JP2010264796A - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents
Hybrid vehicle and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010264796A JP2010264796A JP2009115864A JP2009115864A JP2010264796A JP 2010264796 A JP2010264796 A JP 2010264796A JP 2009115864 A JP2009115864 A JP 2009115864A JP 2009115864 A JP2009115864 A JP 2009115864A JP 2010264796 A JP2010264796 A JP 2010264796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- internal combustion
- combustion engine
- output
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、第1モータと、エンジンと第1モータと駆動軸とに接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第2モータと、第1モータおよび第2モータと電力をやり取りするバッテリとを備え、エンジンから出力すべき目標パワーに基づいて燃費用動作ラインや乗り心地用動作ラインを用いて設定されるエンジンの目標運転ポイントでエンジンが運転されるようエンジンやモータを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、エンジンの振動や騒音の抑制による乗り心地を優先するモードがスイッチのオンにより選択されたときには、燃費用動作ラインにおける低回転高トルクの領域を低トルク側に回避して設定された乗り心地用動作ラインを用いてエンジンの目標運転ポイントを設定し、このスイッチがオフされたときには、燃費用動作ラインを用いてエンジンの目標運転ポイントを設定することにより、運転者からの指示に応じてエンジンの異音や振動を抑制して乗り心地を向上させている。 Conventionally, this type of hybrid vehicle includes an engine, a first motor, a planetary gear connected to the engine, the first motor, and a drive shaft, a second motor connected to the drive shaft, a first motor, and a first motor. 2 It has a battery that exchanges power with the motor, and the engine is operated at the target operation point of the engine that is set by using the fuel consumption operation line and the ride comfort operation line based on the target power to be output from the engine. A device for controlling an engine or a motor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, when a mode that prioritizes ride comfort by suppressing engine vibration and noise is selected by turning on the switch, the low-rotation high-torque region in the fuel consumption operation line is set to avoid the low-torque side. The target operating point of the engine is set using the riding comfort operation line, and when this switch is turned off, the target operating point of the engine is set using the fuel efficiency operating line, so that the driver can In response, the engine noise and vibration are suppressed to improve riding comfort.
上述のハイブリッド車では、エンジンの効率の向上と振動の抑制とをできるだけ両立させることが望ましいが、乗り心地用動作ラインを常に用いてエンジンの目標運転ポイントを設定するとエンジンを効率よく運転することができない場合があり、燃費用動作ラインを常に用いてエンジンの目標運転ポイントを設定するとエンジンのトルク脈動による振動を抑制することができない場合がある。このため、燃費用動作ラインを用いてエンジンの目標運転ポイントを設定する一方で、エンジンのトルク脈動を打ち消すための制振トルクをエンジンのクランク角をできるだけ正確に把握した上で演算してモータから出力することも考えられるが、クランク角を正確に検出するセンサや多大な演算量が必要となり、トルク脈動による振動を簡易に抑制することができない。 In the above-described hybrid vehicle, it is desirable to improve the efficiency of the engine and suppress vibrations as much as possible. However, if the target operating point of the engine is set by always using the ride comfort operation line, the engine can be operated efficiently. In some cases, when the target operating point of the engine is set by always using the fuel consumption operation line, vibration due to torque pulsation of the engine may not be suppressed. For this reason, while setting the target operating point of the engine using the fuel efficiency operation line, the vibration damping torque for canceling the engine torque pulsation is calculated based on the engine crank angle as accurately as possible. Although it is conceivable to output, a sensor for accurately detecting the crank angle and a large amount of calculation are required, and vibration due to torque pulsation cannot be easily suppressed.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関の効率を向上させると共に内燃機関のトルク脈動による振動をより簡易に抑制することを主目的とする。 The main object of the hybrid vehicle and the control method thereof of the present invention is to improve the efficiency of the internal combustion engine and to more easily suppress the vibration caused by the torque pulsation of the internal combustion engine.
本発明のハイブリッド車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 hybrid vehicle of the present invention and its control method employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な発電機と、
車軸が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、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伝達可能な動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の回転数と前記出力軸の回転位置とに基づいて前記内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と前記内燃機関の回転数が高いほど前記出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定する正弦波トルク設定手段と、
前記内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには前記設定された要求パワーに基づいて前記内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記内燃機関を前記設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを前記発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、前記所定条件が成立していないときには前記設定された要求パワーに基づいて前記内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に前記回転数制御用トルクと前記設定された正弦波トルクとの和のトルクを前記発電機目標トルクに設定する第1目標値設定手段と、
前記内燃機関を前記設定された目標運転ポイントで運転すると共に前記発電機から前記設定された発電機目標トルクを出力したときに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よう前記電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定する第2目標値設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された発電機目標トルクが前記発電機から出力され前記設定された電動機目標トルクが前記電動機から出力されるよう前記内燃機関と前記発電機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 hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
A generator capable of outputting torque to the output shaft of the internal combustion engine;
An axle is connected to a connected drive shaft and is connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, so that at least a part of power from the internal combustion engine can be transmitted to the drive shaft. Power transmission means;
An electric motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
Power storage means for exchanging power with the generator and the motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Required power setting means for setting required power required for the internal combustion engine based on the set required driving force;
Based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft, a predetermined amplitude relationship in which the amplitude tends to increase as the torque output from the internal combustion engine increases. A sinusoidal torque setting for setting a sinusoidal sinusoidal torque using a predetermined phase relationship that tends to increase the delay with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases. Means,
As a relationship between the rotational speed and torque at which torque pulsation of the internal combustion engine is suppressed based on the set required power when a predetermined condition is established as a condition for suddenly changing the operating state of the internal combustion engine A target operating point composed of a target rotational speed and a target torque of the internal combustion engine using a vibration operation line of the engine, and a rotational speed control for operating the internal combustion engine at the target rotational speed at the set target operating point The engine torque is set to the generator target torque to be output from the generator, and when the predetermined condition is not satisfied, the relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine based on the set required power The target operating point of the internal combustion engine is set using the operation line for efficiency as the torque for controlling the rotational speed and the set A first target value setting means for setting a torque of the sum of the sinusoidal torque to the electric generator target torque,
When the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the set generator target torque is output from the generator, a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Second target value setting means for setting a motor target torque to be output from the motor,
The internal combustion engine is operated at the set target operating point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Control means for controlling the generator and the motor;
