JP2013141958A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
従来、モードの切替えが可能なパワートレーンを備えた車両が公知である。例えば、特許文献1には、複数のモードに切り替え可能なハイブリッドパワートレーンの技術が開示されている。
Conventionally, a vehicle including a power train capable of switching modes is known. For example,
複数のモード間の切り替えについて、従来十分な検討がなされていない。例えば、モード切り替え時のドライバビリティの低下を抑制することについて、なお改良の余地がある。 Conventionally, sufficient studies have not been made on switching between a plurality of modes. For example, there is still room for improvement with respect to suppressing a decrease in drivability during mode switching.
本発明の目的は、モード切り替え時のドライバビリティの低下を抑制することができる車両制御装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the vehicle control apparatus which can suppress the fall of the drivability at the time of mode switching.
本発明の車両制御装置は、エンジンと、第一回転電機が接続された第一回転要素と、第二回転電機が接続された第二回転要素と、出力軸としての第三回転要素と、を有する差動機構とを備え、前記エンジンの動力によらずに前記第一回転電機あるいは前記第二回転電機の少なくともいずれか一方を動力源とするEV走行から前記エンジンを動力源とするHV走行に移行する場合、運転者の要求パワーが所定値以上であれば第一始動により前記エンジンを始動し、前記第一始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち回転中の回転電機と停止状態の前記エンジンとをクラッチを介して接続し、前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動することを特徴とする。 The vehicle control device of the present invention includes an engine, a first rotating element connected to the first rotating electric machine, a second rotating element connected to the second rotating electric machine, and a third rotating element as an output shaft. And from EV running using at least one of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine as a power source without depending on the power of the engine, to HV running using the engine as a power source. When shifting, if the driver's required power is greater than or equal to a predetermined value, the engine is started by a first start, and in the first start, the rotating electric machine rotating among the first rotating electric machine and the second rotating electric machine And the engine in a stopped state are connected via a clutch, and the engine is started by rotating the engine.
上記車両制御装置において、前記EV走行から前記HV走行に移行する場合、前記要求パワーが前記所定値未満であれば第二始動により前記エンジンを始動し、前記第二始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち停止状態の回転電機と停止状態の前記エンジンとを接続して当該回転電機によって前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動することが好ましい。 In the vehicle control device, when shifting from the EV running to the HV running, if the required power is less than the predetermined value, the engine is started by a second start, and in the second start, the first rotating electrical machine It is preferable that the stopped rotating electrical machine of the second rotating electrical machine is connected to the stopped engine and the engine is rotated by the rotating electrical machine to start the engine.
上記車両制御装置において、前記EV走行から前記HV走行に移行する場合であって、かつ前記要求パワーが前記所定値未満である場合、前記第一回転要素および前記第二回転要素のうち移行前に動力が入力される回転要素と移行後に動力が入力される回転要素とが異なるか否かに基づいて、前記第一始動あるいは第二始動を選択し、前記第二始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち停止状態の回転電機と停止状態の前記エンジンとを接続して当該回転電機によって前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動することが好ましい。 In the vehicle control device, when the EV travel is shifted to the HV travel and the required power is less than the predetermined value, before the transition, the first rotation element and the second rotation element. The first start or the second start is selected based on whether or not the rotating element to which power is input is different from the rotating element to which power is input after the transition. It is preferable that the stopped rotating electrical machine of the second rotating electrical machine is connected to the stopped engine and the engine is rotated by the rotating electrical machine to start the engine.
上記車両制御装置において、前記第一回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第一回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードと、前記第二回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第二回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードとの切り替えは、所定の条件を満たす場合に許可され、前記所定の条件は、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち切り替え前の動力源の回転電機と切り替え後の動力源の回転電機とが前記第三回転要素に等価なトルクを出力可能である条件、走行モードの切り替え後の前記第一回転電機の回転数および前記第二回転電機の回転数が許容される回転数である条件、および走行モードの切り替え後の前記差動機構の各回転要素の回転数が許容される回転数である条件を含むことが好ましい。 In the vehicle control device, an EV traveling mode using the first rotating electrical machine as a power source, an HV traveling mode connecting the first rotating element and the engine, and an EV traveling mode using the second rotating electrical machine as a power source. And switching between the HV traveling mode in which the second rotating element and the engine are connected is permitted when a predetermined condition is satisfied, and the predetermined condition is determined by the first rotating electric machine and the second rotating electric machine. The condition that the rotating electrical machine of the power source before switching and the rotating electrical machine of the power source after switching can output an equivalent torque to the third rotating element, the number of rotations of the first rotating electrical machine after switching the traveling mode, and The condition that the rotational speed of the second rotating electrical machine is an allowable rotational speed, and the condition that the rotational speed of each rotary element of the differential mechanism after the switching of the traveling mode is an allowable rotational speed It is preferable to include.
本発明の車両制御装置は、エンジンと、第一回転電機が接続された第一回転要素と、第二回転電機が接続された第二回転要素と、出力軸としての第三回転要素と、を有する差動機構とを備え、前記第一回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第一回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードと、前記第二回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第二回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードとの切り替えは、所定の条件を満たす場合に許可され、前記所定の条件は、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち切り替え前の動力源の回転電機と切り替え後の動力源の回転電機とが前記第三回転要素に等価なトルクを出力可能である条件、走行モードの切り替え後の前記第一回転電機の回転数および前記第二回転電機の回転数が許容される回転数である条件、および走行モードの切り替え後の前記差動機構の各回転要素の回転数が許容される回転数である条件を含むことを特徴とする。 The vehicle control device of the present invention includes an engine, a first rotating element connected to the first rotating electric machine, a second rotating element connected to the second rotating electric machine, and a third rotating element as an output shaft. An EV traveling mode using the first rotating electrical machine as a power source, an HV traveling mode connecting the first rotating element and the engine, and an EV using the second rotating electrical machine as a power source. Switching between the traveling mode and the HV traveling mode in which the second rotating element and the engine are connected is permitted when a predetermined condition is satisfied, and the predetermined condition is determined by the first rotating electric machine and the second rotating electric machine. The condition that the rotating electrical machine of the power source before switching and the rotating electrical machine of the power source after switching can output an equivalent torque to the third rotating element, rotation of the first rotating electrical machine after switching the traveling mode Number and Including a condition that the rotational speed of the second rotating electrical machine is an allowable rotational speed, and a condition that the rotational speed of each rotary element of the differential mechanism after the switching of the traveling mode is an allowable rotational speed. And
本発明に係る車両制御装置は、エンジンと、第一回転電機が接続された第一回転要素と、第二回転電機が接続された第二回転要素と、出力軸としての第三回転要素と、を有する差動機構とを備え、エンジンの動力によらずに第一回転電機あるいは第二回転電機の少なくともいずれか一方を動力源とするEV走行からエンジンを動力源とするHV走行に移行する場合、運転者の要求パワーが所定値以上であれば第一始動によりエンジンを始動し、第一始動では、第一回転電機および第二回転電機のうち回転中の回転電機と停止状態のエンジンとをクラッチを介して接続し、エンジンを回転させてエンジンを始動する。本発明に係る動力伝達装置によれば、モード切り替え時のドライバビリティの低下を抑制することができるという効果を奏する。 The vehicle control device according to the present invention includes an engine, a first rotating element connected to the first rotating electric machine, a second rotating element connected to the second rotating electric machine, a third rotating element as an output shaft, When shifting from EV running using at least one of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine as a power source to HV running using the engine as a power source without depending on the power of the engine If the driver's required power is greater than or equal to a predetermined value, the engine is started by the first start, and in the first start, the rotating electric machine that is rotating and the engine in the stopped state are out of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine. It connects via a clutch, rotates an engine, and starts an engine. According to the power transmission device of the present invention, there is an effect that it is possible to suppress a decrease in drivability during mode switching.
