JP2007106312A - Power output device, its control method, vehicle, and driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両,駆動装置に関する。 The present invention relates to a power output device, a control method thereof, a vehicle, and a drive device.
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトをキャリアに接続すると共に車軸に連結された駆動軸にリングギヤを接続した遊星歯車機構と、この遊星歯車機構のサンギヤに動力を入出力する第1モータと、駆動軸に動力を入出力する第2モータと、第1モータおよび第2モータと電力のやりとりを行なうバッテリと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この動力出力装置では、バッテリの残容量(SOC)やバッテリ温度によって設定されるバッテリの入出力制限の範囲内で第1モータや第2モータを駆動制御している。 Conventionally, as this kind of power output device, an engine, a planetary gear mechanism in which a crankshaft of the engine is connected to a carrier and a ring gear is connected to a drive shaft coupled to an axle, and a sun gear of the planetary gear mechanism is powered. Has been proposed that includes a first motor that inputs and outputs power, a second motor that inputs and outputs power to the drive shaft, and a battery that exchanges power with the first motor and the second motor (for example, patents). Reference 1). In this power output device, the first motor and the second motor are driven and controlled within the range of the battery input / output limit set by the remaining battery capacity (SOC) and the battery temperature.
また、エンジンと、このエンジンのクランクシャフトをキャリアに接続すると共に車軸に機械的にリングギヤを接続した遊星歯車機構と、この遊星歯車機構のサンギヤに動力を入出力する第1モータと、車軸に連結された2段変速の変速機と、この変速機に動力を入出力する第2モータと、第1モータおよび第2モータと電力のやりとりを行なう蓄電装置と、を備えるものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。この車両では、変速機の変速を伴って第2モータからの動力を車軸側に出力することにより、第2モータからの動力を走行に応じて変速して用いることができる。
上述の二つの動力出力装置から、変速機を、後者の動力出力装置でもバッテリの入出力制限の範囲内で変速機の変速を伴って第1モータや第2モータを駆動制御すればよいと考えられるが、変速機の変速時に、モータ回転数のセンシング遅れが生じたり、変速時のトルクショックを低減するためにトルク補正を行なったり、変速機の変速を容易に行なうためのモータトルクの変更を行なったりしたときなどには、バッテリの入出力制限の範囲内で制御しているつもりであっても、バッテリの入出力制限を超えてしまう場合が生じる。入出力制限を超えた電力による頻繁なバッテリの充放電は、バッテリの劣化を促進してしまう。 From the above-mentioned two power output devices, it is considered that the first motor and the second motor may be driven and controlled with the gear shift of the transmission within the range of the battery input / output limitation even in the latter power output device. However, when shifting the transmission, there is a delay in sensing the motor speed, making torque corrections to reduce torque shock during shifting, or changing the motor torque to make shifting easier. In some cases, the battery input / output limit may be exceeded even if the control is performed within the battery input / output limit range. Frequent charging / discharging of the battery with power exceeding the input / output limit promotes deterioration of the battery.
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両,駆動装置は、二次電池などの蓄電装置の入出力制限の範囲内で変速機の変速を行なうことを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両,駆動装置は、変速時に変速ショックを生じないようにすることを目的の一つとする。 It is an object of the power output device, the control method thereof, the vehicle, and the drive device of the present invention to shift the transmission within the range of the input / output limitation of the power storage device such as the secondary battery. Another object of the power output apparatus, the control method thereof, the vehicle, and the drive apparatus of the present invention is to prevent a shift shock from occurring during a shift.
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両,駆動装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The power output device, the control method thereof, the vehicle, and the drive device of the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above object.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が行なわれるのを予測する変速予測手段と、
前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する目標充放電電力設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Shift prediction means for predicting that the shift stage of the shift transmission means is changed within a predetermined time; and
At the time of non-shift prediction when the shift prediction means is not expected to change the shift stage of the shift transmission means, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift prediction means The target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is changed to the charge side or the discharge side based on a predetermined condition at the time of the shift prediction when the change of the shift stage of the shift transmission means is predicted Target charge / discharge power setting means for setting power as target charge / discharge power;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
A driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with a change in the gear position of the shift transmission means, and the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と前記変速伝達手段とを制御する。一方、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には、非変速予測時に蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。このように、目標充放電電力を変更することにより、変速伝達手段の変速段の変更の際に蓄電手段を充放電する電力が蓄電手段の入出力制限を超えるのを抑制することができる。この結果、蓄電手段の劣化を抑制することができる。 In the power output apparatus of the present invention, when non-shift prediction is performed in which a change in the gear position of the transmission means is not predicted within a predetermined time, a target charge / discharge power for charging / discharging the power storage means is set based on the state of the power storage means. The internal combustion engine is configured so that a driving force based on the required driving force required for the drive shaft is output to the drive shaft with the change of the gear stage of the transmission means, and the storage device is charged / discharged by the set target charge / discharge power And power power input / output means, an electric motor, and the shift transmission means. On the other hand, at the time of a shift prediction in which a change in the speed of the shift transmission means is predicted within a predetermined time, the target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is charged or discharged based on a predetermined condition. Is set as the target charging / discharging power, and the driving force based on the required driving force required for the drive shaft with the change of the gear stage of the transmission means is output to the drive shaft and the set target charge is set. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled so that the power storage means is charged and discharged by the discharged power. Thus, by changing the target charging / discharging power, it is possible to suppress the electric power for charging / discharging the power storage means from exceeding the input / output limit of the power storage means when changing the gear position of the shift transmission means. As a result, it is possible to suppress deterioration of the power storage means.
