JP2009023527A - Vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸からの動力の少なくとも一部を前進方向の動力として前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method therefor, and more particularly, is connected to an internal combustion engine and a drive shaft coupled to an axle and is connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft. And power input / output means for outputting at least part of the power from the output shaft to the drive shaft as power in the forward direction with power input and output, and an electric motor capable of outputting power to the axle And a control method thereof.
従来、この種の車両としては、エンジンと、モータジェネレータと、エンジンおよびモータジェネレータに接続されて前輪側に動力を出力する遊星歯車装置と、リヤモータジェネレータと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、後進走行するときには、ブレーキと2つのクラッチとのオンオフにより、ダブルピニオン型の遊星歯車装置および無段変速機を介してモータジェネレータやエンジンからのトルクを後進方向への駆動力として前輪に伝達することができる。また、前輪にスリップが発生するまでは、後輪側に接続されたリヤモータジェネレータからの出力トルクを通常よりも制限することにより、登坂路を後進走行するときの四輪駆動状態での走行距離を一層長く得ようとしている。
ところで、モータジェネレータの発電を伴ってエンジンからの動力を前進方向の動力として駆動輪に出力する遊星歯車装置と、駆動輪に接続された走行用モータとを備える車両では、モータからの動力だけで後進走行している最中に、バッテリなどの蓄電装置の残容量が少なくなってエンジンを負荷運転してモータジェネレータにより発電を行なうと、エンジンからの動力は前進方向の動力として駆動輪に出力されるため、走行用モータから出力される後進方向の動力の一部はエンジンからの前進方向の動力によって打ち消されることになり、後進走行に用いることができる最大駆動力は低下する。登坂路を後進走行するときには、こうしたエンジンを負荷運転するか否かによる最大駆動力の変化を考慮して運転者に違和感を与えないようにすることが望ましい。 By the way, in a vehicle including a planetary gear device that outputs power from an engine to a drive wheel as power in a forward direction with power generation of a motor generator, and a traveling motor connected to the drive wheel, only the power from the motor is used. During reverse travel, if the remaining capacity of the battery or other power storage device decreases and the engine is loaded and power is generated by the motor generator, the power from the engine is output to the drive wheels as power in the forward direction. Therefore, a part of the reverse direction power output from the travel motor is canceled out by the forward power from the engine, and the maximum driving force that can be used for reverse travel decreases. When traveling backward on an uphill road, it is desirable not to give the driver an uncomfortable feeling in consideration of a change in the maximum driving force depending on whether or not the engine is loaded.
本発明の車両およびその制御方法は、電力と動力の入出力を伴って内燃機関の出力軸からの動力の少なくとも一部を前進方向の動力として駆動軸に出力する電力動力入出力装置を備えるものにおいて、登坂路を後進走行するときに運転者に違和感を与えるのを抑制することを主目的とする。 A vehicle and a control method thereof according to the present invention include an electric power drive input / output device that outputs at least a part of power from an output shaft of an internal combustion engine to a drive shaft as power in a forward direction with input and output of electric power and power. The main object of the present invention is to prevent the driver from feeling uncomfortable when traveling backward on an uphill road.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の車両は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸からの動力の少なくとも一部を前進方向の動力として前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、を備える車両であって、
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取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段から放電可能な電力量である残容量を検出する残容量検出手段と、
路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
後進走行するときには、前記検出された残容量と前記検出された路面勾配とに基づいて、該路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに該路面勾配が該後進方向への登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に前記蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行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、
後進走行するときには、前記検出された残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による前記内燃機関の負荷運転を伴って前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行す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を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
Power from the output shaft connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft and with input and output of electric power and power A power motive power input / output means for outputting at least a part of the power to the drive shaft as power in the forward direction, and an electric motor capable of outputting power to the axle,
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity, which is an amount of power that can be discharged from the power storage means;
Road surface gradient detecting means for detecting the road surface gradient;