以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[実施形態]
図1から図37を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図1は、本発明の実施形態に係る車両のスケルトン図である。
[Embodiment]
The embodiment will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a vehicle control device. FIG. 1 is a skeleton diagram of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の車両100は、エンジン1、第一回転電機MG1、第二回転電機MG2、遊星歯車機構10、第一クラッチ2、第二クラッチ3、第一ブレーキ7、第二ブレーキ8およびECU50を含んで構成されている。本実施形態の車両制御装置1−1は、エンジン1、遊星歯車機構10およびECU50を含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
エンジン1は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸1aの回転運動に変換して出力する。エンジン1の回転軸1aは、第一クラッチ2を介して第一入力軸4に、第二クラッチ3を介して第二入力軸5にそれぞれ接続されている。第一入力軸4および第二入力軸5は、エンジン1の回転軸1aと同軸上で、かつ回転軸1aの延長線上に配置されている。第一入力軸4は、中空に形成された第二入力軸5に挿入されている。
The
第一クラッチ2および第二クラッチ3は、それぞれ摩擦係合式のクラッチ装置とすることができる。第一クラッチ2および第二クラッチ3は、油圧式等のアクチュエータによって駆動されるものであり、完全係合状態、半係合状態、解放状態に切り替え可能である。完全係合状態のクラッチ2,3では、入力側の係合部材の回転数と出力側の係合部材の回転数とが同期し、両者が一体回転する。半係合状態のクラッチ2,3では、入力側の係合部材と出力側の係合部材とが相対回転しつつ両者が回転する。本実施形態のクラッチ2,3では、半係合状態におけるスリップ率やスリップ量が制御可能である。解放状態のクラッチ2,3では、入力側の係合部材と出力側の係合部材との間の動力伝達が遮断される。本実施形態のクラッチ2,3は、供給される油圧によってクラッチトルク容量が調節されることにより、完全係合状態、半係合状態あるいは解放状態に制御される。 The first clutch 2 and the second clutch 3 can each be a friction engagement type clutch device. The first clutch 2 and the second clutch 3 are driven by a hydraulic actuator or the like, and can be switched between a fully engaged state, a semi-engaged state, and a released state. In the fully engaged clutches 2 and 3, the rotation speed of the input-side engagement member and the rotation speed of the output-side engagement member are synchronized, and both rotate integrally. In the clutches 2 and 3 in the half-engaged state, the input side engaging member and the output side engaging member rotate relative to each other while rotating relative to each other. In the clutches 2 and 3 of this embodiment, the slip ratio and the slip amount in the half-engaged state can be controlled. In the released clutches 2 and 3, power transmission between the input-side engagement member and the output-side engagement member is interrupted. The clutches 2 and 3 of this embodiment are controlled to be in a fully engaged state, a semi-engaged state, or a released state by adjusting the clutch torque capacity by the supplied hydraulic pressure.
第一入力軸4は、遊星歯車機構10のサンギア11、第一ブレーキ7および第一回転電機MG1とそれぞれ接続されている。遊星歯車機構10は、3つの回転要素を有する差動機構である。遊星歯車機構10は、サンギア11、ピニオンギア12、リングギア13およびキャリア14を有する。サンギア11は、第一回転電機MG1が接続された第一回転要素に対応する。サンギア11は、第一入力軸4と同軸上に配置され、第一入力軸4と接続されている。リングギア13は、サンギア11の径方向外側でかつサンギア11と同軸上に回転自在に配置されている。ピニオンギア12は、サンギア11とリングギア13との間に配置されており、サンギア11およびリングギア13とそれぞれ噛み合っている。
The first input shaft 4 is connected to the
キャリア14は、第一入力軸4と同軸上に回転自在に支持されている。キャリア14には、出力ギア15が接続されている。キャリア14および出力ギア15は、エンジン1、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2から入力された動力を駆動輪23に向けて出力する出力軸(出力要素)としての機能を有する。言い換えると、キャリア14は、出力軸としての第三回転要素に対応する。
The
ピニオンギア12は、キャリア14によって回転自在に支持されている。従って、ピニオンギア12は、ピニオンギア12の中心軸線を回転中心として回転(自転)可能であると共に、キャリア14と一体となって第一入力軸4の中心軸線を回転中心として回転(公転)可能である。
The
サンギア11には、第一回転電機MG1が接続されている。第一回転電機MG1は、ステータ31およびロータ32を有する。第一回転電機MG1のロータ32は、第一入力軸4と同軸上に配置され、第一入力軸4と接続されている。従って、ロータ32は、サンギア11と一体回転する。第一回転電機MG1は、第一ブレーキ7、遊星歯車機構10、第二ブレーキ8、第二回転電機MG2、第二クラッチ3および第一クラッチ2を挟んでエンジン1と軸方向において互いに対向している。
The
なお、本明細書では、特に記載しない場合、「軸方向」とは第一入力軸4の中心軸線の方向を示し、「径方向」とは第一入力軸4の中心軸線を中心とする半径方向を示し、「周方向」とは第一入力軸4の中心軸線を回転中心とする回転方向を示すものとする。 In this specification, unless otherwise specified, the “axial direction” indicates the direction of the central axis of the first input shaft 4, and the “radial direction” indicates a radius centered on the central axis of the first input shaft 4. The “circumferential direction” indicates a rotation direction with the central axis of the first input shaft 4 as the rotation center.
第一ブレーキ7は、第一入力軸4の回転を規制することができる。第一ブレーキ7は、第一入力軸4に接続された係合要素と、ケース6に接続された係合要素とを有する。ケース6は、遊星歯車機構10を含む動力伝達装置を収納する容器である。第一ブレーキ7は、第一入力軸4に接続された係合要素とケース6に接続された係合要素とが係合することにより第一入力軸4の回転を規制する。また、第一ブレーキ7は、第一入力軸4に接続された係合要素とケース6に接続された係合要素とが解放することにより、第一入力軸4の回転を許容する。
The first brake 7 can regulate the rotation of the first input shaft 4. The first brake 7 has an engagement element connected to the first input shaft 4 and an engagement element connected to the
リングギア13は、第二入力軸5と接続されている。第二入力軸5には、第二ブレーキ8および第二回転電機MG2が接続されている。つまり、リングギア13は、第二回転電機MG2が接続された第二回転要素に対応する。第二回転電機MG2は、ステータ33およびロータ34を有する。ロータ34は、第二入力軸5に接続されており、第二入力軸5と一体回転する。
The
第一回転電機MG1および第二回転電機MG2は、インバータを介してバッテリと接続されている。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。 The first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 are connected to a battery via an inverter. The first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 can convert the electric power supplied from the battery into mechanical power and output it, and are driven by the input power to convert the mechanical power into electric power. Can be converted. The electric power generated by the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 can be stored in the battery. As the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2, for example, an AC synchronous motor generator can be used.
第二ブレーキ8は、第二入力軸5の回転を規制することができる。第二ブレーキ8は、第二入力軸5に接続された係合要素と、ケース6に接続された係合要素とを有し、第二入力軸5に接続された係合要素とケース6に接続された係合要素とが係合することにより、第二入力軸5の回転を規制する。また、第二ブレーキ8は、第二入力軸5に接続された係合要素とケース6に接続された係合要素とが解放することにより、第二入力軸5の回転を許容する。
The second brake 8 can regulate the rotation of the
出力軸15は、差動機構20のデフリングギア21と噛み合っている。差動機構20には、左右の駆動軸22を介して駆動輪23が接続されている。つまり、リングギア13は、出力ギア15、差動機構20および駆動軸22を介して駆動輪23と接続されている。
The
ECU50は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ECU50は、車両100の各部を制御する制御装置としての機能を有する。ECU50は、エンジン1、第一クラッチ2、第二クラッチ3、第一ブレーキ7、第二ブレーキ8、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2とそれぞれ通信可能に接続されており、エンジン1、第一クラッチ2、第二クラッチ3、第一ブレーキ7、第二ブレーキ8、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を制御することができる。
The
車両100は、ハイブリッド車両であり、EV走行あるいはHV走行を選択的に実行することができる。EV走行は、エンジン1の動力によらずに、第一回転電機MG1あるいは第二回転電機MG2の少なくともいずれか一方を動力源として車両100を走行させる走行モードである。図2は、走行モードと各クラッチ2,3および各ブレーキ7,8の係合/解放の状態との対応関係を示す係合表を示す図である。なお、係合表では、第一クラッチ2を「C1」、第二クラッチ3を「C2」、第一ブレーキ7を「B1」、第二ブレーキ8を「B2」と記載している。係合表の各欄の白丸は係合を示し、空欄は解放を示す。本実施形態の車両100では、図2に示すように、EV走行モードとして、EV_A(第一EV)モード、EV_B(第二EV)モードおよびEV_スプリット(第三EV)モードの3つのモードを有する。