こうした本発明の動力出力装置において、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記蓄電手段を充放電する充放電電力の前記変速伝達手段の変速段を変更する際に変更が見込まれる変更時変更電力を設定すると共に該設定した変更時変更電力と前記蓄電手段の状態とに基づいて目標充放電電力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に目標充放電電力を設定することができる。この場合、前記目標充放電電力設定手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記変更時変更電力を設定する手段であるものとすることもできる。 In such a power output apparatus of the present invention, the target charge / discharge power setting means is expected to change when changing the gear stage of the shift transmission means of charge / discharge power for charging / discharging the power storage means at the time of the shift prediction. It is also possible to set means for changing the changed power and setting the target charge / discharge power based on the set changed power and the state of the power storage means. In this way, the target charge / discharge power can be set more appropriately. In this case, the target charging / discharging power setting means may be means for setting the change-time changing power based on the set required driving force.
この変更時変更電力を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力と前記設定した変更時変更電力との差分の電力だけ該非変速予測時に設定される目標充放電電力から変更時変更電力の方向に変更した電力を目標充放電電力として設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記変速予測時は前記変速伝達手段をアップシフトする変速が予測されたときであり、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力と前記設定した変更時変更電力との差分の電力だけ該非変速予測時に設定される目標充放電電力から放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、アップシフトの際に蓄電手段が入力制限を超えて充電されるのを抑制することができる。更にこの場合、前記設定された要求駆動力に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記設定された要求動力と前記設定した目標充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、を備え、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時に前記目標動力設定手段により前記設定された要求動力が前記内燃機関から出力可能な最大動力を超えていることに基づいて前記目標動力が設定されているときには、前記差分の電力から前記設定された要求動力と前記最大動力との差分の動力に相当する電力を減じた調整電力だけ前記非変速予測時に設定される目標充放電電力から放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、過剰に充放電電力を変更するのを抑制することができる。 In the power output apparatus of the present invention in which the change power at the time of change is set, the target charge / discharge power setting means is a target charge / discharge power setting means that is set based on a state of the power storage means at the time of non-shift prediction when the shift is predicted. A means for setting, as the target charge / discharge power, the power changed from the target charge / discharge power set at the time of non-shift prediction from the target charge / discharge power in the direction of change power by the difference between the discharge power and the set change power at the time of change. It can also be. In this case, the shift prediction is a time when a shift that upshifts the shift transmission means is predicted, and the target charge / discharge power setting means is in the state of the power storage means at the non-shift prediction when the shift is predicted. Means for setting, as the target charge / discharge power, the power changed from the target charge / discharge power set at the time of non-shift prediction to the discharge side by the difference between the target charge / discharge power set based on the set change-time changed power It can also be assumed. In this way, it is possible to prevent the power storage means from being charged beyond the input limit during the upshift. Further, in this case, the required power setting means for setting the required power based on the set required driving force, and the output from the internal combustion engine based on the set required power and the set target charge / discharge power Target power setting means for setting target power, wherein the target charge / discharge power setting means is configured to provide maximum power that can be output from the internal combustion engine by the required power set by the target power setting means during the shift prediction. When the target power is set on the basis of exceeding, the non-shift is set by the adjusted power obtained by subtracting the power corresponding to the power difference between the set required power and the maximum power from the power difference. It can also be a means for setting the power changed from the target charge / discharge power set at the time of prediction to the discharge side as the target charge / discharge power. If it carries out like this, it can suppress changing charging / discharging electric power excessively.
また、変更時変更電力を設定する態様の本発明の動力出力装置において、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記設定した変更時変更電力が前記蓄電手段を充電する側に変更される電力のときには前記蓄電手段の入力制限電力から該設定した変更時変更電力だけ大きな変更許容電力と前記蓄電手段の状態に基づく必要充放電電力とのうち大きい電力を前記目標充放電電力として設定する手段であるものとすることもできる。あるいは、前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記設定した変更時変更電力が前記蓄電手段を放電する側に変更される電力のときには前記蓄電手段の出力制限電力から該設定した変更時変更電力だけ小さな変更許容電力と前記蓄電手段の状態に基づく必要充放電電力とのうち小さい電力を前記目標充放電電力として設定する手段であるものとすることもできる。 Further, in the power output device of the present invention in which the change power at the time of change is set, the target charge / discharge power setting means changes the set change power at the time of prediction of shifting to a side for charging the power storage means. Is set as the target charge / discharge power, which is larger than the change allowable power set by the set change power and the necessary charge / discharge power based on the state of the power storage means. It can also be a means to do. Alternatively, the target charging / discharging power setting means may change the set change from the output limit power of the power storage means when the set change-time change power is changed to the side that discharges the power storage means when the shift is predicted. It may be a means for setting a small power as the target charge / discharge power among the change allowable power that is small by the time change power and the required charge / discharge power based on the state of the power storage means.
本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。 In the power output apparatus of the present invention, the power power input / output means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and is input / output to any two of the three shafts. It is also possible to provide a means comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the generated power; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third shaft. .
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が行なわれるのを予測する変速予測手段と、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する目標充放電電力設定手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸に前記駆動軸が連結されてなることを要旨とする。 The vehicle of the present invention is a power output device of the present invention according to any one of the above-described embodiments, that is, a power output device that basically outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and an output of the internal combustion engine. An electric power input / output means connected to the shaft and the drive shaft for outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power; and an electric motor capable of inputting / outputting power Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, power power input / output means, and power storage means capable of exchanging power with the motor; The shift prediction means for predicting that the shift stage of the shift transmission means will be changed within a time period, and the state of the power storage means at the time of non-shift prediction when the shift prediction means is not expected to change the shift stage of the shift transmission means Based on the above The target charging / discharging power to be charged / discharged by the power supply means is set, and the shift prediction means is set based on the state of the power storage means at the time of the non-shift prediction at the time of the shift prediction when the shift stage of the shift transmission means is predicted. Target charge / discharge power setting means for setting, as target charge / discharge power, power that has been changed from the target charge / discharge power to the charge side or the discharge side based on a predetermined condition, and the required drive force required for the drive shaft is set A driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with a change in the gear position of the required driving force setting means and the speed change transmission means, and the power is stored by the set target charge / discharge power. A power output device comprising: a control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that the means is charged and discharged; Rotary shaft is summarized in that comprising linked.
