JP2004343934A - Vehicle - Google Patents

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JP2004343934A
JP2004343934A JP2003139580A JP2003139580A JP2004343934A JP 2004343934 A JP2004343934 A JP 2004343934A JP 2003139580 A JP2003139580 A JP 2003139580A JP 2003139580 A JP2003139580 A JP 2003139580A JP 2004343934 A JP2004343934 A JP 2004343934A
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Akihiro Kimura
秋広 木村
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Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent occurrence of energy loss when a vehicle stops. <P>SOLUTION: Driving of a motor MG2 is stopped by stopping switching of a switching element on an inverter 42 corresponding to the motor MG2 while making a braking force corresponding to the step-on amount of a brake pedal 85 act on drive wheels 63a and 63b through mechanical brakes 94a and 94b if the brake pedal 85 is stepped on to such amount as to cancel the transmission torque directly transmitted to a ring gear shaft 32a from an engine 22 through a power distribution integrated mechanism 30 when an electric power is generated with a motor MG1 using the power from the engine 22, which is supplied to a battery 50 while a vehicle is stopped. Thus, while a vehicle remains stopped, the energy loss of the motor MG2 and the inverter 42 is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する車両に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、この種の車両としては、車両停車時にプラネタリギヤを介して駆動軸に直接伝達されるエンジンからの動力を駆動軸に接続されたモータによりキャンセルするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車両では、プラネタリギヤを介して駆動軸に直接伝達されるトルクをモータからのトルクを用いてキャンセルすることにより、駆動軸に運転者が予期しないトルクが出力されるのを防止している。
【0003】
こうした車両では、回転停止状態の駆動軸に接続されたモータからキャンセルトルクを出力するため、モータやモータに電力を供給するインバータ回路にエネルギ損失が生じてしまう。一方、通常、車両停車時にブレーキペダルが踏み込まれると、機械ブレーキによる制動力が駆動軸に作用するから、ブレーキペダルの踏み込みの程度によっては機械ブレーキだけでプラネタリギヤを介して駆動軸に直接伝達されるトルクを打ち消すことができる場合もある。
【0004】
本発明の車両は、こうした問題を解決し、車両停車時のエネルギ損失を抑制することを目的とする。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−87777号公報(図6)
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【0007】
本発明の第1の車両は、
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余の動力を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記車両を機械的に制動可能な機械的制動手段と、
前記車両が略停止しているときに前記電力変換動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消し可能な制動力が前記車両に要求されたときには、該要求された制動力に対応する制動力が前記機械的制動手段から出力されると共に前記電動機から動力が入出力されないよう前記機械的制動手段と前記電動機とを制御する制動時制御を行なう制動時制御手段と
を備えることを要旨とする。
【0008】
この本発明の第1の車両では、車両がほぼ停止しているときに電力変換動力伝達手段を介して駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消すことのできる制動力が車両に要求されたときには、この要求された制動力に対応する制動力が機械的制動手段により出力されると共に駆動軸に接続された電動機から動力が入出力されないよう機械的制動手段と電動機とを制御にするから、車両の停車時の電動機による電力損失を抑制できることができる。
【0009】
こうした本発明の第1の車両において、前記制動時制御手段は、前記制動時制御手段は、前記伝達動力に応じて設定される閾値よりも大きな制動力が前記車両に要求されたときに、前記制動時制御を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機による電力損失を抑制しながらより確実に駆動軸への伝達動力を機械的制動手段により打ち消すことができる。この態様の本発明の車両において、前記閾値は、前記伝達動力に所定のマージンを加えた値であるものとすることもできる。
【0010】
また、本発明の第1の車両において、前記制動時制御手段は、前記制動時制御として前記電動機を駆動する駆動回路を停止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動回路により消費される電力損失を抑制することができる。
【0011】
更に、本発明の第1の車両において、前記制動時制御手段は、前記車両が略停止しているときに前記伝達動力を打ち消すことができない制動力が前記車両に要求されたときには、前記機械的制動手段から出力される制動力と前記電動機から入出力される動力とをもって前記伝達動力が打ち消されるよう前記機械的制動手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力変換動力伝達手段を介して駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消すことのできる制動力が車両に要求されていないときでも伝達動力を打ち消すことができるから、駆動軸に予期しないトルクが出力されるのをより確実に防止することができる。
【0012】
また、本発明の第1の車両において、前記制動時制御手段は、前記車両が略停止しているときに所定値以下の制動力が前記車両に要求されたとき、前記伝達動力に基づいて前記駆動軸にクリープトルクが出力されるよう前記電動機を制御する手段であるものとすることができる。こうすれば、所定値以下の制動力が車両に要求されたときには、電動機からの動力を用いて駆動軸にクリープトルクを出力することができる。
【0013】
あるいは、本発明の第1の車両において、前記要求された制動力は、ブレーキペダルの踏み込み状態に対応する制動力であるものとすることもできる。
【0014】
本発明の第2の車両は、
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余の動力を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
運転者により所定のシフト操作がなされたときに前記電力変換動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消し可能に前記車両の移動をロックする車両移動ロック手段と、
前記車両移動ロック手段により前記車両の移動がロックされているとき、前記電動機から動力が入出力されないよう前記電動機を制御する車両移動ロック時制御手段と
を備えることを要旨とする。
【0015】
この本発明の第2の車両では、運転者により所定のシフト操作がなされたときに電力変換動力伝達手段を介して駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消し可能に車両の移動をロックし、車両の移動がロックされているときには駆動軸に接続された電動機からの動力が入出力されないよう電動機を制御するから、電動機による電力損失を抑制することができる。
