｓ２１へ進む一方、Ｓ２０の判定がｎｏのときは、ＲＥＴＵＲＮへ抜けるのである。
【００４３】
Ｓ２１においては、エンジントルクのアシスト値およびモータトルクの補正値を算出する。Ｓ２２においては、エンジントルクのアシスト値をエンジンＥＣＵ１５へのトルク指令値に変換して送信する。Ｓ２３においては、クラッチ接続ショックの発生を抑えるべく、エンジン回転数に合わせるようクラッチストロークを制御する。Ｓ２４においては、クラッチの接続後にモータトルクの補正値に基づいてインバータ１１へのトルク指令値を制御する。その後は、Ｓ１２と同じく、ＲＥＴＵＲＮへ抜ける。
【００４４】
図５は、図４におけるＳ３およびＳ４の処理内容をさらに細かく説明するフローチャートであり、Ｓ３１およびＳ３２においては、蓄電要素９の電圧（キャパシタ電圧）を読み取り、キャパシタ電圧が規定レベル以下かどうかを判定する。Ｓ３３およびＳ３４においては、モータ温度を読み取り、モータ温度が規定レベル以上かどうかを判定する。Ｓ３５およびＳ３６においては、インバータ温度を読み取り、インバータ温度が規定レベル以上かどうかを判定する。
【００４５】
Ｓ３７およびＳ３８においては、インバータ故障情報を読み取り、インバータ１１に故障ありかどうかを判定する。Ｓ３９およびＳ４０においては、蓄電要素９（キャパシタ）異常情報を読み取り、蓄電要素９に異常ありかどうかを判定する。Ｓ４０においては、シフト位置（ギヤポジション）を読み取り、発進段が低速段かどうかを判定する。発進段が低速段の場合、車両の負荷条件が大きいと推定されるのである。
【００４６】
Ｓ３２の判定，Ｓ３４の判定，Ｓ３６の判定，Ｓ３８の判定，Ｓ４０の判定，Ｓ４１の判定、が１つでもｙｅｓのときは、モータ発進停止（モータ４のみの発進に支障あり）に至る一方、Ｓ３２の判定，Ｓ３４の判定，Ｓ３６の判定，Ｓ３８の判定，Ｓ４０の判定，Ｓ４１の判定、がすべてｎｏのときは、モータ発進許可（モータ４のみの発進に支障なし）に至るのである。
【００４７】
図６は、図４におけるＳ１８およびＳ１９の処理内容をさらに細かく説明するフローチャートであり、Ｓ５１およびＳ５２においては、インバータ１１へのトルク指令値を読み取り、そのトルク指令値の出力がＯＫかどうかを判定する。Ｓ５２の判定がｙｅｓのときは、Ｓ５３へ進む一方、Ｓ５２の判定がｎｏのときは、ＲＥＴＵＲＮへ抜ける。
【００４８】
Ｓ５３およびＳ５４においては、インバータ電圧を読み取り、インバータ電圧が正常かどうかを判定する。Ｓ５５およびＳ５６においては、インバータ電流を読み取り、インバータ電流が正常かどうかを判定する。Ｓ５７およびＳ５８においては、モータ回転数を読み取り、モータ４が前進回転かどうかを判定する。
【００４９】
Ｓ５９においては、変速機２のギヤポジションを読み取り、ギヤポジションが低速発進段かどうかを判定する。Ｓ６０およびＳ６１においては、アクセル開度およびモータ回転数を読み取り、モータトルク特性マップ（ハイブリッドＥＣＵ１０に設定）からモータ出力可能トルク値を求める。Ｓ６２〜Ｓ６４においては、運転者の要求走行トルク（図４のＳ１４で算出）を読み取り、モータ出力可能トルクと要求走行トルクを比較し、要求走行トルク＜モータ出力可能トルク、かどうかを判定する。
【００５０】
Ｓ５４の判定がｙｅｓかつＳ５６の判定がｙｅｓかつＳ５８の判定がｙｅｓかつＳ５９の判定がｎｏかつＳ６４の判定ｙｅｓのときは、エンジンアシストが必要なしに至る一方、それ以外のときはエンジンアシストが必要ありに至るのである。
【００５１】
図７は、図４におけるＳ２１〜Ｓ２４の処理内容をさらに細かく説明するフローチャートであり、Ｓ７１においては、アクセル開度を読み取る。Ｓ７２においては、エンジン回転数を読み取る。Ｓ７３においては、エンジン回転数とアクセル開度とからアシスト値としてエンジントルクの算出する。Ｓ７４においては、エンジントルクの算出値をエンジン１のトルク指令値に変換してエンジンＥＣＵ１５へ送信する。Ｓ７５においては、クラッチ接続ショックの発生を抑えるべく、エンジン回転数に合わせるようクラッチストロークを制御する。
【００５２】
Ｓ７６においては、モータ回転数を読み取る。Ｓ７７においては、ハイブリッドＥＣＵ１０に設定の補正マップから、モータ回転数およびエンジン回転数をパラメータに求める補正値に基づいて、インバータ１１へのトルク指令を制御する。モータ回転数は、クラッチの接続に伴って変化するので、エンジントルクのアシスト値との関係から、この変化に応じた補正をインバータ１１へのトルク指令に掛けることになる。
【００５３】
このような構成により、発進制御前において、モータ状態およびインバータ状態の検出信号および車両状態情報に基づいて、モータ４のみの発進に支障がないかどうか、が判定される。支障なしの場合、クラッチ３の切断が保持され、モータトルクによる発進制御が行われる。支障ありの場合、クラッチ３が接続され、エンジントルクによる発進制御が行われるのである。いずれにしても、車両の発進は、クラッチ３の断続を含め、すべて自動的に制御されることになり、走行状態へ遅滞なく円滑に移行可能となる。モータトルクによる発進制御か、エンジントルクによる発進制御か、についても、モータ温度およびインバータ温度などから適確に判定されるのである。
【００５４】
モータトルクの発進制御中においては、モータ状態およびインバータ状態を含む車両状態の検出信号に基づいて、エンジンアシストが必要かどうか、が判定される。必要ありの場合、クラッチ３の接続と共にエンジントルクがモータ回転数とアクセル操作量とから算出のアシスト値に制御され、クラッチ３の接続後にモータトルクが補正量に基づいて制御されるのである。このため、モータトルクの不足分がエンジントルクにより補償され、車両の積載量が大きい坂道発進においても、遅滞なく円滑な発進が確保される。エンジンアシストが必要かどうか、については、インバータ温度やモータ温度でなく、インバータ電流およびインバータ電圧などから、モータ４の負荷状態が逸早く適確に判定され、インバータ１１の保護も有効に図れる。モータ４への過大な負荷により、インバータ１１が発熱すると、インバータ内部のＩＧＢＴに破損が生じやすくなるのである。
【００５５】
発進制御前に車両状態の確認が行われ、モータトルクのみの発進制御中に車両の負荷状況が判断され、これらの結果に適正な対処が行われるので、モータ３の単独発進を基本とする、ハイブリッド車両の信頼性を大いに高められることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すシステム概要図である。
【図２】同じく制御内容を説明する特性図である。
【図３】同じくハイブリッドＥＣＵの一部機能を説明するブロック構成図である。
【図４】同じく発進に係る制御内容を説明するフローチャートである。
【図５】同じく発進に係る制御内容を説明するフローチャートである。
【図６】同じく発進に係る制御内容を説明するフローチャートである。
【図７】同じく発進に係る制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　エンジン