The
(EV_Aモード)
EV_Aモードは、第一回転電機MG1を動力源として走行することができるEV走行モードである。EV_Aモードでは、図2に示すように、第二ブレーキ8が係合され、各クラッチ2,3および第一ブレーキ7は解放される。第二ブレーキ8が係合されることにより、第二回転電機MG2およびリングギア13の回転が規制される。従って、リングギア13は、第一回転電機MG1の出力トルクに対する反力受けとして機能し、第一回転電機MG1のトルクをキャリア14から駆動輪23に出力させる。第一回転電機MG1は、正トルクを出力して正回転することにより、駆動輪23に前進方向の駆動力を発生させることができる。ここで、正回転とは、車両100の前進時のキャリア14の回転方向と同方向の回転であり、正トルクとは、正回転方向のトルクを示す。
(EV_A mode)
The EV_A mode is an EV traveling mode in which the first rotating electrical machine MG1 can travel using the power source. In the EV_A mode, as shown in FIG. 2, the second brake 8 is engaged, and the clutches 2, 3 and the first brake 7 are released. When the second brake 8 is engaged, the rotation of the second rotating electrical machine MG2 and the
(EV_Bモード)
EV_Bモードは、第二回転電機MG2を動力源として走行することができるEV走行モードである。EV_Bモードでは、図2に示すように、第一ブレーキ7が係合され、各クラッチ2,3および第二ブレーキ8が解放される。第一ブレーキ7が係合されていることにより、第一回転電機MG1およびサンギア11の回転が規制される。従って、サンギア11は、第二回転電機MG2の出力トルクに対する反力受けとして機能し、第二回転電機MG2のトルクをキャリア14から駆動輪23に出力させる。
(EV_B mode)
The EV_B mode is an EV traveling mode in which the second rotating electrical machine MG2 can travel using the power source. In the EV_B mode, as shown in FIG. 2, the first brake 7 is engaged, and the clutches 2, 3 and the second brake 8 are released. Since the first brake 7 is engaged, the rotation of the first rotating electrical machine MG1 and the
(EV_スプリットモード)
EV_スプリットモードは、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を動力源として走行することができるEV走行モードである。EV_スプリットモードでは、図2に示すように、各クラッチ2,3および各ブレーキ7,8が全て解放される。第一回転電機MG1および第二回転電機MG2は、それぞれトルクを出力してキャリア14を介して駆動輪23にそのトルクを伝達することができる。EV_スプリットモードでは、出力軸の回転数に対して任意に第一回転電機MG1および第二回転電機MG2の回転数を定めることが可能である。また、EV_スプリットモードでは、キャリア14から出力すべきトルクに対して、第一回転電機MG1の出力トルクおよび第二回転電機MG2の出力トルクは、ギア比(プラネタリ比)に応じて決定される。
(EV_split mode)
The EV_split mode is an EV traveling mode in which traveling can be performed using the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 as power sources. In the EV_split mode, as shown in FIG. 2, the clutches 2 and 3 and the brakes 7 and 8 are all released. The first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 can each output torque and transmit the torque to the
EV_Aモードでは、サンギア11が入力要素となり、EV_Bモードでは、リングギア13が入力要素となる。これにより、EV_Aモードは、EV_Bモードよりも低速側の変速比で動力が伝達される。
In the EV_A mode, the
HV走行は、エンジン1を動力源として車両100を走行させる走行モードである。本実施形態の車両100では、図2に示すように、HV走行モードとして、HV_A(第一HV)モード、HV_B(第二HV)モード、HV_直結(第三HV)モード、HV_Lowスプリット(第四HV)モード、およびHV_Highスプリット(第五HV)モードの5つのモードを有する。
The HV traveling is a traveling mode in which the
(HV_Aモード)
HV_Aモードは、エンジン1と第一回転電機MG1を動力源として走行することができるHV走行モードである。HV_Aモードでは、図2に示すように、第一クラッチ2および第二ブレーキ8が係合され、第二クラッチ3および第一ブレーキ7が解放される。第二ブレーキ8が係合されていることにより、第二回転電機MG2およびリングギア13の回転が規制される。また、第一クラッチ2が係合されていることにより、エンジン1とサンギア11および第一回転電機MG1とが接続されている。回転が規制されているリングギア13は、エンジン1および第一回転電機MG1の出力トルクに対する反力受けとして機能し、エンジン1および第一回転電機MG1のトルクをキャリア14から駆動輪23に出力させる。
(HV_A mode)
The HV_A mode is an HV travel mode in which the
(HV_Bモード)
HV_Bモードは、エンジン1と第二回転電機MG2を動力源として走行することができるHV走行モードである。HV_Bモードでは、図2に示すように、第二クラッチ3および第一ブレーキ7が係合され、第一クラッチ2および第二ブレーキ8が解放される。第一ブレーキ7が係合されていることにより、第一回転電機MG1およびサンギア11の回転が規制される。また、第二クラッチ3が係合されていることにより、エンジン1とリングギア13および第二回転電機MG2とが接続されている。回転が規制されているサンギア11は、エンジン1および第二回転電機MG2の出力トルクに対する反力受けとして機能し、エンジン1および第二回転電機MG2のトルクをキャリア14から駆動輪23に出力させる。
(HV_B mode)
The HV_B mode is an HV travel mode in which the
(HV_直結モード)
HV_直結モードは、エンジン1、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を動力源として走行することができるHV走行モードである。HV_直結モードでは、図2に示すように、第一クラッチ2および第二クラッチ3が係合され、第一ブレーキ7および第二ブレーキ8が解放される。クラッチ2,3が係合されていることにより、エンジン1は、サンギア11および第一回転電機MG1と接続され、かつリングギア13および第二回転電機MG2と接続されている。つまり、HV_直結モードでは、エンジン1のトルクがサンギア11およびリングギア13のそれぞれから遊星歯車機構10に入力される。また、クラッチ2,3が係合されていることにより、第一入力軸4と第二入力軸5とは連結されて一体回転する。つまり、サンギア11とリングギア13とは直結されており、同じ速度で回転する。従って、HV_直結モードでは、遊星歯車機構10は差回転せず、エンジン1の回転をそのままキャリア14に伝達する。HV_直結モードでは、エンジン1のトルクによって車両100を走行させることも、エンジン1のトルクに加えて第一回転電機MG1あるいは第二回転電機MG2の少なくともいずれか一方のトルクによって車両100を走行させることもできる。
(HV_Direct connection mode)
The HV_direct connection mode is an HV traveling mode in which traveling can be performed using the
(HV_Lowスプリットモード)
HV_Lowスプリットモードは、エンジン1、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を動力源として走行することができるHV走行モードである。HV_Lowスプリットモードでは、図2に示すように、第一クラッチ2が係合され、第二クラッチ3、第一ブレーキ7および第二ブレーキ8が解放される。第一クラッチ2が係合していることにより、エンジン1はサンギア11および第一回転電機MG1と接続されている。つまり、エンジン1のトルクは、サンギア11に入力される。第二回転電機MG2は、正トルクを出力してエンジン1と共にキャリア14から駆動輪23に対して前進方向の駆動力を伝達することができる。第一回転電機MG1は、正トルクを出力して車両100を前進駆動することも、エンジントルクの一部を消費して発電を行うことも、空転することも可能である。
(HV_Low split mode)
The HV_Low split mode is an HV traveling mode in which the
(HV_Highスプリットモード)
HV_Highスプリットモードは、エンジン1、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2を動力源として走行することができるHV走行モードである。HV_Highスプリットモードでは、図2に示すように、第二クラッチ3が係合され、第一クラッチ2、第一ブレーキ7および第二ブレーキ8が解放される。第二クラッチ3が係合していることにより、エンジン1はリングギア13および第二回転電機MG2と接続されている。つまり、エンジン1のトルクは、リングギア13に入力される。第一回転電機MG1は、正トルクを出力してエンジン1と共にキャリア14から駆動輪23に対して前進方向の駆動力を伝達することができる。第二回転電機MG2は、正トルクを出力して車両100を前進駆動することも、エンジントルクの一部を消費して発電を行うことも、空転することも可能である。
(HV_High split mode)
The HV_High split mode is an HV traveling mode in which the
ECU50は、走行状況に基づいて走行モードの切り替えを行うことができる。ECU50は、例えば、運転者の要求パワー、車速、バッテリの充電状態SOC等に基づいて走行モードを選択する。ここで、走行モードを切り替える場合に、走行モードの切り替え後に駆動力の抜けが発生する虞がある。例えば、走行モードの切り替え後の回転電機の目標トルクが出力可能なトルクを超える場合、駆動力の抜けが発生してドライバビリティの低下を招いてしまう。こうした駆動力の抜けは、サンギア11およびリングギア13の一方から他方に入力要素が切り替わるときに生じやすいと考えられる。一例として、第一回転電機MG1を動力源とするEV_Aモードから第二回転電機MG2を動力源とするEV_Bモードにモードを切り替える場合、切り替え後の第二回転電機MG2の目標トルクに対して出力可能なトルクが不足する場合、駆動力の抜けが生じてしまう。
The
本実施形態の車両制御装置1−1は、定められたモード間のモード切替に関しては、予め定められた所定の条件を満たす場合に許可する。具体的には、(EV_Aモード、HV_Aモード、HV_Lowスプリットモード)のモード群(以下、単に「第1モード群」と称する。)のいずれかのモードと、(EV_Bモード、HV_Bモード、HV_Highスプリットモード)のモード群(以下、単に「第2モード群」と称する。)のいずれかのモードとの切り替えは、所定の条件を満たす場合に許可される。 The vehicle control device 1-1 of the present embodiment permits the mode switching between the predetermined modes when a predetermined condition is satisfied. Specifically, any mode of (EV_A mode, HV_A mode, HV_Low split mode) mode group (hereinafter simply referred to as “first mode group”), and (EV_B mode, HV_B mode, HV_High split mode) ) Mode group (hereinafter simply referred to as “second mode group”) is allowed to switch to any mode.