【0016】
こうした本発明の第2の車両において、前記車両移動ロック時制御手段は、前記電動機を駆動する駆動回路を停止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動回路により消費される電力損失を抑制することができる。
【0017】
また、本発明の第1または第2の車両において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに接続された3軸を有し該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力機構と、前記回転軸に接続された発電可能な回転軸用電動機とを備える手段であるものとすることもできるし、或いは、本発明の第1または第2の車両において、前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1のロータと前記駆動軸に接続され該第1のロータに対して相対的に回転可能な第2のロータとを有し、該第1のロータと該第2のロータとの電磁気的な作用により電力の入出力が可能な対ロータ電動機を備える手段であるものとすることもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、駆動輪63a,63bに取り付けられ油圧により作動する機械ブレーキ94a,94bと、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
【0019】
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
【0020】
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
【0021】
モータMG1およびモータMG2は、例えば、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとからなる発電可能な同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやり取りを行なう。インバータ41,42は、各々6つのスイッチング素子(例えば、パワーMOSやIGBTなど)から構成されている。この6つのスイッチング素子は、正極母線と負極母線に対してソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置されており、各ペアにおけるスイッチング素子同士の接続点にモータMG1,MG2の三相コイルの各々が接続されている。したがって、各々対をなすスイッチング素子のオン時間の割合を制御することにより、モータMG1,MG2の三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42が備えるスイッチング素子へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
【0022】
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
【0023】
機械ブレーキ94a,94bに接続された油圧回路90には、機械ブレーキ94a,94bに作用させる油圧を調節する油圧調節装置92が設けられており、この油圧調節装置92を制御することにより機械ブレーキ94a,94bの制動トルクを調節できるようになっている。
【0024】
また、ギヤ機構60には、車両移動ロック用アクチュエータ89の駆動によりギヤ機構60に噛み合って車両の移動をロックするロック部材61が設けられている。
【0025】
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度AP,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジション,ブレーキマスタシリンダ87に取り付けられた油圧センサ87aからのブレーキ油圧,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、油圧調節装置92への制御信号や車両移動ロック用アクチュエータ89への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【0026】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度APと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【0027】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にブレーキペダル85が踏み込まれているときのハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ブレーキペダル85が踏み込まれているときに所定時間毎(例えば、8msec毎)に繰り返し実行される。
【0028】
制動時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、ブレーキペダルポジションセンサ86や油圧センサ87aなどからのブレーキペダル85のブレーキ踏み込み状態BSや、車速センサ88からの車速V、バッテリECU52により演算されるバッテリ50の残容量SOCなどの制御に必要なデータを入力し(ステップS100)、入力した車速Vがほぼ値0であるか否か、すなわち車両がほぼ停車状態にあるか否かを判定する(ステップS102)。車両が停車していないと判定されると、車両停車時の制御とは異なる他の制御(ステップS104)、例えば、モータMG2による回生制御によるエネルギ回生制御などを行なって本ルーチンを終了する。
【0029】
一方、車両が停車していると判定されると、ステップS100で入力したブレーキ踏み込み状態BSと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用すべき要求制動トルクTb*を設定する(ステップS106)。要求制動トルクTb*の設定は、実施例では、ブレーキ踏み込み状態BSと車速Vと要求制動トルクTb*との関係を予め求めて制動トルク設定マップとしてROM74に記憶しておき、ブレーキ踏み込み状態BSと車速Vとが与えられると制動トルク設定マップから対応する要求制動トルクTb*が導出されるものとした。要求トルク設定マップの一例を図3に示す。
【0030】
続いて、ステップS100で入力した残容量SOCなどに基づいてバッテリ50に充電すべきバッテリ充電量Pch*を設定する(ステップS108)。バッテリ充電量Pch*は、基本的には、バッテリ50の残容量SOCが適正範囲(例えば、50%〜60%)となるように設定され、実施例では、残容量SOCが適正範囲を下回ったときに予め定められた充電量が設定されるものとした。
【0031】
バッテリ充電量Pch*が設定されると、このバッテリ充電量Pch*を動力換算してエンジン22が出力すべき目標動力Pe*として設定し(ステップS110)、設定された目標動力Pe*を出力可能な運転ポイント(トルクと回転数とから定まるポイント)のうちエンジン22からのトルクによりモータMG1で発電する際の効率がもっとも高くなる運転ポイントをエンジン22の目標トルクTe*と目標回転数Ne*として設定する(ステップS112)。なお、実施例では、エンジン22の目標トルクTe*と目標回転数Ne*を、エンジン22からのトルクによりモータMG1で発電する際の効率がもっとも高くなる運転ポイントに設定するものとしたが、目標動力Pe*を出力できる範囲内であれば如何なるポイントに設定するものとしてもかまわない。
【0032】
続いて、エンジン22から出力されるトルクを用いてモータMG1により回生制御するよう次式(1)を用いてモータMG1の目標トルクTm1*を設定する(ステップS114)。ここで、式(1)中の「KP」は比例制御係数であり、「KI」は積分制御係数である。また、「Ne」は、エンジン22の現在の回転数であり、回転位置検出センサ43により検出された回転位置により演算されるサンギヤ31の回転数と、回転位置検出センサ44により検出された回転位置と減速ギヤ35のギヤ比とにより演算されるリングギヤ32の回転数と、動力分配統合機構30のギヤ比ρとによりキャリア34の回転数を計算し、これを「Ne」として用いることができる。勿論、エンジン22のクランクシャフト26の回転数を直接検出したものを用いるものとしてもよい。
【0033】
Tm1*=KP(Ne−Ne*)+KI∫(Ne−Ne*)dt(1)
【0034】
そして、エンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達される伝達トルクTerを次式(2)を用いて計算する(ステップS116)。
【0035】
Ter=Te*×1/(1+ρ)=−Tm1*/ρ (2)
【0036】
その後、ステップS106で設定された要求制動トルクTb*の絶対値が閾値TLよりも大きいか否かを判定する(ステップS118)。ここで、閾値TLは、運転者が車両停車状態を保持する意思があるか否かを判定するための閾値として予め設定されている。要求制動トルクTb*の絶対値が閾値TL以下と判定されると、リングギヤ軸32aにクリープトルクTcrが作用するように次式(3)を用いてモータMG2の目標トルクTm2*を設定する(ステップS120)。ここで、クリープトルクTcrとしては、車両停車状態からブレーキペダル85をOFFしたときに車両を低速で走行させるのに必要なトルクとして設定されている。また、式(3)中のGrは減速ギヤ35のギヤ比である(以下、同じ)。