２　変速機
２ａ　変速機の入力軸
３　クラッチ
４　モータ
４ａ　モータの入出力軸
５　ギヤボックス
６　変速機のコントロールユニット
７　シフタ（変速指示手段）
８　クラッチアクチュエータ
９　蓄電要素（電気二重層キャパシタ）
１０　ハイブリッドＥＣＵ
１１　インバータ
１３　アクセル開度センサ
１４　クラッチ位置センサ
１５　エンジンＥＣＵ
１６　エンジン回転センサ
１７　シフト位置センサ
１８　車速センサ
１９　モータ回転センサ
２０　ブレーキＥＣＵ
２１　ブレーキアクチュエータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle hybrid system including an engine and a rotating electric machine (motor) as a power source of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a vehicle hybrid system, a clutch that intermittently connects an output shaft of an engine and an input shaft of a transmission, a motor that functions as a motor and a generator, a gear transmission mechanism that connects an input / output shaft of the motor and an input shaft of the transmission, And a power storage element connected to the motor via an inverter (see Japanese Patent Application No. 2000-315575). In this prior application, a design concept based on a single start of the motor is found. This is because the maximum torque of the motor is large when the rotation is low, and decreases as the rotation increases.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is based on such a conventional technology and provides a hybrid vehicle based on a single start of a motor, even when the vehicle state (power storage amount) or the vehicle load condition (loading amount or road surface gradient) is severe. The aim is to ensure a smooth automatic start without delay.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A first invention provides a clutch for intermittently connecting an output shaft of an engine and an input shaft of a transmission, a motor serving both as a motor and a generator, a gear transmission mechanism for connecting an input / output shaft of the motor and an input shaft of the transmission, In a vehicle hybrid system including a power storage element connected to a motor via an inverter, a means for generating a shift request based on an artificial operation by a driver, and a shift request when the vehicle is stopped and the engine is in idle control. When it occurs, means for controlling the disengagement of the clutch and the engagement of the transmission to perform the gear shift to the start gear corresponding to the request, and the control of only the motor based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state. Means for determining whether there is any obstacle to starting, and if the determination result indicates that there is no obstacle, the vehicle is stopped, the engine is idle controlled, and the engine is stopped. Means for controlling the engine torque in accordance with the accelerator operation amount together with the connection of the clutch from the start-up state in which the gear is disengaged and the transmission is engaged, and when the determination result shows no problem, the vehicle is stopped and the engine is idle. Means for controlling the motor torque according to the accelerator operation amount from a start standby state in which the control is performed and the clutch is disengaged and the transmission is engaged.