When traveling backward, based on the detected remaining capacity and the detected road surface gradient, when the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction and the road surface gradient is not an uphill gradient in the reverse direction Output limit setting means for setting an output limit that is the maximum power allowed to discharge from the power storage means in a tendency to be smaller than
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the vehicle travels in reverse, the output limit is set within the set output limit with the load operation of the internal combustion engine due to the establishment of a load condition where one of the conditions is that the detected remaining capacity reaches a predetermined remaining capacity or less. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so as to travel with a set required driving force;
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、後進走行するときには、蓄電手段から放電可能な電力量である残容量と路面勾配とに基づいてその路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定し、残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による内燃機関の負荷運転を伴って出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、後進方向に対する登坂路を後進走行するときには、登坂路でないときに比して小さな出力制限を用いて内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御して要求駆動力により走行するのである。したがって、内燃機関を負荷運転するときに電力動力入出力手段による発電とその発電電力を用いた電動機の駆動とを伴って後進方向の動力を出力するものでは、登坂路を後進走行するときに、路面勾配を考慮せずに比較的大きな出力制限を設定するものに比して内燃機関が負荷運転されていないときの後進方向に出力可能な最大駆動力が制限されることになり、路面勾配を考慮しないものに比して内燃機関を負荷運転しているか否かによる後進方向に出力可能な最大駆動力の差を小さくすることができる。これにより、内燃機関を負荷運転しているか否かによって後進方向への駆動力が大きく変化するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。 In the vehicle of the present invention, when traveling backward, compared to the case where the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction based on the remaining capacity, which is the amount of power that can be discharged from the power storage means, and the road surface gradient, Therefore, the load on the internal combustion engine due to the establishment of a load condition that sets the output limit, which is the maximum power allowed to be discharged from the power storage means, and the remaining capacity reaches a predetermined remaining capacity or less. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled so as to travel with the required driving force required for traveling within the range of the output restriction with operation. That is, when traveling backward on an uphill road with respect to the reverse direction, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled using a smaller output restriction than when the road is not uphill, and the vehicle is driven with the required driving force. . Therefore, when driving the internal combustion engine under load operation and outputting power in the reverse direction with power generation by the power power input / output means and driving of the electric motor using the generated power, when traveling backward on the uphill road, The maximum driving force that can be output in the reverse direction when the internal combustion engine is not loaded is limited as compared with the case where a relatively large output limit is set without considering the road gradient. The difference in the maximum driving force that can be output in the reverse direction depending on whether or not the internal combustion engine is under load operation can be reduced as compared with a case that is not considered. Thereby, it can suppress that the driving force to a reverse drive direction changes greatly by whether the internal combustion engine is carrying out load operation, and it can suppress giving a driver uncomfortable feeling.
こうした本発明の車両において、前記出力制限設定手段は、前記検出された路面勾配が後進方向への登坂勾配として大きいほど小さくなる傾向に前記出力制限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、より路面勾配を反映した出力制限を設定することができる。 In such a vehicle of the present invention, the output restriction setting means may be means for setting the output restriction so that the detected road surface gradient tends to decrease as the climbing gradient in the reverse direction increases. In this way, it is possible to set an output limit that more reflects the road surface gradient.
また、本発明の車両において、前記出力制限設定手段は、前記負荷条件の成立により前記内燃機関が負荷運転されるときには前記検出された路面勾配に拘わらずに前記検出された残容量に基づいて前記出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。 Further, in the vehicle of the present invention, the output restriction setting means is configured to perform the operation based on the detected remaining capacity regardless of the detected road surface gradient when the internal combustion engine is loaded with the load condition being satisfied. It can also be a means for setting an output limit.
