JP2015020484A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor as power sources.
従来、エンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両のうち、動力源として機能する二つのモータを備え、そのモータが発電機能を有するように構成された車両が知られている。その車両の動力伝達装置には、複数の回転要素からなる差動機構により構成された動力分割機構が含まれ、その動力分割機構は、三つの回転要素による差動作用を生じ、いずれか一つの回転要素がエンジンと連結され、他の一つの回転要素が第1モータと連結され、更に他の一つの回転要素が駆動輪および第2モータと連結されることも知られている。そして、エンジンが出力した動力を、動力分割機構によって発電機能を有する第1モータ側と、駆動輪に接続された出力部材側とに分割して伝達し、かつ第1モータが反力を生じることによりそのモータの回転数に応じてエンジンの回転数を適宜に制御することができる。このようにエンジンが出力する動力により走行する走行モードの他に、エンジンを停止させてモータが出力する動力のみにより走行する走行モードを設定することができるように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, among hybrid vehicles equipped with an engine and a motor, a vehicle is known that includes two motors that function as power sources, and the motors have a power generation function. The power transmission device of the vehicle includes a power split mechanism configured by a differential mechanism composed of a plurality of rotating elements, and the power split mechanism generates a differential action by three rotating elements, It is also known that the rotating element is connected to the engine, the other one rotating element is connected to the first motor, and the other one rotating element is connected to the drive wheel and the second motor. The power output from the engine is divided and transmitted to the first motor side having a power generation function by the power split mechanism and the output member side connected to the drive wheels, and the first motor generates a reaction force. Thus, the engine speed can be appropriately controlled according to the motor speed. In this way, in addition to the travel mode in which the vehicle travels with the power output from the engine, the travel mode in which the vehicle travels only with the power output by the motor while the engine is stopped can be set.
その種のツーモータ式ハイブリッド車両として、エンジンのクランクシャフトを固定するためのクラッチを備え、設定される走行モードに応じてクラッチの作動を制御する構成が、特許文献1および特許文献2に開示されている。それらの文献に記載された構成では、エンジンからの出力によって走行するトルク変換運転モードおよび充放電運転モードの場合にはクラッチを開放させ、他方、エンジンを停止して二つのモータからの出力によって走行するモータ運転モードの場合にはクラッチを係合させるように構成されている。また、特許文献1には、駆動軸に出力すべき要求トルクに基づいて二つのモータを駆動制御し、かつクラッチを制御することが記載されている。特許文献2には、エネルギ効率を考慮して二つのモータにおけるトルク配分を制御することが記載されている。
As such a two-motor hybrid vehicle,
しかしながら、各特許文献に記載された構成では、クラッチを開放させてエンジンから動力を出力して走行している状態から、クラッチを係合させるとともにエンジンを停止させ、かつ両方のモータから動力を出力して走行する状態に切り替わる際、駆動トルクが抜ける可能性がある。具体的には、各文献に記載された充放電運転モードで走行中、要求トルクが各モータの最大トルクの合算値以内となった場合にモータ運転モードへの切替を実施すると、その切替動作中は、エンジンの回転を停止させるために第1モータを制御し、かつクラッチが開放しているので、過渡的に第2モータからの出力のみで走行することになり、その要求トルクが、第2モータから出力可能な最大トルクよりも大きい場合や、第2モータの出力可能な最大トルクから所定の始動に必要なトルクを差し引いたトルクよりも大きい場合には、その要求トルクを満たすことができず駆動トルクが不足してしまう。このような一時的な駆動トルクの不足が、いわゆるトルク抜けと称される状態である。 However, in the configuration described in each patent document, the clutch is engaged and the engine is stopped and the power is output from both motors from the state where the clutch is disengaged and power is output from the engine. Then, when switching to the traveling state, the driving torque may be lost. Specifically, when driving in the charge / discharge operation mode described in each document and when the required torque falls within the total value of the maximum torque of each motor, switching to the motor operation mode is in progress. Controls the first motor in order to stop the rotation of the engine and the clutch is disengaged, so that the vehicle travels transiently only with the output from the second motor. If it is greater than the maximum torque that can be output from the motor, or if it is greater than the torque that is the maximum torque that can be output from the second motor minus the torque required for a predetermined start, the required torque cannot be satisfied. Drive torque is insufficient. Such a temporary shortage of driving torque is a so-called torque loss state.
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、複数の走行モードに設定できるハイブリッド車両の制御装置において、走行モードの切替時に駆動トルクが抜けることを低減できる制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and is a control device for a hybrid vehicle that can be set to a plurality of travel modes. It is intended to provide.
上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、エンジンに連結された第1回転要素と、発電機能を有する第1モータに連結された第2回転要素と、第2モータおよび出力部材に連結された第3回転要素とを有し、各回転要素が差動作用を生じる差動機構と、前記第1回転要素を選択的に固定する固定手段とを備え、前記固定手段を開放させて少なくとも前記エンジンが出力する動力により走行する第1走行モードと、前記固定手段を係合させて前記第1モータおよび第2モータが出力する動力により走行する第2走行モードと、前記第2モータが出力する動力のみにより走行する第3走行モードとを切り替えるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、前記第1走行モードから前記第2走行モードへの切り替えを禁止するとともに、前記固定手段を係合完了させた後に前記第3走行モードから前記第2走行モードへ切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
この発明によれば、駆動特性が異なる複数の走行モードを設定することができ、その走行モードの切り替え時に駆動トルクが要求駆動力よりも不足することを低減できるとともに、その切り替え応答性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to set a plurality of driving modes having different driving characteristics, and to reduce the driving torque from being insufficient than the required driving force when switching the driving modes, and to improve the switching response. be able to.