[0005]
A second invention provides a clutch for intermittently connecting an output shaft of an engine and an input shaft of a transmission, a motor serving both as a motor and a generator, a gear transmission mechanism for connecting an input / output shaft of the motor and an input shaft of the transmission, And a power storage element connected to the motor via an inverter, wherein the vehicle is stopped, the engine is idle controlled, the clutch is disconnected, and the transmission is in a gear-shifting start-up state. Means for determining whether or not engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state. If the determination result is necessary, the clutch is connected together with the engine. While controlling the torque to the assist value calculated from the motor speed and the accelerator operation amount, the motor is connected after the clutch is connected. Characterized in that it comprises means for controlling based on the correction value calculated torque from the assist value and the motor rotation speed of the engine torque, the.
[0006]
A third invention provides a clutch for intermittently connecting an output shaft of an engine and an input shaft of a transmission, a motor serving as an electric motor and a generator, a gear transmission mechanism for connecting an input / output shaft of the motor and an input shaft of the transmission, In a vehicle hybrid system including a power storage element connected to a motor via an inverter, a means for generating a shift request based on an artificial operation by a driver, and a shift request when the vehicle is stopped and the engine is in idle control. When it occurs, means for controlling the disengagement of the clutch and the engagement of the transmission to perform the gear shift to the start gear corresponding to the request, and the control of only the motor based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state. Means for determining whether there is any obstacle to starting, and if the determination result indicates that there is no obstacle, the vehicle is stopped, the engine is idle controlled, and the engine is stopped. Means for controlling the engine torque in accordance with the accelerator operation amount together with the connection of the clutch from the start-up state in which the gear is disengaged and the transmission is engaged, and when the determination result shows no problem, the vehicle is stopped and the engine is idle. Means for controlling the motor torque according to the accelerator operation amount from the start standby state in which the control and clutch are disengaged and the transmission is engaged, and based on a vehicle state detection signal including a motor state and an inverter state during the start control. Means for determining whether or not engine assist is required, and if the determination result is necessary, while controlling the engine torque to an assist value calculated from the motor rotation speed and the accelerator operation amount while connecting the clutch, After connection, the motor torque is determined based on the correction value calculated from the assist value of the engine torque and the motor speed. And means for controlling There, characterized in that it comprises a.
[0007]
According to a fourth aspect, in the vehicle hybrid system according to the first to third aspects, the means for determining whether there is no obstacle to starting only the motor based on the detection signals of the motor state and the inverter state includes: If at least one of the voltages is equal to or lower than the specified level, the motor temperature is equal to or lower than the specified level, and the inverter temperature is equal to or lower than the specified level, it is determined that there is a problem if any one of them is yes.
[0008]
According to a fifth aspect, in the vehicle hybrid system according to the first to third aspects, means for determining whether engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state includes: If at least one of the inverter voltages is normal, the inverter current is normal, and the rotation state of the motor is normal, the necessity is determined if at least one is no.
[0009]
According to a sixth aspect, in the vehicle hybrid system according to the second or third aspect, when the motor speed is lower than the engine idle speed, the motor speed is replaced with an engine idle speed. The hybrid system for a vehicle according to claim 2 or 3, wherein:
[0010]
【The invention's effect】
In the first aspect, it is determined before starting control based on detection signals of the motor state and the inverter state and the vehicle state information whether there is any obstacle to starting only the motor. In the case where there is no problem, the disengagement of the clutch is maintained, and the starting control by the motor torque is performed. If there is a problem, the clutch is connected, and the starting control based on the engine torque is performed. In any case, the start of the vehicle is automatically controlled, including the connection and disconnection of the clutch, and the vehicle can smoothly transition to the running state without delay.
[0011]
In the second invention, it is determined whether engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state during start control of the motor torque. If necessary, the engine torque is controlled to an assist value calculated from the motor speed and the accelerator operation amount together with the connection of the clutch, and the motor torque is corrected from the assist value of the engine torque and the motor speed after the clutch is connected. It is controlled based on the quantity. For this reason, the shortage of the motor torque is compensated by the engine torque, and even when the vehicle is started on a sloping road with a large load, a smooth start can be secured without delay.
[0012]
In the third invention, it is determined whether or not there is any problem in starting only the motor based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state in the start standby state. Also, it is determined whether engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state during the start control of the motor torque. That is, the vehicle state is checked before the start control, the load state of the vehicle is determined during the start control using only the motor torque, and an appropriate measure is taken based on these results. Therefore, the reliability of the hybrid vehicle can be greatly improved.
[0013]
In the fourth aspect, whether or not the start of only the motor is hindered is accurately determined not only from the voltage of the power storage element but also from the motor temperature and the inverter temperature.