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド車では、内燃機関から出力されるトルクと内燃機関の回転数と出力軸の回転位置とに基づいて内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と内燃機関の回転数が高いほど出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定し、内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーに基づいて内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に内燃機関を設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、所定条件が成立していないときには要求パワーに基づいて内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に回転数制御用トルクと設定された正弦波トルクとの和のトルクを発電機目標トルクに設定する。そして、内燃機関を設定された目標運転ポイントで運転すると共に発電機から設定された発電機目標トルクを出力したときに要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定し、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された発電機目標トルクが発電機から出力され設定された電動機目標トルクが電動機から出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、内燃機関の運転状態が急変する所定条件が成立していないときには、効率用動作ラインを用いて設定される目標運転ポイントで内燃機関を運転するから、内燃機関の効率を向上させることができ、予め定められた振幅関係や位相関係を用いて設定される正弦波トルクを発電機から出力するから、内燃機関のトルク脈動による振動を簡易に抑制することができる。また、内燃機関の運転状態が急変する所定条件が成立しているとき、即ち、簡易に設定される正弦波トルクを発電機から出力しても内燃機関のトルク脈動による振動が抑制されにくいときには、振動用動作ラインを用いて設定される目標運転ポイントで内燃機関を運転するから、内燃機関のトルク脈動による振動を抑制することができる。この結果、振動用動作ラインだけを用いたり効率用動作ラインだけを用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定するものに比して、内燃機関の効率を向上させると共に内燃機関のトルク脈動による振動をより簡易に抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the amplitude is increased in advance as the torque output from the internal combustion engine increases based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft. A sinusoidal sine wave torque is set using an amplitude relationship and a predetermined phase relationship in which the delay tends to increase with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases. Torque pulsation of the internal combustion engine is suppressed based on the required power required for the internal combustion engine based on the required driving force required for the drive shaft when a predetermined condition is established as a condition for sudden change in the operating state of the engine A target operating point consisting of a target rotational speed and a target torque of the internal combustion engine using an oscillating operation line as a relation between the rotational speed and torque to be set, and an internal combustion engine Is set to the generator target torque to be output from the generator, and when the predetermined condition is not satisfied, the internal combustion engine is set based on the required power. The target operating point of the internal combustion engine is set by using the efficiency operation line as the relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine, and the torque that is the sum of the rotational speed control torque and the set sine wave torque is generated by the generator Set to the target torque. Then, when the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the generator target torque set from the generator is output, the driving force based on the required driving force should be output from the electric motor to be output to the drive shaft. The internal combustion engine is operated at the set target operation point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Control the generator and motor. Therefore, when the predetermined condition for suddenly changing the operation state of the internal combustion engine is not satisfied, the internal combustion engine is operated at the target operation point set using the efficiency operation line, so that the efficiency of the internal combustion engine can be improved. Since a sine wave torque set using a predetermined amplitude relationship or phase relationship is output from the generator, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be easily suppressed. Further, when a predetermined condition that the operating state of the internal combustion engine changes suddenly is satisfied, that is, when vibration caused by torque pulsation of the internal combustion engine is difficult to be suppressed even if a simply set sine wave torque is output from the generator, Since the internal combustion engine is operated at the target operation point set using the vibration operation line, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be suppressed. As a result, the efficiency of the internal combustion engine can be improved and vibration caused by torque pulsation of the internal combustion engine can be improved as compared with the case where only the vibration operation line is used or the efficiency operation line is used to set the target operation point of the internal combustion engine. It can suppress more easily.
こうした本発明のハイブリッド車において、前記所定条件は、前記設定された要求パワーの単位時間あたりの変化量が所定変化量以上となる条件と前記設定された要求駆動力の単位時間あたりの変化量が第2の所定変化量以上となる条件とアクセル操作量の単位時間あたりの変化量が第3の所定変化量以上となる条件とのうちいずれかの条件である、ものとすることもできる。こうすれば、所定条件を内燃機関の運転状態が急変する条件としてより適正なものとすることができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the predetermined condition includes a condition that the change amount per unit time of the set required power is equal to or greater than a predetermined change amount and a change amount per unit time of the set required drive force. It may be one of a condition that the second predetermined change amount or more and a condition that the change amount per unit time of the accelerator operation amount is the third predetermined change amount or more. In this way, the predetermined condition can be made more appropriate as a condition for suddenly changing the operating state of the internal combustion engine.
また、本発明のハイブリッド車において、前記正弦波トルク設定手段は、前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の冷却水の温度とに基づいて前記振幅関係と前記内燃機関の冷却水の温度が低いほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた第2の振幅関係とを用いて振幅を設定することにより前記正弦波トルク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、内燃機関のトルク脈動による振動をより適正に抑制することができる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the sine wave torque setting means includes the amplitude relationship and the cooling water temperature of the internal combustion engine based on the torque output from the internal combustion engine and the cooling water temperature of the internal combustion engine. Further, the sine wave torque may be set by setting the amplitude using a second amplitude relationship that has been determined in advance so that the amplitude becomes larger as the value of A becomes lower. In this way, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be more appropriately suppressed.
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記正弦波トルク設定手段は、前記出力軸の回転位置と前記内燃機関の気筒数とに基づいて前記内燃機関の爆発周期を演算し、前記内燃機関から出力されるトルクと前記演算した内燃機関の爆発周期とに基づいて前記位相関係を用いて前記演算した内燃機関の爆発周期から得られる基準の位相に対する遅れ位相を設定することにより、前記正弦波トルク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、内燃機関のトルク脈動による振動をより適正に抑制することができる。この場合、前記内燃機関は、複数の気筒のうち一部の気筒を休止して運転可能であり、前記内燃機関の気筒数は、前記内燃機関の複数の気筒のうち休止していない気筒の数である、ものとすることもできる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the sine wave torque setting means calculates an explosion cycle of the internal combustion engine based on the rotational position of the output shaft and the number of cylinders of the internal combustion engine, and is output from the internal combustion engine. The sine wave torque is set by setting a delay phase with respect to a reference phase obtained from the calculated explosion cycle of the internal combustion engine using the phase relationship based on the calculated torque and the calculated explosion cycle of the internal combustion engine. It can also be a means to do. In this way, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be more appropriately suppressed. In this case, the internal combustion engine can be operated with some of the plurality of cylinders deactivated, and the number of cylinders of the internal combustion engine is the number of cylinders that are not deactivated among the plurality of cylinders of the internal combustion engine. It can also be.
あるいは、本発明のハイブリッド車において、前記動力伝達手段は、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であるものとすることもできるし、前記動力伝達手段は、無段変速機であるものとすることもできる。ここで、「3軸式動力入出力手段」は、シングルピニオン式やダブルピニオン式の遊星歯車機構であるものとすることもできるし、デファレンシャルギヤであるものとすることもできる。 Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, the power transmission means is connected to three axes of the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator, and is input / output to / from any two of the three shafts. The power transmission means may be a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the power to be transmitted, or the power transmission means may be a continuously variable transmission. Here, the “three-axis power input / output means” may be a single pinion type or double pinion type planetary gear mechanism, or may be a differential gear.