第1モード群は、第一回転電機MG1を動力源とするEV走行モード(EV_Aモード)およびサンギア11とエンジン1とを接続したHV走行モード(HV_Aモード、HV_Lowスプリットモード)を含む。つまり、第1モード群は、EV走行モードやHV走行モードにおいてサンギア11を入力要素とするモード(EV_Aモード、HV_Aモード)と、サンギア11がエンジン1と接続され、サンギア11およびリングギア13のうちサンギア11が主入力要素となるHV走行モード(HV_Lowスプリットモード)を含んでいる。
The first mode group includes an EV traveling mode (EV_A mode) using the first rotating electrical machine MG1 as a power source and an HV traveling mode (HV_A mode, HV_Low split mode) in which the
第2モード群は、第二回転電機MG2を動力源とするEV走行モード(EV_Bモード)およびリングギア13とエンジン1とを接続したHV走行モード(HV_Bモード、HV_Highスプリットモード)を含む。つまり、第2モード群は、EV走行モードやHV走行モードにおいてリングギア13を入力要素とするモード(EV_Bモード、HV_Bモード)と、リングギア13がエンジン1と接続され、サンギア11およびリングギア13のうちリングギア13が主入力要素となるHV走行モード(HV_Highスプリットモード)を含んでいる。
The second mode group includes an EV traveling mode (EV_B mode) using the second rotating electrical machine MG2 as a power source and an HV traveling mode (HV_B mode, HV_High split mode) in which the
本実施形態の所定の条件は、以下の(a)乃至(c)の全ての条件を含む。
(a)「|第一回転電機MG1のトルク|=ρ×|第二回転電機MG2のトルク|」が可能である。
なお、ρは遊星歯車機構10のプラネタリ比であり、下記式(1)で示される。
ρ=サンギア歯数/リングギア歯数…(1)
例えば、EV_AモードからEV_Bモードにモードを切り替える場合、EV_Aモードにおける要求パワーに基づく第一回転電機MG1の目標トルクをT1、モード切替後のEV_Bモードにおける要求パワーに基づく第二回転電機MG2の目標トルクをT2とした場合に、下記式(2)が成立し、かつ目標トルクT2が第二回転電機MG2の出力可能なトルクである場合に、条件(a)が成立する。
T1=ρ×T2…(2)
The predetermined condition of the present embodiment includes all the following conditions (a) to (c).
(A) “| torque of first rotating electrical machine MG1 | = ρ × | torque of second rotating electrical machine MG2” is possible.
Note that ρ is the planetary ratio of the
ρ = number of sun gear teeth / number of ring gear teeth (1)
For example, when switching the mode from the EV_A mode to the EV_B mode, the target torque of the first rotating electrical machine MG1 based on the required power in the EV_A mode is T1, and the target torque of the second rotating electrical machine MG2 based on the required power in the EV_B mode after the mode switching Is set to T2, the following formula (2) is satisfied, and the condition (a) is satisfied when the target torque T2 is a torque that can be output from the second rotating electrical machine MG2.
T1 = ρ × T2 (2)
つまり、モード切替前の動力源の回転電機およびモード切替後の動力源の回転電機のいずれもが、キャリア14に出力すべきトルクに基づく目標トルクを出力可能である場合、(a)の条件が満たされる。言い換えると、(a)の条件は、サンギア11とリングギア13との変速比に応じて、第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とがキャリア14に等価なトルクを出力可能である条件である。(a)の条件が成立することは、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2のうちモード切り替え前の動力源の回転電機とモード切り替え後の動力源の回転電機とがキャリア14に等価なトルクを出力可能であることを示す。
That is, when both the rotating electrical machine of the power source before the mode switching and the rotating electrical machine of the power source after the mode switching can output the target torque based on the torque to be output to the
(b)モード切替後の第一回転電機MG1の回転数、第二回転電機MG2の回転数がそれぞれ許容回転数以下である。
条件(b)の許容回転数は、各回転電機MG1,MG2において許容される回転数(絶対値)の最大値である。つまり、モード切替後の第一回転電機MG1の回転数および第二回転電機MG2の回転数が許容される回転数であり、各回転電機MG1,MG2が回転数を制限されることなく動作可能であると予測される場合に(b)の条件が成立する。なお、(b)の条件は、以下の式(3)を満たすことが可能であることとされてもよい。
|第一回転電機MG1の回転数|=
(1/ρ)×|第二回転電機MG2の回転数|…(3)
(B) The number of rotations of the first rotating electrical machine MG1 and the number of rotations of the second rotating electrical machine MG2 after mode switching are each equal to or less than the allowable number of rotations.
The allowable rotational speed in the condition (b) is the maximum value of the rotational speed (absolute value) allowed in each rotating electrical machine MG1, MG2. That is, the number of rotations of the first rotating electrical machine MG1 and the number of rotations of the second rotating electrical machine MG2 after the mode switching are permissible rotational speeds, and the rotating electrical machines MG1 and MG2 can operate without limiting the rotational speed. When it is predicted that the condition is present, the condition (b) is satisfied. Note that the condition (b) may satisfy the following expression (3).
| Rotational speed of first rotating electrical machine MG1 | =
(1 / ρ) × | number of rotations of second rotating electrical machine MG2 | ... (3)
(c)モード切替後の各要素回転数が、各要素の許容回転数よりも小である。
条件(c)の各要素は、例えば、遊星歯車機構10のサンギア11、ピニオンギア12、リングギア13、キャリア14等の回転要素である。それぞれの要素には許容される回転数(絶対値)の最大値として許容回転数が定められている。つまり、モード切替後の遊星歯車機構10の各要素の回転数が許容される回転数であり、各要素の回転数の絶対値が許容回転数以上とならないと予測される場合に(c)の条件が成立する。
(C) Each element rotation speed after mode switching is smaller than the allowable rotation speed of each element.
Each element of the condition (c) is, for example, a rotating element such as the
図3は、モード切り替えの可否の判定に係るフローチャートである。ECU50は、図3に示すフローチャートに基づいてモード切り替えを許可するか否かを決定する。
FIG. 3 is a flowchart relating to determination of whether or not mode switching is possible. The
まず、ステップS1では、ECU50により、第1モード群のモードと第2モード群のモードとの切り替えフラグが成立したか否かが判定される。ECU50は、例えば、運転者の要求パワーに基づいてモード切り替えの要否および切り替え後のモードを決定する。要求パワーは、アクセル開度等に基づいて算出される。ステップS1の判定の結果、第1モード群のモードと第2モード群のモードとの切り替えフラグが成立したと判定された場合(ステップS1−Y)にはステップS2に進み、そうでない場合(ステップS1−N)にはステップS1が繰り返される。
First, in step S1, the
ステップS2では、ECU50により、下記式(4)が成立するか否かが判定される。 |第一回転電機MG1の発生可能トルク|=
ρ×|第二回転電機MG2の発生可能トルク|…(4)
ECU50は、モード切替前とモード切替後とで(主)動力源が第一回転電機MG1と第二回転電機MG2とで入れ替わる場合に、切替後の(主)動力源となる回転電機が要求されるトルクを発生可能か否かを判定する。なお、主動力源とは、第一回転電機MG1あるいは第二回転電機MG2のうち出力トルクの大きさが大きい方の回転電機である。
In step S2, the
ρ × | torque that can be generated by the second rotating electrical machine MG2 | (4)
When the (main) power source is switched between the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 before and after the mode switching, the
ステップS2の判定の結果、上記式(4)が成立すると判定された場合(ステップS2−Y)にはステップS3に進み、そうでない場合(ステップS2−N)にはステップS1に移行する。すなわち、ステップS2で否定判定がなされた場合、ステップS1で成立した切替フラグに係るモード切替は許可されない。 As a result of the determination in step S2, if it is determined that the above expression (4) is established (step S2-Y), the process proceeds to step S3. If not (step S2-N), the process proceeds to step S1. That is, if a negative determination is made in step S2, mode switching related to the switching flag established in step S1 is not permitted.
