JP2007216795A - Power output device, automobile mounted with the same and method for controlling power output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置、それを搭載した自動車及び動力出力装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power output device, an automobile equipped with the same, and a control method for the power output device.
従来、動力出力装置としては、プラネタリギヤのサンギヤ,キャリア,リングギヤに第1モータジェネレータ,エンジン,第2モータジェネレータがそれぞれ接続されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、エンジンからの排気を浄化する浄化装置の温度が所定温度以上であるときにアクセルオフされると、第2モータジェネレータを発電機として作動させて制動力を得ると共に、エンジンのフューエルカットを禁止し、第1モータジェネレータによりエンジン回転数を高めて多量の排気を浄化装置に供給して浄化装置の温度上昇を抑えることにより浄化装置の浄化機能の低下を抑制する。
しかしながら、浄化装置は、酸素を吸蔵して排気を浄化することがあり、この特許文献1に記載されたハイブリッド車両では、浄化装置の温度が設定温度を下回っているときであっても、酸素の吸蔵状態によっては排気の浄化機能が低下してしまうことがあった。また、エンジンの回転数は、浄化装置へ供給される空気量に関係することから、エンジン回転数について考慮することは浄化装置の浄化機能の低下を抑制する上で望ましい。
However, the purifying device sometimes stores oxygen to purify the exhaust gas. In the hybrid vehicle described in
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、浄化装置の浄化機能の低下を抑制することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the hybrid vehicle which can suppress the fall of the purification function of a purification apparatus, and its control method.
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned object.
本発明の動力出力装置は、
内燃機関と、
酸素を吸蔵可能であり前記内燃機関の排気を浄化する浄化手段と、
前記内燃機関をモータリング可能であり前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電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、
前記浄化手段の酸素吸蔵量を演算する吸蔵量演算手段と、
前記駆動軸に出力すべき要求制動力を設定する要求制動力設定手段と、
制動力要求がなされたとき、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには所定の制約に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し該内燃機関の燃料供給を停止した状態で該設定した目標回転数で前記発電手段により該内燃機関をモータリングすると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第1制動制御を実行し、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには前記内燃機関の目標回転数を前記第1制動制御時と比べて制限して設定し該設定した目標回転数で該内燃機関を運転すると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第2制動制御を実行する制御手段と、
を備えたものである。
The power output apparatus of the present invention is
An internal combustion engine;
A purification means capable of storing oxygen and purifying the exhaust gas of the internal combustion engine;
Power generation means capable of motoring the internal combustion engine and capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
A storage amount calculating means for calculating the oxygen storage amount of the purifying means;
Requested braking force setting means for setting a requested braking force to be output to the drive shaft;
When a braking force request is made, when the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set based on a predetermined constraint, and the fuel supply of the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine, the power generation means, and the motor are motored by the power generation means at the set target rotational speed and the braking force based on the set required braking force is output to the drive shaft. The first braking control is executed, and when the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set so as to be limited compared to that during the first braking control. A second braking system that operates the internal combustion engine at a target rotational speed and controls the internal combustion engine, the power generation means, and the motor so that a braking force based on the set required braking force is output to the drive shaft. And control means for executing,
It is equipped with.
この動力出力装置では、浄化手段の酸素吸蔵量を演算し、駆動軸に出力すべき要求制動力を設定し、制動力要求がなされたとき、この演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには、所定の制約に基づいて内燃機関の目標回転数を設定し、内燃機関の燃料供給を停止した状態でこの設定した目標回転数で内燃機関をモータリングすると共に設定された要求制動力に基づく制動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する第1制動制御を実行し、演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには、内燃機関の目標回転数を第1制動制御時と比べて制限して設定し、この設定した目標回転数で内燃機関を運転すると共に設定された要求制動力に基づく制動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する第2制動制御を実行する。このように、制動時に、浄化装置の酸素吸蔵量が所定範囲を超えて多くなると内燃機関の回転数を制限することにより、浄化装置へ供給される酸素の量を低減させる。したがって、浄化装置の浄化機能の低下を抑制することができる。また、浄化装置の酸素吸蔵量が所定範囲のときには車速に基づいて内燃機関の回転数を変化させるため、内燃機関の回転数が変更されずに減速するものに比べて制動時の違和感を低減することができる。 In this power output device, the oxygen storage amount of the purifying means is calculated, the required braking force to be output to the drive shaft is set, and when the braking force request is made, the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range. Sometimes, the target rotational speed of the internal combustion engine is set based on a predetermined constraint, and the internal combustion engine is motored at the set target rotational speed in a state where the fuel supply of the internal combustion engine is stopped, and based on the set required braking force. When the first braking control for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor is performed so that the braking force is output to the drive shaft, and the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine Is set to be limited in comparison with that during the first braking control, and the internal combustion engine and the power generator are operated so that the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed and the braking force based on the set required braking force is output to the drive shaft. Means and electricity Executing the second brake control for controlling the machine. As described above, when the oxygen storage amount of the purification device increases beyond the predetermined range during braking, the amount of oxygen supplied to the purification device is reduced by limiting the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the purification function of the purification device. Further, since the rotational speed of the internal combustion engine is changed based on the vehicle speed when the oxygen storage amount of the purifier is within a predetermined range, the uncomfortable feeling at the time of braking is reduced as compared with the case where the rotational speed of the internal combustion engine is decelerated without being changed. be able to.