【0037】
Tm2*=(|Tcr|−|Ter|)/Gr (3)
【0038】
式(3)から解るように、モータMG2の目標トルクTm2*の設定は、エンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達される伝達トルクTerとリングギヤ軸32aに作用すべきクリープトルクTcrとの偏差のトルクがリングギヤ軸32aに出力されるように設定することにより行なわれる。
【0039】
ステップS118で要求制動トルクTb*の絶対値が閾値TLよりも大きいと判定されると、更に要求制動トルクTb*の絶対値が、エンジン22からリングギヤ軸32aに直接伝達される伝達トルクTerと所定の余裕値との加算値よりも大きいか否かを判定し(ステップS122)、要求制動トルクTb*が加算値よりも大きいと判定されると、要求制動トルクTb*に相当する機械ブレーキ94a,94bの油圧ブレーキトルクだけで車両の停止を維持できると判断してモータMG2の目標トルクTm2*を値0に設定すると共にインバータ42のスイッチング素子のスイッチングの停止を設定し(ステップS124,S126)、要求制動トルクTb*が加算値以下であると判定されると、要求制動トルクTb*に相当する機械ブレーキ94a,94bの油圧ブレーキトルクだけでは車両の停止を維持できないと判断して機械ブレーキ94a,94bの油圧ブレーキトルクに加えて車両の停止を維持するために必要な目標トルクTm2*を式(4)を用いて設定する(ステップS128)。
【0040】
Tm2*=((|Ter|+α)−|Tb*|)/Gr (4)
【0041】
モータMG2の目標トルクTm2*が設定されると、要求制動トルクTb*を機械ブレーキ94a,94bに作用すべき油圧ブレーキトルクToとして設定する(ステップS130)。
【0042】
こうしてエンジン22の目標トルクTe*とモータMG1の目標トルクTm1*とモータMG2*の目標トルクTm2*と機械ブレーキ94a,94bの油圧ブレーキトルクToとが設定されると、目標トルクTe*でエンジン22を制御すると共に目標トルクTm1*でモータMG1を制御し、目標トルクTm2*でモータMG2を制御し、油圧ブレーキトルクToで油圧調節装置92を制御して(ステップS132)、本ルーチンを終了する。具体的には、ハイブリッド用電子制御ユニット70が目標トルクTe*をエンジンECU24に出力することによりエンジン22から目標トルクTe*に見合うトルクが出力されるようエンジンECU24がエンジン22を運転制御(点火制御や燃料噴射制御など)し、ハイブリッド用電子制御ユニット70が目標トルクTm1*,目標回転数Nm1*,目標トルクTm2*をモータECU40に出力することによりモータMG1から目標トルクTm1*に見合うトルクが出力されると共にモータMG2から目標トルクTm2*に見合うトルクが出力されるようモータECU40がモータMG1,MG2を運転制御(インバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御)し、機械ブレーキ94a,94bから油圧ブレーキトルクToが駆動軸に作用するようハイブリッド用電子制御ユニット70が機械ブレーキ94a,94bの油圧回路90に取り付けられた油圧調節装置92に制御信号を出力する。モータMG2を制御する際にステップS126でインバータ42のスイッチング素子のスイッチングの停止が設定されたときには、スイッチング素子のスイッチングの停止も行なう。これにより、インバータ42のスイッチングロスをなくすことができる。
【0043】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、車両停車時にエンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達される伝達トルクを打ち消すことのできる制動力(要求制動トルクTb*)が運転者により要求されたときには、要求制動トルクTb*に見合うトルクを機械ブレーキ94a,94bだけで受け持つと共にインバータ42のスイッチング素子のスイッチングを停止してモータMG2の駆動を停止するから、車両の停車を維持しながらモータMG2やインバータ42のエネルギ損失の発生を防止でき、エネルギ効率をより向上させることができる。また、要求制動トルクTb*に見合う機械ブレーキ94a,94bの油圧ブレーキトルクではエンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達される伝達トルクを打ち消すことができないときには、要求制動トルクTb*に見合うトルクを機械ブレーキ94a,94bから出力すると共に不足分のトルクをモータMG2から出力するから、エンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達される伝達トルクにより車両が発進してしまうのをより確実に防止することができる。
【0044】
実施例のハイブリッド自動車20では、リングギヤ軸32aとモータMG2の回転軸との間に減速ギヤ35を備えるものとしたが、備えないものとしてもよい。
【0045】
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達されるトルクを機械ブレーキ94a,94bにより打ち消すことができる程度にブレーキペダル85が踏み込まれているときに、インバータ42のスイッチング素子のスイッチングを停止してモータMG2の駆動を停止するものとしたが、図4の制動時制御ルーチンに示すように、シフトレバー81がPレンジに操作されたときにインバータ42のスイッチング素子のスイッチングを停止してモータMG2の駆動を停止することもできる。図4の制動時制御ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを入力し(ステップS150)、入力したシフトポジションSPがPレンジであるか否かを判定する(ステップS150)。シフトポジションSPがPレンジでないと判定されると、何もせずに本ルーチンを終了する。一方、シフトポジションSPがPレンジであると判定されると、車両移動ロック用アクチュエータ89に制御信号を出力して車両の移動をロックすると共に(ステップS154)、モータMG2の目標トルクTm2*を値0に設定してモータMG2に対応するインバータ43のスイッチング素子のスイッチングを停止する指示を出力して(ステップS156,S158)、本ルーチンを終了する。このように、エンジン22から直接リングギヤ軸32aに伝達されるトルクを車両移動ロック用アクチュエータ89の駆動に伴うギヤ機構60のロックにより打ち消してインバータ42のスイッチング素子のスイッチングを停止してモータMG2の駆動を停止するから、車両停車を維持しながらモータMG2やインバータ42のエネルギ損失を抑制でき、全体のエネルギ効率をより向上させることができる。
【0046】
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図5の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図5における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
【0047】
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
【0048】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。
【図2】実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図3】ブレーキ踏み込み状態BSと車速Vと要求制動トルクTb*との関係を示すマップである。
【図4】ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される制動時制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図5】変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。
【図6】変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35,135 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、61 ロック部材、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b,64a,64b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、87 ブレーキマスタシリンダ、87a 油圧センサ、88 車速センサ、90 油圧回路、92 油圧調節装置、94a,94b 機械ブレーキ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle, and more particularly, to a vehicle that outputs power to a drive shaft connected to drive wheels.