以下、この発明を具体的に説明する。この発明で対象とする車両は、いわゆるツーモータ式ハイブリッド車両であって、種類の異なる動力源としてエンジンおよび二つのモータが搭載されている。この発明の一例におけるハイブリッド車両の制御装置は、駆動特性が異なる複数の走行モードを設定できるとともに、その走行モードを切り替える制御を実行するように構成されている。図1は、この発明で対象とすることができるパワートレーンの一例を示している。図1に示すように、車両Veは、動力源として、燃料を燃焼させて動力を出力するエンジン(ENG)1と、電力が供給されて動力を出力する機能と機械的な外力によって強制的に回転させられて発電する機能とを有する第1モータ・ジェネレータ(MG1)2および第2モータ・ジェネレータ(MG2)3とを備えている。エンジン1は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンやガスエンジンなど、燃料を使用する内燃機関である。モータ・ジェネレータ2,3は、図示しない蓄電装置から電力を供給されて駆動し、あるいは発電した電力を蓄電装置へ供給するように構成されている。
The present invention will be specifically described below. The target vehicle in the present invention is a so-called two-motor hybrid vehicle, and an engine and two motors are mounted as different types of power sources. The control apparatus for a hybrid vehicle according to an example of the present invention is configured to set a plurality of travel modes having different drive characteristics and to perform control for switching the travel modes. FIG. 1 shows an example of a power train that can be used in the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle Ve is forcibly driven by an engine (ENG) 1 that outputs fuel by burning fuel as a power source, a function that outputs power by supplying power, and a mechanical external force. A first motor / generator (MG1) 2 and a second motor / generator (MG2) 3 having a function of generating electric power by being rotated are provided. The
エンジン1から車軸11に到る動力伝達経路中には、エンジン1が出力した動力を、第1モータ・ジェネレータ2側と車軸11と一体回転するように連結された図示しない駆動輪側とに分割する動力分割機構5が設けられている。動力分割機構5は、複数の回転要素を有し差動作用を生じる差動機構によって構成され、図1に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。その動力分割機構5は、エンジン1の出力軸(クランクシャフト)4と同一の軸線上に配置され、三つの回転要素として、外歯歯車であるサンギヤ5sと、サンギヤ5sに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ5rと、サンギヤ5sおよびリングギヤ5rと噛み合った状態で配置されているピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤ5cと備えている。サンギヤ5sに第1モータ・ジェネレータ2のロータ2aが一体回転するように連結されている。その第1モータ・ジェネレータ2は、動力分割機構5に隣接して配置され、かつ軸線方向で動力分割機構5に対してエンジン1とは反対側に配置されている。キャリヤ5cにエンジン1の出力軸4が一体回転するように連結されている。リングギヤ5rにドライブギヤ6が一体回転するように連結されている。そのドライブギヤ6は、軸線方向でエンジン1と動力分割機構5との間に配置されている。
In the power transmission path from the
また、キャリヤ5rの回転を選択的に止めるように構成されたブレーキBが、エンジン1から動力分割機構5に到る動力伝達経路中に設けられている。すなわち、キャリヤ5rとエンジン1の出力軸4とは一体回転するように連結されているから、ブレーキBは、エンジン1の出力軸4の回転を止める固定手段として機能する。ブレーキBは、例えば油圧によって係合する摩擦ブレーキによって構成されている。なお、軸線方向ではエンジン1と動力分割機構5との間にブレーキBが配置されている。また、出力軸4の延長軸線上にオイルポンプ(OP)12が配置されている。オイルポンプ12は、潤滑や制御のための油圧を発生するためのものであり、出力軸4がオイルポンプ12に連結されており、エンジン1によってオイルポンプ12を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。
A brake B configured to selectively stop the rotation of the
また、リングギヤ5rと一体回転するドライブギヤ6は、カウンタギヤ機構7を介して終減速機であるデファレンシャル10に連結されている。カウンタギヤ機構7は、動力分割機構5や第1モータ・ジェネレータ2などの回転中心軸線と平行に配置されたカウンタシャフト7bと、そのカウンタシャフト7bに一体回転するように取り付けられたカウンタドリブンギヤ7aおよびカウンタドライブギヤ7cとから構成されている。すなわち、ドライブギヤ6はカウンタドリブンギヤ7aに噛み合っている。カウンタドリブンギヤ7aは、ドライブギヤ6より小径のギヤであり、動力分割機構5からカウンタシャフト7bに向けてトルクを伝達する場合に減速作用(トルクの増幅作用)が生じる。カウンタドライブギヤ7cは、カウンタドリブンギヤ7aよりも小径のギヤであり、デファレンシャル10のリングギヤ9に噛み合っている。リングギヤ9は、カウンタドライブギヤ7cよりも大径のギヤである。そして、デファレンシャル10から左右の車軸11を介して左右の駆動輪に動力を伝達するように構成されている。なお、図1では作図の都合上、デファレンシャル10の位置を図1における右側にずらして記載してある。
The drive gear 6 that rotates integrally with the
さらに、第2モータ・ジェネレータ3は、回転中心軸線がカウンタシャフト7bと平行になるように配置されている。第2モータ・ジェネレータ3のロータ3aと一体回転するように連結されたリダクションギヤ8が、カウンタドリブンギヤ7aに噛み合っている。リダクションギヤ8は、カウンタドリブンギヤ7aより小径であり、第2モータ・ジェネレータ3のトルク(MG2トルク)を増幅してカウンタドリブンギヤ7aもしくはカウンタシャフト7bに伝達するように構成されている。すなわち、例えばエンジン1からの動力で走行している場合など、動力伝達機構5から駆動輪側に伝達されるトルクに、MG2トルクを付加できるように構成されている。
Further, the second motor /
なお、図1に示すパワートレーンを備えた車両において、各モータ・ジェネレータ2,3は、図示しないインバータなどのコントローラを介して蓄電池などの蓄電装置に接続されている。そして、各モータ・ジェネレータ2,3はモータとして機能し、また発電機として機能するように、電子制御装置によって電流が制御される。また、エンジン1は、電子制御装置によってスロットル開度や点火時期が制御され、さらには自動停止ならびに始動再始動の制御が行われる。
In the vehicle provided with the power train shown in FIG. 1, each motor /
ここで、図2を参照して、車両Veにおける各種制御を実施するコントローラとしての電子制御装置について説明する。図2に示すように、車両Veに搭載された電子制御装置として、走行のための全体的な制御を行うハイブリッド制御装置(以下「HV−ECU」という)21と、各モータ・ジェネレータ2,3を制御するためのモータ・ジェネレータ制御装置(以下「MG−ECU」という)22と、エンジン1を制御するためのエンジン制御装置(以下「ENG−ECU」という)23とが設けられている。これらの各ECU21,22,23は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。なお、以下の説明では、各ECU21,22,23を区別する必要がない場合には単にECUと記載して説明する場合がある。
Here, with reference to FIG. 2, an electronic control device as a controller for performing various controls in the vehicle Ve will be described. As shown in FIG. 2, as an electronic control device mounted on a vehicle Ve, a hybrid control device (hereinafter referred to as “HV-ECU”) 21 that performs overall control for traveling, and