本発明の動力出力装置は、車速を検出可能な車速検出手段、を備え、前記制御手段は、前記所定の制約として、少なくとも前記検出された車速に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定する手段であるものとしてもよい。 The power output apparatus of the present invention includes vehicle speed detecting means capable of detecting a vehicle speed, and the control means sets the target rotational speed of the internal combustion engine based on at least the detected vehicle speed as the predetermined constraint. It may be a means.
本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記第2制動制御を実行するに際して、前記設定された要求制動力が前記電動機の発電により前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を制御すると共に、前記電動機により発電された電力の少なくとも一部を前記蓄電手段に蓄電させる手段であるものとしてもよい。こうすれば、電動機の発電によって車両の制動時の減速感を操作者に与えることができる。 In the power output apparatus of the present invention, the control means controls the electric motor so that the set required braking force is output to the drive shaft by power generation of the electric motor when executing the second braking control. The power storage unit may store at least part of the power generated by the motor. In this way, it is possible to give the operator a feeling of deceleration during braking of the vehicle by power generation by the electric motor.
本発明の動力出力装置は、操作者のシフト操作に応じて複数のシフトポジションの中から実行用シフトポジションを設定し該設定した実行用シフトポジションに対応づけられている前記内燃機関の目標回転数を含む運転条件に基づいて前記第1制動制御を含む制御を行うシーケンシャルモードの実行を前記操作者が選択可能なモード選択手段、を備え、前記制御手段は、前記シーケンシャルモードが選択されたときには、前記蓄電手段の目標蓄電量を通常時よりも小さく設定する手段であるものとしてもよい。シーケンシャルモードでは、第1制動制御の実行によって浄化装置手段に酸素が吸蔵されやすく、第2制動制御を実行する頻度が高くなるため、制動時の制動力を電動機による発電によって賄うことになり、電動機で発電した電力を蓄電手段に蓄電する頻度が高くなる。ここでは、シーケンシャルモードが選択されたときには制動時に備えて蓄電手段の目標蓄電量を通常時よりも小さくするため、電動機で発電された電力をより多く蓄電手段に蓄電可能とし、より多くの第2制動制御を実行することができる。 The power output apparatus according to the present invention sets an execution shift position from among a plurality of shift positions according to an operator's shift operation, and associates with the set execution shift position. Mode selection means that allows the operator to select execution of a sequential mode that performs control including the first braking control based on operating conditions including the control means, when the sequential mode is selected, The power storage means may be means for setting a target power storage amount smaller than normal. In the sequential mode, oxygen is easily stored in the purifier device by executing the first braking control, and the frequency of executing the second braking control is increased. Therefore, the braking force at the time of braking is covered by power generation by the motor. The frequency of storing the electric power generated in the storage means increases. Here, when the sequential mode is selected, the target power storage amount of the power storage means is made smaller than normal in preparation for braking, so that more power generated by the motor can be stored in the power storage means, and more second Braking control can be executed.
本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の目標回転数を前記第1制動制御時と比べて制限して設定するに際して、該目標回転数を所定の低回転数又は値ゼロに設定する手段であるものとしてもよい。ここで、「所定の低回転数」は、アイドル回転数(例えば600rpmや1000rpmなど)としてもよい。 In the power output apparatus of the present invention, the control means sets the target rotational speed to a predetermined low rotational speed or a value of zero when the target rotational speed of the internal combustion engine is set to be limited compared to that during the first braking control. It is good also as a means to set to. Here, the “predetermined low rotational speed” may be an idle rotational speed (for example, 600 rpm or 1000 rpm).