[0002]
2. Description of the Related Art
Conventionally, as this type of vehicle, there has been proposed a vehicle in which, when the vehicle is stopped, power from an engine directly transmitted to a drive shaft via a planetary gear is canceled by a motor connected to the drive shaft (for example, Patent Document 1). reference). In this hybrid vehicle, the torque transmitted directly to the drive shaft via the planetary gear is canceled by using the torque from the motor, thereby preventing the driver from outputting unexpected torque to the drive shaft.
[0003]
In such a vehicle, since the cancel torque is output from the motor connected to the drive shaft in the rotation stopped state, energy loss occurs in the motor and the inverter circuit that supplies power to the motor. On the other hand, when the brake pedal is depressed when the vehicle is stopped, the braking force of the mechanical brake acts on the drive shaft. Therefore, depending on the degree of depression of the brake pedal, the mechanical brake alone is directly transmitted to the drive shaft via the planetary gear. In some cases, the torque can be canceled.
[0004]
An object of the present invention is to solve such a problem and to suppress energy loss when the vehicle stops.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-87777 (FIG. 6)
[0006]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
The vehicle of the present invention employs the following means to achieve the above object.
[0007]
The first vehicle of the present invention is:
A vehicle that outputs power to a drive shaft connected to drive wheels,
An internal combustion engine,
Power conversion power transmission means capable of converting part of the power from the internal combustion engine to electric power and transmitting the remaining power to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft,
Mechanical braking means capable of mechanically braking the vehicle,
When a braking force that can cancel transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission unit is requested to the vehicle when the vehicle is substantially stopped, the requested braking force is A braking control means for controlling the mechanical braking means and the electric motor so as to prevent the input and output of power from the electric motor while outputting a corresponding braking force from the mechanical braking means. Make a summary.
[0008]
In the first vehicle of the present invention, when the vehicle is required to have a braking force capable of canceling the transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission means when the vehicle is almost stopped, Since the braking force corresponding to the requested braking force is output by the mechanical braking means and the mechanical braking means and the electric motor are controlled so that power is not input / output from the electric motor connected to the drive shaft, the vehicle is controlled. It is possible to suppress power loss due to the electric motor when the vehicle stops.
[0009]
In such a first vehicle of the present invention, the braking control means includes: when a braking force greater than a threshold value set according to the transmission power is requested to the vehicle, It may be a means for performing control during braking. In this case, the transmission power to the drive shaft can be more reliably canceled by the mechanical braking means while suppressing the power loss by the electric motor. In the vehicle according to the aspect of the present invention, the threshold value may be a value obtained by adding a predetermined margin to the transmission power.
[0010]
In the first vehicle of the present invention, the braking control means may be a means for stopping a drive circuit for driving the electric motor as the braking control. In this case, the power loss consumed by the drive circuit can be suppressed.
[0011]
Further, in the first vehicle of the present invention, the braking control means may be configured to perform the mechanical control when the vehicle is required to stop the transmission power when the vehicle is substantially stopped. The control means may be a means for controlling the mechanical braking means and the electric motor such that the transmission power is canceled by the braking force output from the braking means and the power input and output from the electric motor. With this configuration, the transmission power can be canceled even when the vehicle is not required to have a braking force capable of canceling the transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission means. It is possible to more reliably prevent the output of torque.
[0012]
Further, in the first vehicle of the present invention, the braking control means, based on the transmission power, when a braking force of a predetermined value or less is requested to the vehicle when the vehicle is substantially stopped. The electric motor may be a means for controlling the electric motor so that the creep torque is output to the drive shaft. With this configuration, when a braking force equal to or less than the predetermined value is required of the vehicle, the creep torque can be output to the drive shaft using the power from the electric motor.
[0013]
Alternatively, in the first vehicle of the present invention, the requested braking force may be a braking force corresponding to a depressed state of a brake pedal.
[0014]
The second vehicle of the present invention is:
A vehicle that outputs power to a drive shaft connected to drive wheels,
An internal combustion engine,
Power conversion power transmission means capable of converting part of the power from the internal combustion engine to electric power and transmitting the remaining power to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft,
Vehicle movement lock means for locking the movement of the vehicle so that transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission means can be canceled when a predetermined shift operation is performed by a driver;
When the movement of the vehicle is locked by the vehicle movement lock means, a vehicle movement lock control means for controlling the electric motor so that power is not input / output from the electric motor is provided.
[0015]
In the second vehicle of the present invention, the vehicle is locked so that the transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission means can be canceled when a predetermined shift operation is performed by the driver. When the movement of the motor is locked, the motor is controlled so that power from the motor connected to the drive shaft is not input / output, so that power loss due to the motor can be suppressed.