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、目標充放電電力を変更することにより変速伝達手段の変速段の変更の際に蓄電手段を充放電する電力が蓄電手段の入出力制限を超えるのを抑制することができる効果や蓄電手段の劣化を抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the power output device according to the present invention, for example, by changing the target charge / discharge power, The effect similar to the effect which can suppress that the electric power which charges / discharges an electrical storage means at the time of a gear change exceeds the input-output restriction of an electrical storage means, the effect which can suppress degradation of an electrical storage means, etc. are produced. be able to.
本発明の駆動装置は、
内燃機関と充放電可能な蓄電手段と共に用いられて駆動軸を駆動する駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が行なわれるのを予測する変速予測手段と、
前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する目標充放電電力設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A drive device that is used together with an internal combustion engine and chargeable / dischargeable power storage means to drive a drive shaft,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to the output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine, and at least part of the power from the internal combustion engine is input to the drive shaft with input and output of power and power. Power power input / output means to output;
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
Shift prediction means for predicting that the shift stage of the shift transmission means is changed within a predetermined time; and
At the time of non-shift prediction when the shift prediction means is not expected to change the shift stage of the shift transmission means, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift prediction means The target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is changed to the charge side or the discharge side based on a predetermined condition at the time of the shift prediction when the change of the shift stage of the shift transmission means is predicted Target charge / discharge power setting means for setting power as target charge / discharge power;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
A driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with a change in the gear position of the shift transmission means, and the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
It is a summary to provide.
この本発明の駆動装置では、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と前記変速伝達手段とを制御する。一方、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には、非変速予測時に蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。このように、目標充放電電力を変更することにより、変速伝達手段の変速段の変更の際に蓄電手段を充放電する電力が蓄電手段の入出力制限を超えるのを抑制することができる。この結果、蓄電手段の劣化を抑制することができる。 In the driving device of the present invention, when non-shift prediction when a change in the speed of the transmission means is not predicted within a predetermined time, a target charging / discharging power for charging / discharging the power storage means is set based on the state of the power storage means, The internal combustion engine is configured so that a driving force based on a required driving force required for the drive shaft is output to the drive shaft with the change of the gear stage of the transmission means, and the storage device is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Electric power drive input / output means, an electric motor, and the shift transmission means are controlled. On the other hand, at the time of a shift prediction in which a change in the speed of the shift transmission means is predicted within a predetermined time, the target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is charged or discharged based on a predetermined condition. Is set as the target charging / discharging power, and the driving force based on the required driving force required for the drive shaft with the change of the gear stage of the transmission means is output to the drive shaft and the set target charge is set. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled so that the power storage means is charged and discharged by the discharged power. Thus, by changing the target charging / discharging power, it is possible to suppress the electric power for charging / discharging the power storage means from exceeding the input / output limit of the power storage means when changing the gear position of the shift transmission means. As a result, it is possible to suppress deterioration of the power storage means.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、動力を入出力可能な電動機と、該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
(b)前記所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には、前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定し、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する、
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine; and power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft for outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for performing transmission of power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, power power input / output means, the electric motor and the motor A power storage device capable of exchange, and a control method of a power output device comprising:
(A) At the time of non-shift prediction in which a change in the gear position of the shift transmission means is not predicted within a predetermined time, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift A driving force based on a required driving force required for the drive shaft is output to the drive shaft with a change in the transmission speed of the transmission unit, and the power storage unit is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
(B) At the time of a shift prediction in which a change in the gear position of the shift transmission means is predicted within the predetermined time, a target charge / discharge power set based on a state of the power storage means at the time of non-shift prediction is based on a predetermined condition. Then, the electric power changed to the charging side or the discharging side is set as the target charging / discharging electric power, and the driving force based on the required driving force required for the driving shaft with the change of the gear stage of the shift transmission means is applied to the driving shaft. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power.
This is the gist.