さらに、本発明の車両において、前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池であり、前記出力制限設定手段は、前記蓄電手段からの放電電流が大きいほど小さくなる傾向に前記出力制限を設定する手段であるものとすることもできる。これは、リチウムイオン二次電池の劣化を抑制するためという理由に基づく。 Further, in the vehicle of the present invention, the power storage means is a lithium ion secondary battery, and the output limit setting means is a means for setting the output limit so that the larger the discharge current from the power storage means, the smaller the current is. It can also be. This is based on the reason for suppressing deterioration of the lithium ion secondary battery.
あるいは、本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段であるものとすることもできる。 Alternatively, in the vehicle according to the present invention, the power power input / output means is connected to three shafts of a generator for inputting / outputting power, the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator. It can also be a means provided with three-axis type power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two axes.
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸からの動力の少なくとも一部を前進方向の動力として前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、車軸に動力を出力可能な電動機と、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取りが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
後進走行するときには、前記蓄電手段から放電可能な電力量である残容量と路面勾配とに基づいて、該路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに該路面勾配が該後進方向への登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に前記蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定し、前記残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による前記内燃機関の負荷運転を伴って前記設定した出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行す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を制御する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
Power from the output shaft connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft and with input and output of electric power and power Power motive power input / output means that outputs at least a part of the power to the drive shaft as power in the forward direction, an electric motor that can output power to the axle, and an electric storage that can exchange electric power with the power motive power input / output means and the motor A vehicle control method comprising:
When traveling backward, based on the remaining capacity, which is the amount of power that can be discharged from the power storage means, and the road surface gradient, the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction when the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction. Is set to an output limit that is the maximum power that is allowed to be discharged from the power storage means, and the remaining capacity is one of the conditions that the remaining capacity falls below a predetermined remaining capacity. Controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling within the set output limit range with the load operation of the internal combustion engine due to establishment.
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、後進走行するときには、蓄電手段から放電可能な電力量である残容量と路面勾配とに基づいてその路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定し、残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による内燃機関の負荷運転を伴って出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。即ち、後進方向に対する登坂路を後進走行するときには、登坂路でないときに比して小さな出力制限を用いて内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御して要求駆動力により走行するのである。したがって、内燃機関を負荷運転するときに電力動力入出力手段による発電とその発電電力を用いた電動機の駆動とを伴って後進方向の動力を出力するものでは、登坂路を後進走行するときに、路面勾配を考慮せずに比較的大きな出力制限を設定するものに比して内燃機関が負荷運転されていないときの後進方向に出力可能な最大駆動力が制限されることになり、路面勾配を考慮しないものに比して内燃機関を負荷運転しているか否かによる後進方向に出力可能な最大駆動力の差を小さくすることができる。これにより、内燃機関を負荷運転しているか否かによって後進方向への駆動力が大きく変化するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。 In the vehicle control method according to the present invention, when the vehicle travels in reverse, it is not an uphill gradient when the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction based on the remaining capacity and the road surface gradient, which is the amount of power that can be discharged from the power storage means. Internal combustion due to the establishment of a load condition where one of the conditions is that the output limit is set to the maximum power allowed to be discharged from the power storage means, and the remaining capacity is less than or equal to a predetermined remaining capacity. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled so as to travel with the required driving force required for traveling within the range of output restriction with the load operation of the engine. That is, when traveling backward on an uphill road with respect to the reverse direction, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are controlled using a smaller output restriction than when the road is not uphill, and the vehicle is driven with the required driving force. . Therefore, when driving the internal combustion engine under load operation and outputting power in the reverse direction with power generation by the power power input / output means and driving of the electric motor using the generated power, when traveling backward on the uphill road, The maximum driving force that can be output in the reverse direction when the internal combustion engine is not loaded is limited as compared with the case where a relatively large output limit is set without considering the road gradient. The difference in the maximum driving force that can be output in the reverse direction depending on whether or not the internal combustion engine is under load operation can be reduced as compared with a case that is not considered. Thereby, it can suppress that the driving force to a reverse drive direction changes greatly by whether the internal combustion engine is carrying out load operation, and it can suppress giving a driver uncomfortable feeling.