[0016]
In the second vehicle of the present invention, the vehicle movement lock control means may be a means for stopping a drive circuit for driving the electric motor. In this case, the power loss consumed by the drive circuit can be suppressed.
[0017]
Further, in the first or second vehicle of the present invention, the power conversion power transmission means has three shafts connected to an output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a rotation shaft. A power input / output mechanism for determining the power input / output to or from the remaining two axes; and a power generation / revolution mechanism connected to the rotary shaft. The power conversion power transmission means may be a means provided with a shaft electric motor, or in the first or second vehicle of the present invention, the power conversion power transmission means may be connected to an output shaft of the internal combustion engine. A first rotor connected to the drive shaft and a second rotor rotatable relative to the first rotor, wherein an electromagnetic action between the first rotor and the second rotor is provided. Means equipped with a paired rotor motor capable of inputting and outputting power. It is also possible.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output device according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and a power distribution integration mechanism. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a reduction gear 35 attached to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution integration mechanism 30, and a motor MG2 connected to the reduction gear 35; It includes mechanical brakes 94a, 94b mounted on the drive wheels 63a, 63b and operated by hydraulic pressure, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire power output device.
[0019]
The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) that inputs signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22. ) 24, operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control, and the like. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 according to a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data on the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control unit. Output to the unit 70.
[0020]
The power distribution and integration mechanism 30 includes a sun gear 31 of an external gear, a ring gear 32 of an internal gear arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 meshing with the sun gear 31 and meshing with the ring gear 32, A carrier 34 that holds the plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve freely is provided, and is configured as a planetary gear mechanism that performs a differential action by using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotating elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the carrier 34 is connected to the crankshaft 26 of the engine 22, the sun gear 31 is connected to the motor MG1, and the ring gear 32 is connected to the reduction gear 35 via a ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed to the sun gear 31 and the ring gear 32 according to the gear ratio. When the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 is used. The power from the motor 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.
[0021]
The motors MG1 and MG2 are configured as, for example, synchronous generator motors capable of generating electricity including a rotor having a permanent magnet attached to an outer surface thereof and a stator having a three-phase coil wound thereon. The power is exchanged with the battery 50 through the battery. Each of the inverters 41 and 42 is composed of six switching elements (for example, power MOS and IGBT). The six switching elements are arranged in pairs each of which is on the source side and the sink side with respect to the positive and negative buses, and the three-phase motors MG1 and MG2 are connected to the connection points between the switching elements in each pair. Each of the coils is connected. Therefore, by controlling the ratio of the ON time of each pair of switching elements, a rotating magnetic field can be formed in the three-phase coils of the motors MG1 and MG2, and the motors MG1 and MG2 can be driven to rotate. Power line 54 connecting inverters 41 and 42 and battery 50 is configured as a positive bus and a negative bus shared by inverters 41 and 42, and supplies power generated by one of motors MG 1 and MG 2 to another. It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged and discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If it is assumed that the electric power balance is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged or discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for controlling the driving of the motors MG1 and MG2, for example, signals from rotation position detection sensors 43 and 44 for detecting the rotation positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 and detection by a current sensor (not shown). The motor ECU 40 outputs a switching control signal to a switching element included in the inverters 41 and 42, for example. The motor ECU 40 communicates with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 according to the control signal from the hybrid electronic control unit 70, and outputs data on the operating state of the motors MG1 and MG2 as necessary. Output to the hybrid electronic control unit 70.
[0022]
The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. A signal necessary for managing the battery 50, such as a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) provided between terminals of the battery 50, a power line 54 connected to an output terminal of the battery 50, A charge / discharge current from a mounted current sensor (not shown), a battery temperature from a temperature sensor 51 mounted on the battery 50, and the like are input, and data on the state of the battery 50 is electronically controlled for communication by the hybrid as needed. Output to the unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor to manage the battery 50.
[0023]
A hydraulic circuit 90 connected to the mechanical brakes 94a and 94b is provided with a hydraulic adjusting device 92 for adjusting the hydraulic pressure applied to the mechanical brakes 94a and 94b. By controlling the hydraulic adjusting device 92, the mechanical brake 94a is controlled. , 94b can be adjusted.
[0024]
Further, the gear mechanism 60 is provided with a lock member 61 that meshes with the gear mechanism 60 and locks the movement of the vehicle by driving the vehicle movement locking actuator 89.
[0025]
The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor having a CPU 72 as a center. In addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing a processing program, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port (not shown) Port. The hybrid electronic control unit 70 includes an ignition signal from an ignition switch 80, a shift position SP from a shift position sensor 82 that detects an operation position of a shift lever 81, and an accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression of an accelerator pedal 83. , The brake pedal position from a brake pedal position sensor 86 for detecting the amount of depression of a brake pedal 85, the brake oil pressure from a hydraulic pressure sensor 87a attached to the brake master cylinder 87, and the vehicle speed V from a vehicle speed sensor 88. Are input through the input port, and a control signal to the hydraulic adjustment device 92 and a control signal to the vehicle movement lock actuator 89 are output from the hybrid electronic control unit 70 to the output port. To have been output. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. Are doing.
[0026]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is calculated based on the accelerator opening AP and the vehicle speed V corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver. Then, the operation of engine 22, motor MG1, and motor MG2 is controlled such that the required power corresponding to the required torque is output to ring gear shaft 32a. As the operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that the power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is transmitted to the power distribution integration mechanism 30. And the torque conversion operation mode for driving and controlling the motors MG1 and MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a. The operation of the engine 22 is controlled so that the corresponding power is output from the engine 22, and all or a part of the power output from the engine 22 with the charging and discharging of the battery 50 is partially or completely converted to the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG 1, and the motor The required power accompanies the ring gear shaft 32 with torque conversion by the MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are drive-controlled so as to be output to the motor drive mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.