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な発電機と、車軸が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伝達可能な動力伝達手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
(a)前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の回転数と前記出力軸の回転位置とに基づいて前記内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と前記内燃機関の回転数が高いほど前記出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定し、
(b)前記内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーに基づいて前記内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記内燃機関を前記設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを前記発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、前記所定条件が成立していないときには前記要求パワーに基づいて前記内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に前記回転数制御用トルクと前記設定された正弦波トルクとの和のトルクを前記発電機目標トルクに設定し、
(c)前記内燃機関を前記設定された目標運転ポイントで運転すると共に前記発電機から前記設定された発電機目標トルクを出力したときに前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定し、
(d)前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された発電機目標トルクが前記発電機から出力され前記設定された電動機目標トルクが前記電動機から出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle control method of the present invention includes:
An internal combustion engine, a generator capable of outputting torque to the output shaft of the internal combustion engine, and a drive shaft connected to an axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft And a power transmission means capable of transmitting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft, an electric motor for inputting / outputting power to the drive shaft, and a power storage means for exchanging electric power with the generator and the motor. A control method for a hybrid vehicle comprising:
(A) Based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft, the amplitude is determined to increase as the torque output from the internal combustion engine increases. A sinusoidal sinusoidal torque is set using an amplitude relationship and a predetermined phase relationship in which the delay tends to increase with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases.
(B) Based on a required power required for the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft when a predetermined condition predetermined as a condition for suddenly changing the operating state of the internal combustion engine is satisfied. A target operating point consisting of the target rotational speed and target torque of the internal combustion engine is set using a vibration operation line as a relation between the rotational speed and torque at which torque pulsation of the internal combustion engine is suppressed, and the internal combustion engine is A rotation speed control torque for operating at the target rotation speed at the set target operation point is set to a generator target torque to be output from the generator, and based on the required power when the predetermined condition is not satisfied The target operating point of the internal combustion engine is set using an efficiency operation line as a relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine. The torque of the sum of said the rotational speed control torque setting sinusoidal torque set to the electric generator target torque with,
(C) When the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the set generator target torque is output from the generator, a driving force based on the required driving force is output to the drive shaft. Set the motor target torque to be output from the motor,
(D) The internal combustion engine is operated at the set target operation point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Controlling an internal combustion engine, the generator and the electric motor;
This is the gist.
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、内燃機関から出力されるトルクと内燃機関の回転数と出力軸の回転位置とに基づいて内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と内燃機関の回転数が高いほど出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定し、内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには駆動軸に要求される要求駆動力に基づく内燃機関に要求される要求パワーに基づいて内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に内燃機関を設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、所定条件が成立していないときには要求パワーに基づいて内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に回転数制御用トルクと設定された正弦波トルクとの和のトルクを発電機目標トルクに設定する。そして、内燃機関を設定された目標運転ポイントで運転すると共に発電機から設定された発電機目標トルクを出力したときに要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定し、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された発電機目標トルクが発電機から出力され設定された電動機目標トルクが電動機から出力されるよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、内燃機関の運転状態が急変する所定条件が成立していないときには、効率用動作ラインを用いて設定される目標運転ポイントで内燃機関を運転するから、内燃機関の効率を向上させることができ、予め定められた振幅関係や位相関係を用いて設定される正弦波トルクを発電機から出力するから、内燃機関のトルク脈動による振動を簡易に抑制することができる。また、内燃機関の運転状態が急変する所定条件が成立しているとき、即ち、簡易に設定される正弦波トルクを発電機から出力しても内燃機関のトルク脈動による振動が抑制されにくいときには、振動用動作ラインを用いて設定される目標運転ポイントで内燃機関を運転するから、内燃機関のトルク脈動による振動を抑制することができる。この結果、振動用動作ラインだけを用いたり効率用動作ラインだけを用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定するものに比して、内燃機関の効率を向上させると共に内燃機関のトルク脈動による振動をより簡易に抑制することができる。 In the hybrid vehicle control method of the present invention, the amplitude tends to increase as the torque output from the internal combustion engine increases based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft. A sinusoidal sine wave torque is set using a predetermined amplitude relationship and a predetermined phase relationship in which the delay tends to increase with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases. When the predetermined condition is established as a condition for sudden change in the operating state of the internal combustion engine, the torque of the internal combustion engine is based on the required power required for the internal combustion engine based on the required drive force required for the drive shaft. When a target operating point consisting of a target rotational speed and a target torque of an internal combustion engine is set using a vibration operation line as a relation between the rotational speed at which pulsation is suppressed and torque The rotational speed control torque for operating at the target rotational speed at the target operating point at which the internal combustion engine is set to is set as the generator target torque to be output from the generator, and based on the required power when the predetermined condition is not satisfied The target operating point of the internal combustion engine is set using the efficiency operation line as the relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine, and the torque that is the sum of the rotational speed control torque and the set sine wave torque To the generator target torque. Then, when the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the generator target torque set from the generator is output, the driving force based on