その入力データの例を挙げると、HV−ECU21には、車速、アクセル開度、第1モータ・ジェネレータ2の回転数(MG1回転数)、第2モータ・ジェネレータ3の回転数(MG2回転数)、リングギヤ5rの回転数(出力軸回転数)、エンジン1の回転数、蓄電装置の充電容量(SOC)などがHV−ECU21に入力されている。また、HV−ECU21から出力される指令信号の例を挙げると、第1モータ・ジェネレータ2のトルク指令値、第2モータ・ジェネレータ3のトルク指令値、エンジン1のトルク指令値、ブレーキBの油圧指令値PBなどがある。
As an example of the input data, the HV-
その第1モータ・ジェネレータ2のトルク指令値および第2モータ・ジェネレータ3のトルク指令値は、MG−ECU22に制御データとして入力される。MG−ECU22は、それらのトルク指令値に基づいて演算を行って第1モータ・ジェネレータ2や第2モータ・ジェネレータ3の電流指令信号を出力するように構成されている。また、エンジントルク指令信号は、ENG−ECU23に制御データとして入力される。ENG−ECU23は、エンジントルク指令信号に基づいて演算を行って電子スロットルバルブ(図示せず)に対してスロットル開度信号を出力し、また点火時期を制御する点火信号を出力するように構成されている。
The torque command value of the first motor / generator 2 and the torque command value of the second motor /
図1に示すパワートレーンを搭載した車両Veでは、各ECU21,22,23による制御によって、駆動特性の異なる複数の走行モードを設定することができる。すなわち、この発明で対象とする制御装置は、エンジン1が出力する動力により走行するエンジン走行モード(第1走行モード)と、両モータ・ジェネレータ2,3が出力する動力により走行するツーモータ走行モード(第2走行モード)と、第2モータ・ジェネレータ3が出力する動力のみで走行するワンモータ走行モード(第3走行モード)とを選択できるように構成されている。
In the vehicle Ve equipped with the power train shown in FIG. 1, a plurality of driving modes having different driving characteristics can be set by the control of the
エンジン走行モードでは、要求駆動力を満たすパワーをエンジン1が出力するように制御され、燃費が良好になるようにエンジン1の回転数が制御される。具体的には、エンジン走行モードでは、ブレーキBを開放させ、エンジン1が出力した動力が動力分割機構5において第1モータ・ジェネレータ2側にドライブギヤ6側とに分割され、ドライブギヤ6側に分割された動力はカウンタシャフト7bを介してデファレンシャル10に伝達される。さらに、動力分割機構5を介して第1モータ・ジェネレータ2側に伝達された動力は、第1モータ・ジェネレータ2により一旦電力に変換された後に第2モータ・ジェネレータ3で機械的な動力(MG2トルク)に変換され、そのMG2トルクがカウンタドリブンギヤ7aやカウンタシャフト7b等を介してデファレンシャルギヤ10に伝達される。
In the engine travel mode, the
また、エンジン走行モードを周知の共線図を用いて示すと、図3に示す通りである。図3に示すように、エンジン走行モードでは、入力要素であるキャリヤ5cにエンジン1のトルクが作用し、出力要素であるリングギヤ5rに走行抵抗に相当するトルクが作用している。この状態で、反力要素であるサンギヤ5sに第1モータ・ジェネレータ2のトルクを負方向(エンジントルクの作用方向とは反対の方向)を作用させると、リングギヤ5rに正方向のトルクが生じる。第1モータ・ジェネレータ2による負方向のトルクは、第1モータ・ジェネレータ2が正回転(エンジン1と同じ方向の回転)している状態では、第1モータ・ジェネレータ2を発電機として機能させることにより生じる。したがって、第1モータ・ジェネレータ2で電力が生じ、その電力が第2モータ・ジェネレータ3に供給されて第2モータ・ジェネレータ3がモータとして動作し、そのMG2トルクがエンジン1からのトルクに合算されて車軸11に伝達される。すなわち、いわゆるハイブリッド走行では、図3に示すリングギヤ5rに作用する正方向のトルクには、エンジントルクにMG2トルクが付加されている。
Further, when the engine running mode is shown using a well-known nomograph, it is as shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the engine travel mode, the torque of the
なお、共線図は、差動機構が有する複数の回転要素を縦線で示し、縦線同士の間隔をその縦線で示される回転要素同士の変速比(ギヤ比)に対応した間隔として、それらの回転要素の回転数を縦線方向の長さによって表した周知の図である。この具体例の動力分割機構5は、シングルピニオン型遊星歯車機構により構成されているので、共線図においては、左側に第1モータ・ジェネレータ2が連結されたサンギヤ5sを表す縦線、右側に第2モータ・ジェネレータ3が連結されたリングギヤ5rを表す縦線が位置し、これら縦線の間にエンジン1に連結されたキャリヤ5cを表す縦線が位置している。
In the collinear diagram, a plurality of rotating elements included in the differential mechanism are indicated by vertical lines, and an interval between the vertical lines is defined as an interval corresponding to a transmission ratio (gear ratio) between the rotating elements indicated by the vertical lines. It is the well-known figure which represented the rotation speed of those rotation elements with the length of the vertical line direction. Since the
ツーモータ走行モードでは、要求駆動力を満たすパワーを二つのモータ・ジェネレータ2,3が出力するように制御され、エンジン1は駆動トルクを出力していない。具体的には、ツーモータ走行モードでは、ブレーキBを係合させ、エンジン1の出力軸4を固定させた状態で、蓄電装置の電力を使用して両モータ・ジェネレータ2,3から動力を出力する。すなわち、第1モータ・ジェネレータ2は負回転方向に駆動され、かつ第2モータ・ジェネレータ3が正回転方向に駆動され、MG1トルクおよびMG2トルクがカウンタシャフト7bを介して車軸11に伝達され、車両が前進走行する。したがって、エンジン1を連れ回すことによる動力損失を回避するために、ツーモータ走行モードでは、ブレーキBを係合させてエンジン1の回転を止めている。このツーモータ走行モードを示す共線図を図4に示してある。図4に示すように、ツーモータ走行モードでは、入力要素であるサンギヤ5sに負方向のMG1トルクが作用し、反力要素であるキャリヤ5cがブレーキBにより固定され、出力要素であるリングギヤ5rに正方向のMG2トルクが作用している。すなわち、MG1トルクは、リングギヤ5rに正方向のトルクとして作用する。したがって、両モータ・ジェネレータ2,3はモータとして機能し、ギヤ比に応じたMG1トルクおよびMG2トルクが車軸11に伝達される。
In the two-motor running mode, control is performed so that the two
ワンモータ走行モードでは、要求駆動力を満たすパワーを第2モータ・ジェネレータ3のみで出力するように制御される。すなわち、蓄電装置の電力で第2モータ・ジェネレータ3が正回転方向に駆動され、駆動トルクとしてMG2トルクのみがカウンタシャフト7bを介して車軸11に伝達され、車両が前進走行する。また、ワンモータ走行モードでは、エンジン1はトルクを出力しない停止状態に制御されている。したがって、ワンモータ走行モードでは、ブレーキBを係合あるいは開放させることができる。例えば、ワンモータ走行モード中にブレーキBを開放させている場合には、サンギヤ5sに連結されている第1モータ・ジェネレータ2を制御して、キャリヤ5cに連結されているエンジン1の回転を制御することができる。一方、ブレーキBを係合させてエンジン1を回転不能に固定している場合、サンギヤ5sに連結されている第1モータ・ジェネレータ2が逆回転するから、減速時に第1モータ・ジェネレータ2を発電機として機能させれば、エネルギを回生しつつ制動力を発生させることができる。さらに、そのワンモータ走行モードのうちブレーキBが係合状態であれば、その状態で第1モータ・ジェネレータ2に蓄電装置から給電して負方向のトルク(MG1トルク)を生じさせて、MG1トルクがリングギヤ5rに正回転方向のトルクとして作用し、MG2トルクに合算されて車軸11に伝達される。すなわち、車両Veの走行モードは、ワンモータ走行モードからツーモータ走行モードに切り替わる。
In the one-motor running mode, control is performed so that power that satisfies the required driving force is output only by the second motor /