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動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、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 a configuration of a
エンジン22は、例えば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の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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。なお、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
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。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
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、例えば、リチウムイオン二次電池として構成されており、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電圧センサ51aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51c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。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて残容量SOCを演算している。
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,勾配センサ89からの路面勾配θなどが入力ポートを介して入力されている。なお、勾配センサ89は、実施例では、後進方向への登坂勾配のときに正の値,前進方向への登坂勾配のときに負の値を検出するものとした。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
なお、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトポジションセンサ82により検出するシフトレバー81のポジションとしては、駐車ポジション(Pポジション)や中立ポジション(Nポジション),ドライブポジション(Dポジション),リバースポジション(Rポジション)などがある。シフトレバー81が駐車ポジションの状態のときには、通常、変速機60の図示しないブレーキやクラッチが開放されてリングギヤ軸32aが駆動軸36から切り離される。
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、特に後進走行するときの動作について説明する。図2はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される後進走行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、シフトポジションSPがRポジションにあるときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
後進走行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,バッテリ50の残容量SOC,バッテリ50の仮出力制限Wouttmp,勾配センサ89からの路面勾配θ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により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演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の残容量SOCは、バッテリ50からの充放電電流Ibに基づいて演算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。さらに、バッテリ50の仮出力制限Wouttmpは、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の仮出力制限Wouttmpは、実施例では、電池温度Tbに基づいて基本出力制限Woutbase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k1を設定し、バッテリ50からの充放電電流Ibに基づいて補正係数k2を設定し、設定した基本出力制限Woutbaseに補正係数k1と補正係数k2とを乗じることにより設定するものとした。図3に電池温度Tbと基本出力制限Woutbaseとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量SOCと補正係数k1との関係の一例を示し、図5にバッテリ50からの充放電電流Ibと補正係数k2との関係の一例を示す。ここで、基本出力制限Woutbaseや補正係数k1,k2は、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50の特性に基づいてバッテリ50の劣化を抑制するための出力制限Woutの設定に用いる仮出力制限Wouttmpを設定するために実験などにより定めたものを用いることができ、実施例では、補正係数k1はバッテリ50の残容量SOCが小さいほど小さくなる傾向に設定するものとし、補正係数k2はバッテリ50からの充放電電流Ibが放電側に大きいほど小さくなる傾向に設定するものとした。
When the reverse drive control routine is executed, 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に出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。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に後進走行するときの要求トルク設定用マップの一例を示す。図6より、要求トルクTr*には負の値が設定される。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、バッテリ50の残容量SOCを閾値Srefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Srefは、エンジン22を負荷運転してモータMG1により発電を行なう必要があるか否かを判定するために用いられる閾値であり、モータMG1によりエンジン22をモータリングして始動するために必要な残容量SOCの下限やそれよりも若干大きい値などを用いることができる。エンジン22を負荷運転している状態で後進走行するときの動力分配統合機構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の一例を図7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。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kaを乗じること(Nr=ka・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。また、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。エンジン22を負荷運転してモータMG1により発電を行なうと、図示するように、エンジン22から前進方向の駆動力が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力される。したがって、モータMG2から出力される後進方向の駆動力の一部がエンジン22からの前進方向の駆動力により打ち消されることになるため、後進方向に出力可能な最大駆動力は、エンジン22を運転停止してモータMG2からだけの駆動力だけにより走行するときに比して小さくなる。このため、後進走行するときには、できるだけモータMG2からの動力だけで走行することが望ましく、ステップS120でバッテリ50の残容量SOCと閾値Srefとを比較するのである。
Subsequently, the remaining capacity SOC of the