the required driving force should be output from the electric motor to be output to the drive shaft. The internal combustion engine is operated at the set target operation point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Control the generator and motor. Therefore, when the predetermined condition for suddenly changing the operation state of the internal combustion engine is not satisfied, the internal combustion engine is operated at the target operation point set using the efficiency operation line, so that the efficiency of the internal combustion engine can be improved. Since a sine wave torque set using a predetermined amplitude relationship or phase relationship is output from the generator, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be easily suppressed. Further, when a predetermined condition that the operating state of the internal combustion engine changes suddenly is satisfied, that is, when vibration caused by torque pulsation of the internal combustion engine is difficult to be suppressed even if a simply set sine wave torque is output from the generator, Since the internal combustion engine is operated at the target operation point set using the vibration operation line, vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be suppressed. As a result, the efficiency of the internal combustion engine can be improved and vibration due to torque pulsation of the internal combustion engine can be improved as compared with the case where only the operation line for vibration is used or the target operation point of the internal combustion engine is set using only the operation line for efficiency. It can suppress more easily.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての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、車両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、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可能なV型の6気筒や8気筒の内燃機関として構成されており、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23aからのクランク角θcaやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ23bからの冷却水温Twなどエンジン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。エンジン22は、実施例では、片方のバンクの気筒を休止した状態で運転可能であるものとした。また、クランクポジションセンサ23aは、実施例では、クランクシャフト26と回転同期して回転するようクランクシャフト26に取り付けられて10度毎に歯が形成されると共に基準位置の検出用に2つ分の欠歯を形成したタイミングロータを有する電磁ピックアップ式のセンサとして構成されるものとした。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23aからの信号に基づいて、クランクシャフト26の一回転に要する時間としての回転周期Tciを演算したり、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も演算したりしている。
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、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。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)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。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。
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
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 thus configured
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,エンジン22の冷却水温Tw,エンジン22のクランクシャフト26の回転周期Tci,エンジン22の回転数Ne,エンジン22の稼働気筒数Ncyl,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,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、エンジン22の冷却水温Twは、水温センサ23bにより検出されたものを、クランクシャフト26の回転周期Tciとエンジン22の回転数Neはクランクポジションセンサ23aからの信号に基づいて演算されたものを、それぞれエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、エンジン22の稼働気筒数Ncylは、エンジン22の運転状態に対応するもの(例えば、6気筒や8気筒の全てが運転されているときには値6や値8,片方のバンクの3気筒や4気筒のみが運転されているときには値3や値4など)をエンジンECU24から通信により入力するものとした。さらに、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。バッテリ50の入出力制限Win,Wout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。
When the 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*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(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3に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワー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(Nr=k・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。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、入力したエンジン22の回転数Neが所定回転数Nref以下であるか否かを判定し(ステップS120)、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefより大きいときには、エンジン22のトルク脈動による異音や振動は十分に小さいと判断し、エンジン22のトルク脈動による振動を抑制するために出力するモータMG1の制振トルクTvに値0を設定し(ステップS130)、エンジン22を運転すべき目標運転ポイントを設定するための実行用動作ラインLにエンジン22を効率よく運転することができる燃費用動作ラインLefを設定し(ステップS210)、設定した要求パワーPe*と実行用動作ラインLとに基づいてエンジン22の目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS240)。ここで、エンジン22の燃費用動作ラインLefの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子とを図4に示す。図中、実線が燃費用動作ラインLefを示す。また、図4には、一点鎖線により、燃費用動作ラインLefのうち低回転高トルクのこもり音領域を低トルク側に回避して定められた振動抑制動作ラインLnvの一例も示してある。図示するように、斜線の領域がこもり音領域を示し、所定回転数Nrefはこもり音領域の上限の回転数を示す。エンジン22をこもり音領域で運転すると、エンジン22のトルク脈動によるこもり音などの異音や振動が生じやすい。このため、実施例では、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefより大きいとき、即ちエンジン22の運転ポイントがこもり音領域にないときには、エンジン22のトルク脈動による異音や振動は十分に小さいと判断して制振トルクTvを値0とするのである。また、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。
Subsequently, it is determined whether or not the input rotational speed Ne of the
こうしてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると、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*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm1tmpを計算し(ステップS250)、計算した仮トルクTm1tmpに制振トルクTv(いまは、値0)を加えたものをモータMG1のトルク指令Tm1*として計算する(ステップS260)。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。エンジン22からパワーを出力している状態で走行してい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 target operating point of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/Gr/ρ (1)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / Gr / ρ (1)
Tm1tmp = -ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
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(3)により計算すると共に(ステップS270)、バッテリ50の入出力制限Win,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上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを式(4)および式(5)により計算し(ステップS280)、計算した仮トルクTm2tmpを式(6)によりトルク制限Tmin,Tmaxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS290)。ここで、式(3)は、図5の共線図から容易に導くことができる。
Then, the torque command Tm1 * set as the required torque Tr * is divided by the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tmax),Tmin) (6)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tmax), Tmin) (6)
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S300)、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目標運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,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。こうした制御により、エンジン22の運転ポイントがこもり音領域の上限を示す所定回転数Nrefより大きいときには、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*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