[0014]
In the fifth aspect, whether or not engine assist is required is quickly and accurately determined from the inverter current, the inverter voltage, and the rotation state of the motor, and the protection of the inverter can be effectively performed.
[0015]
In the sixth aspect, even in the case where the motor stops or reverses due to an excessive load, the assist value of the engine torque is calculated by setting the engine idle equivalent rotational speed to the motor rotational speed in a pseudo manner. is there.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a gear type transmission, and a friction clutch 3 is interposed between them. The engine 1 employs a diesel engine (or a CNG engine using high-pressure natural gas as fuel). Reference numeral 4 denotes a motor (a rotating electric machine serving both as a motor and a generator), and its input / output shaft 4a is connected to the input shaft 2a of the transmission 2 via a power transmission mechanism 5 (gear box).
[0017]
The transmission 2 is provided with a control unit 6 for controlling the gear shift. The control unit 6 is connected to the hybrid control unit 10 (hybrid ECU), and performs a gear shift of the transmission based on a generation request (shift-up signal, shift-down signal, etc.) of the shift instruction means 7 (shifter) and a command of the hybrid ECU 10. Control.
[0018]
The clutch 3 is provided with a clutch actuator 8 for connecting and disconnecting the clutch. The clutch actuator 8 interrupts transmission of power from the engine 1 to the transmission 2 and the gearbox 5 in response to a driver's pedal operation or a request from the hybrid ECU 10. The engine control unit 15 (engine ECU) controls the fuel injection amount of the engine 1, and is provided with an engine rotation sensor 16 for detecting the rotation speed (engine speed) of the engine 1. The engine ECU 15 controls the fuel injection amount of the engine 1 according to the detection signal of the engine rotation sensor 16 and the request of the hybrid ECU 10.
[0019]
The brake actuator 21 for generating a braking force on the wheels is controlled by the brake control unit 20 (brake ECU) in a normal driving state to obtain information from the hybrid ECU 10 (regenerative braking force of the motor 4) and the amount of depression of the brake pedal 22 ( Based on the required braking torque, a distributed braking torque for the front wheels (driven wheels) is generated, and control is performed so as to compensate for a shortage of the distributed braking torque that cannot be covered by the regenerative braking torque of the rear wheels (driving wheels). Reference numeral 23 denotes a brake sensor that detects the amount of depression of the brake pedal 22.
[0020]
As the motor 4, a permanent magnet type synchronous motor (IPM synchronous motor) is used from the viewpoint of high efficiency and small size and light weight, and is connected to the electric storage element 9 via the inverter 11. An electric double layer capacitor is used for the power storage element 9, which easily ensures the required output density with respect to the allowable mass of the battery of the vehicle in order to regenerate the braking energy in a short time and without waste.
[0021]
The inverter 11 controls the motor 4 to be in the electric mode or the power generation mode according to a request from the hybrid ECU 10. In the electric mode, the charging power (DC power) of the storage element 9 is converted into AC power to drive the motor 4, while in the power generation mode, the generated power (AC power) of the motor 4 is converted into DC power. The power storage element 9 is charged.
[0022]
The gear box 5 includes a drive gear 5a connected to the input / output shaft 4a of the motor 4, a driven gear 5b connected to the input shaft 2a of the transmission 2, and an idler gear 5c meshing with the driven gear 5b. The rotation of the input / output shaft 4a of the motor 4 is reduced by the gearbox 5 and transmitted to the input shaft 2a of the transmission 2, while the rotation of the input shaft 2a of the transmission 2 is increased in speed by the gearbox 5, It is transmitted to the input / output shaft 4a of the motor 4.
[0023]
The hybrid ECU 10 detects an accelerator opening sensor 13 for detecting an accelerator opening (accelerator operation amount) from an amount of depression of an accelerator pedal 12, a clutch position sensor 14 for detecting an on / off state of the clutch 3, and a gear position of the transmission 2. A shift position sensor 17 for detecting, a vehicle speed sensor 18 for detecting a rotational speed on the output side of the transmission 2, a rotational sensor 19 for the motor 4 for detecting a rotational speed of the input / output shaft 4a of the motor 4, a motor state and an inverter Means (not shown) for detecting the winding temperature of the motor, the temperature of the IGBT (insulated gate bipolar transistor) of the inverter, the inverter current, and the inverter voltage (voltage of the storage element) are provided.
[0024]
Based on these detection signals and various information (obtained from the engine ECU 15, the brake ECU 20, the control unit 6, the inverter 11, and the like of the transmission 2) including the SOC (State Of Change) of the power storage element 9, the hybrid ECU 10 While controlling the clutch actuator 8 and the inverter 11 of the motor 4, a request to the engine ECU 15 and the brake ECU 20, a command to the control unit 6 of the transmission 2, a pseudo signal to an EHS-ECU (hill start control unit) described later. , Send.