バッテリ50の残容量SOCが閾値Sref以上のときには、エンジン22を負荷運転する必要はないと判断し、路面勾配θに基づいて補正係数αを設定すると共に(ステップS130)、設定した補正係数αをバッテリ50の仮出力制限Wouttmpに乗じることによりバッテリ50の出力制限Woutを設定する(ステップS140)。ここで、補正係数αは、実施例では、路面勾配θと補正係数αとの関係を予め定めて補正係数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、路面勾配θが与えられると記憶したマップから対応する補正係数αを導出して設定するものとした。補正係数設定用マップの一例を図8に示す。補正係数αは、図示するように、路面勾配θが閾値θref未満のときには値1を設定し、路面勾配θが閾値θref以上の領域では路面勾配θが大きいほど値1から小さくなる傾向に設定するものとした。ここで、閾値θrefは、後進方向への登坂勾配であると判定できる路面勾配θの下限であり、例えば、0°や、2°,3°などを用いるものとした。また、実施例では、路面勾配θが比較的大きいときに、バッテリ50の劣化を抑制するために用いる補正係数k2やこの補正係数k2に基づく仮出力制限Wouttmpが想定範囲を超えて小さくならないようにするために、このように補正係数αを設定するものとした。
When the remaining capacity SOC of the
そして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*に共に値0を設定すると共に(ステップS150)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する(ステップS160)。そして、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(1)により計算すると共に(ステップS170)、バッテリ50の出力制限Woutと設定したトルク指令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下限(トルクの絶対値の上限)としてのトルク制限Tm2minを式(2)により計算し(ステップS180)、計算した仮トルクTm2tmpとトルク制限Tm2minとのうち大きい方(絶対値としては小さい方)をモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する(ステップS190)。ここで、式(1)は、図7の共線図から容易に導くことができる。なお、この場合、トルク指令Tm1*には値0が設定されているから、仮トルクTm2tmpは要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除した値となり、トルク制限Tm2minは出力制限WoutをモータMG2の回転数Nm2で除した値となる。
Then, a
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (1)
Tm2min=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (2)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (1)
Tm2min = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (2)
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(ステップS200)、後進走行時駆動制御ルーチンを終了する。値0の目標回転数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の運転を停止する。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。こうした制御により、エンジン22の運転停止を伴ってバッテリ50の出力制限Woutの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*に基づくトルクを出力して走行することができる。
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、バッテリ50の残容量SOCが閾値Sref未満のときには、エンジン22を負荷運転する必要があると判断し、エンジン22が運転停止されているときには(ステップS210)、エンジン22をモータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する(ステップ220)。そして、バッテリ50の仮出力制限Wouttmpを出力制限Woutに設定し(ステップS230)、要求トルクTr*に駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nr(=Nm2/Gr)を乗じてエンジン22の要求パワーPe*を設定すると共に(ステップS240)、設定した要求パワーPe*を用いてエンジン22を効率よく運転できる運転ポイントしてのエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する(ステップS250)。
On the other hand, when the remaining capacity SOC of the
続いて、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて次式(3)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*と入力したモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の目標トルクTe*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算すると共に(ステップS260)、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定して(ステップS170〜S190)、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルク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に送信して(ステップS200)、後進走行時駆動制御ルーチンを終了する。式(3)は、図7の共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(4)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(4)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。こうした制御により、エンジン22の負荷運転を伴って出力制限Woutの範囲内でリングギヤ軸32aに要求トルクTr*に基づくトルクを出力して走行することができる。このとき、エンジン22から動力分配統合機構30を介してリングギヤ軸32aに前進方向のトルクが出力されるため、後進方向に出力可能なトルクの上限は、エンジン22を運転停止しているときに比して小さくなる。実施例では、登坂路をエンジン22の運転停止を伴って後進走行するときに、路面勾配θに基づいて登坂路でないときに比して小さくなる傾向に出力制限Woutを設定するものとしたから、このときの後進方向に出力可能なトルクの上限は、登坂路か否かに拘わらず比較的大きい出力制限Woutを設定する(例えば、路面勾配θに拘わらず値1の補正係数αを用いて出力制限Woutを設定する)ものに比して小さくなる。したがって、登坂路を後進走行するときに、エンジン22を運転停止しているか負荷運転しているかによって後進方向に出力されるトルクが大きく変化するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
Subsequently, using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (3)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (3)
Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (4)