この本発明の動力出力装置の制御方法では、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と前記変速伝達手段とを制御する。一方、所定時間以内に変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には、非変速予測時に蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定し、変速伝達手段の変速段の変更を伴って駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されると共に設定した目標充放電電力により蓄電手段が充放電されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。このように、目標充放電電力を変更することにより、変速伝達手段の変速段の変更の際に蓄電手段を充放電する電力が蓄電手段の入出力制限を超えるのを抑制することができる。この結果、蓄電手段の劣化を抑制することができる。 In the method for controlling the power output apparatus of the present invention, the target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction when the change of the gear position of the speed change transmission means is not predicted within a predetermined time. And the driving force based on the required driving force required for the drive shaft is output to the drive shaft with the change of the shift stage of the transmission means, and the storage device is charged / discharged by the set target charge / discharge power. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means are controlled. On the other hand, at the time of a shift prediction in which a change in the speed of the shift transmission means is predicted within a predetermined time, the target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is charged or discharged based on a predetermined condition. Is set as the target charging / discharging power, and the driving force based on the required driving force required for the drive shaft with the change of the gear stage of the transmission means is output to the drive shaft and the set target charge is set. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled so that the power storage means is charged and discharged by the discharged power. Thus, by changing the target charging / discharging power, it is possible to suppress the electric power for charging / discharging the power storage means from exceeding the input / output limit of the power storage means when changing the gear position of the shift transmission means. As a result, it is possible to suppress deterioration of the power storage means.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としての駆動装置や動力出力装置を搭載す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。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、変速機60を介して動力分配統合機構30に接続されたモータMG2と、車両の駆動系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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
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。
The
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には変速機60を介してモータMG2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に出力する。リングギヤ32は、ギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して車両前輪の駆動輪39a,39bに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ32に出力された動力は、ギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構30に接続される3軸は、キャリア34に接続されたエンジン22の出力軸であるクランクシャフト26,サンギヤ31に接続されモータMG1の回転軸となるサンギヤ軸31aおよびリングギヤ32に接続されると共に駆動輪39a,39bに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aとなる。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の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と電力のやりとりを行なう。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の一方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。モータMG1,MG2は、共に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、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。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。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
変速機60は、モータMG2の回転軸48とリングギヤ軸32aとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータMG2の回転軸48の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32aに伝達するよう構成されている。変速機60の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機60は、ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aは、外歯歯車のサンギヤ61と、このサンギヤ61と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62と、サンギヤ61に噛合する複数の第1ピニオンギヤ63aと、この第1ピニオンギヤ63aに噛合すると共にリングギヤ62に噛合する複数の第2ピニオンギヤ63bと、複数の第1ピニオンギヤ63aおよび複数の第2ピニオンギヤ63bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア64とを備えており、サンギヤ61はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構60bは、外歯歯車のサンギヤ65と、このサンギヤ65と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66と、サンギヤ65に噛合すると共にリングギヤ66に噛合する複数のピニオンギヤ67と、複数のピニオンギヤ67を自転かつ公転自在に保持するキャリア68とを備えており、サンギヤ65はモータMG2の回転軸48に、キャリア68はリングギヤ軸32aにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ66はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bとは、リングギヤ62とリングギヤ66、キャリア64とキャリア68とによりそれぞれ連結されている。変速機60は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータMG2の回転軸48をリングギヤ軸32aから切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフ状態としてモータMG2の回転軸48の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。なお、ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸48やリングギヤ軸32aの回転を禁止するものとなる。
The
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に取り付けられた図示しない温度センサ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。
The