本発明の動力出力装置において、前記発電手段は、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前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力可能な電力動力入出力手段であるものとしてもよい。このとき、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回転軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した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、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機と、を備える手段であるものとしてもよい。 In the power output apparatus of the present invention, the power generation means is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and drives at least part of the power from the internal combustion engine with input and output of power and power. It may be a power power input / output means that can output to the shaft. At this time, the electric power drive input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft and the rotary shaft, and the remaining power based on the power input / output to any two of the three shafts. It is good also as a means provided with the triaxial type | mold power input / output means which inputs / outputs motive power to a shaft, and the electric motor which can input / output motive power to the said rotating shaft.
本発明の自動車は、上述したいずれかに記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなるものである。この動力出力装置は、上述したように浄化装置の浄化機能の低下を抑制することができるものであるから、これを備えた自動車も同様の効果が得られる。 An automobile according to the present invention includes any one of the power output devices described above, and an axle is connected to the drive shaft. Since this power output device can suppress a reduction in the purification function of the purification device as described above, the same effect can be obtained in a vehicle equipped with this power output device.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、酸素を吸蔵可能であり前記内燃機関の排気を浄化する浄化手段と、前記内燃機関をモータリング可能であり前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電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、を備えた動力出力装置の制御方法であって、
前記浄化手段の酸素吸蔵量を演算し、
制動力要求がなされたとき、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには所定の制約に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し該内燃機関の燃料供給を停止した状態で該設定した目標回転数で前記発電手段により該内燃機関をモータリングすると共に前記駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第1制動制御を実行し、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには前記内燃機関の目標回転数を前記第1制動制御時と比べて制限して設定し該設定した目標回転数で該内燃機関を運転すると共に前記駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第2制動制御を実行することを含むものである。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine; purification means capable of storing oxygen and purifying exhaust gas of the internal combustion engine; and power generation means capable of motoring the internal combustion engine and capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine. A method for controlling a power output device comprising: an electric motor capable of outputting power to a drive shaft; and a power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
Calculate the oxygen storage amount of the purification means,
When a braking force request is made, when the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set based on a predetermined constraint, and the fuel supply of the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine, the power generation means, and the motor so that the power generation means motors the internal combustion engine at a set target rotational speed and a braking force based on a required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. The first braking control for controlling the electric motor is executed, and when the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is limited and set as compared with that during the first braking control. The internal combustion engine is operated at the set target rotational speed, and the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that a braking force based on a required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. It is intended to include performing a second brake control that.
この動力出力装置の制御方法では、浄化手段の酸素吸蔵量を演算し、制動力要求がなされたとき、この演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには、所定の制約に基づいて内燃機関の目標回転数を設定し、内燃機関の燃料供給を停止した状態でこの設定した目標回転数で内燃機関をモータリングすると共に駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する第1制動制御を実行し、演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには、内燃機関の目標回転数を第1制動制御時と比べて制限して設定し、この設定した目標回転数で内燃機関を運転すると共に駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する第2制動制御を実行する。このように、制動時に、浄化装置の酸素吸蔵量が所定範囲を超えて多くなると内燃機関の回転数を制限することにより、浄化装置へ供給される酸素の量を低減させる。したがって、浄化装置の浄化機能の低下を抑制することができる。また、浄化装置の酸素吸蔵量が所定範囲のときには車速に基づいて内燃機関の回転数を変化させるため、内燃機関の回転数が変更されずに減速するものに比べて制動時の違和感を低減することができる。なお、この動力出力装置の制御方法において、上述した動力出力装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した動力出力装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。 In this power output device control method, the oxygen storage amount of the purifying means is calculated, and when the braking force request is made, and the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range, the internal combustion engine is based on a predetermined constraint. The target engine speed is set, and the internal combustion engine is motored at the set target engine speed while the fuel supply to the internal combustion engine is stopped, and the braking force based on the required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. When the first braking control for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor is executed and the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set to the time of the first braking control. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are set so that the internal combustion engine is operated at the set target rotational speed and the braking force based on the required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. Control Executing the second brake control that. As described above, when the oxygen storage amount of the purification device increases beyond the predetermined range during braking, the amount of oxygen supplied to the purification device is reduced by limiting the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the purification function of the purification device. Further, since the rotational speed of the internal combustion engine is changed based on the vehicle speed when the oxygen storage amount of the purifier is within a predetermined range, the uncomfortable feeling at the time of braking is reduced as compared with the case where the rotational speed of the internal combustion engine is decelerated without being changed. be able to. In this method for controlling the power output apparatus, various aspects of the power output apparatus described above may be adopted, and steps for realizing each function of the power output apparatus described above may be added. .