[0025]
FIG. 2 is a control map for setting the sharing ratio between the output of motor 4 and the output of engine 1 using the SOC of power storage element 9 as a parameter, and is stored in hybrid ECU 10. Hybrid ECU 10 obtains an output sharing ratio according to the SOC information of power storage element 9 from the control map, and controls the motor torque and the engine torque based on the sharing ratio and the required traveling torque. That is, while controlling the torque command to the inverter 11 so that the motor 4 generates the shared output, the request to the engine ECU 15 (the fuel supply amount according to the shared output of the engine 1) is transmitted.
[0026]
When the output sharing ratio of the motor 4 is 1 (output sharing ratio of the engine 1 = 0), the torque command to the inverter 11 is controlled so that the required traveling torque is obtained from the motor 4 in a state where the clutch 3 is disconnected. In the case where the output sharing ratio of the motor 4 is <1 (the output sharing ratio of the engine 1> 0), the shared output of the motor 4 decreases as the SOC of the power storage element 9 decreases with the clutch 3 connected. Thus, the request to the engine ECU and the torque command to the inverter 11 are controlled so that the shared output of the engine 1 is increased. When the output sharing ratio of the engine 1 is = 1 (motor output sharing ratio = 0), the request is controlled to the engine ECU 15 so that the required traveling torque can be obtained from the engine 1.
[0027]
The hybrid ECU 10 corresponds to the braking torque distributed to the rear wheels (required braking torque × braking torque distribution ratio) in a state where the clutch 3 is disconnected as long as the power storage element 9 can be charged by cooperative control with the brake ECU 20. While controlling the torque command to the inverter 11 so that the regenerative braking torque is obtained from the motor 4, the brake actuator 21 generates the distributed braking torque for the front wheels and also adjusts the distributed braking torque for the rear wheels to the regenerative braking torque of the motor 4. If the shortage cannot be satisfied, a request is transmitted to the brake ECU 20 to generate the insufficient braking torque on the rear wheels. When it is determined from the SOC information of the power storage element 9 that the power generation is necessary, if the output of the engine 1 has a margin in the connected state of the clutch 3, the inverter 11 is configured to charge the power storage element 9 by the power generation of the motor 4. Control.
[0028]
When the EHS switch (not shown) is ON, the EHS-ECU (n in FIG. 3) holds the brake in the operating state even when the brake pedal is released when the vehicle is stopped, and sets the release timing of the brake when the vehicle starts moving. Control it. At the time of starting by the output of the engine, the connection of the clutch is controlled, so that the brake release timing is determined based on the detection signal (clutch stroke) of the clutch position sensor.
[0029]
Since the clutch 3 is maintained in the disengaged state when the vehicle starts only by the motor torque, the hybrid ECU 10 outputs a pseudo clutch stroke signal to the EHS-ECU. The pseudo signal is an accelerator ON signal (obtained from a detection signal of the accelerator opening sensor 13), a transmission gear shift signal (obtained from a detection signal of the shift position sensor 17), a vehicle speed signal (a detection signal of the vehicle speed sensor 18). When the torque command value to the inverter 11 rises when the vehicle is stopped, the transmission is engaged, and the accelerator is ON (pedal depressed) based on the torque command value to the inverter 11, a predetermined time from that time , The stroke characteristic is controlled so that the clutch 3 is loosely connected.
[0030]
FIG. 3 shows a functional block configuration of a control system relating to the start of the vehicle. The start request detecting means a, the required traveling torque calculating means b, and the vehicle state (motor state, inverter state, etc.) detecting means c , A traveling (rotation) direction determining means d, an engine assist determining means e, a motor torque calculating means f, an engine torque calculating means g, a clutch control signal output means h, and the like.
[0031]
The start request detecting means a detects the shifter 7 based on a detection signal of the accelerator opening sensor 13, a detection signal of the shift position sensor 17, a detection signal of the clutch position sensor 14, and the like when the vehicle is stopped and the engine is in idle control. When a start request is determined based on the generation of a shift-up signal or a shift-down signal, the disengagement of the clutch 3 is controlled, and the start stage (high-speed stage, shift-down signal Command is issued to the control unit 6 of the transmission 2.
[0032]
Upon receiving the start request determination signal (start request flag = 1), the required torque calculating means b reads the detection signal (motor rotation speed) of the motor rotation sensor 19 and the detection signal of the accelerator opening sensor 13 and detects the driver's request. Obtain the required running torque. When the rotation speed of the motor 4 is lower than the idle rotation speed of the engine 1, the motor rotation speed is replaced with the idle rotation speed. The required traveling torque is searched from the engine torque characteristic three-dimensional map set in the hybrid ECU 10 using the motor speed and the accelerator opening as parameters.
[0033]
The vehicle state detecting means c outputs the motor temperature (winding temperature), the inverter temperature (IGBT temperature), the inverter current, the inverter voltage (voltage of the power storage element 9) together with other vehicle state information to the engine assist determining means e. . Further, it reads the detection signal of the motor rotation sensor 19 and outputs it to the traveling direction determination means d. The traveling direction determining means d determines the rotational state (stop, reverse rotation, etc.) of the motor 4, and outputs a determination signal to the engine assist determining means e together with the motor speed.