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の踏み込み量に対応したアクセル開度Adrv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Adrv,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からのブレーキポジションBP,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いる。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、変速機60のブレーキB1,B2の図示しないアクチュエータへの駆動信号やなどが出力ポートを介して出力されている。なお、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。
The hybrid
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Acc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。
The
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に加速して変速機60がLoギヤの状態からHiギヤの状態に変速される際の動作について説明する。図3は、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される加速時駆動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、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
加速時駆動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、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Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,充放電要求電力Pb*,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、充放電要求電力Pb*は、バッテリ50の残容量(SOC)などに基づいてバッテリECU52によりバッテリ50を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Win,Woutを設定することができる。図4に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図5にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
When the acceleration drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪39a,39bに連結された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Tr*と車両に要求される車両要求パワーP*とを設定すると共に(ステップS110)、設定した車両要求パワーP*とエンジン最大パワーPemaxとのうち小さい方をエンジン要求パワーPe*として設定する(ステップS120)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図6に要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものと充放電要求電力Pb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を変速機60のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
When the data is input in this way, the required torque Tr * to be output to the
次に、変速機60の変速段をLoギヤの状態からHiギヤの状態への変速(以下、Lo−Hi変速という)が所定時間以内に行なわれるか否かを予測する(ステップS130,S140)。このLo−Hi変速の予測は、車速Vと加速度αと変速マップとを用いて行なわれる。図7に変速マップの一例を示す。図7の例では、変速機60がLoギヤの状態で車速VがLo−Hi変速線Vhiを越えて大きくなったときに変速機60をLoギヤの状態からHiギヤの状態に変更し、変速機60がHiギヤの状態で車速VがHi−Lo変速線Vloを越えて小さくなったときに変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態に変更する。Lo−Hi変速の予測は、車速Vと加速度αから所定時間内にLo−Hi変速線Vhiを越えるか否かを判定するものとなる。なお、所定時間は、変速機60の変速段の変速に対して準備するのに十分な時間として設定されており、例えば1秒や2秒などを用いることができる。
Next, it is predicted whether or not a shift from the Lo gear state to the Hi gear state (hereinafter referred to as Lo-Hi shift) is performed within a predetermined time for the gear position of the transmission 60 (steps S130 and S140). . The prediction of the Lo-Hi shift is performed using the vehicle speed V, the acceleration α, and the shift map. FIG. 7 shows an example of the shift map. In the example of FIG. 7, when the
Lo−Hi変速が予測されないときには、設定したエンジン要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS210)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図8に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
When the Lo-Hi shift is not predicted, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
続いて、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS220)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図9に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2に変速機60のギヤ比Grを乗じたリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が変速機60を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Subsequently, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ−Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*−Nm1)+k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ−Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * −Nm1) + k2∫ (Nm1 * −Nm1) dt (2)
次に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS230)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS240)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpと制限したものをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定する(ステップS250)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、前述した図9の共線図から容易に導き出すことができる。
Next, the deviation from the power consumption (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the input / output limits Win, Wout of the
Tmin=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS260)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
一方、ステップS140でLo−Hi変速が予測されたときには、変速機60の変速段の変速時に変速に伴ってバッテリ50を充放電する電力が変更される電力としての変速時必要電力P1を要求トルクTr*に基づいて設定すると共にバッテリ50の入力制限Winに設定した変速時必要電力P1を加えて必要充放電電力P2を設定すると共に(ステップS150)、この設定した必要充放電電力P2をバッテリ50の出力制限Woutにより上限ガードして(ステップS155)、上限ガードして得られる必要充放電電力P2と充放電要求電力Pb*とを比較する(ステップS160)。ここで変速時必要電力P1は、モータMG2の回転数Nm2のセンシング遅れや通信遅れによる検出値と実際値との偏差に基づく電力や変速機60の変速段の変更時にモータMG2のトルク指令Tm2*を下方補正することに基づく電力,変速機60の変速段の変更時にリングギヤ軸32aに出力されるトルクの落ち込みを抑制するためにモータMG1のトルク指令Tm1*を補正することに基づく電力などの総和であり、加速中のLo−Hi変速のときには、バッテリ50を充電する方向に変更する電力である。実施例では、変速時必要電力P1は、リングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と変速時必要電力P1との関係を実験などにより求めて変速時必要電力設定用マップとして予めROM74に記憶しておき、要求トルクTr*が与えられるとマップから対応する変速時必要電力P1を導出することにより設定するものとした。変速時必要電力設定用マップの一例を図10に示す。必要充放電電力P2は、バッテリ50の入力制限Winに変速時必要電力P1を加えたものであるから、変速機60の変速段を変更する際にバッテリ50の入力制限Winを下回らない最低電力である。したがって、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上のときには、充放電要求電力Pb*に変更を加えなくても変速機60の変速段の変速時にバッテリ50の入力制限Winを下回らないが、逆に充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2未満のときには、充放電要求電力Pb*を変更しなければ変速機60の変速段の変速時にバッテリ50の入力制限Winを下回ってしまうことになる。ステップS160ではこれを判定しているのである。図11に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと変速時必要電力P1,必要充放電電力P2,充放電要求電力Pb*との関係の一例を示す。なお、ステップS155で必要充放電電力P2をバッテリ50の出力制限Woutで上限ガードすることにより、過大な電力によるバッテリ50の放電を抑制することができる。