ステップS3では、ECU50により、モード切替後の第一回転電機MG1の回転数、第二回転電機MG2の回転数がそれぞれ許容回転数以下であるか否かが判定される。ステップS3の判定の結果、モード切替後の第一回転電機MG1の回転数、第二回転電機MG2の回転数がそれぞれ許容回転数以下であると判定された場合(ステップS3−Y)にはステップS4に進み、そうでない場合(ステップS3−N)にはステップS1に移行する。すなわち、ステップS3で否定判定がなされた場合、ステップS1で成立した切替フラグに係るモード切替は許可されない。
In step S3, the
ステップS4では、ECU50により、モード切替後の各要素回転数がそれぞれ各要素許容回転数よりも小であるか否かが判定される。ステップS4の判定の結果、モード切替後の各要素回転数がそれぞれ各要素許容回転数よりも小であると判定された場合(ステップS4−Y)にはステップS5に進み、そうでない場合(ステップS4−N)にはステップS1に移行する。すなわち、ステップS4で否定判定がなされた場合、ステップS1で成立した切替フラグに係るモード切替は許可されない。
In step S4, the
ステップS5では、ECU50により、モード切替制御がなされる。ECU50は、ステップS1で成立した切替フラグに係るモード切替を実行する。ステップS5が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S5, the
図3を参照して説明したモード切替判定によれば、モード切替時に回転電機MG1,MG2のトルク・出力不足による駆動力抜けが未然に抑制される。また、モード切替後の回転電機MG1,MG2や遊星歯車機構10の各要素の過回転が未然に抑制される。よって、モード切り替え時のドライバビリティの低下が抑制される。
According to the mode switching determination described with reference to FIG. 3, driving force loss due to insufficient torque and output of the rotating electrical machines MG <b> 1 and MG <b> 2 is suppressed before the mode switching. Further, over-rotation of each element of the rotary electric machines MG1 and MG2 and the
本実施形態の車両制御装置1−1は、EV走行からHV走行に移行する場合、第一始動あるいは第二始動によりエンジン1を始動することができる。
The vehicle control device 1-1 of the present embodiment can start the
(第一始動)
第一始動は、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2のうち回転中の回転電機MG1,MG2と停止状態のエンジン1とをクラッチ2,3を介して接続し、エンジン1を回転させてエンジン1を始動する始動方法である。エンジン1の停止状態とは、エンジン1が回転を停止している状態を示す。図8乃至図10は、EV_Aモードからの第一始動の説明に係る共線図である。各共線図において、符号S1はサンギア11、C1はキャリア14、R1はリングギア13を示す。図8は、EV_Aモードにおける第一始動の説明図、図9は、EV_Aモードの第一始動のエンジン始動後の図、図10は、HV_Lowスプリットモードを示す図である。
(First start)
In the first start, the rotating electrical machines MG1 and MG2 that are rotating out of the first rotating electrical machine MG1 and the second rotating electrical machine MG2 are connected to the stopped
EV_Aモードによる走行中にエンジン1を第一始動する場合、図8に示すように第一クラッチ2を係合することで、正トルクを出力して正回転している第一回転電機MG1とエンジン1とが接続される。このときに、第一クラッチ2は滑らせながら係合される。第一回転電機MG1およびサンギア11から第一クラッチ2を介して伝達されるトルクによりエンジン1がクランキングされ、図8に示すようにエンジン回転数が上昇する。ECU50は、エンジン回転数が上昇すると、燃料の供給およびファイアリングを行ってエンジン始動を完了させる(図9)。エンジン始動後は、例えば、図10に示すようにHV_Lowスプリットモードに移行することができる。
When the
第一始動では、クラッチ2,3が係合されて駆動輪23側の回転数に向けてエンジン回転が引き上げられる。以下の説明では、第一始動を押しがけ(始動)とも記載する。
In the first start, the clutches 2 and 3 are engaged, and the engine speed is increased toward the rotational speed on the
(第二始動)
第二始動は、第一回転電機MG1および第二回転電機MG2のうち停止状態の回転電機と停止状態のエンジン1とを接続して当該回転電機によってエンジン1を回転させてエンジン1を始動する始動方法である。回転電機MG1,MG2の停止状態は、回転電機MG1,MG2の回転が停止している状態を示し、回転電機MG1,MG2が0回転に制御されている状態を含む。図5乃至図7は、EV_Aモードからの第二始動の説明図である。図5は、EV_Aモードにおける第二始動の開始時を示す図、図6は、EV_Aモードにおける第二始動のエンジン始動時の図、図7は、HV_Highスプリットモードを示す図である。
(Second start)
The second start is a start in which the stopped rotating electrical machine and the stopped
EV_Aモードによる走行中にエンジン1を第二始動する場合、図5に示すように第二クラッチ3を係合することで、停止した第二回転電機MG2とエンジン1とが接続される。ECU50は、第二クラッチ3を係合すると共に第二ブレーキ8を解放して第二回転電機MG2およびリングギア13の回転を許容する。また、第二回転電機MG2に正トルクを出力させて正回転させる。これにより、図6に示すように、エンジン1は第二回転電機MG2と共に回転する。ECU50は、エンジン回転数が上昇すると、燃料の供給およびファイアリングを行ってエンジン始動を完了させる。エンジン始動後は、例えば、図7に示すように、HV_Highスプリットモードに移行することができる。
When the
第二始動では、回転電機MG1,MG2およびエンジン1が停止状態でクラッチ2,3が係合され、回転電機MG1,MG2の回転数とエンジン回転数とが同期した状態でエンジン回転数が上昇する。以下の説明では、第二始動を同期始動とも記載する。
In the second start, the rotating electrical machines MG1 and MG2 and the
第一始動では、回転中の回転電機とエンジン1とをクラッチ2,3を介して接続することでエンジン1の回転を引き上げる。よって、エンジン始動に要する時間を抑えて加速応答性を向上させることができる。一方で、クラッチ係合時等にショックが発生する虞がある。第二始動では、停止状態から回転電機の回転とエンジン回転とを同期させて回転を上昇させる。よって、エンジン始動に要する時間は長くなるが、ショックを抑制してエンジン1を始動できるという利点がある。
In the first start, the rotation of the
本実施形態の車両制御装置1−1は、運転者の要求パワーに基づいてエンジン1の始動方法および切替後の走行モードを決定する。これにより、運転者の感覚に合ったエンジン始動方法および走行モードを選択することができる。図4は、エンジン始動方法および走行モードの決定に係るフローチャートである。なお、図4のフローチャート内における要求パワーの判定閾値は、第一閾値P1<第二閾値P2<第三閾値P3<第四閾値P4の関係を満たす。
The vehicle control device 1-1 of the present embodiment determines a starting method of the
ステップS10では、ECU50により、現在の走行モードがEV_Aモードであるか否かが判定される。その判定の結果、EV_Aモードであると判定された場合(ステップS10−Y)にはステップS11に進み、そうでない場合(ステップS10−N)にはステップS17に進む。
In step S10, the
ステップS11では、ECU50により、要求パワーが第二閾値P2以上であるか否かが判定される。ECU50は、車両100に対する運転者の要求パワーが予め定められた第二閾値P2以上であるか否かを判定する。ステップS11の判定の結果、要求パワーが第二閾値P2以上であると判定された場合(ステップS11−Y)にはステップS12に進み、そうでない場合(ステップS11−N)にはステップS15に進む。
In step S11, the
ステップS12では、ECU50により、要求パワーが第三閾値P3以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第三閾値P3以上であると判定された場合(ステップS12−Y)にはステップS13に進み、そうでない場合(ステップS12−N)にはステップS16に進む。
In step S12, the
ステップS13では、ECU50により、要求パワーが第四閾値P4以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第四閾値P4以上であると判定された場合(ステップS13−Y)にはステップS14に進み、そうでない場合(ステップS13−N)にはステップS16に進む。
In step S13, the
ステップS14では、ECU50により、押しがけによるエンジン始動およびHV_Lowスプリットモードへの切り替えがなされる。要求パワーが第四閾値P4以上である場合、運転者の要求パワーは最も高レベルにある。従って、高トルクを出力可能なHV_Lowスプリットモードに切り替えることが運転者の感覚に合致していると考えられる。また、大きな加速が要求されている状況であるため、第一始動によってエンジン始動によるショックが発生したとしても受け入れられやすく、運転者に違和感を与えにくいと考えられる。
In step S14, the
ECU50は、図8から図10を参照して説明したように、第一クラッチ2を滑らせながら係合することにより、エンジン1の回転数を上昇させ(図8)、エンジン1を始動する(図9)。エンジン始動後は第二ブレーキ8を解放し、HV_Lowスプリットモードで車両100を走行させる(図10)。ステップS14が実行されると、本制御フローは終了する。
As described with reference to FIGS. 8 to 10, the
ステップS15では、ECU50により、EV_Aモードでの走行が実行される。つまり、EV_Aモードで走行中は、要求パワーが第二閾値P2未満であるとEV_Aモードによる走行が継続される。ステップS15が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S15, the
ステップS16では、ECU50により、同期してエンジン始動およびHV_Highスプリットモードへの切り替えがなされる。要求パワーが最高レベルではないものの比較的高レベルであるため、HV_Highスプリットモードに切り替えることが運転者の感覚に合致していると考えられる。また、最大加速が要求されてはいないため、第二始動によってショックの発生を抑制することが運転者の感覚に合っていると考えられる。
In step S16, the