[0034]
The engine assist determination means e determines only the motor 4 based on the vehicle state detection signal and various types of information in a vehicle standby state in which the vehicle is stopped, the engine 1 is in idle control, the clutch 3 is disconnected, and the transmission 2 is in a gear-start state. Determine whether there is any obstacle to starting. If there is a problem with this determination, a command is output to the engine torque calculation means g and the clutch control means h in order to control the engine torque to the required traveling torque together with the connection of the clutch 3 (slow speed connection operation). If there is no problem, a command is output to the motor torque calculating means f in order to control the motor torque to the required traveling torque.
[0035]
During start control of only the motor, it is determined whether or not engine assist is necessary based on the vehicle state detection signal and various information. When this determination is necessary, a command is output to the engine torque calculation means g and the clutch control means h in order to control the engine torque to the assist value together with the connection of the clutch 3 (the connection operation at a low speed). After the connection, the command is outputted to the motor torque calculating means f in order to control the motor torque based on the correction value.
[0036]
The motor torque calculating means f calculates a torque command value of the motor 4 according to a command from the engine assist determining means e, and the calculated value is transmitted to the inverter 11 via the torque output means i. The engine torque calculating means g calculates the torque value of the engine 1 according to the command of the engine assist determining means e, and the calculated value is transmitted to the engine ECU 15 via the torque output means j.
[0037]
The clutch control signal output unit h controls the clutch actuator 21 according to a command from the engine assist determination unit e. The EHS release timing determination means k determines the brake release timing based on the detection signal of the clutch position sensor 14 or the torque command value of the motor torque calculation means f, and the determination signal is transmitted to the EHS-ECUn by the release command. It is transmitted via output means m.
[0038]
FIG. 4 is a flowchart illustrating the control performed by the hybrid ECU 10 for starting the vehicle. In S1, the vehicle is stopped, the engine 1 is idle controlled, the clutch 3 is connected, and the transmission 2 is disengaged. When the shifter 7 generates a shift-up signal or a shift-up signal, the start request flag = 1 is set. In S2, it is determined whether or not the start request flag = 1, and when the determination is yes, the disconnection of the clutch 3 is controlled. When the disengagement of the clutch 3 is completed, the gear set of the transmission 2 is controlled with the start stage corresponding to the signal generated by the shifter 7 as the target stage.
[0039]
In S3, detection signals and various information of the motor state and the inverter state are read. In S4 and S5, it is determined based on the detection signals of the motor state and the inverter state and various information whether or not the starting of the motor 4 alone is not hindered. When the vehicle is stopped, the engine 1 is in idle control, the clutch 3 is disconnected, and the transmission 2 is in a gear-starting standby state, if the determination of S5 is yes, the process proceeds to S6, while if the determination of S5 is no, Proceed to S13.
[0040]
In S6, the accelerator opening and the motor speed are read. When the motor speed is less than the engine idle speed, the idle equivalent speed is replaced with the motor speed. In S7, the required driving torque of the driver is obtained by searching the three-dimensional engine torque characteristic map using the accelerator opening and the motor speed as parameters. In S8 and S9, the required traveling torque is converted into a torque command value for engine 1 and transmitted to engine ECU 15. In S10, the engine speed is read. In S11, the clutch stroke is controlled to match the engine speed in order to suppress the occurrence of the clutch connection shock. In S12, when the EHS operates and the brake is in the operating state, when the clutch 3 reaches the connection point based on the clutch stroke, a command to release the brake is issued to the EHS-ECUn.
[0041]
In S13, the accelerator opening and the motor speed are read. When the motor speed is less than the engine idle speed, the idle equivalent speed is replaced with the motor speed. In S14, the driver's required traveling torque is determined by searching the three-dimensional engine torque characteristic map using the accelerator opening and the motor speed as parameters. In S15 and S16, the required traveling torque is converted into a torque command value for the motor 4 and output to the inverter 11. In S17, when the EHS operates and the brake is in the operating state, the motor torque value is transmitted to the EHS-ECUn as a clutch stroke pseudo signal.
[0042]
In S18, after the torque command to the motor 4, a detection signal and various information of the motor state and the inverter state are read. In S19 and S20, it is determined whether engine assist is necessary based on the detection signals of the motor state and the inverter state and various information. If the determination in S20 is yes, the process proceeds to S21, while if the determination in S20 is no, the process exits to RETURN.
[0043]
In S21, an assist value of the engine torque and a correction value of the motor torque are calculated. In S22, the assist value of the engine torque is converted into a torque command value to engine ECU 15 and transmitted. In S23, the clutch stroke is controlled to match the engine speed in order to suppress the occurrence of the clutch connection shock. In S24, a torque command value to the inverter 11 is controlled based on the motor torque correction value after the clutch is connected. Thereafter, as in S12, the process exits to RETURN.