図9は、後進方向に対する登坂路を後進走行するときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力される後進方向のトルクTrev(=−Tr)の時間変化の様子の一例を示す説明図である。図9では、参考のために、エンジン22を負荷運転しているか否かに拘わらず路面勾配θを考慮せずに比較的大きな出力制限Woutを設定する場合(エンジン22を負荷運転していないときに値1の補正係数αを仮出力制限Wouttmpに乗じて出力制限Woutを設定する場合)について比較例として破線で示した。比較例では、破線に示すように、登坂路を後進走行するときには、バッテリ50の残容量SOCがある程度あってエンジン22を負荷運転する必要がない時刻t1以前は、初めは運転者の操作に応じて比較的大きい後進方向のトルクTrevをリングギヤ軸32aに出力して後進走行することができるが、これに伴って充放電電流Ibが大きくなることによって出力制限Woutが小さくなっていくために後進方向のトルクTrevが急激に小さくなっていく。そして、残容量SOCが低下してモータMG1によってエンジン22をモータリングして始動すると(時刻t1〜t2)、その後は、エンジン22を負荷運転してモータMG1による発電を伴って後進方向のトルクTrevをリングギヤ軸32aに出力して走行するが、このときには、モータMG2から出力される後進方向のトルクの一部がエンジン22からの前進方向のトルクにより打ち消されることになる。一方、実施例では、実線に示すように、登坂路を後進走行するときには、バッテリ50の残容量SOCがある程度あってエンジン22を負荷運転する必要がない時刻t3以前は、路面勾配θに基づいて登坂路のときに登坂路でないときに比して小さくなる傾向に設定した出力制限Woutを用いて後進方向のトルクTrevをリングギヤ軸32aに出力して走行し、残容量SOCが低下してエンジン22を始動すると(時刻t3〜t4)、その後は、エンジン22を負荷運転してモータMG1による発電を伴って後進方向のトルクTrevをリングギヤ軸32aに出力して走行する。このように、登坂路を後進走行するときに、エンジン22を負荷運転していないときの出力制限Woutを路面勾配θに基づいてより小さくすることにより、エンジン22を運転停止しているときの後進方向のトルクTrevの上限が小さくなり、後進方向のトルクTrevの時間変化に対する変動、例えば、エンジン22を負荷運転しているときの負荷運転していないときに対する後進方向のトルクTrevの上限の低下や、後進方向のトルクTrevがピークに至った以降のトルクTrevの低下の程度などを抑制することができる。これにより、登坂路を後進走行する際に運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。しかも、エンジン22を負荷運転しない状態で登坂路を後進走行するときに、登坂路でないときに比して出力制限Woutを小さくしてその範囲内でモータMG2を制御して後進方向のトルクTrevをリングギヤ軸32aに出力することにより、残容量SOCが低下するのを抑制することができてエンジン22を始動するタイミングを遅くすることができると共に、バッテリ50の出力制限Woutが想定範囲を超えて小さくなるのを抑制することができてエンジン22を運転停止した状態でリングギヤ軸32aにある程度のトルクTrevをより長時間に亘って出力することができる。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a temporal change in the reverse direction torque Trev (= −Tr) output to 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、後進方向への登坂路を後進走行するとき、エンジン22の運転停止を伴って後進走行するときにはバッテリ50の残容量SOCと路面勾配θとに基づいて登坂路でないときに比して小さくなる傾向にバッテリ50の出力制限Woutを設定し、エンジン22を運転停止すると共にモータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定して更にバッテリ50の出力制限Woutの範囲内で要求トルクTr*により走行するようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してエンジン22やモータMG1,MG2を制御し、エンジン22の負荷運転を伴って後進走行するときにはバッテリ50の残容量SOCに基づいてバッテリ50の出力制限Woutを設定すると共に設定した出力制限の範囲内で要求トルクTr*により走行するようエンジン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*を設定してエンジン22やモータMG1,MG2を制御するから、エンジン22を運転停止しているときと負荷運転しているときとで後進方向のトルクTrev(=−Tr)が大きく変動するのを抑制することができ、登坂路を後進走行する際に運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を負荷運転するための条件としてバッテリ50の残容量SOCが閾値Sref未満になる条件を用いるものとしたが、これに加えて、バッテリ50の出力制限Woutや仮出力制限Wouttmpが所定値以下になる条件も用い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によれば、図8に示したように、路面勾配θが閾値θref以上の領域では、路面勾配θが大きいほど曲線的に小さくなる傾向に補正係数αを設定するものとしたが、路面勾配θが閾値θref未満の領域に比して小さい補正係数αを設定するものであれば、定数(例えば、0.5や0.7など)を用いるものとしてもよいし、路面勾配θが大きいほど直線的に小さくなる傾向、または、路面勾配θが大きいほど2段以上の段数をもって段階的に小さくなる傾向に設定するものとしてもよい。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50としてリチウムイオン二次電池を用いるものとしたが、これに代えて、ニッケル水素二次電池などを用いるものとしてもよい。ニッケル水素二次電池などを用いる場合、バッテリ50からの充放電電流Ibに拘わらず(補正係数k2に値1を設定して)、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の仮出力制限Wouttmpを設定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、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付け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、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10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10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
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11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
また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a motor vehicle, It is good also as forms of vehicles other than motor vehicles, such as a train. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a vehicle.