ステップS120でエンジン22の回転数Neが所定回転数Nref以下のときには、エンジン22の運転状態が急変する状態にあるか否かを示す急変フラグFを設定する(ステップS140)。急変フラグFは、実施例では、図6に例示するフラグ設定処理により設定されるものとした。ここで、駆動制御の説明を一旦中断し、図6に例示するフラグ設定処理について説明する。図6のフラグ設定処理では、入力したアクセル開度Accから駆動制御ルーチンを前回実行したときに入力したアクセル開度(前回Acc)を減じてアクセル変化量ΔAccを計算し(ステップS400)、計算したアクセル変化量ΔAccが負の閾値A1より大きく正の閾値A2より小さい範囲にあるか否かを判定し(ステップS410)、アクセル変化量ΔAccが閾値A1より大きく且つ閾値A2より小さいときには、急変フラグFに値0を設定し(ステップS420)、アクセル変化量ΔAccが閾値A1以下であるか又は閾値A2以上であるときには、急変フラグFに値1を設定して(ステップS430)、フラグ設定処理を終了する。ここで、閾値A1と閾値A2は、後述するように予め定められたマップを用いて設定される制振トルクTvをモータMG1から出力してもエンジン22のトルク脈動による振動を十分には抑制することができない程度にエンジン22の運転状態が大きく急変する状態にあるか否かを判断するためのものであり、エンジン22やモータMG1の特性などに基づいて予め実験や解析により定められたものを用いるものとした。以上、フラグ設定処理について説明した。
When the rotational speed Ne of the
図2の駆動制御についての説明に戻る。こうして急変フラグFを設定すると、設定した急変フラグFを調べ(ステップS150)、急変フラグFが値0のときには、モータMG1から制振トルクTvを出力してエンジン22のトルク脈動による振動を抑制すると判断し、モータMG1から出力する制振トルクTvを次に説明するよう設定する(ステップS160〜S190)。まず、入力したクランクシャフト26の回転周期Tciを稼働気筒数Ncylで割ったものに値2を乗じる次式(7)によりエンジン22の爆発周期Tfiを計算し(ステップS160)、クランクシャフト26のクランク角θcaの基準位置からの時間tとエンジン22の爆発周期Tfiとに基づいて制振トルクTvの基準位相θbsを式(8)により計算し(ステップS170)、エンジン22の回転数Neに基づいて制振トルクTvの遅れ位相θdlを設定する(ステップS180)。そして、前回このルーチンを実行したときに設定したエンジン22の目標トルクTe*と冷却水温Twとに基づいて制振トルクTvのゲインGvを設定し(ステップS190)、設定した基準位相θbsと遅れ位相θdlとゲインGvとに基づいて正弦波状のトルクを制振トルクTvとして式(9)により設定する(ステップS200)。ここで、遅れ位相θdlは、モータMG1から制振トルクTvを出力したときにエンジン22のトルク脈動による振動が抑制されるよう基準位相θbsに対する遅れとして設定されるものであり、実施例では、エンジン22の回転数Neと遅れ位相θdlとの関係を予め実験などにより求めて遅れ位相設定用マップとしてROM74に記憶しておき、回転数Neが与えられると記憶したマップから対応する遅れ位相θdlを導出して設定するものとした。図7に遅れ位相設定用マップの一例を示す。図示するように、遅れ位相θdlは、回転数Neが大きいほど大きくなる傾向に定められている。これは、エンジン22の回転周期に対するトルク脈動の伝播に要する時間の比率が、回転数Neが大きいほど大きくなる傾向にあることに基づく。また、ゲインGvは、正弦波状の制振トルクTvの振幅として設定されるものであり、実施例では、エンジン22から出力されるトルクTeと冷却水温TwとゲインGvとの関係を予め実験などにより求めてゲイン設定用マップとしてROM74に記憶しておき、エンジン22から出力されるトルクTeとしての前回Te*と冷却水温Twとが与えられると記憶したマップから対応するゲインGvを導出して設定するものとした。図8にゲイン設定用マップの一例を示す。図示するように、ゲインGvは、トルクTeが大きいほど且つ冷却水温Twが低いほど大きくなる傾向に定められている。これは、エンジン22からのトルクTeが大きいほどエンジン22のトルク脈動の大きさが大きくなりやすく、冷却水温Twが低く例えばエンジン22の暖機が完了していない状態などではエンジン22のトルク脈動の大きさが大きくなりやすいことなどに基づく。また、実施例では、モータMG1から制振トルクTvを出力するのは急変フラグFが値0でエンジン22の運転状態が比較的安定しているときとすることから、制振トルクTvのゲインGvを設定するために用いるエンジン22からのトルクTeとして前回Te*を用いることができる。図9に、こうして設定される制振トルクTvとクランク角θcaとの関係の一例(V型8気筒とした場合のエンジン22における片方のバンクの運転を休止したときの例)を示す。
Returning to the description of the drive control in FIG. When the sudden change flag F is set in this manner, the set sudden change flag F is checked (step S150). When the sudden change flag F is 0, the vibration damping torque Tv is output from the motor MG1 to suppress vibration caused by torque pulsation of the
Tfi=2・Tci/Ncyl (7)
θbs=2π・t/Tfi (8)
Tv=Gv・sin(θbs-θdl) (9)
Tfi = 2 ・ Tci / Ncyl (7)
θbs = 2π ・ t / Tfi (8)
Tv = Gv ・ sin (θbs-θdl) (9)
こうして正弦波状の制振トルクTvを設定すると、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*になるようモータMG1の目標回転数Nm1*と仮トルクTm1tmpとを計算すると共に(ステップS250)、仮トルクTm1tmpに制振トルクTvを加えたものをトルク指令Tm1*として計算し(ステップS260)、要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS270〜S290)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS300)、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン22の運転ポイントがこもり音領域の上限を示す所定回転数Nref以下で、急変フラグFが値0のとき即ちエンジン22の運転状態が急変する状態にないときには、モータMG1から制振トルクTvが出力されるようトルク指令Tm1*を設定すると共に燃費用動作ラインLefを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定することにより、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22のトルク脈動による振動を抑制しながらエンジン22を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。
When the sinusoidal damping torque Tv is thus set, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 and the temporary torque Tm1tmp are calculated so that the rotational speed Ne of the
ステップS150で急変フラグFが値1のときには、モータMG1からの制振トルクTvを出力してもエンジン22のトルク脈動による振動を適正には抑制できないと判断して、モータMG1の制振トルクTvに値0を設定し(ステップS220)、実行用動作ラインLに前述の振動抑制動作ラインLnvを設定し(ステップS230)、設定した要求パワーPe*と実行用動作ラインLとに基づいてエンジン22の目標運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS240)。
When the sudden change flag F is a value of 1 in step S150, it is determined that the vibration due to the torque pulsation of the
そして、値0の制振トルクTvを用いてエンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*になるようモータMG1の目標回転数Nm1*と目標トルクTm1*とを計算し(ステップS250,S260)、要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS270〜S290)、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS300)、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、エンジン22の運転ポイントがこもり音領域の上限を示す所定回転数Nref以下で、急変フラグFが値1のとき即ちエンジン22の運転状態が急変する状態にあるときには、振動抑制動作ラインLnvを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定することにより、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22のトルク脈動による振動を抑制しながらエンジン22を運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。
Then, the target rotational speed Nm1 * and the target torque Tm1 * of the motor MG1 are calculated using the damping torque Tv having a value of 0 so that the rotational speed Ne of the
ここで、エンジン22における効率の向上とエンジン22のトルク脈動による振動の抑制とを両立させるために、燃費用動作ラインLefを常に用いてエンジン22の運転ポイントを設定すると共にモータMG1から常に制振トルクを出力する場合を考えると、エンジン22の運転状態にかかわらず振動を抑制するためには、エンジン22の運転状態の変化に追従して制振トルクを演算することができるようエンジン22のクランク角をより正確に把握することができるセンサが必要となったり電子制御ユニットでのより高速な演算が必要となったりするため、振動を簡易に抑制することができない。これに対し、実施例では、基本的には、予め定められたマップを用いて簡易に設定される制振トルクTvをモータMG1から出力すると共に燃費用動作ラインLefを用いて設定される運転ポイントでエンジン22を運転するから、エンジン22のトルク脈動による振動を簡易に抑制することができると共にエンジン22の効率を向上させることができる。また、マップを用いて設定される制振トルクTvでは振動を十分に抑制することができないほどにエンジン22の運転状態が急変するときには、モータMG1からは制振トルクTvを出力することなく振動抑制動作ラインLnvを用いて設定される運転ポイントでエンジン22を運転するから、エンジン22のトルク脈動による振動を抑制することができる。この結果、エンジン22の効率を向上させると共にエンジン22のトルク脈動による振動をより簡易に抑制することができる。
Here, in order to achieve both improvement in efficiency in 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、エンジン22の運転状態が急変する条件が成立して急変フラグFが値1のときには、振動抑制動作ラインLnvを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共に、制振トルクTvを値0としてエンジン22が目標回転数Ne*で運転されるようモータMG1のトルク指令Tm1*を設定してエンジン22やモータMG1を制御し、エンジン22の運転状態が急変する条件が成立せず急変フラグFが値0のときには、燃費用動作ラインLefを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共に、予め定められたマップを用いて簡易に設定される制振トルクTvとエンジン22を目標回転数Ne*で運転するための仮トルクTm1tmpとの和のトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定してエンジン22やモータMG1を制御するから、エンジン22の効率を向上させると共にエンジン22のトルク脈動による振動をより簡易に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の運転状態が急変する状態にある条件、即ち急変フラグFに値1を設定する条件として、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から前回Accを減じて得られるアクセル変化量ΔAccが負の閾値A1以下となる条件や正の閾値A2以上となる条件を用いるものとしたが、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクTr*から駆動制御ルーチンを前回実行したときに設定した要求トルク(前回Tr*)を減じて得られる要求トルク変化量ΔTr*が負の閾値Tr1以下となる条件や正の閾値Tr2以上となる条件を用いるものとしてもよいし、要求トルクTr*に基づくエンジン22の要求パワーPe*から駆動制御ルーチンを前回実行したときに設定した要求パワー(前回Pe*)を減じて得られる要求パワー変化量ΔPe*が負の閾値Pe1以下となる条件や正の閾値Pe2以上となる条件を用いるものとしてもよいし、エンジン22の回転数Neから駆動制御ルーチンを前回実行したときに入力したエンジン22の回転数(前回Ne)を減じて得られる回転数変化量ΔNeが負の閾値N1以下となる条件や正の閾値N2以上となる条件を用いるものとしてもよい。閾値Tr1,Tr2や閾値Pe1,Pe2,閾値N1,N2は、閾値A1,A2と同様に実験などにより定められたものを用いることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からのトルクTeが大きいほど且つ冷却水温Twが低いほど大きくなる傾向に制振トルクTvのゲインGvを設定するものとしたが、冷却水温Twにかかわらず、エンジン22からのトルクTeが大きいほど大きくなる傾向に制振トルクTvのゲインGv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、制振トルクTvのゲインGvを設定する際に、エンジン22からのトルクTeとして前回Te*を用いるものとしたが、エンジン22からのトルクTeとして今回設定した目標トルクTe*を用いるものとしてもよい。この場合、実行用動作ラインLの設定とエンジン22の目標運転ポイントの設定とを行なった後に制振トルクTvの遅れ位相θdlやゲインGvの設定を行なって制振トルクTvを設定すればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の回転数Neがこもり音領域の上限を示す所定回転数Nrefより大きいときには、モータMG1から制振トルクTvを出力しないものとしたが、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefより大きいときでも急変フラグFが値0のときには、モータMG1から制振トルクTvを出力するものとしてもよい。この場合、制振トルクTvは、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefより大きいときにエンジン22のトルク脈動による振動が抑制されるよう予め実験などにより求められたマップを用いて、即ち回転数Neが大きいほど遅れ位相θdlが大きくなる傾向に定められたマップとエンジン22からのトルクTeが大きいほど且つ冷却水温Twが低いほどゲインGvが大きくなる傾向に定められたマップとを用いて設定することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22は、片方のバンクの気筒を休止した状態で運転可能なV型の6気筒や8気筒の内燃機関として構成されるものとしたが、片方のバンクの気筒を休止しないV型の内燃機関や直列4気筒,直列6気筒の内燃機関など、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。一部の気筒を休止せずに運転する内燃機関の場合、エンジン22の稼働気筒数Ncylを固定値としてエンジン22の爆発周期Tfiや制振トルクTvの基準位相θbsを計算すればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、制振トルクTvの基準位相θbsを計算する際に、クランクシャフト26の回転周期Tciとエンジン22の稼働気筒数Ncylとに基づいて上述の式(7)を用いてエンジン22の爆発周期Tfiを計算すると共に計算した爆発周期Tfiを用いて式(8)により基準位相θbsを計算するものとしたが、クランクシャフト26の回転位置θcaとエンジン22の稼働気筒数Ncylとに基づいて次式(10)を用いて基準位相θbsを計算するものとしてもよい。