[0044]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing contents of S3 and S4 in FIG. 4 in more detail. In S31 and S32, the voltage (capacitor voltage) of the storage element 9 is read to determine whether or not the capacitor voltage is equal to or lower than a specified level. I do. In S33 and S34, the motor temperature is read, and it is determined whether the motor temperature is equal to or higher than a specified level. In S35 and S36, the inverter temperature is read, and it is determined whether the inverter temperature is equal to or higher than a specified level.
[0045]
In S37 and S38, the inverter failure information is read, and it is determined whether or not the inverter 11 has a failure. In S39 and S40, power storage element 9 (capacitor) abnormality information is read, and it is determined whether power storage element 9 is abnormal. In S40, the shift position (gear position) is read, and it is determined whether the starting gear is a low gear. When the starting stage is the low speed stage, it is estimated that the load condition of the vehicle is large.
[0046]
If at least one of the determination of S32, the determination of S34, the determination of S36, the determination of S38, the determination of S40, and the determination of S41 is yes, the motor start is stopped (the start of only the motor 4 is hindered). If the determinations in S32, S34, S36, S38, S40, and S41 are all no, the motor start is permitted (the start of only the motor 4 is not hindered).
[0047]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing contents of S18 and S19 in FIG. 4 in more detail. In S51 and S52, a torque command value to the inverter 11 is read, and it is determined whether or not the output of the torque command value is OK. I do. When the determination in S52 is yes, the process proceeds to S53, while when the determination in S52 is no, the process exits to RETURN.
[0048]
In S53 and S54, the inverter voltage is read to determine whether the inverter voltage is normal. In S55 and S56, the inverter current is read to determine whether the inverter current is normal. In S57 and S58, the number of rotations of the motor is read, and it is determined whether the motor 4 is rotating forward.
[0049]
In S59, the gear position of the transmission 2 is read, and it is determined whether the gear position is at the low speed start stage. In S60 and S61, the accelerator opening and the motor speed are read, and the motor output possible torque value is obtained from the motor torque characteristic map (set in the hybrid ECU 10). In S62 to S64, the required traveling torque of the driver (calculated in S14 of FIG. 4) is read, and the motor output possible torque is compared with the required travel torque to determine whether the required travel torque <the motor output available torque.
[0050]
When the determination in S54 is yes, the determination in S56 is yes, the determination in S58 is yes, the determination in S59 is no, and the determination in S64 is yes, the engine assist is not required. Otherwise, the engine assist is required. It will be there.
[0051]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing contents of S21 to S24 in FIG. 4 in more detail. In S71, the accelerator opening is read. In S72, the engine speed is read. In S73, the engine torque is calculated as an assist value from the engine speed and the accelerator opening. In S74, the calculated value of the engine torque is converted into a torque command value of the engine 1 and transmitted to the engine ECU 15. In S75, the clutch stroke is controlled to match the engine speed in order to suppress the occurrence of the clutch connection shock.
[0052]
In S76, the motor speed is read. In S77, a torque command to the inverter 11 is controlled based on a correction value for obtaining the motor speed and the engine speed as parameters from the correction map set in the hybrid ECU 10. Since the motor speed changes with the engagement of the clutch, a correction corresponding to the change is applied to the torque command to the inverter 11 from the relationship with the assist value of the engine torque.
[0053]
With this configuration, before starting control, it is determined whether or not there is any obstacle to starting only the motor 4 based on the detection signals of the motor state and the inverter state and the vehicle state information. When there is no problem, the disconnection of the clutch 3 is maintained, and the starting control by the motor torque is performed. If there is a problem, the clutch 3 is connected, and the starting control based on the engine torque is performed. In any case, the start of the vehicle is automatically controlled, including the connection and disconnection of the clutch 3, so that the vehicle can smoothly transition to the running state without delay. Whether the start control is based on the motor torque or the start control based on the engine torque is also accurately determined from the motor temperature and the inverter temperature.
[0054]
During the start control of the motor torque, it is determined whether or not the engine assist is necessary based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state. If necessary, the engine torque is controlled to an assist value calculated from the motor rotation speed and the accelerator operation amount together with the connection of the clutch 3, and the motor torque is controlled based on the correction amount after the clutch 3 is connected. For this reason, the shortage of the motor torque is compensated for by the engine torque, and even when the vehicle is started on a sloping road with a large load capacity, a smooth start is ensured without delay. Regarding whether or not engine assist is required, the load state of the motor 4 is quickly and accurately determined not from the inverter temperature or the motor temperature but from the inverter current and the inverter voltage, and the protection of the inverter 11 can be effectively achieved. If the inverter 11 generates heat due to an excessive load on the motor 4, the IGBT inside the inverter is likely to be damaged.