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。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、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。
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には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、エンジン22の吸気管27に設けられたエアフローメータ29からの信号や浄化装置37の上流側に設けられた空燃比センサ38からの空燃比AF,浄化装置37の下流側に設けられた酸素センサ39からの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、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。エンジン22からの排気は、浄化装置(三元触媒)37を介して外気へ排出される。浄化装置37は、白金(Pt)やパラジウム(Pd)等の酸化触媒と、ロジウム(Rh)等の還元触媒と、セリア(CeO2)等の助触媒等から構成されており、酸素を吸蔵可能となっている。この浄化装置37は、排ガスに含まれる一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を酸化触媒の作用により水(H2O)や二酸化炭素(CO2)に浄化し、排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を還元触媒の作用により窒素(N2)や酸素(O2)に浄化する。
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。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも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。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with 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に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tb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Acc,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。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
また、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いるPポジション、後進走行用のRポジション、中立のNポジション、前進走行用の通常のDポジション等の他に、シーケンシャルシフトポジション(Sポジション)、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションSPとしてDポジションを選択したときには、実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22が効率よく運転されるように駆動制御される。一方、シフトポジションSPとしてSポジションを選択したときには、車速Vに対するエンジン22の回転数の変化を例えば6段階(SP1〜SP6)に変更するシーケンシャルモードを実行可能である。実施例では、運転者によりシフトレバー81がSポジションにセットされると、シーケンシャルモードを実行し、例えばシフトポジションSPが5段目であるときには、シフトポジションセンサ82によりシフトポジションSP=SP5である旨が検出される。以後、シフトレバー81がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ上げられる(アップシフトされる)。一方、シフトレバー81がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ下げられる(ダウンシフトされる)。このとき、シフトポジションセンサ82は、シフトレバー81の操作に応じて現在のシフトポジションSPを出力する。このように、操作者によりシフトレバー81のアップシフトおよびダウンシフト操作がなされた際には、モータMG1から出力されるトルクを調整することによってエンジン22の回転数が変更され、それにより、有段の手動変速機を備えた車両における変速感に似た走行感覚を操作者に与えることができる。
Further, in the
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、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、特に走行中にシーケンシャルモードが選択され操作者によりアクセルペダル83が踏み戻された際の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッド車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるアクセルオフ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、シフトレバー81がSポジションにセットされてシーケンシャルモードが選択された状態且つ、走行中にアクセルペダル83の踏み込みがなくなった状態となったときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
アクセルオフ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、車速センサ88からの車速VやモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,浄化装置37の酸素吸蔵量OS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、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、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ることにより設定することができる。さらに、浄化装置37の酸素吸蔵量OSは、浄化装置37へ供給された酸素量の積算値であり、ハイブリッド自動車20が起動したあと、エンジン22の吸気管27に設けられたエアフローメータ29の信号により求めた吸入空気量と燃料噴射量とに基づいて酸素量を求め、この酸素量を積算した値として演算され、エンジンECU24から通信により入力するものとした。また、酸素吸蔵量OSは、酸素センサ39からのリーン信号とリッチ信号との切り替わりに基づき値0にリセットされるなどしてその値が補正され、エンジンECU24の図示しないバッテリバックアップされたフラッシュメモリに記憶される。なお、酸素吸蔵量OSは、エンジン回転数及びスロットル開度などに基づいて計算した酸素量から求めてもよい。
When the accelerator off-time control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションSP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63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求制動トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求制動トルクTr*は、実施例では、シフトポジションSPと車速Vと要求制動トルクTr*との関係を予め定めて要求制動トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、シフトポジションSP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制動トルクTr*を導出して設定するものとした。図3に要求制動トルク設定用マップの一例を示す。この要求制動トルク設定用マップでは、要求制動トルクTr*は、車速Vが大きいほど大きくなる傾向に、且つシフトポジションSPがSP6からSP1へ小さくなるほど大きくなる傾向に定められている。
When the data is thus input, the required braking torque Tr * to be output to the