ECU50は、図5から図7を参照して説明したように、第二クラッチ3を係合してエンジン1と第二回転電機MG2とを接続し(図5)、かつ第二ブレーキ8を解放して、第二回転電機MG2のトルクにより、第二回転電機MG2の回転数とエンジン1の回転数とを同期させたまま上昇させる(図6)。ECU50は、エンジン1の始動が完了すると、図7に示すようにHV_Highスプリットモードで車両100を走行させる。ステップS16が実行されると、本制御フローは終了する。
As described with reference to FIGS. 5 to 7, the
ステップS17では、ECU50により、要求パワーが第一閾値P1以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第一閾値P1以上であると判定された場合(ステップS17−Y)にはステップS18に進み、そうでない場合(ステップS17−N)にはステップS22に進む。
In step S17, the
ステップS18では、ECU50により、要求パワーが第二閾値P2以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第二閾値P2以上であると判定された場合(ステップS18−Y)にはステップS19に進み、そうでない場合(ステップS18−N)にはステップS23に進む。
In step S18, the
ステップS19では、ECU50により、要求パワーが第三閾値P3以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第三閾値P3以上であると判定された場合(ステップS19−Y)にはステップS20に進み、そうでない場合(ステップS19−N)にはステップS24に進む。
In step S19, the
ステップS20では、ECU50により、要求パワーが第四閾値P4以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが第四閾値P4以上であると判定された場合(ステップS20−Y)にはステップS21に進み、そうでない場合(ステップS20−N)にはステップS25に進む。
In step S20, the
ステップS21では、ECU50により、押しがけによるエンジン始動およびHV_Lowスプリットモードへの切り替えがなされる。ECU50は、例えば、切替前の走行モードがEV_Bモードである場合、図14、図15、図19を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図14は、EV_Bモードにおける第一始動の説明図、図15は、EV_Bモードにおける第一始動のエンジン始動後を示す図、図19は、HV_Lowスプリットモードを示す図である。ECU50は、第二クラッチ3を滑らせながら係合することによりエンジン1の回転数を上昇させ(図14)、エンジン1を始動する(図15)。
In step S21, the
ECU50は、エンジン1が始動すると、第二回転電機MG2と接続されたエンジン1を第一回転電機MG1につなぎ替える。具体的には、ECU50は、第一ブレーキ7を解放して第一回転電機MG1の回転数をエンジン回転数と同期させ、第二クラッチ3を解放して第一クラッチ2を係合する。これにより、図19に示すようにエンジン1は第一回転電機MG1と接続され、HV_Lowスプリットモードが実現される。ステップS21が実行されると、本制御フローは終了する。
When
ステップS22では、ECU50は、EV_BモードあるいはEV_スプリットモードで車両100を走行させる。ECU50は、走行状況等に基づいてEV_BモードあるいはEV_スプリットモードを選択し、選択した走行モードにモードを切り替える。ステップS22が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S22, the
ステップS23では、ECU50により、EV_Aモードへの切り替えがなされる。ステップS23が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S23, the
ステップS24では、ECU50により、同期してエンジン始動およびHV_Highスプリットモードへの切り替えがなされる。ECU50は、図11乃至図13を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替を行う。図11は、EV_Bモードにおける第二始動の説明図、図12は、エンジンのつなぎ替えを示す図、図13は、HV_Highスプリットモードを示す図である。
In step S24, the
ECU50は、図11に示すEV_Bモードにおいて、第一クラッチ2を係合して停止状態のエンジン1と第一回転電機MG1とを接続し、かつ第一ブレーキ7を解放して、第一回転電機MG1の回転上昇によってエンジン1の回転を上昇させる。ECU50は、エンジン1が始動すると、エンジン1を第一回転電機MG1から第二回転電機MG2につなぎ替える。具体的には、図12に示すように、第一クラッチ2を解放し、エンジン回転数と第二回転電機MG2の回転数とを同期させて第二クラッチ3を係合する。これにより、図13に示すように、HV_Highスプリットモードが実現される。ステップS24が実行されると、本制御フローは終了する。
In the EV_B mode shown in FIG. 11, the
ステップS25では、ECU50により、押しがけによるエンジン始動およびHV_Highスプリットモードへの切り替えがなされる。ECU50は、図14乃至図16を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替を行う。図16は、HV_Highスプリットモードを示す図である。
In step S25, the
ECU50は、第二クラッチ3を滑らせながら係合することによりエンジン1の回転数を上昇させ(図14)、エンジン1を始動する(図15)。ECU50は、エンジン1が始動すると、第一ブレーキ7を解放する。これにより、図16に示すようにHV_Highスプリットモードが実現される。ステップS25が実行されると、本制御フローは終了する。
The
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置1−1は、EV走行からHV走行に移行する場合、運転者の要求パワーが所定値(第四閾値P4)以上(S13−Y、S20−Y)であれば第一始動によりエンジン1を始動する。これにより、要求パワーが大である場合に速やかにエンジン1を始動して加速することが可能となり、ドライバビリティを向上させることができる。
As described above, when the vehicle control device 1-1 of the present embodiment shifts from EV traveling to HV traveling, the driver's required power is equal to or greater than a predetermined value (fourth threshold value P4) (S13-Y, S20- If Y), the
また、車両制御装置1−1は、EV走行からHV走行に移行する場合、要求パワーが所定値未満(S12−N、S13−N、S19−N)であれば第二始動によりエンジン1を始動する。これにより、エンジン始動時のショックを抑制して運転者に違和感を与えることを抑制することができる。
Further, when the vehicle control device 1-1 shifts from EV traveling to HV traveling, the
なお、要求パワーが所定値未満(S20−N)であっても、第一始動によりエンジン1を始動するようにしてもよい。例えば、EV_Bモードで走行中にステップS20で否定判定がなされてHV_Highスプリットモードへ切り替える場合である。この場合、切替前の入力要素がリングギア13であり、切替後のエンジン接続要素(主入力要素)もリングギア13である。このため、リングギア13とエンジン1とを接続して第一始動を行う方が、エンジン1のつなぎ替えも発生せず、第二始動を行うよりもモード切替に要する時間が短くて済む。
Even if the required power is less than the predetermined value (S20-N), the
第二始動を行う場合、サンギア11にエンジン1を接続して第一回転電機MG1と共にエンジン1の回転数を上昇させることで第一始動よりもエンジン始動にかかる時間が長くなる。更に、エンジン始動後はサンギア11からリングギア13にエンジン1をつなぎ替える時間が必要となる。このため、EVモードからHVモードへのモード切替に要する時間が長くなり、加速応答性の低下を招く可能性がある。これに対して、要求パワーが第二の所定値(第三閾値P3)以上である場合に第一始動によりエンジン1を始動するようにすれば、モード切替に要する時間を短縮し、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
When performing the second start, connecting the
このように、本実施形態では、EV走行からHV走行に移行する場合であって、かつ要求パワーが所定値未満である場合、サンギア11およびリングギア13のうち移行前に動力が入力される回転要素と移行後に動力が入力される回転要素とが異なるか否かに基づいて第一始動あるいは第二始動を選択する技術が開示されている。また、要求パワーが所定値未満である場合、要求パワーの大小に基づいて第一始動あるいは第二始動を選択する技術も開示されている。
As described above, in this embodiment, when shifting from EV traveling to HV traveling and the required power is less than a predetermined value, the rotation of the
また、EV_BモードあるいはEV_スプリットモードからEV_Aモードへの切り替えは、要求パワーが第一閾値P1以上である(S17−Y)ときに実行される。つまり、低負荷ではEV走行モード間の切り替えを行い、エンジン駆動を禁止する。これにより、平均エンジン熱効率の向上が可能となる。エンジン始動回数の増加抑制を図ることができる。 Further, switching from the EV_B mode or the EV_split mode to the EV_A mode is executed when the required power is equal to or higher than the first threshold value P1 (S17-Y). In other words, at low loads, switching between EV travel modes is performed and engine driving is prohibited. Thereby, the average engine thermal efficiency can be improved. It is possible to suppress an increase in the number of engine starts.
また、EV_AモードからHV走行モードへの切り替えは、要求パワーが第二閾値P2以上である(S11−Y)場合に実行される。第二閾値P2を適切に定めることで、回転電機のパワー不足による加速性能の低下が抑制される。 The switching from the EV_A mode to the HV traveling mode is executed when the required power is equal to or greater than the second threshold value P2 (S11-Y). By appropriately determining the second threshold value P2, a decrease in acceleration performance due to insufficient power of the rotating electrical machine is suppressed.