[0055]
The vehicle state is checked before the start control, the load state of the vehicle is determined during the start control using only the motor torque, and an appropriate countermeasure is performed on these results. The reliability of the hybrid vehicle can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating the contents of control.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a partial function of the hybrid ECU.
FIG. 4 is a flowchart for explaining control contents related to a start.
FIG. 5 is a flowchart for explaining control content related to starting.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the control content related to starting.
FIG. 7 is a flowchart illustrating control content related to starting.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 transmission
2a Transmission input shaft
3 clutch
4 Motor
4a Motor input / output axis
5 Gear box
6 Transmission control unit
7 Shifter (shift instruction means)
8 Clutch actuator
9 Storage elements (electric double layer capacitors)
10 Hybrid ECU
11 Inverter
13 Accelerator opening sensor
14 Clutch position sensor
15 Engine ECU
16 Engine rotation sensor
17 Shift position sensor
18 Vehicle speed sensor
19 Motor rotation sensor
20 brake ECU
21 Brake actuator

Claims

A clutch that intermittently connects the output shaft of the engine and the input shaft of the transmission, a motor that functions as a motor and a generator, a gear transmission mechanism that connects the input and output shafts of the motor and the input shaft of the transmission, and an inverter connected to the motor In a hybrid system of a vehicle including a connected power storage element, a means for generating a shift request based on a driver's manual operation, and a request when a shift request is generated when the vehicle is stopped and the engine is in idle control. Means for controlling the disengagement of the clutch and the engagement of the transmission in order to perform a gear shift to the corresponding start position, and whether the start of only the motor is hindered based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state. Means for determining whether the vehicle is stopped, the engine is idle controlled and the clutch is disconnected A means for controlling the engine torque according to the accelerator operation amount together with the connection of the clutch from the state in which the transmission is in the gear-starting standby state, and when the determination result shows no problem, the vehicle is stopped, the engine is idle-controlled and the clutch is disconnected. Means for controlling the motor torque in accordance with the accelerator operation amount from a state in which the transmission is in a gear-start start standby state.

A clutch that intermittently connects the output shaft of the engine and the input shaft of the transmission, a motor that functions as a motor and a generator, a gear transmission mechanism that connects the input and output shafts of the motor and the input shaft of the transmission, and an inverter connected to the motor Means for controlling the motor torque according to the accelerator operation amount from a standby state in which the vehicle is stopped, the engine is idle-controlled, the clutch is disconnected, and the transmission is in a gear-shift start-up state. Means for judging whether or not engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state during this start control. Is controlled to an assist value calculated from the motor speed and the accelerator operation amount, while the motor is Vehicle hybrid system, characterized in that it comprises means for controlling based on Tatoruku the correction value calculated from the assist value of the engine torque and the motor rotational speed, a.

A clutch that intermittently connects the output shaft of the engine and the input shaft of the transmission, a motor that functions as a motor and a generator, a gear transmission mechanism that connects the input and output shafts of the motor and the input shaft of the transmission, and an inverter connected to the motor In a hybrid system of a vehicle including a connected power storage element, a means for generating a shift request based on a driver's manual operation, and a request when a shift request is generated when the vehicle is stopped and the engine is in idle control. Means for controlling the disengagement of the clutch and the engagement of the transmission in order to perform a gear shift to the corresponding start position, and whether the start of only the motor is hindered based on the detection signal of the vehicle state including the motor state and the inverter state. Means for determining whether the vehicle is stopped, the engine is idle controlled and the clutch is disconnected A means for controlling the engine torque according to the accelerator operation amount together with the connection of the clutch from the state in which the transmission is in the gear-starting standby state, and when the determination result is no problem, the vehicle is stopped, the engine is idle-controlled and the clutch is disconnected. Means for controlling the motor torque in accordance with the accelerator operation amount from a state in which the transmission is in a gear-starting standby state, and means for determining whether engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state. When the result of this determination is necessary, the engine torque is controlled to an assist value calculated from the motor rotation speed and the accelerator operation amount together with the connection of the clutch, while the motor torque is reduced to the assist value of the engine torque after the connection of the clutch. And means for controlling based on a correction value calculated from the motor rotation speed. Vehicle hybrid system characterized by and.

Means for determining whether there is no problem in starting only the motor based on the detection signals of the motor state and the inverter state include determining whether the voltage of the storage element is below a specified level, whether the motor temperature is below a specified level, and whether the inverter temperature is The hybrid system for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein if at least one of the predetermined levels is less than or equal to yes, it is determined that there is a problem.

Means for determining whether or not engine assist is necessary based on a detection signal of a vehicle state including a motor state and an inverter state includes determining whether the inverter voltage is normal, whether the inverter current is normal, whether the motor rotation is normal, whether the driver The hybrid system for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined whether the required torque is equal to or less than the motor maximum torque when at least one is no.

4. The hybrid system for a vehicle according to claim 2, wherein when the motor rotation speed is lower than the engine idle rotation speed, the motor rotation speed is replaced with an engine idle rotation speed.