要求制動トルクTr*を設定すると、入力した酸素吸蔵量OSが閾値OSref以下であるか否かを判定する(ステップS120)。この閾値OSrefは、浄化装置37の排気浄化機能が低下しない最大吸蔵量未満の酸素吸蔵量OSの値として経験的に定められている。ここで、浄化装置37は、酸素吸蔵量OSが最大吸蔵量に近い値となると、それ以上酸素を吸蔵できなくなるため、NOxの還元機能が低下する。ここでは、浄化装置37の排気浄化機能が低下するかしないかを判定するのである。酸素吸蔵量OSが閾値OSref以下であると判定されたときには、浄化装置37に酸素を含む空気が供給されても排気の浄化機能が低下しないものとして、燃料カットした状態のエンジン22を下限回転数Nemin以上の回転数でモータMG1により強制的にモータリングさせると共に、設定された要求制動トルクTr*に基づく制動トルクが駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモータリング制御を実行する。具体的には、シフトポジションSPと車速Vとに基づいてエンジン22の下限回転数Neminを設定する(ステップS130)。本実施例では、SP1からSP6までのシフトポジションSPと車速Vとエンジン22の下限回転数Neminとの関係を予め定めてSポジション選択時用の下限回転数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、シフトポジションSPと車速Vとが与えられるとこのマップから対応するエンジン22の下限回転数Neminを導出して設定するものとした。Sポジション選択時に用いられる下限回転数設定用マップの一例を図4に示す。このマップでは、下限回転数Neminは、手動変速機を備えた車両に近似したエンジン22の回転数の変化となるよう、車速が高いほど下限回転数Neminが大きくなる傾向に、また、シフトポジションSPがS1からS6へ大きくなるほど小さくなる傾向に定められている。
When the required braking torque Tr * is set, it is determined whether or not the input oxygen storage amount OS is equal to or less than the threshold value OSref (step S120). This threshold value OSref is empirically determined as a value of the oxygen storage amount OS that is less than the maximum storage amount that does not deteriorate the exhaust purification function of the
こうしてエンジン22の下限回転数Neminを設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*に下限回転数Neminを設定し(ステップS140)、燃料カット指令をエンジンECU24へ送信する(ステップS150)。次に、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S160)。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5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を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ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、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35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。
When the lower limit rotational speed Nemin 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)
こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、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S170)、要求制動トルク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S180)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS190)。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に出力する要求制動トルク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5の共線図から容易に導き出すことができる。
When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the input / output limits Win and 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)
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS200)、駆動制御ルーチンを終了する。ステップS150で送信された燃料カット指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22への燃料噴射を停止する。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。このように、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に浄化装置37が酸素を吸蔵する余裕のあるときには、燃料カットした状態のエンジン22をシフトポジションSPと車速Vとに応じた下限回転数NeminでモータMG1により強制的にモータリングさせることにより、リングギヤ軸32aにいわゆるエンジンブレーキを作用させると共に、モータMG2の発電による制動トルクを作用させることができる(図5参照)。なお、このとき、モータMG2によって発電した電力の一部がモータMG1の駆動により消費されると共に、その残りがバッテリ50へ蓄電される。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set in this manner, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (step S200), and the drive control routine is terminated. The
一方、ステップS130で酸素吸蔵量OSが閾値OSref以下でない、即ち酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えていると判定されたときには、浄化装置37に酸素を含む空気が供給されると排気の浄化機能が低下するものとして、エンジン22の目標回転数Ne*に任意のシフトポジションSPでの下限回転数Neminよりも制限されたアイドル回転数Neidlを設定すると共に、エンジン22の目標トルクTe*に値0を設定する(ステップS210)。つまり、単位時間あたりに浄化装置37へ供給される空気量を減じると共に、酸素を含む空気が浄化装置37へ供給されないように、エンジン22をアイドル運転するのである。このアイドル回転数Neidlとしては、例えば600rpmや1000rpmなどを用いることができる。このとき、エンジン22の燃料噴射量をリッチ側に設定して浄化装置37の酸素吸蔵量OSを低減させてもよい。
On the other hand, if it is determined in step S130 that the oxygen storage amount OS is not equal to or less than the threshold value OSref, that is, the oxygen storage amount OS exceeds the threshold value OSref, the exhaust gas purifying function is provided when air containing oxygen is supplied to the
そして、設定したエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とをエンジンECU24へ送信し(ステップS220)、ステップS160で目標回転数Ne*となるようなモータMG1の目標回転数Nm1*とモータMG1のトルク指令Tm1*とを計算し、ステップS170でバッテリ50の入出力制限Win,Woutを加味したトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを計算し、ステップS180でモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを計算し、ステップS190でトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、ステップS200でトルク指令Tm1*,Tm2*を送信し、駆動制御ルーチンを終了する。ステップS220で送信された目標回転数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。このように、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に浄化装置37が酸素を吸蔵する余裕のないときには、エンジン22をアイドリング運転すると共に、要求制動トルクTr*に基づく制動トルクがモータMG2からリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を制御する。なお、このとき、いわゆるエンジンブレーキはリングギヤ軸32aに作用せず、モータMG2によって発電された電力はモータMG1で消費されずにバッテリ50へ蓄電される。