ここで、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について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、バッテリ50からの充放電電流Ibに基づいてバッテリ50から放電可能な電力量である残容量SOCを演算するバッテリECU52が「残容量検出手段」に相当し、路面勾配θを検出する勾配センサ89が「路面勾配検出手段」に相当し、バッテリ50の残容量SOCとバッテリ50の電池温度Tbと充放電電流Ibとに基づいて仮出力制限Wouttmpを設定してハイブリッド用電子制御ユニット70に送信するバッテリECU52とエンジン22の運転停止を伴って後進走行するときには路面勾配θに基づいて路面勾配θが後進方向への登坂勾配のときに登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に補正係数αを設定すると共に仮出力制限Wouttmpに補正係数αを乗じて出力制限Woutを設定する図2の後進走行時駆動制御ルーチンのステップS130,S140の処理を実行し、エンジン22の負荷運転を伴って後進走行するときには仮出力制限Woutを出力制限Woutに設定するステップS230の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「出力制限設定手段」に相当し、アクセル開度AccとVとに基づいて要求トルクTr*を設定する図2の後進走行時駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン22の運転停止を伴うか負荷運転を伴うかによって出力制限Woutの範囲内でエンジン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*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する図2の後進走行時駆動制御ルーチンのステップS150〜S200,S240〜S260の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と受信した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と受信したトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。
また、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」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。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って出力軸からの動力の少なくとも一部を前進方向の動力として駆動軸に出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、車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、リチウムイオン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、ニッケル水素などの二次電池やキャパシタなど、電力動力入出力手段や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。「残容量検出手段」としては、バッテリ50からの充放電電流Ibに基づいてバッテリ50の残容量SOCを演算するものに限定されるものではなく、蓄電手段から放電可能な電力量である残容量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。「路面勾配検出手段」としては、勾配センサ89に限定されるものではなく、路面勾配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。「出力制限設定手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とバッテリECU52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、「出力制限」としては、バッテリ50の残容量SOCとバッテリ50の電池温度Tbと充放電電流Ibとに基づいて仮出力制限Wouttmpを設定し、エンジン22の運転停止を伴って後進走行するときには路面勾配θに基づいて路面勾配θが後進方向への登坂勾配のときに登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に補正係数αを設定すると共に仮出力制限Wouttmpに補正係数αを乗じて出力制限Woutを設定し、エンジン22の負荷運転を伴って後進走行するときには仮出力制限Woutを出力制限Woutに設定するものに限定されるものではなく、充放電電流Ibを用いずに設定するものとしたり、残容量SOCや電池温度Tbの他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて設定するものとするなど、後進走行するときに残容量と路面勾配とに基づいて路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに路面勾配が後進方向への登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限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。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速V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、走行に要求される要求駆動力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、エンジン22の運転停止を伴うか負荷運転を伴うかによって出力制限Woutの範囲内でエンジン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*を設定してエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、後進走行するときに残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による内燃機関の負荷運転を伴って出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関と電力動力入出力手段と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。「発電機」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、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との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。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。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
Further, the motor MG1 corresponds to a “generator”, and the power distribution and
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、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 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、89 勾配センサ、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, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34
Claims (6)
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取りが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段から放電可能な電力量である残容量を検出する残容量検出手段と、
路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
後進走行するときには、前記検出された残容量と前記検出された路面勾配とに基づいて、該路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに該路面勾配が該後進方向への登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に前記蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段と、