In the
θbs=θca・Ncyl/2 (10) θbs = θca ・ Ncyl / 2 (10)
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)に出力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、モータMG1からのエンジン22のクランクシャフト26へのトルクの出力を伴ってエンジン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からの動力を変速して駆動輪63a,63bに連結された駆動軸に出力する無段変速機(CVT)230とエンジン22のクランクシャフト26にトルクの出力を伴って動力を入出力可能なモータMGとを備えるものとしてもよい。また、このモータMGを、スタータモータとオルタネータとの組み合わせにより構成するなどとしても構わない。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などによるハイブリッド車の形態や、こうしたハイブリッド車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 hybrid vehicle, It is good also as a form of the hybrid vehicle by trains other than a motor vehicle, or the form of the control method of such a hybrid vehicle.
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、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「動力伝達手段」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、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する図2の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、要求トルクTr*に基づいてエンジン22の要求パワーPe*を設定する図2の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「要求パワー設定手段」に相当し、エンジン22から出力されるトルクTeと回転数Neとクランク角θcaに基づく基準位相θbsとに基づいてトルクTeが大きいほどゲインGvが大きくなる傾向に予め定められたゲイン設定用マップと回転数Neが高いほど基準位相θbsに対する遅れ位相θdlが大きくなる傾向に予め定められた遅れ位相設定用マップとを用いて正弦波状の制振トルクTvを設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS160〜S200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「正弦波トルク設定手段」に相当し、エンジン22の運転状態が急変する条件が成立せずに急変フラグFに値0が設定されたときには燃費用動作ラインLefを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共にエンジン22を目標回転数Ne*で運転するための仮トルクTm1tmpと制振トルクTvとの和のトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定し急変フラグFに値1が設定されたときには振動抑制動作ラインLnvを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共に仮トルクTm1tmpをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS150,S210〜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が「第1目標値設定手段」に相当し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS270〜S290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「第2目標値設定手段」に相当し、設定したエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をエンジンECU24やモータECU40に送信する図2の駆動制御ルーチンのステップS300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、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」にも相当し、無段変速機230も「動力伝達手段」に相当する。
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
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。「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、内燃機関の出力軸にトルクを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。「動力伝達手段」としては、動力分配統合機構30や無段変速機230に限定されるものではなく、車軸が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、内燃機関からの動力の少なくとも一部を駆動軸に伝達可能な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、駆動軸に動力を入出力する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、発電機および電動機と電力のやり取りを行なう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、駆動軸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。「要求パワー設定手段」としては、要求トルクTr*に基づいて要求パワーPe*を設定するものに限定されるものではなく、要求駆動力に基づいて内燃機関に要求される要求パワー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。「正弦波トルク設定手段」としては、エンジン22から出力されるトルクTeと回転数Neとクランク角θcaに基づく基準位相θbsとに基づいてトルクTeが大きいほどゲインGvが大きくなる傾向に予め定められたゲイン設定用マップと回転数Neが高いほど基準位相θbsに対する遅れ位相θdlが大きくなる傾向に予め定められた遅れ位相設定用マップとを用いて正弦波状の制振トルクTvを設定するものに限定されるものではなく、内燃機関から出力されるトルクと内燃機関の回転数と出力軸の回転位置とに基づいて内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と内燃機関の回転数が高いほど出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波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。「第1目標値設定手段」としては、急変フラグFに値0が設定されたときには燃費用動作ラインLefを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共にエンジン22を目標回転数Ne*で運転するための仮トルクTm1tmpと制振トルクTvとの和のトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定し急変フラグFに値1が設定されたときには振動抑制動作ラインLnvを用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定すると共に仮トルクTm1tmpをモータMG1のトルク指令Tm1*として設定するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには設定された要求パワーに基づいて内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に内燃機関を設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、所定条件が成立していないときには設定された要求パワーに基づいて内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に回転数制御用トルクと設定された正弦波トルクとの和のトルクを発電機目標トルクに設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「第2目標値設定手段」としては、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するものに限定されるものではなく、内燃機関を設定された目標運転ポイントで運転すると共に発電機から設定された発電機目標トルクを出力したときに設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう電動機から出力すべき電動機目標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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる目標運転ポイントに基づいてエンジン22を制御すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共に設定された発電機目標トルクが発電機から出力され設定された電動機目標トルクが電動機から出力されるよう内燃機関と発電機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。また、「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差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ものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that can output torque to the output shaft of an internal combustion engine, such as an induction motor. It doesn't matter. The “power transmission means” is not limited to the power distribution /
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。 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 problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するため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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23a クランクポジションセンサ、23b 水温センサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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、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 CVT、MG,MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 23a crank position sensor, 23b water temperature sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution Integrated mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 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 Drive 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 CVT, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (7)