ここで、走行モードの切替制御について説明する。図5は、車速を横軸、要求駆動力を縦軸として、走行モードが設定される運転領域を示す図である。図5に示すように、ワンモータ走行モードを実行する領域(ワンモータ走行領域)Iと、ツーモータ走行モードを実行する走行領域(ツーモータ走行領域)IIと、エンジン走行モードを実行する領域(エンジン走行領域)IIIとが、車速と要求駆動力とにより決定される。要求駆動力は、アクセル開度と車速とに応じて予め定められている。また、要求駆動力は、車両の動力性能もしくは動力特性を決める要因になるものであり、車種ごと、もしくは車格ごとに設計上、定めることができる。 Here, the traveling mode switching control will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a driving region in which a traveling mode is set with the vehicle speed as the horizontal axis and the required driving force as the vertical axis. As shown in FIG. 5, a region (one-motor traveling region) I for executing the one-motor traveling mode, a traveling region (two-motor traveling region) II for executing the two-motor traveling mode, and a region (engine traveling region) for executing the engine traveling mode. III is determined by the vehicle speed and the required driving force. The required driving force is determined in advance according to the accelerator opening and the vehicle speed. The required driving force is a factor that determines the power performance or power characteristics of the vehicle, and can be determined by design for each vehicle type or for each vehicle case.
例えば、アクセル開度がある程度以上に大きい場合、あるいは車速がある程度以上の高車速の場合、要求駆動力および車速により決定される動作点(運転領域)が、エンジン走行領域III内に含まれるので、エンジン走行モードに設定される。これに対して、アクセル開度が小さいことにより要求駆動力が小さい場合、上記の動作点はワンモータ走行領域I内となるから、ワンモータ走行モードに設定されてエンジン1が停止される。また、要求駆動力がこれらエンジン走行領域IIIとワンモータ走行領域Iとの間にある場合には、上記の動作点はツーモータ走行領域IIになり、ツーモータ走行モードに設定することが可能になる。このツーモータ走行領域IIで、第1および第2のモータ・ジェネレータ2,3に蓄電装置から給電してこれらのモータ・ジェネレータ2,3がモータとして機能するように制御される。したがって、ワンモータ走行モードもしくはツーモータ走行モードは、蓄電装置に充電量(State of Charge:SOC)が十分にあること、第2モータ・ジェネレータ3がトルクを出力できる状態になっていること、エンジン1を停止してもよい状態になっていることなどの条件が成立している場合に実行される。
For example, when the accelerator opening is larger than a certain level, or when the vehicle speed is a high vehicle speed exceeding a certain level, the operating point (driving region) determined by the required driving force and the vehicle speed is included in the engine traveling region III. The engine running mode is set. On the other hand, when the required driving force is small due to the small accelerator opening, the operating point is in the one-motor traveling region I, so the one-motor traveling mode is set and the
そして、車両Veが走行している場合、登降坂路などの道路状況や交通量あるいは規制速度の変化などの走行環境に応じてアクセル操作が行われ、また車速が変化するから、車両の運転領域(動作点)が変化し、それに伴って走行モードが切り替えられる。すなわち、図5は、走行モード切替用のマップとして機能し、車両Veの運転領域が図5に示す走行領域の境界を跨ぐことにより、走行モードを切り替えられることができる。例えばアクセル開度が減じられた場合には、図5に矢印aで示すように、車両Veの運転領域はエンジン走行領域IIIからツーモータ走行領域IIに変化する。あるいは、アクセル開度が一定の状態で走行負荷により減速している場合には、図5に矢印bで示すように、その運転領域がエンジン走行領域IIIからツーモータ走行領域IIに変化する。反対に、ワンモータ走行領域Iの状態でアクセル開度が増大させられた場合には、車両の運転領域はワンモータ走行領域Iからツーモータ走行領域IIに変化する。これらの運転領域の変化に伴う走行モードの切り替えのための制御は、前述したECU21,22,23によって実行される。
When the vehicle Ve is traveling, the accelerator operation is performed in accordance with the road environment such as an uphill / downhill road, the travel environment such as a change in traffic volume or the regulation speed, and the vehicle speed changes. The operating point) changes, and the traveling mode is switched accordingly. That is, FIG. 5 functions as a map for driving mode switching, and the driving mode can be switched when the driving region of the vehicle Ve crosses the boundary of the driving region shown in FIG. For example, when the accelerator opening is decreased, the operation region of the vehicle Ve changes from the engine travel region III to the two-motor travel region II, as indicated by an arrow a in FIG. Alternatively, when the accelerator opening is constant and the vehicle is decelerating due to the traveling load, the operating region changes from the engine traveling region III to the two-motor traveling region II, as indicated by an arrow b in FIG. On the other hand, when the accelerator opening is increased in the state of the one-motor traveling region I, the driving region of the vehicle changes from the one-motor traveling region I to the two-motor traveling region II. The control for switching the driving mode in accordance with the change of the driving range is executed by the
それらECU21,22,23によって実行される走行モードの切り替え制御の一例について、図7を参照して説明する。図7に示すように、制御装置は、エンジン1の暖機が終了したか否かを判別する(ステップS1)。このステップS1の判別処理は、モータ作動よりもエンジン作動を優先する必要がなくなったか否かを判別している。また、ステップS1において、蓄電装置のSOCが所定値以上であるか否かを判別する処理を実行するように構成されてもよい。すなわち、ステップS1では、車両Veがワンモータ走行モードあるいはツーモータ走行モードに設定可能であるか否かを判別している。そして、エンジン1の暖機が終了していないことによりステップS1で否定的に判断された場合、エンジン走行モードを継続し(ステップS7)、このルーチンを終了する。