[0027]
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly, the operation of the hybrid vehicle 20 when the brake pedal 85 is depressed will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a braking control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec) when the brake pedal 85 is depressed.
[0028]
When the braking control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines whether the brake pedal 85 is in the depressed state BS of the brake pedal 85 from the brake pedal position sensor 86 or the hydraulic pressure sensor 87a or the vehicle speed from the vehicle speed sensor 88. V, necessary data for controlling the remaining capacity SOC of the battery 50 calculated by the battery ECU 52 are input (step S100), and whether or not the input vehicle speed V is substantially equal to 0, that is, the vehicle is substantially stopped It is determined whether or not there is (step S102). If it is determined that the vehicle is not stopped, another control (step S104) different from the control when the vehicle is stopped, for example, energy regeneration control by regenerative control by the motor MG2 is performed, and this routine ends.
[0029]
On the other hand, if it is determined that the vehicle is stopped, the required braking torque Tb * to be applied to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set based on the brake depression state BS and the vehicle speed V input in step S100 ( Step S106). In the embodiment, the setting of the required braking torque Tb * is determined in advance in the embodiment by determining the relationship between the brake depression state BS, the vehicle speed V, and the required braking torque Tb * and storing the relationship in the ROM 74 as a braking torque setting map. When the vehicle speed V is given, the corresponding required braking torque Tb * is derived from the braking torque setting map. FIG. 3 shows an example of the required torque setting map.
[0030]
Subsequently, a battery charge amount Pch * to be charged in the battery 50 is set based on the remaining capacity SOC or the like input in step S100 (step S108). The battery charge amount Pch * is basically set such that the remaining capacity SOC of the battery 50 is in an appropriate range (for example, 50% to 60%). In the embodiment, the remaining capacity SOC is lower than the appropriate range. Sometimes, a predetermined charge amount is set.
[0031]
When the battery charge amount Pch * is set, the battery charge amount Pch * is converted into power and set as a target power Pe * to be output by the engine 22 (step S110), and the set target power Pe * can be output. Of the various operating points (points determined by the torque and the rotation speed), the operation point at which the efficiency at the time of generating power with the motor MG1 by the torque from the engine 22 is the highest is defined as the target torque Te * and the target rotation speed Ne * of the engine 22. It is set (step S112). In the embodiment, the target torque Te * and the target rotational speed Ne * of the engine 22 are set to the operation point at which the efficiency when the motor MG1 generates electric power by the torque from the engine 22 becomes the highest. Any point may be set as long as the power Pe * can be output.
[0032]
Subsequently, the target torque Tm1 * of the motor MG1 is set using the following equation (1) so that the regenerative control is performed by the motor MG1 using the torque output from the engine 22 (step S114). Here, “KP” in Equation (1) is a proportional control coefficient, and “KI” is an integral control coefficient. “Ne” is the current rotational speed of the engine 22, the rotational speed of the sun gear 31 calculated based on the rotational position detected by the rotational position detection sensor 43, and the rotational position detected by the rotational position detection sensor 44. The rotation speed of the carrier 34 can be calculated from the rotation speed of the ring gear 32 calculated based on the gear ratio of the reduction gear 35 and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, and can be used as “Ne”. Of course, a device that directly detects the number of revolutions of the crankshaft 26 of the engine 22 may be used.
[0033]
Tm1 * = KP (Ne−Ne *) + KI∫ (Ne−Ne *) dt (1)
[0034]
Then, the transmission torque Ter directly transmitted from the engine 22 to the ring gear shaft 32a is calculated using the following equation (2) (step S116).
[0035]
Ter = Te * 1 / (1 + ρ) =-Tm1 * / ρ (2)
[0036]
Thereafter, it is determined whether or not the absolute value of the required braking torque Tb * set in step S106 is larger than the threshold TL (step S118). Here, the threshold value TL is set in advance as a threshold value for determining whether or not the driver intends to keep the vehicle stopped. When it is determined that the absolute value of the required braking torque Tb * is equal to or smaller than the threshold value TL, the target torque Tm2 * of the motor MG2 is set using the following equation (3) so that the creep torque Tcr acts on the ring gear shaft 32a (step). S120). Here, the creep torque Tcr is set as a torque necessary for running the vehicle at a low speed when the brake pedal 85 is turned off from the vehicle stopped state. Gr in the equation (3) is the gear ratio of the reduction gear 35 (the same applies hereinafter).
[0037]
Tm2 * = (| Tcr |-| Ter |) / Gr (3)
[0038]
As can be understood from equation (3), the target torque Tm2 * of the motor MG2 is set by the difference between the transmission torque Ter directly transmitted from the engine 22 to the ring gear shaft 32a and the creep torque Tcr to be applied to the ring gear shaft 32a. Is output to the ring gear shaft 32a.
[0039]
If it is determined in step S118 that the absolute value of the required braking torque Tb * is greater than the threshold value TL, the absolute value of the required braking torque Tb * is further determined by the transmission torque Ter directly transmitted from the engine 22 to the ring gear shaft 32a. It is determined whether or not the required braking torque Tb * is greater than the added value with the margin value (step S122). If it is determined that the required braking torque Tb * is greater than the added value, the mechanical brakes 94a, It is determined that the stop of the vehicle can be maintained only by the hydraulic brake torque of 94b, the target torque Tm2 * of the motor MG2 is set to a value of 0, and the stop of the switching of the switching element of the inverter 42 is set (steps S124 and S126). If it is determined that the required braking torque Tb * is equal to or smaller than the added value, the mechanical shake corresponding to the required braking torque Tb * is determined. It is determined that the vehicle stop cannot be maintained only by the hydraulic brake torques of the keys 94a and 94b, and the target torque Tm2 * required to maintain the vehicle stop in addition to the hydraulic brake torque of the mechanical brakes 94a and 94b is calculated by the equation (4). ) Is set (step S128).