Then, the set target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車20によれば、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に、浄化装置37の酸素吸蔵量OSが閾値OSref以下の範囲内にあるときには、車速VとシフトポジションSPとに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*を設定し、エンジン22の燃料供給を停止した状態でこの設定した目標回転数Ne*でエンジン22をモータリングすると共に設定された要求制動トルクTr*に基づく制動トルクが駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモータリング制御を実行し、酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えているときには、エンジン22の目標回転数Ne*をモータリング制御時と比べて制限したアイドル回転数Neidlに設定し、この設定した目標回転数Ne*でエンジン22を運転すると共に設定された要求制動トルクTr*に基づく制動トルクがリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する。このように、浄化装置37の酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えて多くなるとエンジン22の回転数を制限することにより、浄化装置37へ供給される酸素の量を低減させる。したがって、酸素吸蔵量OSに起因する浄化装置37の浄化機能の低下を抑制することができる。また、浄化装置37の酸素吸蔵量OSが閾値OSref以下の範囲内にあるときには車速Vに基づいてモータMG1によりエンジン22をモータリングしてエンジン22の回転数を変化させるため、エンジン22の回転数が変更されずに減速するものに比べて制動時の違和感を低減することができる。更に、要求制動トルクTr*がモータMG2の発電によりリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2を駆動制御すると共に、モータMG2により発電された電力の少なくとも一部をバッテリ50に蓄電させるため、モータMG2の発電によって車両の制動時の減速感を操作者に与えることができる。
According to the
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above at all, and as long as it belongs to the technical scope of this invention, it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect.
例えば、上述した実施例では、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に浄化装置37の酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えているときには、任意のシフトポジションSPでの下限回転数Neminよりも制限したアイドル回転数Neidlを設定するものとしたが、特にこれに限られず、個別のシフトポジションSPに対応する下限回転数Neminよりも制限した(小さな)回転数に設定するものとしてもよい。こうしても、モータリング制御時に比べて浄化装置37へ供給される酸素の量を低減可能であり、浄化装置37の浄化機能の低下を抑制することができる。あるいは、エンジン22の目標回転数Ne*を値0に設定する、即ちエンジン22を停止するものとしてもよい。こうしても、浄化装置37へ供給される酸素の量を低減可能であり、浄化装置37の浄化機能の低下を抑制することができる。
For example, in the above-described embodiment, when the oxygen storage amount OS of the
上述した実施例では、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に実行されるアクセルオフ時制御ルーチンについて説明したが、例えばシフトレバー81がDポジションにセットされたときには、エンジン22から効率よくパワーが出力されるようにエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する図示しない駆動制御ルーチンを実行し、シフトレバー81がSポジションにセットされたときには、有段の手動変速機を備えた車両における変速感を創出する上述のアクセルオフ時制御ルーチンを含む図示しないシーケンシャルモード制御ルーチンを実行するものとし、バッテリ50の目標残容量SOC*が、駆動制御ルーチンでの値と比べてシーケンシャルモード制御ルーチンでの値が小さくなるように設定してもよい。具体的には、駆動制御ルーチンでは、目標残容量SOC*に所定値S1を設定すると共に、設定した目標残容量SOC*と残容量SOCとに基づいてバッテリ50に充放電すべき充放電要求電力Pb*を設定する。この充放電要求電力Pb*は、バッテリ50の残容量(SOC)と充放電要求電力Pb*とシフトポジションSPとの関係を予め定めて充放電要求電力設定用マップとしてROM74に記憶しておき、バッテリ50の残容量(SOC)とシフトポジションSPとが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求電力Pb*を導出して設定する。充放電要求電力設定用マップの一例を図6に示す。図6の例では、シフトポジションSPがDポジションであるときには、充放電要求電力Pb*は、バッテリ50の残容量(SOC)が目標残容量SOC*を含む閾値Sref1から閾値Sref2の範囲では値0が設定され、閾値Sref1未満の範囲では充電用の電力が設定され、閾値Sref2以上では放電用の電力が設定される(図中一点鎖線参照)。この目標残容量SOC*としては例えば50%や60%,70%などを用いることができ、閾値S1としては目標残容量SOC*より5%や10%あるいは15%程度小さな値を用いることができ、閾値S2としては目標残容量SOC*より5%や10%あるいは15%程度大きな値を用いることができる。一方、シフトポジションSPがSポジションであるときには、充放電要求電力Pb*は、バッテリ50の残容量(SOC)が所定値S1よりも小さな目標残容量SOC*としての所定値S2を含む閾値Sref3から閾値Sref4の範囲では値0が設定され、閾値Sref3未満の範囲では充電用の電力が設定され、閾値Sref4以上では放電用の電力が設定される(図中実線参照)。目標残容量SOC*の所定値S2としては、例えば20%や30%,40%などを用いることができ、閾値Sref3としては目標残容量SOC*より5%や10%あるいは15%程度小さな値を用いることができ、閾値Sref4としては目標残容量SOC*より5%や10%あるいは15%程度大きな値を用いることができる。このように、シフトレバー81がSポジションにセットされることによりシーケンシャルモードが操作者によって選択されたときには、バッテリ50に蓄電可能な範囲を大きく確保しておくのである。そして、設定した充放電要求電力Pb*がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転するのである。シーケンシャルモードでは、モータMG1によりエンジン22をモータリングする頻度が高く、浄化装置37に酸素が吸蔵されやすく、酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えると、制動時の制動力はモータMG2による発電によって賄うことになり、モータMG2で発電した電力をバッテリ50に蓄電する頻度が高くなる。ここでは、シーケンシャルモードが選択されたときには、酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えたときの制動時に備えてバッテリ50の目標残容量SOC*を通常時よりも小さく設定するため、モータMG2で発電された電力をより多くバッテリ50に蓄電可能とし、より高い頻度でモータMG2による発電を実行することができる。
In the above-described embodiment, the accelerator-off-time control routine executed when the accelerator is off in the sequential mode has been described. For example, when the
上述した実施例では、シーケンシャルモードのアクセルオフ時に浄化装置37の酸素吸蔵量OSが閾値OSrefを超えているときには、モータリング制御時よりも制限したエンジン22の目標回転数Ne*を設定するものとしたが、これに加えてエンジン22のスロットル開度も小さくなるよう制限してもよい。こうすれば、浄化装置37へ供給される空気量が更に制限されるため、浄化装置37の浄化機能の低下を一層抑制することができる。