また、EV走行モードからHV走行モードの切替条件を満たし、かつ要求パワーが第三閾値P3以上を満たさないときは、EV_各モードから第二始動を経てHV_Highスプリットモードへの切り替えが実行される。これにより、緩加速時のエンジン始動ショック発生が抑制される。 When the switching condition from the EV traveling mode to the HV traveling mode is satisfied and the required power does not satisfy the third threshold value P3 or more, switching from the EV_each mode to the HV_High split mode is performed through the second start. As a result, the occurrence of engine start shock during slow acceleration is suppressed.
また、EV走行モードからHV走行モードの切替条件を満たし、かつ要求パワーが第四閾値P4以上を満たさないときは、EV_Aモードからは第二始動を経てHV_Highスプリットモードへの切り替え、EV_Bモード/EV_スプリットモードからは第一始動を経てHV_Highスプリットモードへの切り替えが実行される。これにより、加速時にエンジン始動時間短縮が見込まれ、加速性能が向上する。また、エンジン始動後に予測される変速比が比較的Highギア方向にあることが想定される。このため、High側の変速比における理論効率がHV_Lowスプリットモードよりも高効率のHV_Highスプリットモードが選択される。 When the switching condition from the EV driving mode to the HV driving mode is satisfied and the required power does not satisfy the fourth threshold P4 or more, the EV_A mode is switched to the HV_High split mode through the second start, and the EV_B mode / EV_ From the split mode, switching to the HV_High split mode is executed after the first start. As a result, the engine start time is expected to be shortened during acceleration, and the acceleration performance is improved. Further, it is assumed that the gear ratio predicted after engine startup is relatively in the high gear direction. For this reason, the HV_High split mode in which the theoretical efficiency at the high gear ratio is higher than that in the HV_Low split mode is selected.
また、EV走行モードからHV走行モードの切替条件を満たし、かつ要求パワーが第四閾値P4以上を満たすときは、EV_各モードから第一始動を経てHV_Lowスプリットモードへの切り替えが実行される。これにより、加速時にエンジン始動時間短縮が見込まれ、加速性能が向上する。また、要求パワーが第四閾値P4以上である場合、WOT加速のような急加速状態が想定される。このため、Low側の変速比における効率がよいHV_Lowスプリットモードが選択される。 When the switching condition from the EV traveling mode to the HV traveling mode is satisfied and the required power satisfies the fourth threshold value P4 or more, switching from the EV_ mode to the HV_Low split mode is performed through the first start. As a result, the engine start time is expected to be shortened during acceleration, and the acceleration performance is improved. Further, when the required power is equal to or greater than the fourth threshold value P4, a rapid acceleration state such as WOT acceleration is assumed. For this reason, the HV_Low split mode with high efficiency in the low-side gear ratio is selected.
また、HV_Lowスプリットモードは、HV_Highスプリットモードよりも、回転電機MG1,MG2等各部の許容回転数制限によりLowギアでの走行が不可とされる可能性が低い。このため、急加速状態ではHV_Lowスプリットモードが有利である。 Further, the HV_Low split mode is less likely than the HV_High split mode to travel in the Low gear due to the allowable rotational speed limit of each part such as the rotating electrical machines MG1, MG2. For this reason, the HV_Low split mode is advantageous in the rapid acceleration state.
また、要求パワーの判定閾値は、第一閾値P1<第二閾値P2<第三閾値P3<第四閾値P4の関係を満たす。よって、運転者の感覚に合うようにエンジン始動方法やモードの選択を行うことが可能となり、ドライバビリティの向上による商品性の向上が見込まれる。 Further, the determination threshold for the required power satisfies the relationship of first threshold P1 <second threshold P2 <third threshold P3 <fourth threshold P4. Therefore, it is possible to select the engine starting method and mode so as to suit the driver's feeling, and it is expected that merchantability will be improved by improving drivability.
なお、図17乃至図19を参照して説明するように、EV_Bモードからエンジン1の同期始動を行ってHV_Lowスプリットモードに移行することも可能である。図17は、EV_Bモードにおける第二始動の説明図、図18は、EV_Bモードにおける第二始動のエンジン始動後を示す図である。
As will be described with reference to FIGS. 17 to 19, the
ECU50は、EV_Bモードからエンジン1の同期始動(第二始動)を行う場合、第一クラッチ2を係合し(図17)、第一ブレーキ7を解放して第一回転電機MG1のトルクによって第一回転電機MG1およびエンジン1の回転数を上昇させる(図18)。ECU50は、エンジン1の始動が完了すると、HV_Lowスプリットモードで車両100を走行させる(図19)。
When performing the synchronous start (second start) of the
ECU50は、切替前のモードがEV_スプリットモードである場合、以下に説明するようにエンジン始動およびモード切替えを行うことができる。
When the mode before switching is the EV_split mode, the
(EV_スプリットモード→エンジン同期始動→HV_Highスプリットモード)
ECU50は、EV_スプリットモードから第二始動によりエンジン始動してHV_Highスプリットモードに切り替える場合、図20乃至図22を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図20は、EV_スプリットモードにおける第二始動の説明図、図21は、EV_スプリットモードにおける第二始動のエンジン始動後の図、図22は、HV_Highスプリットモードを示す図である。
(EV_split mode → engine synchronous start → HV_High split mode)
When starting the engine from the EV_split mode by the second start and switching to the HV_High split mode, the
ECU50は、EV_スプリットモードから第二始動を行う場合、まず第二回転電機MG2の回転数を0として第二回転電機MG2をエンジン回転数に同期させる。ECU50は、第二回転電機MG2の回転数が0となると、第二クラッチ3を係合してエンジン1と第二回転電機MG2とを接続する(図20)。次に、ECU50は、第二回転電機MG2のトルクにより、第二回転電機MG2およびエンジン1の回転数を上昇させてエンジン1を始動する(図21)。ECU50は、エンジン1の始動が完了すると、HV_Highスプリットモードにより車両100を走行させる(図22)。
When performing the second start from the EV_split mode, the
(EV_スプリットモード→エンジン押しがけ始動→HV_Highスプリットモード)
ECU50は、EV_スプリットモードから第一始動によりエンジン1を始動してHV_Highスプリットモードに切り替える場合、図23乃至図25を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図23は、EV_スプリットモードにおける第一始動の説明図、図24は、EV_スプリットモードにおける第一始動のエンジン始動後の図、図25は、HV_Highスプリットモードを示す図である。
(EV_split mode → engine push start → HV_High split mode)
When starting the
ECU50は、EV_スプリットモードから第一始動を行う場合、滑らせながら第二クラッチ3を係合する。これにより、図23に示すようにエンジン回転数が上昇する。ECU50は、エンジン回転数が上昇すると、エンジン1に対する燃料供給とファイアリングを行い、エンジン始動を完了させる(図24)。ECU50は、エンジン始動が完了すると、HV_Highスプリットモードで車両100を走行させる。
When performing the first start from the EV_split mode, the
(EV_スプリットモード→エンジン押しがけ始動→HV_Lowスプリットモード)
ECU50は、EV_スプリットモードから第一始動によりエンジン1を始動してHV_Lowスプリットモードに切り替える場合、図26乃至図28を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図26は、EV_スプリットモードにおける第一始動の説明図、図27は、EV_スプリットモードにおける第一始動のエンジン始動後の図、図28は、HV_Lowスプリットモードを示す図である。
(EV_split mode → engine push start → HV_Low split mode)
When starting the
ECU50は、EV_スプリットモードから第一始動を行う場合、第二回転電機MG2とエンジン1とを接続すること(図23)に代えて、第一回転電機MG1とエンジン1とを接続することができる。このようにすれば、エンジン1のつなぎ替えをすることなくHV_Lowスプリットモードに移行することができる。ECU50は、図26に示すように、滑らせながら第一クラッチ2を係合させ、エンジン回転数を上昇させる。ECU50は、エンジン回転数が上昇すると、エンジン1に対する燃料供給とファイアリングを行い、エンジン始動を完了させる(図27)。ECU50は、エンジン始動が完了すると、HV_Lowスプリットモードで車両100を走行させる(図28)。
When performing the first start from the EV_split mode, the
なお、以下に説明するように、EV走行モードからHV走行モードへ移行する場合に、移行後の走行モードをHV_直結モードとすることもできる。この場合、エンジン始動は、第二始動であることが好ましい。 As will be described below, when shifting from the EV traveling mode to the HV traveling mode, the traveling mode after the transition can be set to the HV_direct connection mode. In this case, the engine start is preferably a second start.