An example of travel mode switching control executed by the
エンジン1の暖機が終了したことによりステップS1で肯定的に判断された場合、現在のブレーキBの状態を検出して(ステップS2)、アクセル開度が低開度側へ戻されたか否かを判別する(ステップS3)。ブレーキBの状態とは、係合状態もしくは開放状態(スタンバイ状態を含む)である。ステップ2の処理では、油圧指令値PBを検出し、あるいは図示しない油圧センサなどにより現在のブレーキBの状態を検出してもよい。ステップS3の判別処理では、アクセルペダルの踏み込み量が減少すること(アクセル戻り)を検出したか否かを判別する。すなわち、加速要求を検出したか否かを判別するように構成されている。アクセル開度が低開度側に戻されたことによりステップS3で肯定的に判断された場合、ツーモータ走行領域を設定する(ステップS6)。ツーモータ走行領域を設定するとは、走行モードの切替制御時に、図5に示すツーモータ走行領域IIが設定された切替マップが用いられることである。
If the determination in step S1 is affirmative due to the completion of warm-up of the
一方、アクセル開度が低開度側に戻されなかったことによりステップS3で否定的に判断された場合、前述したステップS2で検出したブレーキBの状態が、係合状態またはスタンバイ状態であるか否かを判断する(ステップS4)。スタンバイ状態とは、ブレーキBの油圧が供給されて係合部材同士の間隔が詰められている状態である。すなわち、ブレーキBの油圧を低圧待機させて、ブレーキBでトルク容量を生じていない状態のことをスタンバイ状態という。一方、係合状態では、ブレーキBでトルク容量が生じている。例えば、ステップS4の処理は、出力した油圧指令値PBとブレーキBを係合完了させる所定油圧との偏差が所定値以内であるか否かにより判断するように構成されている。あるいは、係合完了させるための目標油圧と実際の油圧との偏差を比較して判断するように構成されてもよい。 On the other hand, if a negative determination is made in step S3 because the accelerator opening is not returned to the low opening side, is the state of the brake B detected in step S2 described above being an engaged state or a standby state? It is determined whether or not (step S4). The standby state is a state where the hydraulic pressure of the brake B is supplied and the intervals between the engaging members are reduced. That is, a state in which the brake B hydraulic pressure is kept at a low pressure and no torque capacity is generated in the brake B is referred to as a standby state. On the other hand, in the engaged state, torque capacity is generated in the brake B. For example, the process of step S4 is configured to determine whether or not the deviation between the output hydraulic pressure command value PB and a predetermined hydraulic pressure at which the brake B is engaged is within a predetermined value. Alternatively, the determination may be made by comparing the deviation between the target hydraulic pressure for completing the engagement and the actual hydraulic pressure.
ブレーキBが係合状態あるいはスタンバイ状態であることによりステップS4で肯定的に判断された場合、前述したステップS6に進む。この場合、エンジン走行モードからツーモータ走行モードに切り替わる制御を実行することが許可される。また、前述したステップS4の判断処理は、後述するスタンバイ制御開始からの経過時間がしきい時間を超えたか否かを判断するように構成され、その経過時間がしきい時間を超えた場合に、ブレーキBがスタンバイ状態であると判断するように構成されてもよい。この場合、ステップS4の処理で用いられるしきい時間は、図6に実線L1で示すように設定することができる。なお、ブレーキBに供給される作動油は、油温が低いと流動性が低下し、他方、油温が高いと流動性が増すため、図6に実線L1で示すように、油温が低い場合にはしきい時間が長くなり、油温が低い場合にはしきい時間が短くなるように設定されている。また、図6に破線L0でスタンバイ状態から係合完了状態に移行したか否かを判断する処理で用いることができるしきい時間を示してある。例えば、ステップS4の判断処理は、スタンバイ状態から係合完了制御を開始する場合、その係合完了制御開始からの経過時間が、その破線L0で設定されたしきい時間を超えたか否かを判断するように構成され、その経過時間がしきい時間を超えた場合に、ブレーキBが係合完了状態であると判断するように構成されてもよい。 If the determination in step S4 is affirmative because the brake B is in the engaged state or the standby state, the process proceeds to step S6 described above. In this case, it is permitted to execute control for switching from the engine travel mode to the two-motor travel mode. Further, the determination process in step S4 described above is configured to determine whether or not an elapsed time from the start of standby control to be described later exceeds a threshold time, and when the elapsed time exceeds the threshold time, It may be configured to determine that the brake B is in a standby state. In this case, the threshold time used in the process of step S4 can be set as indicated by a solid line L1 in FIG. The hydraulic fluid supplied to the brake B has low fluidity when the oil temperature is low. On the other hand, when the oil temperature is high, the fluidity increases. Therefore, as shown by the solid line L1 in FIG. In this case, the threshold time is set to be long, and when the oil temperature is low, the threshold time is set to be short. FIG. 6 shows a threshold time that can be used in the process of determining whether or not the state has shifted from the standby state to the engagement completion state by a broken line L0. For example, in the determination process in step S4, when the engagement completion control is started from the standby state, it is determined whether or not the elapsed time from the start of the engagement completion control has exceeded the threshold time set by the broken line L0. The brake B may be configured to determine that the brake B is in the engaged state when the elapsed time exceeds the threshold time.