In the above-described embodiment, when the oxygen storage amount OS of the
上述した実施例では、シーケンシャルモードで走行しているときにおけるモータMG1によりエンジン22をモータリングしているときの処理として説明したが、シーケンシャルシフトを用いて走行している場合に限られず、例えば、Dポジションよりも大きな制動力を駆動輪63a,63bに作用させるブレーキポジション(Bポジション)がシフトポジションSPとして選択されているときなど、電力の消費を伴ってモータMG1によりエンジン22をモータリングする如何なる場合に適用するものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the processing when the
上述した実施例では、シーケンシャルモードのアクセル開度Accが値0のときについて説明したが、ブレーキペダル85が踏み込まれたときについて考慮してもよい。つまり、アクセル開度Accが値0でブレーキペダル85が踏み込まれたときには、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた要求制動トルクTr*を設定すればよい。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutにより要求制動トルクTr*のすべてがモータMG2から出力できないときには、図示しないブレーキアクチュエータを作動させ、油圧ブレーキによって要求制動トルクTr*を満たすようにすればよい。
In the above-described embodiment, the case where the accelerator opening Acc in the sequential mode is 0 has been described. However, the case where the
上述した実施例では、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7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7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。
In the above-described embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the
上述した実施例では、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8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。
In the embodiment described above, the power of the
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、27 吸気管、28 ダンパ、29 エアフローメータ、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 減速ギヤ、37 浄化装置、38 空燃比センサ、39 酸素センサ、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、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、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、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。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 27 intake pipe, 28 damper, 29 air flow meter, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 37 purification device, 38 air-fuel ratio sensor, 39 oxygen sensor, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 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, 88 vehicle speed Sensor, 230 pair rotor motor, 232
Claims (9)
酸素を吸蔵可能であり前記内燃機関の排気を浄化する浄化手段と、
前記内燃機関をモータリング可能であり前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、
駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電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、
前記浄化手段の酸素吸蔵量を演算する吸蔵量演算手段と、
前記駆動軸に出力すべき要求制動力を設定する要求制動力設定手段と、
制動力要求がなされたとき、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには所定の制約に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し該内燃機関の燃料供給を停止した状態で該設定した目標回転数で前記発電手段により該内燃機関をモータリングすると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第1制動制御を実行し、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには前記内燃機関の目標回転数を前記第1制動制御時と比べて制限して設定し該設定した目標回転数で該内燃機関を運転すると共に前記設定された要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第2制動制御を実行する制御手段と、
を備えた動力出力装置。 An internal combustion engine;
A purification means capable of storing oxygen and purifying the exhaust gas of the internal combustion engine;
Power generation means capable of motoring the internal combustion engine and capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
A storage amount calculating means for calculating the oxygen storage amount of the purifying means;
Requested braking force setting means for setting a requested braking force to be output to the drive shaft;
When a braking force request is made, when the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set based on a predetermined constraint, and the fuel supply of the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine, the power generation means, and the motor are motored by the power generation means at the set target rotational speed and the braking force based on the set required braking force is output to the drive shaft. The first braking control is executed, and when the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set so as to be limited compared to that during the first braking control. A second braking system that operates the internal combustion engine at a target rotational speed and controls the internal combustion engine, the power generation means, and the motor so that a braking force based on the set required braking force is output to the drive shaft. And control means for executing,