前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能な発電機と、
車軸が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、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伝達可能な動力伝達手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
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、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関に要求される要求パワーを設定する要求パワー設定手段と、
前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の回転数と前記出力軸の回転位置とに基づいて前記内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と前記内燃機関の回転数が高いほど前記出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定する正弦波トルク設定手段と、
前記内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには前記設定された要求パワーに基づいて前記内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記内燃機関を前記設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを前記発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、前記所定条件が成立していないときには前記設定された要求パワーに基づいて前記内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に前記回転数制御用トルクと前記設定された正弦波トルクとの和のトルクを前記発電機目標トルクに設定する第1目標値設定手段と、
前記内燃機関を前記設定された目標運転ポイントで運転すると共に前記発電機から前記設定された発電機目標トルクを出力したときに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よう前記電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定する第2目標値設定手段と、
前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された発電機目標トルクが前記発電機から出力され前記設定された電動機目標トルクが前記電動機から出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。 An internal combustion engine;
A generator capable of outputting torque to the output shaft of the internal combustion engine;
An axle is connected to a connected drive shaft and is connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, so that at least a part of power from the internal combustion engine can be transmitted to the drive shaft. Power transmission means;
An electric motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
Power storage means for exchanging power with the generator and the motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Required power setting means for setting required power required for the internal combustion engine based on the set required driving force;
Based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft, a predetermined amplitude relationship in which the amplitude tends to increase as the torque output from the internal combustion engine increases. A sinusoidal torque setting for setting a sinusoidal sinusoidal torque using a predetermined phase relationship that tends to increase the delay with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases. Means,
As a relationship between the rotational speed and torque at which torque pulsation of the internal combustion engine is suppressed based on the set required power when a predetermined condition is established as a condition for suddenly changing the operating state of the internal combustion engine A target operating point composed of a target rotational speed and a target torque of the internal combustion engine using a vibration operation line of the engine, and a rotational speed control for operating the internal combustion engine at the target rotational speed at the set target operating point The engine torque is set to the generator target torque to be output from the generator, and when the predetermined condition is not satisfied, the relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine based on the set required power The target operating point of the internal combustion engine is set using the operation line for efficiency as the torque for controlling the rotational speed and the set A first target value setting means for setting a torque of the sum of the sinusoidal torque to the electric generator target torque,
When the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the set generator target torque is output from the generator, a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. Second target value setting means for setting a motor target torque to be output from the motor,
The internal combustion engine is operated at the set target operating point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Control means for controlling the generator and the motor;
A hybrid car with
前記所定条件は、前記設定された要求パワーの単位時間あたりの変化量が所定変化量以上となる条件と前記設定された要求駆動力の単位時間あたりの変化量が第2の所定変化量以上となる条件とアクセル操作量の単位時間あたりの変化量が第3の所定変化量以上となる条件とのうちいずれかの条件である
ハイブリッド車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The predetermined condition includes a condition that a change amount per unit time of the set required power is a predetermined change amount or more, and a change amount per unit time of the set required drive force is a second predetermined change amount or more. The hybrid vehicle is a condition in which the change amount per unit time of the accelerator operation amount is equal to or greater than a third predetermined change amount.
前記正弦波トルク設定手段は、前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の冷却水の温度とに基づいて前記振幅関係と前記内燃機関の冷却水の温度が低いほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた第2の振幅関係とを用いて振幅を設定することにより前記正弦波トルクを設定する手段である、
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The sine wave torque setting means has a tendency that the amplitude increases as the amplitude relationship and the cooling water temperature of the internal combustion engine are lower based on the torque output from the internal combustion engine and the temperature of the cooling water of the internal combustion engine. Means for setting the sine wave torque by setting an amplitude using a predetermined second amplitude relationship;
Hybrid car.
前記正弦波トルク設定手段は、前記出力軸の回転位置と前記内燃機関の気筒数とに基づいて前記内燃機関の爆発周期を演算し、前記内燃機関から出力されるトルクと前記演算した内燃機関の爆発周期とに基づいて前記位相関係を用いて前記演算した内燃機関の爆発周期から得られる基準の位相に対する遅れ位相を設定することにより、前記正弦波トルクを設定する手段である、
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The sine wave torque setting means calculates an explosion cycle of the internal combustion engine based on the rotational position of the output shaft and the number of cylinders of the internal combustion engine, and calculates the torque output from the internal combustion engine and the calculated internal combustion engine. A means for setting the sine wave torque by setting a delay phase with respect to a reference phase obtained from the calculated explosion cycle of the internal combustion engine using the phase relationship based on an explosion cycle;
Hybrid car.
前記動力伝達手段は、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である
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The power transmission means is connected to the three shafts of the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator, and is used as a remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts. A hybrid vehicle that is a three-axis power input / output means for inputting and outputting power.