一方、ブレーキBが係合状態あるいはスタンバイ状態でないことによりステップS4で否定的に判断された場合、ツーモータ走行領域の設定を禁止する(ステップS5)。例えば、図5に示す切替マップ上からツーモータ走行領域IIを削除した状態の切替マップを用いて走行モードの切替制御を実施するように構成されている。あるいは、その切替制御時に、図5に示すツーモータ走行領域IIが存在する切替マップを用いて、エンジン走行モードからツーモータ走行モードへの切替を禁止する指示信号を出力するように構成されてもよい。そして、ステップS5においてツーモータ走行領域IIの設定を禁止して、このルーチンを終了する。 On the other hand, if the determination is negative in step S4 because the brake B is not in the engaged state or the standby state, the setting of the two-motor traveling region is prohibited (step S5). For example, the switching control of the traveling mode is performed using a switching map in a state where the two-motor traveling region II is deleted from the switching map shown in FIG. Alternatively, at the time of the switching control, an instruction signal for prohibiting switching from the engine traveling mode to the two-motor traveling mode may be output using a switching map in which the two-motor traveling region II shown in FIG. 5 exists. In step S5, the setting of the two-motor traveling area II is prohibited, and this routine is terminated.
ここで、走行モードの切替制御が実行された車両Veの運転状態、特に、上述したツーモータ走行領域IIの設定が禁止された場合について説明する。図8には、アクセル開度が一定で、車両Veが走行負荷により徐々に減速している状態からの走行モード切替を実施した場合のタイムチャートが示されている。まず、車両Veは、エンジン走行モードに設定されており、ブレーキBが開放された状態に制御されている。この制御状態から、アクセル開度が一定のまま走行負荷で減速することにより、車速Vが所定車速V2に低下する(時刻t1)。例えば、所定車速V2は、時刻t1のアクセル開度におけるエンジン走行領域IIIとツーモータ走行領域IIとの境界値となる車速である。例えば、時刻t1では、図5に矢印bで示すように、運転領域が、エンジン走行領域III内からツーモータ走行領域II内へと移る切替マップ上の境界にあることを示している。また、時刻t1において、前述したステップS5の制御を実行することにより、エンジン走行モードからツーモータ走行モードに切り替えることを禁止する。すなわち、時刻t1においてツーモータ走行モードへの切替は実施されず、時刻t1以前と同様にエンジン走行モードに設定された状態を維持させる。なお、図8に示す例では、エンジン水温が、所定水温temp1よりも高温であって、図7を参照して前述したステップS1の判断処理でモータ走行が可能であると判定された状態の制御例を示している。 Here, the driving state of the vehicle Ve for which the traveling mode switching control is executed, particularly, the case where the setting of the above-described two-motor traveling region II is prohibited will be described. FIG. 8 shows a time chart when the driving mode is switched from a state where the accelerator opening is constant and the vehicle Ve is gradually decelerated by the driving load. First, the vehicle Ve is set to the engine travel mode and is controlled so that the brake B is released. From this control state, the vehicle speed V is reduced to the predetermined vehicle speed V2 by decelerating with the traveling load while the accelerator opening is constant (time t1). For example, the predetermined vehicle speed V2 is a vehicle speed that is a boundary value between the engine travel region III and the two-motor travel region II at the accelerator opening at time t1. For example, at time t1, as indicated by an arrow b in FIG. 5, it is indicated that the operating region is at the boundary on the switching map that moves from the engine traveling region III to the two-motor traveling region II. Further, at the time t1, by executing the control in step S5 described above, switching from the engine travel mode to the two-motor travel mode is prohibited. That is, switching to the two-motor travel mode is not performed at time t1, and the state set to the engine travel mode is maintained as before time t1. In the example shown in FIG. 8, the engine water temperature is higher than the predetermined water temperature temp1, and the control is performed in the state where it is determined that the motor can be driven by the determination process in step S1 described above with reference to FIG. An example is shown.