On the other hand, when the Lo-Hi shift is predicted in step S140, the required torque P1 during the shift is used as the power required to change the power for charging / discharging the
充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上のときには、充放電要求電力Pb*に変更の必要はないと判断し、ステップS210以降の処理、即ち、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を設定すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する処理を実行する。
When the required charge / discharge power Pb * is equal to or greater than the required charge / discharge power P2, it is determined that there is no need to change the required charge / discharge power Pb *, and the processing after step S210, that is, the target rotational speed Ne * of the
一方、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2未満のときには、必要充放電電力P2から充放電要求電力Pb*を減じて調整電力Pchを計算し(ステップS170)、エンジン要求パワーPe*に車両要求パワーP*に一致するか否かを判定し(ステップS180)、エンジン要求パワーPe*が車両要求パワーP*未満のときには車両要求パワーP*からエンジン要求パワーPe*を減じた値を調整電力Pchから減じて新たな調整電力Pchとする(ステップS190)。ここで、エンジン要求パワーPe*が車両要求パワーP*未満のときに調整電力Pchを調整(ガード)するのは、車両要求パワーP*を用いてエンジン要求パワーPe*を設定する際に車両要求パワーP*がエンジン最大パワーPemaxより大きいためにエンジン要求パワーPe*が押さえられ、バッテリ50を放電する側に寄っているため、その放電側への寄せ量を調整するためである。そして、調整電力Pchを充放電要求電力Pb*に加えた値として充放電要求電力Pb*を再設定すると共に再設定した充放電要求電力Pb*を用いて上述した手法により車両要求パワーP*やエンジン要求パワーPe*を再設定し(ステップS200)、再設定したエンジン要求パワーPe*を用いてステップS210以降の処理、即ち、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を設定すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する処理を実行する。このように、充放電要求電力Pb*を再設定することにより、変速機60の変速段の変速の際にバッテリ50を充放電する電力が入力制限Winを下回るのを抑制することができる。
On the other hand, when the required charge / discharge power Pb * is less than the required charge / discharge power P2, the adjustment power Pch is calculated by subtracting the required charge / discharge power Pb * from the required charge / discharge power P2 (step S170), and the engine required power Pe * is obtained. It is determined whether or not the vehicle required power P * matches (step S180), and when the engine required power Pe * is less than the vehicle required power P *, a value obtained by subtracting the engine required power Pe * from the vehicle required power P * is adjusted. Subtracted from the power Pch to obtain a new adjusted power Pch (step S190). Here, when the engine required power Pe * is less than the vehicle required power P *, the adjustment power Pch is adjusted (guarded) when the vehicle required power P * is used to set the engine required power Pe *. This is because the engine required power Pe * is suppressed because the power P * is greater than the engine maximum power Pemax, and the
次に、Lo−Hi変速を行なう際の動作について説明する。図12は、Lo−Hi変速の際に実施例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Lo−Hi変速処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。Lo−Hi変速処理ルーチンが実行されると、まず、モータMG2のトルク指令Tm2*を変速上限トルクTm2setと比較する処理を実行する(ステップS300)。ここで、変速上限トルクTm2setは、モータMG2からトルクを出力しながらLo−Hi変速する際にトルクショックが生じないトルク範囲の上限値であり、変速機60やモータMG2の性能などにより設定される。トルク指令Tm2*が変速上限トルクTm2setより大きいときには、エンジン22の目標トルクTe*をトルク指令Tm2*と変速上限トルクTm2setの差分に相当する分だけ大きくなるよう次式(6)により調整すると共に(ステップS310)、エンジン22の目標トルクTe*の調整に伴ってモータMG1のトルク指令Tm1*を下方修正するよう式(7)により調整し(ステップS320)、モータMG2のトルク指令Tm2*に変速上限トルクTm2setを設定する(ステップS330)。即ち、モータMG2のトルク指令Tm2*を変速上限トルクTm2setに下方修正することにより減少するリングギヤ軸32aのトルクに相当する分だけエンジン22からのトルクを増加し、その増加したトルクをリングギヤ軸32aに出力するためにモータMG1のトルク指令Tm1*を下方修正する調整を行なうのである。
Next, the operation when performing the Lo-Hi shift will be described. FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a Lo-Hi shift process routine executed by the hybrid
Te*←Te*+(1+ρ)・(Tm2*-Tm2set)・Gr (6)
Tm1*←Tm1*-ρ・(Tm2*-Tm2set)・Gr (7)
Te * ← Te * + (1 + ρ) ・ (Tm2 * -Tm2set) ・ Gr (6)
Tm1 * ← Tm1 * -ρ ・ (Tm2 * -Tm2set) ・ Gr (7)
モータMG2のトルク指令Tm2*が変速上限トルクTm2set以下のときやトルク指令Tm2*が変速上限トルクTm2setより大きくエンジン22の目標トルクTe*やトルク指令Tm2*を調整した後は、現在のモータMG2の回転数Nm2と変速機60のギヤ比Glo,Ghiとにより次式(8)を用いて変速後のモータMG2の回転数Nm2*を計算する(ステップS340)。そして、ブレーキB2をオフとすると共に(ステップS350)、ブレーキB1をフリクション係合させ(ステップS360)、変速に伴ってリングギヤ軸32aに出力されるトルクの落ち込みを是正するためにモータMG1のトルク指令Tm1*を式(9)により調整する(ステップS370)。ここで、式(9)中の「Tm1set」は、モータMG1から出力したときにリングギヤ軸32aに出力されるトルクが変速に伴ってリングギヤ軸32aに出力されるトルクの落ち込みを是正できるトルクとして設定されており、変速機60やモータMG2,モータMG1の性能などにより設定される。
When the torque command Tm2 * of the motor MG2 is equal to or lower than the shift upper limit torque Tm2set, or after the torque command Tm2 * is larger than the shift upper limit torque Tm2set and the target torque Te * or torque command Tm2 * of the
Nm2*=Nm2・Ghi/Glo (8)
Tm1*←Tm1*-Tm1set (9)
Nm2 * = Nm2 ・ Ghi / Glo (8)
Tm1 * ← Tm1 * -Tm1set (9)
