JP2008265600A - 車両およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンのクランクシャフトを回転不能に固定するクラッチをオンとする条件が成立しているときには、エンジンの運転を停止すると共にクラッチをオンとして、アクセル開度Accと車速Vと変速機の変速比Grとに基づいて2つのモータを最も効率よく駆動するトルク配分を定めたマップを用いて2つのモータのトルク配分率Km1,Km2を設定,計算してトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し(S440〜S500)、バッテリの入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸に出力されるよう(S410〜S430)、2つのモータを制御する(S510)。これにより、車両のエネルギ効率を向上させると共に要求に応じた走行を行なうことができる。
【選択図】図6
Description
内燃機関と、
動力を入出力可能な第1電動機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
所定の固定条件が成立していないときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定されないよう前記固定手段を制御すると共に前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づく運転ポイントで前記内燃機関が運転されて前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記所定の固定条件が成立しているときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定された状態で前記内燃機関が停止されるよう前記固定手段と前記内燃機関とを制御すると共に前記設定された要求トルクが前記第1電動機と前記第2電動機とを効率よく駆動して前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
内燃機関と、動力を入出力可能な第1電動機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
所定の固定条件が成立していないときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定されないよう前記固定手段を制御すると共に前記駆動軸に要求される要求トルクと所定の制約とに基づく運転ポイントで前記内燃機関が運転されて前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記所定の固定条件が成立しているときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定された状態で前記内燃機関が停止されるよう前記固定手段と前記内燃機関とを制御すると共に前記要求トルクが前記第1電動機と前記第2電動機とを効率よく駆動して前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
Tm1tmp=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Win≦Tm1・Nm1+Tm2・Nm2≦Wout (4)
Tm1*=max(min(Tm1tmp,Tm1max),Tm1min) (5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (8)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (9)
Tmax=Wout/Nr (12)
T*=max(min(Tr*,Tmax),Tmin) (13)
Tm2* = Km2・T*/Gr (15)
変速機60が「変速伝達手段」に相当し、変速機260が「車軸側変速伝達手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「第1電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と第1電動機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれかに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ものであれば如何なるものとしても構わない。「第2電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、第1電動機および第2電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「固定手段」としては、クラッチC1に限定されるものではなく、電磁式や油圧式に拘わらずブレーキなど、内燃機関の出力軸を回転不能に固定するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Accと車速VとシフトポジションSPとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、図5のクラッチオフ時駆動制御ルーチンや図6のクラッチオン時駆動制御ルーチン,図7のクラッチオンオフ制御ルーチン,図8のエンジン運転判定ルーチンを実行してエンジン22やモータMG1,MG2を制御すると共にクラッチC1をオンオフ制御するものに限定されるものではなく、所定の固定条件が成立していないときには内燃機関の出力軸が回転不能に固定されないよう固定手段を制御すると共に要求トルクと所定の制約とに基づく運転ポイントで内燃機関が運転されて要求トルクが駆動軸に出力されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御し、所定の固定条件が成立しているときには内燃機関の出力軸が回転不能に固定された状態で内燃機関が停止されるよう固定手段と内燃機関とを制御すると共に要求トルクが第1電動機と第2電動機とを効率よく駆動して駆動軸に出力されるよう第1電動機と第2電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「車速検出手段」としては、車速センサ88に限定されるものではなく、駆動軸回転数Nrに基づいて車速Vを算出するものや駆動輪39a,39bや従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて車速Vを演算するものなど、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「変速伝達手段」としては、Hi,Loの2段の変速段をもって変速可能な変速機60に限定されるものではなく、3段以上の変速段をもって変速する変速機としたり、無段階に変速する無段変速機としたりするなど、第2電動機の回転軸と駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を変速して伝達するものであれば如何なるものとしても構わない。「車軸側変速伝達手段」としては、変速機260に限定されるものではなく、駆動軸と車軸に連結された車軸連結軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Claims (8)
- 内燃機関と、
動力を入出力可能な第1電動機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
所定の固定条件が成立していないときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定されないよう前記固定手段を制御すると共に前記設定された要求トルクと所定の制約とに基づく運転ポイントで前記内燃機関が運転されて前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記所定の固定条件が成立しているときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定された状態で前記内燃機関が停止されるよう前記固定手段と前記内燃機関とを制御すると共に前記設定された要求トルクが前記第1電動機と前記第2電動機とを効率よく駆動して前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。 - 請求項1記載の車両であって、
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記制御手段は、前記所定の固定条件が成立しているときには、前記設定された要求トルクと、前記検出された車速と、車速に対して前記第1電動機および前記第2電動機を効率よく駆動して前記要求トルクを前記駆動軸に出力する前記第1電動機と前記第2電動機との出力トルクの配分を設定する出力トルク設定配分と、に基づいて前記第1電動機から出力すべき第1目標トルクと前記第2電動機から出力すべき第2目標トルクとを設定し、前記設定した第1目標トルクが前記第1電動機から出力されると共に前記設定した第2目標トルクが前記第2電動機から出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段である、
車両。 - 請求項2記載の車両であって、
前記第2電動機の回転軸と前記駆動軸とに接続され、前記第2電動機の回転軸と前記駆動軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する変速伝達手段を備え、
前記制御手段は、前記所定の固定条件が成立しているときには、前記変速伝達手段における変速比に対応する出力トルク設定配分を用いて前記第1目標トルクと前記第2目標トルクとを設定する手段である、
車両。 - 前記制御手段は、前記所定の固定条件が成立しているときには、前記要求トルクが駆動トルクのときには駆動用の出力トルク設定配分を用いて前記第1目標トルクと前記第2目標トルクとを設定し、前記要求トルクが制動トルクのときには制動用の出力トルク設定配分を用いて前記第1目標トルクと前記第2目標トルクとを設定する手段である請求項2または3記載の車両。
- 請求項1ないし4いずれか記載の車両であって、
前記車軸に連結された車軸連結軸と前記駆動軸とに接続され、前記駆動軸と前記車軸連結軸との間で変速比の変更を伴って動力を伝達する車軸側変速伝達手段を備え、
前記要求トルク設定手段は、前記車軸連結軸に出力すべきトルクと前記車軸側変速伝達手段における変速比とに基づいて前記要求トルクを設定する手段である、
車両。 - 前記制御手段は、前記所定の固定条件が成立しているときには、前記要求トルクを前記駆動軸に出力するよう駆動している前記第1電動機および前記第2電動機の効率である現効率と前記要求トルクを前記駆動軸に出力しながら前記第1電動機または前記第2電動機から出力しているトルクを所定トルクだけ増加または減少したときの効率である増減時効率とのうち大きい方により前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段である請求項1記載の車両。
- 前記所定の固定条件は、前記蓄電手段の残容量が所定残容量以上になる条件とアクセル操作量が所定操作量以上となる条件とシフトポジションが後進走行用のポジションにある条件と車両が前記内燃機関からの動力を用いて走行することができない状態となる条件とのうち少なくともいずれか一つを含む条件である請求項1ないし6いずれか記載の車両。
- 内燃機関と、動力を入出力可能な第1電動機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
所定の固定条件が成立していないときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定されないよう前記固定手段を制御すると共に前記駆動軸に要求される要求トルクと所定の制約とに基づく運転ポイントで前記内燃機関が運転されて前記要求トルクが前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記所定の固定条件が成立しているときには前記内燃機関の出力軸が回転不能に固定された状態で前記内燃機関が停止されるよう前記固定手段と前記内燃機関とを制御すると共に前記要求トルクが前記第1電動機と前記第2電動機とを効率よく駆動して前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
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