そして、時刻t1後に車両Veが走行負荷によりさらに減速すると、車速Vは所定車速V1に低下する(時刻t2)。所定車速V1は、所定車速V2よりも低速に設定され、時刻t2のアクセル開度におけるワンモータ走行モードの境界値となる車速である。したがって、時刻t2において、車両Veの走行領域が、図5に示すワンモータ走行領域I内へ移ったと判断される。したがって、走行モードをワンモータ走行モードへ切り替えると判断され、その切替制御が実施されることにより、エンジン1は停止される。すなわち、時刻t1からt2間では、ツーモータ走行モードへの切り替え実施を禁止するように制御されている。
When the vehicle Ve further decelerates due to the travel load after time t1, the vehicle speed V decreases to the predetermined vehicle speed V1 (time t2). The predetermined vehicle speed V1 is a vehicle speed that is set lower than the predetermined vehicle speed V2 and serves as a boundary value of the one-motor travel mode at the accelerator opening at time t2. Therefore, at time t2, it is determined that the travel area of vehicle Ve has moved into one-motor travel area I shown in FIG. Therefore, it is determined that the traveling mode is switched to the one-motor traveling mode, and the
そのワンモータ走行モードへの切り替え制御として、エンジン1の出力を停止させて、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を正方向の回転から負方向の回転へ増大させ、エンジン1の回転を停止させる制御が開始される(時刻t3)。そして、エンジン1の回転を停止させて、第1モータ・ジェネレータ2でトルクが生じないように制御し、かつ第2モータ・ジェネレータ3からの出力させるトルクを増大させる(時刻t4)。つまり、時刻t4において、ワンモータ走行モードへの切替が完了する。なお、時刻t3からt4間では、第1モータ・ジェネレータ2は、負方向のトルクを生じているので、第1モータ・ジェネレータ2が正方向に回転している場合には回生し、反対に負方向に回転している場合には力行する。
As the switching control to the one-motor running mode, the output of the
さらに、ワンモータ走行モードへの切替が完了すると、ブレーキBのスタンバイ制御が実施され、ブレーキBの油圧を増圧させる(時刻t5)。このスタンバイ制御では、ブレーキBの油圧を、ブレーキBがトルク容量を発生しない程度の油圧(スタンバイ油圧)に増圧させる。すなわち、ブレーキBにおける係合部材同士の間隔が詰まる範囲内で油圧が増大される。なお、図8に示す油圧は、目標油圧であってもよい。そして、アクセルペダルが踏み込まれアクセル開度が高開度側に変化したことを検出すると、ツーモータ走行モードへの切替動作を実施する(時刻t6)。具体的には、ブレーキBは、トルク容量を発生する油圧もしくは係合完了する係合圧に増圧され、係合完了する。すなわち、時刻t6以降は、ツーモータ走行モードに設定された状態で、第1モータ・ジェネレータ2で負方向のトルクを生じ、両モータ・ジェネレータ2,3がモータとして機能するため、第2モータ・ジェネレータ3のみのトルクを駆動トルクに用いる場合に比べ大きな駆動トルクを出力でき、車速Vが上昇する。このように、エンジン走行モードからツーモータ走行モードへのモード切替を禁止することにより、ツーモータ走行モードへの切り替えタイミングが、上述した時刻t1から時刻t6に変更されるように構成されている。具体的には、ブレーキBが係合完了した後にワンモータ走行モードからツーモータ走行モードへ切り替えられるように構成されている。
Further, when the switching to the one-motor traveling mode is completed, standby control of the brake B is performed, and the hydraulic pressure of the brake B is increased (time t5). In this standby control, the hydraulic pressure of the brake B is increased to a hydraulic pressure (standby hydraulic pressure) that does not cause the brake B to generate torque capacity. That is, the hydraulic pressure is increased within a range where the distance between the engaging members in the brake B is reduced. Note that the oil pressure shown in FIG. 8 may be a target oil pressure. Then, when it is detected that the accelerator pedal is depressed and the accelerator opening degree is changed to the high opening side, the switching operation to the two-motor traveling mode is performed (time t6). Specifically, the brake B is increased to a hydraulic pressure that generates torque capacity or an engagement pressure that completes engagement, and the engagement is completed. That is, after time t6, the first motor / generator 2 generates a negative torque in the state set to the two-motor running mode, and both the motor /
次に、この発明で対象とすることができるパワートレーンの変形例について説明する。図9には、変形例におけるパワートレーンの例を示す。図9に示すように、エンジン1と動力分割機構5との間に変速部13を追加したパワートレーンである。変速部13は、直結段と増速段(オーバードライブ(O/D)段)とに切り替えられるように構成されている。具体的には、変速部13は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成され、キャリヤ13cにエンジン1の出力軸4が連結され、リングギヤ13rが動力分割機構5におけるキャリヤ5cに一体となって回転するように連結されている。そして、サンギヤ13sとキャリヤ13cとの間に、これらを連結し、またその連結を解除するクラッチC1が設けられている。また、サンギヤ13sを固定し、またその固定を解除するブレーキB1が設けられている。これらのクラッチC1およびブレーキB1は、例えば油圧によって係合する摩擦係合機構によって構成することができる。
Next, modifications of the power train that can be the subject of the present invention will be described. In FIG. 9, the example of the power train in a modification is shown. As shown in FIG. 9, this is a power train in which a
また、変速部13は、クラッチC1が係合することにより二つの回転要素であるサンギヤ13sとキャリヤ13cとが連結されている遊星歯車機構の全体が一体となって回転し、増速作用および減速作用の生じない状態、いわゆる直結状態となる。したがって、クラッチC1に加えてブレーキB1を係合させることにより、変速部13の全体が一体となって固定され、動力分割機構5におけるキャリヤ5cおよびエンジン1の回転が止められる。これに対して、ブレーキB1のみを係合させれば、変速部13におけるサンギヤ13sが固定要素、キャリヤ13cが入力要素となるので、出力要素であるリングギヤ13rがキャリヤ13cより高回転数でキャリヤ13と同方向に回転する。すなわち、変速部13が増速機構として機能する。言い換えれば、変速部13においてO/D段が設定される。また、図9に示す構成では、エンジン1から駆動輪に到る動力伝達経路において、動力分割機構5の上流側に変速部13が設けられているものの、動力分割機構5より下流側の構成は、図1に示す構成と同様であるから、ツーモータ走行モードもしくはワンモータ走行モードなどのモータ走行モードを設定することができる。