前記動力伝達手段は、無段変速機である
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The power transmission means is a continuously variable transmission.
(a)前記内燃機関から出力されるトルクと前記内燃機関の回転数と前記出力軸の回転位置とに基づいて前記内燃機関から出力されるトルクが大きいほど振幅が大きくなる傾向に予め定められた振幅関係と前記内燃機関の回転数が高いほど前記出力軸の回転位置に基づく位相に対して遅れが大きくなる傾向に予め定められた位相関係とを用いて正弦波状の正弦波トルクを設定し、
(b)前記内燃機関の運転状態が急変する条件として予め定められた所定条件が成立しているときには前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく前記内燃機関に要求される要求パワーに基づいて前記内燃機関のトルク脈動が抑制される回転数とトルクとの関係としての振動用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標回転数と目標トルクとからなる目標運転ポイントを設定すると共に前記内燃機関を前記設定した目標運転ポイントにおける目標回転数で運転するための回転数制御用トルクを前記発電機から出力すべき発電機目標トルクに設定し、前記所定条件が成立していないときには前記要求パワーに基づいて前記内燃機関の効率のよい回転数とトルクとの関係としての効率用動作ラインを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定すると共に前記回転数制御用トルクと前記設定された正弦波トルクとの和のトルクを前記発電機目標トルクに設定し、
(c)前記内燃機関を前記設定された目標運転ポイントで運転すると共に前記発電機から前記設定された発電機目標トルクを出力したときに前記要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機から出力すべき電動機目標トルクを設定し、
(d)前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された発電機目標トルクが前記発電機から出力され前記設定された電動機目標トルクが前記電動機から出力されるよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ハイブリッド車の制御方法。 An internal combustion engine, a generator capable of outputting torque to the output shaft of the internal combustion engine, and a drive shaft connected to an axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft And a power transmission means capable of transmitting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft, an electric motor for inputting / outputting power to the drive shaft, and a power storage means for exchanging electric power with the generator and the motor. A control method for a hybrid vehicle comprising:
(A) Based on the torque output from the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine, and the rotational position of the output shaft, the amplitude is determined to increase as the torque output from the internal combustion engine increases. A sinusoidal sinusoidal torque is set using an amplitude relationship and a predetermined phase relationship in which the delay tends to increase with respect to the phase based on the rotational position of the output shaft as the rotational speed of the internal combustion engine increases.
(B) Based on a required power required for the internal combustion engine based on a required driving force required for the drive shaft when a predetermined condition predetermined as a condition for suddenly changing the operating state of the internal combustion engine is satisfied. A target operating point consisting of the target rotational speed and target torque of the internal combustion engine is set using a vibration operation line as a relation between the rotational speed and torque at which torque pulsation of the internal combustion engine is suppressed, and the internal combustion engine is A rotation speed control torque for operating at the target rotation speed at the set target operation point is set to a generator target torque to be output from the generator, and based on the required power when the predetermined condition is not satisfied The target operating point of the internal combustion engine is set using an efficiency operation line as a relationship between the efficient rotational speed and torque of the internal combustion engine. The torque of the sum of said the rotational speed control torque setting sinusoidal torque set to the electric generator target torque with,
(C) When the internal combustion engine is operated at the set target operating point and the set generator target torque is output from the generator, a driving force based on the required driving force is output to the drive shaft. Set the motor target torque to be output from the motor,
(D) The internal combustion engine is operated at the set target operation point, the set generator target torque is output from the generator, and the set motor target torque is output from the motor. Controlling an internal combustion engine, the generator and the electric motor;
Control method of hybrid vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009115864A JP2010264796A (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Hybrid vehicle and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009115864A JP2010264796A (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Hybrid vehicle and control method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010264796A true JP2010264796A (en) | 2010-11-25 |
Family
ID=43362202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009115864A Pending JP2010264796A (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Hybrid vehicle and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010264796A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102416950A (en) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 大连理工大学 | Minimum equivalent fuel consumption-based hybrid electrical vehicle control method |
JP2012111460A (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Motor vehicle |
JP2013082400A (en) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Aisin Aw Co Ltd | Control device of drive unit |
WO2014054668A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 日産自動車株式会社 | Hybrid vehicle control device |
WO2015087132A1 (en) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for hybrid vehicle |
JP2016210241A (en) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of hybrid vehicle |
JP2018095169A (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | アイシン精機株式会社 | Vehicle vibration control device |
-
2009
- 2009-05-12 JP JP2009115864A patent/JP2010264796A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012111460A (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Motor vehicle |
JP2013082400A (en) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Aisin Aw Co Ltd | Control device of drive unit |
CN102416950A (en) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 大连理工大学 | Minimum equivalent fuel consumption-based hybrid electrical vehicle control method |
WO2014054668A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 日産自動車株式会社 | Hybrid vehicle control device |
WO2015087132A1 (en) | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for hybrid vehicle |
US10035505B2 (en) | 2013-12-12 | 2018-07-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for hybrid vehicle |
US10266170B2 (en) | 2013-12-12 | 2019-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for hybrid vehicle |
DE112014005684B4 (en) | 2013-12-12 | 2022-07-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control for hybrid vehicle |
JP2016210241A (en) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of hybrid vehicle |
JP2018095169A (en) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | アイシン精機株式会社 | Vehicle vibration control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4196957B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP4312240B2 (en) | VEHICLE, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD THEREOF | |
JP4259403B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, HYBRID VEHICLE HAVING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE | |
JP4165483B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2006242096A (en) | Hybrid vehicle and its control method | |
JP5199652B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2010264796A (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP4215012B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2007253902A (en) | Motive power output device, its control method, and vehicle | |
JP3894188B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME | |
JP2010241386A (en) | Hybrid vehicle and method for controlling the same | |
JP2009143315A (en) | Power output device and vehicle loaded with the same and control method for power output device | |
JP4229125B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE | |
JP4365354B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2006067655A (en) | Motive power output device and automobile mounting the same, and method of controlling the motive power output device | |
JP2010089747A (en) | Hybrid vehicle and method of controlling the same | |
JP2009149154A (en) | Vehicle and control method therefor | |
JP2008126809A (en) | Motive power output device, vehicle mounting same, and control method of internal combustion engine | |
JP2008184065A (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP4086076B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME | |
JP2007137231A (en) | Power output device, its control method, and vehicle | |
JP2006257895A (en) | Power output device, automobile mounted with this device and control method of power output device | |
JP2012232690A (en) | Hybrid vehicle | |
JP2006029269A (en) | Power output device, automobile mounting power output device, and method of controlling power output device | |
JP2010221896A (en) | Hybrid car and method for controlling the same |