Power output device with
車速を検出可能な車速検出手段、を備え、
前記制御手段は、前記所定の制約として、少なくとも前記検出された車速に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定する手段である、
動力出力装置。 The power output device according to claim 1,
Vehicle speed detecting means capable of detecting the vehicle speed,
The control means is means for setting a target rotational speed of the internal combustion engine based on at least the detected vehicle speed as the predetermined constraint.
Power output device.
前記制御手段は、前記シーケンシャルモードが選択されたときには、前記蓄電手段の目標蓄電量を通常時よりも小さく設定する手段である、請求項1〜3のいずれかに記載の動力出力装置。 The execution shift position is set from among a plurality of shift positions in accordance with the shift operation of the operator, and based on the operation condition including the target rotational speed of the internal combustion engine associated with the set execution shift position. A mode selection unit that allows the operator to select execution of a sequential mode for performing control including first braking control;
4. The power output apparatus according to claim 1, wherein when the sequential mode is selected, the control unit is a unit that sets a target power storage amount of the power storage unit to be smaller than normal. 5.
前記浄化手段の酸素吸蔵量を演算し、
制動力要求がなされたとき、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲内にあるときには所定の制約に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定し該内燃機関の燃料供給を停止した状態で該設定した目標回転数で前記発電手段により該内燃機関をモータリングすると共に前記駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第1制動制御を実行し、前記演算された酸素吸蔵量が所定範囲を超えているときには前記内燃機関の目標回転数を前記第1制動制御時と比べて制限して設定し該設定した目標回転数で該内燃機関を運転すると共に前記駆動軸に出力すべき要求制動力に基づく制動力が前記駆動軸に出力されるよう該内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する第2制動制御を実行する、
動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine; purification means capable of storing oxygen and purifying exhaust gas of the internal combustion engine; and power generation means capable of motoring the internal combustion engine and capable of generating electric power using at least part of the power from the internal combustion engine. A method for controlling a power output device comprising: an electric motor capable of outputting power to a drive shaft; and a power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
Calculate the oxygen storage amount of the purification means,
When a braking force request is made, when the calculated oxygen storage amount is within a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is set based on a predetermined constraint, and the fuel supply of the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine, the power generation means, and the motor so that the power generation means motors the internal combustion engine at a set target rotational speed and a braking force based on a required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. The first braking control for controlling the electric motor is executed, and when the calculated oxygen storage amount exceeds a predetermined range, the target rotational speed of the internal combustion engine is limited and set as compared with that during the first braking control. The internal combustion engine is operated at the set target rotational speed, and the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that a braking force based on a required braking force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. Executing the second brake control that,
Control method of power output device.
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Cited By (3)
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US8380376B2 (en) | 2009-04-02 | 2013-02-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output apparatus, hybrid vehicle provided with power output apparatus, and control method of power output apparatus |
JP2013238134A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Mazda Motor Corp | Exhaust emission control method and device for internal combustion engine |
JP2018075919A (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
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- 2006-02-15 JP JP2006038375A patent/JP2007216795A/en active Pending
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