そして、モータMG2の回転数Nm2が変速後の回転数Nm2*近傍に至るのを待って(ステップS380,S390)、ブレーキB1を完全にオンとし(ステップS400)、駆動制御で用いる変速機60のギヤ比GrにHiギヤのギヤ比Ghiを設定して(ステップS410)、Lo−Hi変速処理ルーチンを終了する。図13にLo−Hi変速の際の変速機60の共線図の一例を示す。図中、S1軸はダブルピニオンの遊星歯車機構60aのサンギヤ61の回転数を示し、R1,R2軸はダブルピニオンの遊星歯車機構60aおよびシングルピニオンの遊星歯車機構60bのリングギヤ62,66の回転数を示し、C1,C2軸はリングギヤ軸32aの回転数であるダブルピニオンの遊星歯車機構60aおよびシングルピニオンの遊星歯車機構60bのキャリア64,68の回転数を示し、S2軸はモータMG2の回転数であるシングルピニオンの遊星歯車機構60bのサンギヤ65の回転数を示す。図示するように、Loギヤの状態では、ブレーキB2がオンでブレーキB1がオフとされている。この状態からブレーキB2をオフすると、モータMG2はリングギヤ軸32aから切り離された状態となり、電動機として機能するモータMG2から正のトルクが出力されていることから、その回転数は増加しようとする。ここで、ブレーキB1をフリクション係合させると、モータMG2の回転数Nm2は減少する。そして、モータMG2の回転数Nm2がHiギヤの状態の回転数Nm2*近傍になったときにブレーキB1をフリクション係合から完全にオンとすることにより、Hiギヤの状態に切り替えることができる。このように、ブレーキB1のフリクション係合によりモータMG2からトルクを出力しながら変速する際にモータMG2の回転数Nm1が変更されるから、リングギヤ軸32aに出力されるトルクは落ち込むことになる。実施例では、この落ち込むトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*を調整することにより賄うのである。このように、Lo−Hi変速することにより、変速時に生じ得るトルクショックを抑制することができる。
Then, waiting for the rotation speed Nm2 of the motor MG2 to reach the vicinity of the rotation speed Nm2 * after the shift (steps S380 and S390), the brake B1 is completely turned on (step S400), and the
ここで、こうしたLo−Hi変速の際にバッテリ50を充放電する電力がどのように変更されるかを考える。モータMG2のトルク指令Tm2*が変速上限トルクTm2setより大きいときには、モータMG2のトルク指令Tm2*を変速上限トルクTm2setに下方修正することから、その分だけ消費電力が減少する。トルク指令Tm2*の下方修正に伴ってリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力するためにエンジン22の目標トルクTe*を上方修正すると共にモータMG1のトルク指令Tm1*を下方修正することから、その分だけ発電電力が増加する。そして、変速中にリングギヤ軸32aのトルクの落ち込みを是正するためにモータMG1のトルク指令Tm1*を下方修正することから、その分だけ発電電力が増加する。したがって、モータMG2による消費電力の減少分とモータMG1による二つの要因による発電電力の増加分との和がLo−Hi変速の際に変更される電力、即ち変速時必要電力P1である。実施例では、Lo−Hi変速が予測されたときには、Lo−Hi変速の最中にバッテリ50を充放電する電力が変速時必要電力P1だけ変更されてもバッテリ50の入力制限Winを下回らないようにエンジン22やモータMG1やモータMG2の運転ポイントをバッテリ50の出力制限Wout側に寄せるように変更しておくのである。
Here, how the electric power for charging / discharging the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60のLo−Hi変速が予測されたときには、Lo−Hi変速の最中にバッテリ50を充放電する電力が変速時必要電力P1だけ変更されてもバッテリ50の入力制限Winを下回らないようにエンジン22やモータMG1やモータMG2の運転ポイントをバッテリ50の出力制限Wout側に寄せるから、60のLo−Hi変速の際にバッテリ50の入力制限Winを下回るのを抑制することができる。もとより、変速機60のLo−Hi変速の際にモータMG2のトルク指令Tm2*が大きいときには、モータMG2のトルク指令Tm2*に変速上限トルクTm2setを設定して変速するから、変速の際に生じ得るトルクショックを抑制することができる。また、リングギヤ軸32aに要求される要求トルクTr*を出力しながら変速することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60のLo−Hi変速の際に要求トルクTr*に基づいて変速時必要電力P1を設定するものとしたが、モータMG1のトルク指令Tm1*やエンジン22の回転数Ne,モータMG2のトルク指令Tm2*等に基づいて変速時必要電力P1を計算するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60のLo−Hi変速の際に、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上のときには、充放電要求電力Pb*に変更は加えずに制御し、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2未満のときには必要充放電電力P2から充放電要求電力Pb*を減じてガード処理した調整電力Pchだけ充放電要求電力Pb*を変更して制御するものとしたが、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上であるか否かに拘わらず、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上となる用変更して制御するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60のLo−Hi変速の際に、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2未満のときには必要充放電電力P2から充放電要求電力Pb*を減じて得られる調整電力Pchに対してエンジン要求パワーPe*と車両要求パワーP*とに基づいてガード処理を施したが、こうしたガード処理は施さないものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60のLo−Hi変速の際に、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以上のときには、充放電要求電力Pb*に変更は加えずに制御し、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2未満のときには必要充放電電力P2から充放電要求電力Pb*を減じてガード処理した調整電力Pchだけ充放電要求電力Pb*を変更して制御するものとしたが、充放電要求電力Pb*と必要充放電電力P2とのうち大きい方を新たな充放電要求電力Pb*として設定して制御するものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60のLo−Hi変速の際について説明したが、減速に伴って変速機60の変速段をHiギヤの状態からLoギヤの状態に変速するHi−Lo変速の際についても同様である。この場合、Lo−Hi変速と逆の現象により変速時必要電力P1はバッテリ50を放電する方向の電力となる。したがって、Hi−Lo変速のときには、バッテリ50の出力制限Woutから変速時必要電力P1を減じた電力が必要充放電電力P2となり、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2以下のときには充放電要求電力Pb*を変更することなく制御し、充放電要求電力Pb*が必要充放電電力P2より大きいときには必要充放電電力P2以下になるよう充放電要求電力Pb*を再設定すると共に再設定した充放電要求電力Pb*を用いてエンジン要求パワーPe*等を再設定して制御すればよい。また、充放電要求電力Pb*と必要充放電電力P2とのうち小さい方を新たな充放電要求電力Pb*として設定して制御するものとしてもよい。なお、変速機60のHi−Lo変速の際には、こうした制御と異なる制御、例えば、制動トルクをブレーキに置き換えて変速する制御などを用いるものとしてもよい。この場合、変速時必要電力P1や必要充放電電力P2は計算する必要はない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、Hi,Loの2段の変速段をもって変速可能な変速機60を用いるものとしたが、変速機60の変速段は2段に限られるものではなく、3段以上の変速段としてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を変速機60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14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の動力を変速機60により変速してリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14における車輪39c,39dに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
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39a,39b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15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39a,39b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。
In the
実施例では、駆動装置や動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20として説明したが、エンジン22や動力分配統合機構30,モータMG1,MG2,バッテリ50,ハイブリッド用電子制御ユニット70などを備える動力出力装置の形態としてもよいし、動力分配統合機構30,モータMG1,MG2,ハイブリッド用電子制御ユニット70などを備え、エンジン22やバッテリ50と共に用いられる駆動装置の形態としても構わない。また、こうしたハイブリッド自動車20の制御方法の形態や動力出力装置の制御方法の形態、駆動装置の制御方法の形態としても構わない。
In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良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。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、動力出力装置や駆動装置,車両などの製造産業に利用可能である。 The present invention is applicable to manufacturing industries such as power output devices, drive devices, and vehicles.