[0040]
Tm2 * = ((| Ter | + α) − | Tb * |) / Gr (4)
[0041]
When the target torque Tm2 * of the motor MG2 is set, the required braking torque Tb * is set as the hydraulic brake torque To to be applied to the mechanical brakes 94a, 94b (step S130).
[0042]
In this way, when the target torque Te * of the engine 22, the target torque Tm1 * of the motor MG1, the target torque Tm2 * of the motor MG2 *, and the hydraulic brake torque To of the mechanical brakes 94a and 94b are set, the engine 22 is driven by the target torque Te *. Is controlled, the motor MG1 is controlled by the target torque Tm1 *, the motor MG2 is controlled by the target torque Tm2 *, and the hydraulic adjustment device 92 is controlled by the hydraulic brake torque To (step S132), and this routine ends. Specifically, the engine control unit 70 controls the operation of the engine 22 (ignition control) so that the hybrid electronic control unit 70 outputs the target torque Te * to the engine ECU 24 so that the engine 22 outputs a torque corresponding to the target torque Te *. And the fuel injection control), and the hybrid electronic control unit 70 outputs the target torque Tm1 *, the target rotation speed Nm1 *, and the target torque Tm2 * to the motor ECU 40, so that the motor MG1 outputs a torque corresponding to the target torque Tm1 *. At the same time, the motor ECU 40 controls the operation of the motors MG1 and MG2 (switches the switching elements of the inverters 41 and 42) so that the motor MG2 outputs a torque corresponding to the target torque Tm2 *, and the hydraulic brakes from the mechanical brakes 94a and 94b. Torque T There outputs a control signal to the hydraulic adjusting device 92 hybrid electronic control unit 70 to act on the drive shaft is attached to a hydraulic circuit 90 of the mechanical brake 94a, 94b. When stopping the switching of the switching element of the inverter 42 is set in step S126 when controlling the motor MG2, the switching of the switching element is also stopped. Thereby, the switching loss of the inverter 42 can be eliminated.
[0043]
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the driver has requested the braking force (required braking torque Tb *) that can cancel the transmission torque transmitted directly from the engine 22 to the ring gear shaft 32a when the vehicle is stopped. Sometimes, only the mechanical brakes 94a and 94b receive the torque corresponding to the required braking torque Tb *, and the switching of the switching element of the inverter 42 is stopped to stop the driving of the motor MG2. The occurrence of energy loss of the inverter 42 can be prevented, and the energy efficiency can be further improved. If the hydraulic brake torque of the mechanical brakes 94a and 94b corresponding to the required braking torque Tb * cannot cancel the transmission torque transmitted directly from the engine 22 to the ring gear shaft 32a, the torque corresponding to the required braking torque Tb * is changed to the mechanical brake. Since the shortage torque is output from the motor MG2 while being output from the motors 94a and 94b, the vehicle can be more reliably prevented from starting by the transmission torque transmitted directly from the engine 22 to the ring gear shaft 32a.
[0044]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the reduction gear 35 is provided between the ring gear shaft 32a and the rotation shaft of the motor MG2, but may not be provided.
[0045]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the brake pedal 85 is depressed to such an extent that the torque transmitted directly from the engine 22 to the ring gear shaft 32a can be canceled by the mechanical brakes 94a, 94b, the switching element of the inverter 42 is depressed. Although the switching is stopped to stop the drive of the motor MG2, as shown in the braking control routine of FIG. 4, the switching of the switching element of the inverter 42 is stopped when the shift lever 81 is operated to the P range. Then, the drive of the motor MG2 can be stopped. In the braking control routine of FIG. 4, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first inputs the shift position SP from the shift position sensor 82 (step S150), and determines whether the input shift position SP is in the P range. Is determined (step S150). If it is determined that the shift position SP is not in the P range, the routine ends without performing any operation. On the other hand, if it is determined that shift position SP is in the P range, a control signal is output to vehicle movement locking actuator 89 to lock the movement of the vehicle (step S154), and target torque Tm2 * of motor MG2 is set to a value. An instruction to stop the switching of the switching element of the inverter 43 corresponding to the motor MG2 is set to 0 (steps S156 and S158), and this routine ends. Thus, the torque transmitted directly from the engine 22 to the ring gear shaft 32a is canceled by the locking of the gear mechanism 60 accompanying the driving of the vehicle movement locking actuator 89, and the switching of the switching element of the inverter 42 is stopped to drive the motor MG2. Is stopped, the energy loss of the motor MG2 and the inverter 42 can be suppressed while the vehicle stops, and the overall energy efficiency can be further improved.
[0046]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the reduction gear 35 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. The axle to which the shaft 32a is connected (the axle to which the drive wheels 63a and 63b are connected) may be connected to a different axle (the axle connected to the wheels 64a and 64b in FIG. 5).
[0047]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modification shown in FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22, and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. May be provided with a paired rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power.
[0048]
As described above, the embodiments of the present invention have been described using the examples. However, the present invention is not limited to these examples, and may be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Obviously you can get it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a braking control routine executed by a hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment.
FIG. 3 is a map showing a relationship between a brake depression state BS, a vehicle speed V, and a required braking torque Tb *.
FIG. 4 is a flowchart illustrating another example of a braking control routine executed by the hybrid electronic control unit 70;
FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modified example.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.
[Explanation of symbols]
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 Engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integrated mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35,135 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotation position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 60 gear mechanism, 61 lock member, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b drive wheels, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch , 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 87 brake master cylinder, 87a hydraulic sensor, 88 vehicle speed sensor, 90 hydraulic circuit, 92 hydraulic adjustment Equipment, 94a, 94b Mechanical brake, 230 Pair rotor motor, 232 Inner rotor 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor.