(EV_Aモード→エンジン同期始動→HV_直結モード)
ECU50は、EV_Aモードから第二始動によりエンジン1を始動してHV_直結モードに切り替える場合、図29乃至図31を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図29は、EV_Aモードにおける第二始動開始時の図、図30は、EV_Aモードにおける第二始動のエンジン始動時の図、図31は、HV_直結モードを示す図である。
(EV_A mode → engine synchronous start → HV_ direct connection mode)
When starting the
ECU50は、EV_Aモードから第二始動を行う場合、図29に示すように、第二クラッチ3を係合して第二回転電機MG2とエンジン1とを接続する。次に、ECU50は、第二ブレーキ8を解放し、図30に示すように第二回転電機MG2のトルクによって第二回転電機MG2およびエンジン1の回転数を上昇させてエンジン1を始動する。ECU50は、エンジン1が始動すると、第一回転電機MG1の回転数と第二回転電機MG2の回転数とを同期させて第一クラッチ2を係合する。これにより、図31に示すように、HV_直結モードが実現される。
When performing the second start from the EV_A mode, the
(EV_Bモード→エンジン同期始動→HV_直結モード)
ECU50は、EV_Bモードから第二始動によりエンジン1を始動してHV_直結モードに切り替える場合、図32乃至図34を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図32は、EV_Bモードにおける第二始動開始時の図、図33は、EV_Bモードにおける第二始動のエンジン始動時の図、図34は、HV_直結モードを示す図である。
(EV_B mode → engine synchronous start → HV_ direct connection mode)
When starting the
ECU50は、EV_Bモードから第二始動を行う場合、図32に示すように、第一クラッチ2を係合して第一回転電機MG1とエンジン1とを接続する。次に、ECU50は、第一ブレーキ7を解放し、図33に示すように第一回転電機MG1のトルクによって第一回転電機MG1およびエンジン1の回転数を上昇させてエンジン1を始動する。ECU50は、エンジン1が始動すると、第一回転電機MG1の回転数と第二回転電機MG2の回転数とを同期させて第二クラッチ3を係合する。これにより、図34に示すように、HV_直結モードが実現される。
When performing the second start from the EV_B mode, the
(EV_スプリットモード→エンジン同期始動→HV_直結モード)
ECU50は、EV_スプリットモードから第二始動によりエンジン1を始動してHV_直結モードに切り替える場合、図35乃至図37を参照して説明するように、エンジン始動およびモード切替えを行う。図35は、EV_スプリットモードにおける第二始動開始時の図、図36は、EV_スプリットモードにおける第二始動のエンジン始動時の図、図37は、HV_直結モードを示す図である。
(EV_split mode → engine synchronous start → HV_ direct connection mode)
When starting the
ECU50は、EV_スプリットモードから第二始動を行う場合、第一回転電機MG1あるいは第二回転電機MG2のいずれかとエンジン1とを接続する。ここでは、第一回転電機MG1とエンジン1とを接続する場合を例に説明する。ECU50は、第一回転電機MG1の回転数を0回転に同期して第一クラッチ2を係合し、第一回転電機MG1とエンジン1とを接続する。次に、ECU50は、第一ブレーキ7を解放し、図36に示すように第一回転電機MG1のトルクによって第一回転電機MG1およびエンジン1の回転数を上昇させてエンジン1を始動する。ECU50は、エンジン1が始動すると、第一回転電機MG1の回転数と第二回転電機MG2の回転数とを同期させて第二クラッチ3を係合する。これにより、図37に示すように、HV_直結モードが実現される。
When performing the second start from the EV_split mode,
上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。 The contents disclosed in the above embodiments can be executed in appropriate combination.
1−1 車両制御装置
1 エンジン
2 第一クラッチ
3 第二クラッチ
7 第一ブレーキ
8 第二ブレーキ
10 遊星歯車機構
11 サンギア
12 ピニオンギア
13 リングギア
14 キャリア
15 出力ギア
23 駆動輪
50 ECU
100 車両
MG1 第一回転電機
MG2 第二回転電機
1-1
100 vehicle MG1 first rotating electric machine MG2 second rotating electric machine
Claims (5)
第一回転電機が接続された第一回転要素と、第二回転電機が接続された第二回転要素と、出力軸としての第三回転要素と、を有する差動機構とを備え、
前記エンジンの動力によらずに前記第一回転電機あるいは前記第二回転電機の少なくともいずれか一方を動力源とするEV走行から前記エンジンを動力源とするHV走行に移行する場合、運転者の要求パワーが所定値以上であれば第一始動により前記エンジンを始動し、
前記第一始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち回転中の回転電機と停止状態の前記エンジンとをクラッチを介して接続し、前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動する
ことを特徴とする車両制御装置。 Engine,
A first rotating element connected to the first rotating electrical machine, a second rotating element connected to the second rotating electrical machine, and a differential mechanism having a third rotating element as an output shaft,
When shifting from EV running using at least one of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine as a power source without relying on the power of the engine, HV running using the engine as a power source is required by the driver. If the power is greater than or equal to a predetermined value, start the engine by the first start,
In the first start, the rotating electric machine that is rotating among the first rotating electric machine and the second rotating electric machine and the stopped engine are connected via a clutch, and the engine is started by rotating the engine. The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記第二始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち停止状態の回転電機と停止状態の前記エンジンとを接続して当該回転電機によって前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動する
請求項1に記載の車両制御装置。 When shifting from the EV running to the HV running, if the required power is less than the predetermined value, the engine is started by a second start,
In the second start, the stopped rotating electric machine of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine is connected to the stopped engine, and the engine is rotated by the rotating electric machine to start the engine. The vehicle control device according to claim 1.
前記第二始動では、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち停止状態の回転電機と停止状態の前記エンジンとを接続して当該回転電機によって前記エンジンを回転させて前記エンジンを始動する
請求項1に記載の車両制御装置。 When shifting from the EV traveling to the HV traveling, and when the required power is less than the predetermined value, rotation of the first rotating element and the second rotating element to which power is input before shifting Based on whether the element and the rotating element to which power is input after transition are different, select the first start or the second start,
In the second start, the stopped rotating electric machine of the first rotating electric machine and the second rotating electric machine is connected to the stopped engine, and the engine is rotated by the rotating electric machine to start the engine. The vehicle control device according to claim 1.
前記所定の条件は、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち切り替え前の動力源の回転電機と切り替え後の動力源の回転電機とが前記第三回転要素に等価なトルクを出力可能である条件、走行モードの切り替え後の前記第一回転電機の回転数および前記第二回転電機の回転数が許容される回転数である条件、および走行モードの切り替え後の前記差動機構の各回転要素の回転数が許容される回転数である条件を含む
請求項1から3のいずれか1項に記載の車両制御装置。 EV traveling mode using the first rotating electrical machine as a power source, HV traveling mode connecting the first rotating element and the engine, EV traveling mode using the second rotating electrical machine as a power source, and the second rotating element Switching to the HV driving mode in which the engine is connected is permitted when a predetermined condition is satisfied,
The predetermined condition is that, among the first rotating electric machine and the second rotating electric machine, the rotating electric machine of the power source before switching and the rotating electric machine of the power source after switching can output an equivalent torque to the third rotating element. Each of the differential mechanism after the switching of the traveling mode, the condition that the rotational speed of the first rotating electrical machine and the rotational speed of the second rotating electrical machine after the switching of the traveling mode are permissible rotational speeds, and The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, including a condition in which the number of rotations of the rotating element is an allowable number of rotations.
第一回転電機が接続された第一回転要素と、第二回転電機が接続された第二回転要素と、出力軸としての第三回転要素と、を有する差動機構とを備え、
前記第一回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第一回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードと、前記第二回転電機を動力源とするEV走行モードおよび前記第二回転要素と前記エンジンとを接続したHV走行モードとの切り替えは、所定の条件を満たす場合に許可され、
前記所定の条件は、前記第一回転電機および前記第二回転電機のうち切り替え前の動力源の回転電機と切り替え後の動力源の回転電機とが前記第三回転要素に等価なトルクを出力可能である条件、走行モードの切り替え後の前記第一回転電機の回転数および前記第二回転電機の回転数が許容される回転数である条件、および走行モードの切り替え後の前記差動機構の各回転要素の回転数が許容される回転数である条件を含む
ことを特徴とする車両制御装置。 Engine,
A first rotating element connected to the first rotating electrical machine, a second rotating element connected to the second rotating electrical machine, and a differential mechanism having a third rotating element as an output shaft,
EV traveling mode using the first rotating electrical machine as a power source, HV traveling mode connecting the first rotating element and the engine, EV traveling mode using the second rotating electrical machine as a power source, and the second rotating element Switching to the HV driving mode in which the engine is connected is permitted when a predetermined condition is satisfied,
The predetermined condition is that, among the first rotating electric machine and the second rotating electric machine, the rotating electric machine of the power source before switching and the rotating electric machine of the power source after switching can output an equivalent torque to the third rotating element. Each of the differential mechanism after the switching of the traveling mode, the condition that the rotational speed of the first rotating electrical machine and the rotational speed of the second rotating electrical machine after the switching of the traveling mode are permissible rotational speeds, and A vehicle control device comprising a condition that the number of rotations of the rotating element is an allowable number of rotations.
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2012
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