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、31a サンギヤ軸、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、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39d 車輪、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、 48 回転軸、50 バッテリ、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 変速機、60a ダブルピニオンの遊星歯車機構、60b シングルピニオンの遊星歯車機構、61,65 サンギヤ、62,66 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64,68 キャリア、67 ピニオンギヤ、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、88 車速センサ、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、B1,B2 ブレーキ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 31a sun gear shaft, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 carrier, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39d wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 48 rotations Shaft, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a planetary gear mechanism of double pinion, 60b planetary gear mechanism of single pinion, 61, 65 sun gear, 62, 66 Ring gear, 63a First pinion gear, 63b Second pinion gear, 64, 68 Carrier, 67 pinion gear, 70 Electronic control unit for hybrid, 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, 88 Vehicle speed sensor, 230 Pair motor, 232
Claims (12)
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が行なわれるのを予測する変速予測手段と、
前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する目標充放電電力設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor that can input and output power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Shift prediction means for predicting that the shift stage of the shift transmission means is changed within a predetermined time; and
At the time of non-shift prediction when the shift prediction means is not expected to change the shift stage of the shift transmission means, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift prediction means The target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is changed to the charge side or the discharge side based on a predetermined condition at the time of the shift prediction when the change of the shift stage of the shift transmission means is predicted Target charge / discharge power setting means for setting power as target charge / discharge power;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
A driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with a change in the gear position of the shift transmission means, and the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
A power output device comprising:
前記変速予測時は、前記変速伝達手段をアップシフトする変速が予測されたときであり、
前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時には、前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力と前記設定した変更時変更電力との差分の電力だけ該非変速予測時に設定される目標充放電電力から放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する手段である
動力出力装置。 The power output device according to claim 4,
The shift prediction time is when a shift to upshift the shift transmission means is predicted,
The target charge / discharge power setting means performs the non-shift by the difference power between the target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the non-shift prediction and the set change-time change power at the time of the shift prediction. A power output device that is means for setting, as target charge / discharge power, electric power changed from a target charge / discharge power set at the time of prediction to a discharge side.
前記設定された要求駆動力に基づいて要求動力を設定する要求動力設定手段と、
前記設定された要求動力と前記設定した目標充放電電力とに基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
を備え、
前記目標充放電電力設定手段は、前記変速予測時に前記目標動力設定手段により前記設定された要求動力が前記内燃機関から出力可能な最大動力を超えていることに基づいて前記目標動力が設定されているときには、前記差分の電力から前記設定された要求動力と前記最大動力との差分の動力に相当する電力を減じた調整電力だけ前記非変速予測時に設定される目標充放電電力から放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する手段である
動力出力装置。 The power output device according to claim 5,
Required power setting means for setting required power based on the set required driving force;
Target power setting means for setting target power to be output from the internal combustion engine based on the set required power and the set target charge / discharge power;
With
The target charge / discharge power setting means sets the target power based on the fact that the requested power set by the target power setting means exceeds the maximum power that can be output from the internal combustion engine at the time of the shift prediction. When there is a difference, the adjustment power obtained by subtracting the power corresponding to the power difference between the set required power and the maximum power from the power difference is changed from the target charge / discharge power set at the time of non-shift prediction to the discharge side. A power output device which is means for setting the obtained power as the target charge / discharge power.
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、動力を入出力可能な電動機と、
該電動機の回転軸と前記駆動軸との動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が行なわれるのを予測する変速予測手段と、
前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速予測手段により前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定する目標充放電電力設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定された目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する制御手段と、
を備える駆動装置。 A drive device that is used together with an internal combustion engine and chargeable / dischargeable power storage means to drive a drive shaft,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to the output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine, and at least part of the power from the internal combustion engine is input to the drive shaft with input and output of power and power. Power power input / output means to output;
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power;
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
Shift prediction means for predicting that the shift stage of the shift transmission means is changed within a predetermined time; and
At the time of non-shift prediction when the shift prediction means is not expected to change the shift stage of the shift transmission means, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift prediction means The target charge / discharge power set based on the state of the power storage means at the time of non-shift prediction is changed to the charge side or the discharge side based on a predetermined condition at the time of the shift prediction when the change of the shift stage of the shift transmission means is predicted Target charge / discharge power setting means for setting power as target charge / discharge power;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
A driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with a change in the gear position of the shift transmission means, and the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
A drive device comprising:
(a)所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が予測されない非変速予測時には、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定し、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、
(b)前記所定時間以内に前記変速伝達手段の変速段の変更が予測された変速予測時には、前記非変速予測時に前記蓄電手段の状態に基づいて設定される目標充放電電力を所定条件に基づいて充電側または放電側に変更した電力を目標充放電電力として設定し、前記変速伝達手段の変速段の変更を伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記設定した目標充放電電力により前記蓄電手段が充放電されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する、
動力出力装置の制御方法。
An internal combustion engine; and power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft for outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power An electric motor capable of inputting / outputting power, transmission transmission means for performing transmission of power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in gear ratio, power power input / output means, the electric motor and the motor A power storage device capable of exchange, and a control method of a power output device comprising:
(A) At the time of non-shift prediction in which a change in the gear position of the shift transmission means is not predicted within a predetermined time, a target charging / discharging power to charge / discharge the power storage means is set based on the state of the power storage means, and the shift A driving force based on a required driving force required for the drive shaft is output to the drive shaft with a change in the transmission speed of the transmission unit, and the power storage unit is charged / discharged by the set target charge / discharge power. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means;
(B) At the time of a shift prediction in which a change in the gear position of the shift transmission means is predicted within the predetermined time, a target charge / discharge power set based on a state of the power storage means at the time of non-shift prediction is based on a predetermined condition. Then, the electric power changed to the charging side or the discharging side is set as the target charging / discharging electric power, and the driving force based on the required driving force required for the driving shaft with the change of the gear stage of the shift transmission means is applied to the driving shaft. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so that the power storage means is charged / discharged by the set target charge / discharge power.
Control method of power output device.
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JP2013177082A (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Honda Motor Co Ltd | Control device for hybrid vehicle |
US20160264125A1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for hybrid vehicle |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009208599A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Toyota Motor Corp | Control device of vehicle |
JP4492717B2 (en) * | 2008-03-04 | 2010-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control device |
JP2013177082A (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Honda Motor Co Ltd | Control device for hybrid vehicle |
US20160264125A1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for hybrid vehicle |
US9714026B2 (en) * | 2015-03-11 | 2017-07-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for hybrid vehicle |
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