Claims (11)

駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余の動力を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記車両を機械的に制動可能な機械的制動手段と、
前記車両が略停止しているときに前記電力変換動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消し可能な制動力が前記車両に要求されたときには、該要求された制動力に対応する制動力が前記機械的制動手段から出力されると共に前記電動機から動力が入出力されないよう前記機械的制動手段と前記電動機とを制御する制動時制御を行なう制動時制御手段と
を備える車両。
A vehicle that outputs power to a drive shaft connected to drive wheels,
An internal combustion engine,
Power conversion power transmission means capable of converting part of the power from the internal combustion engine to electric power and transmitting the remaining power to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft,
Mechanical braking means capable of mechanically braking the vehicle,
When the vehicle is substantially stopped, and when a braking force capable of canceling the transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission unit is required of the vehicle, the braking force is reduced to the required braking force. A vehicle comprising: a braking control means for performing a braking control for controlling the mechanical braking means and the electric motor so that a corresponding braking force is output from the mechanical braking means and power is not input / output from the electric motor.
前記制動時制御手段は、前記伝達動力に応じて設定される閾値よりも大きな制動力が前記車両に要求されたときに、前記制動時制御を行なう手段である請求項1記載の車両。The vehicle according to claim 1, wherein the braking control unit is configured to perform the braking control when a braking force greater than a threshold value set according to the transmission power is requested to the vehicle. 前記閾値は、前記伝達動力に所定のマージンを加えた値である請求項2記載の車両。The vehicle according to claim 2, wherein the threshold value is a value obtained by adding a predetermined margin to the transmission power. 前記制動時制御手段は、前記制動時制御として前記電動機を駆動する駆動回路を停止する手段である請求項1ないし3いずれか記載の車両。The vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the braking control means is means for stopping a drive circuit that drives the electric motor as the braking control. 前記制動時制御手段は、前記車両が略停止しているときに前記伝達動力を打ち消すことができない制動力が前記車両に要求されたときには、前記機械的制動手段から出力される制動力と前記電動機から入出力される動力とをもって前記伝達動力が打ち消されるよう前記機械的制動手段と前記電動機とを制御する手段である請求項1ないし4いずれか記載の車両。When a braking force that cannot cancel out the transmission power is required of the vehicle when the vehicle is substantially stopped, the braking control means is configured to control the braking force output from the mechanical braking means and the electric motor. The vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle controls the mechanical braking unit and the electric motor such that the transmission power is canceled by power input and output from the vehicle. 前記制動時制御手段は、前記車両が略停止しているときに所定値以下の制動力が前記車両に要求されたとき、前記伝達動力に基づいて前記駆動軸にクリープトルクが出力されるよう前記電動機を制御する手段である請求項1ないし5いずれか記載の車両。The braking control means is configured to output a creep torque to the drive shaft based on the transmitted power when a braking force of a predetermined value or less is requested to the vehicle when the vehicle is substantially stopped. The vehicle according to any one of claims 1 to 5, which is means for controlling an electric motor. 前記要求された制動力は、ブレーキペダルの踏み込み状態に対応する制動力である請求項1ないし6いずれか記載の車両。7. The vehicle according to claim 1, wherein the requested braking force is a braking force corresponding to a depressed state of a brake pedal. 駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力の一部を電力に変換すると共に残余の動力を前記駆動軸に伝達可能な電力変換動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
運転者により所定のシフト操作がなされたときに前記電力変換動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達される伝達動力を打ち消し可能に前記車両の移動をロックする車両移動ロック手段と、
前記車両移動ロック手段により前記車両の移動がロックされているとき、前記電動機から動力が入出力されないよう前記電動機を制御する車両移動ロック時制御手段と
を備える車両。
A vehicle that outputs power to a drive shaft connected to drive wheels,
An internal combustion engine,
Power conversion power transmission means capable of converting part of the power from the internal combustion engine to electric power and transmitting the remaining power to the drive shaft;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft,
Vehicle movement lock means for locking the movement of the vehicle so that transmission power transmitted to the drive shaft via the power conversion power transmission means can be canceled when a predetermined shift operation is performed by a driver;
A vehicle movement lock control means for controlling the electric motor so that power is not input / output from the electric motor when the movement of the vehicle is locked by the vehicle movement lock means.
前記車両移動ロック時制御手段は、前記電動機を駆動する駆動回路を停止する手段である請求項8記載の車両。9. The vehicle according to claim 8, wherein the vehicle movement lock control means is means for stopping a drive circuit for driving the electric motor. 前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに接続された3軸を有し該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力機構と、前記回転軸に接続された発電可能な回転軸用電動機とを備える手段である請求項1ないし9いずれか記載の車両。The power conversion power transmission means has three shafts connected to the output shaft, the drive shaft, and the rotation shaft of the internal combustion engine, and the power input / output to any two of the three shafts is determined. 10. A means comprising a three-axis power input / output mechanism for determining the power input to and output from the remaining one shaft, and an electric motor for a rotating shaft capable of generating electric power connected to the rotating shaft. Vehicle according to any of the above. 前記電力変換動力伝達手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1のロータと前記駆動軸に接続され該第1のロータに対して相対的に回転可能な第2のロータとを有し、該第1のロータと該第2のロータとの電磁気的な作用により電力の入出力が可能な対ロータ電動機を備える手段である請求項1ないし9いずれか記載の車両。The power conversion power transmission means has a first rotor connected to an output shaft of the internal combustion engine, and a second rotor connected to the drive shaft and rotatable relative to the first rotor. The vehicle according to any one of claims 1 to 9, further comprising a pair rotor motor capable of inputting and outputting electric power by an electromagnetic action between the first rotor and the second rotor.
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