走行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、
後進走行するときには、前記検出された残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による前記内燃機関の負荷運転を伴って前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行す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を制御する制御手段と、
を備える車両。 Power from the output shaft connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft and with input and output of electric power and power A power motive power input / output means for outputting at least a part of the power to the drive shaft as power in the forward direction, and an electric motor capable of outputting power to the axle,
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity, which is an amount of power that can be discharged from the power storage means;
Road surface gradient detecting means for detecting the road surface gradient;
When traveling backward, based on the detected remaining capacity and the detected road surface gradient, when the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction and the road surface gradient is not an uphill gradient in the reverse direction Output limit setting means for setting an output limit that is the maximum power allowed to discharge from the power storage means in a tendency to be smaller than
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the vehicle travels in reverse, the output limit is set within the set output limit with the load operation of the internal combustion engine due to the establishment of a load condition where one of the conditions is that the detected remaining capacity reaches a predetermined remaining capacity or less. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so as to travel with a set required driving force;
A vehicle comprising:
前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池であり、
前記出力制限設定手段は、前記蓄電手段からの放電電流が大きいほど小さくなる傾向に前記出力制限を設定する手段である
車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The power storage means is a lithium ion secondary battery,
The output restriction setting means is means for setting the output restriction so that the output current tends to decrease as the discharge current from the power storage means increases.
後進走行するときには、前記蓄電手段から放電可能な電力量である残容量と路面勾配とに基づいて、該路面勾配が後進方向への登坂勾配のときに該路面勾配が該後進方向への登坂勾配でないときに比して小さくなる傾向に前記蓄電手段からの放電が許容される最大電力である出力制限を設定し、前記残容量が所定残容量以下に至ることを条件の一つとする負荷条件の成立による前記内燃機関の負荷運転を伴って前記設定した出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力により走行す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を制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 Power from the output shaft connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft and with input and output of electric power and power Power motive power input / output means that outputs at least a part of the power to the drive shaft as power in the forward direction, an electric motor that can output power to the axle, and an electric storage that can exchange electric power with the power motive power input / output means and the motor A vehicle control method comprising:
When traveling backward, based on the remaining capacity, which is the amount of power that can be discharged from the power storage means, and the road surface gradient, the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction when the road surface gradient is an uphill gradient in the reverse direction. Is set to an output limit that is the maximum power that is allowed to be discharged from the power storage means, and the remaining capacity is one of the conditions that the remaining capacity falls below a predetermined remaining capacity. Controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling within the set output limit range with the load operation of the internal combustion engine due to establishment.
A method for controlling a vehicle.
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