In addition, the
これらの各走行モードおよび後進状態でのクラッチC1およびブレーキB1の係合および開放の状態、ならびに各モータ・ジェネレータ2,3の動作の状態を図10にまとめて示してある。各動作状態について簡単に説明すると、図10で「EV」はモータ走行モードを示し、上述したワンモータ走行モードでは、クラッチC1およびブレーキB1が開放させられるとともに、第2モータ・ジェネレータ3がモータとして動作させられ、かつ第1モータ・ジェネレータ2が発電機として機能させられる。なお、第1モータ・ジェネレータ2は空転させてもよい。このワンモータ走行モードで動力源ブレーキ作用(エンブレ作用)を生じさせる場合には、クラッチC1およびブレーキB1の両方が係合させられて、変速部13におけるサンギヤ13sおよびキャリヤ13cが固定、すなわち動力分割機構5のキャリヤ5cが固定される。
FIG. 10 summarizes the engagement and disengagement states of the clutch C1 and the brake B1 and the operation states of the motor /
また、モータ走行モードのうち上述したツーモータ走行モードでは、第1モータ・ジェネレータ2のトルクがドライブギヤ6からカウンタドリブンギヤ7aに出力されるようにするために、クラッチC1およびブレーキB1が共に係合させられて動力分割機構5のキャリヤ5cが固定される。そのため、動力分割機構5が減速機として機能し、第1モータ・ジェネレータ2のトルクが増幅されてドライブギヤ6からカウンタドリブンギヤ7aに出力される。その状態を図12に共線図で示してある。
Further, in the above-described two-motor driving mode among the motor driving modes, the clutch C1 and the brake B1 are both engaged so that the torque of the first motor / generator 2 is output from the drive gear 6 to the counter driven
一方、図10に示す「HV」は、エンジン1を駆動しているハイブリッド駆動状態を示している。このハイブリッド駆動状態は、上述したエンジン走行モードに含まれ、車両Veが軽負荷かつ中高車速で走行している状態では、変速部13がO/D段(ハイ)に設定される。すなわち、クラッチC1が開放させられ、ブレーキB1が係合させられる。この状態を図11に共線図として示してある。この状態では、前述したように、第1モータ・ジェネレータ2によってエンジン回転数を燃費の良好な回転数に制御し、その場合に第1モータ・ジェネレータ2が発電機として機能して生じ電力が第2モータ・ジェネレータ3に給電されて第2モータ・ジェネレータ3がモータとして動作し、駆動トルクを出力する。また、低車速でアクセル開度が大きくなるなど、大きい駆動力が要求されている場合には、変速部13は直結(ロー)状態に制御される。すなわち、クラッチC1が係合させられ、かつブレーキB1が開放させられて変速部13の全体が一体となって回転する状態になる。なお、その状態であっても、第1モータ・ジェネレータ2が発電機として動作させられ、かつ第2モータ・ジェネレータ3がモータとして動作させられることに変わりはない。さらに、エンジン1を駆動して後進走行する場合、変速部13は直結(ロー)状態に制御され、また第1モータ・ジェネレータ2が発電機として動作させられ、かつ第2モータ・ジェネレータ3がモータとして動作させられる。この場合の車軸11の回転方向は、各モータ・ジェネレータ2,3の回転方向や回転数を制御することにより、後進走行方向に制御される。
On the other hand, “HV” shown in FIG. 10 indicates a hybrid drive state in which the
その図9に示すパワートレーンを備えた車両Veにおける各種制御を実施する電子制御装置は、図2を参照して前述したECU21,22,23により構成されている。この変形例では、HV−ECU21から出力される指令信号が、前述したブレーキBの油圧指令値PBに替えて、変速部13におけるクラッチC1の油圧指令信号PC1やブレーキB1の油圧指令信号PB1が出力されるように構成されている。さらに、この変形例で実行される走行モードの切り替え制御例は、図7を参照して前述した制御フローと同様に実行される。この場合、前述したステップS2において、クラッチC1およびブレーキB1の状態が検出され、前述したステップS4において、クラッチC1およびブレーキB1が、いずれも係合状態であるか、あるいは少なくともいずれか一方がスタンバイ状態であるかを判断するように構成されている。そのステップS4の判断処理において、図6に示すしきい時間を用いて、制御開始からの経過時間によってブレーキB1およびクラッチC1の状態を判断するように構成されてもよい。例えば、この変形例では、図6に示す実線L1は、ブレーキB1およびクラッチC1のうちのいずれか一方がスタンバイ状態かつ他方が係合状態であるか否かを判別する際のしきい時間を示し、破線L2は、ブレーキB1およびクラッチC1がスタンバイ状態であるか否かを判別する際のしきい時間を示し、破線L0は、ブレーキB1およびクラッチC1が係合完了状態であるか否かを判別する際のしきい時間を示す。つまり、スタンバイ制御開始からの経過時間が、破線L2で設定されるしきい時間を超えた場合に、ブレーキB1およびクラッチC1がスタンバイ状態であると判断し、その経過時間が、実線L1で設定されるしきい時間を超えた場合には、ブレーキB1およびクラッチC1のうちの一方がスタンバイ状態で他方が係合完了状態であると判断するように構成することができる。この一方がスタンバイ状態で他方が係合完了状態である場合に、係合完了制御開始からの経過時間が破線L0で設定されたしきい時間を超えた場合に、クラッチC1およびブレーキB1が係合完了状態であると判断することができる。また、クラッチC1のトルク容量は、ブレーキB1のトルク容量よりも大きい。すなわち、クラッチC1とブレーキB1とでは、トルクの分担比が異なり、要求されるトルク容量が異なるため、十分なトルク容量となるタイミングが異なる。そのため、トルク容量が十分になるタイムラグを短縮するために、ツーモータ走行モードへの切り替えタイミングを変更するように制御して、応答性を向上させるように構成されている。
The electronic control device that performs various controls in the vehicle Ve provided with the power train shown in FIG. 9 includes the
また、図13を参照して、この変形例のパワートレーンにおいて、上述したツーモータ走行領域IIの設定が禁止された場合の走行モードの切替制御が実行された車両Veの運転状態について説明する。図13に示す例は、図8を参照して上述した運転状態と同様に、アクセル開度が一定で、車両Veが走行負荷により徐々に減速している状態からの走行モード切替を実施した一例である。すなわち、図8に示す例では、エンジン走行モードでは開放されているブレーキBの油圧を増圧させる制御を実行したのに対して、図13に示す例では、エンジン走行モードで開放されているクラッチC1の油圧を増圧させる制御を実行する。また、この変形例では、ブレーキB1の油圧は係合圧に維持されている。なお、図13に示す時刻T1からT4までの制御は、図8を参照して説明した時刻t1からt4までの制御と同様に実行されてもよいため、ここでの説明を省略する。図13に示す時刻T5において、ツーモータ走行モードへ移行する準備制御として、クラッチC1のスタンバイ制御が実行される。そして、クラッチC1の油圧を所定のスタンバイ油圧に増大させて、アクセル開度が高開度側に変化したことを検出すると(時刻T6)、このクラッチC1の油圧をスタンバイ油圧よりも増大させて係合圧にさせ、クラッチC1の係合を完了させる。そのクラッチC1を係合完了させると、ツーモータ走行モードの運転状態に切り替わる(時刻T7)。時刻T7以降は、ツーモータ走行モードに設定された状態で、第1モータ・ジェネレータ2で負方向のトルクを生じ、両モータ・ジェネレータ2,3がモータとして機能するため、第2モータ・ジェネレータ3のみのトルクを駆動トルクに用いる場合に比べ大きな駆動トルクを出力でき、車速Vが上昇する。このように、エンジン走行モードからツーモータ走行モードへのモード切替を禁止することにより、ツーモータ走行モードへの切り替えタイミングが、上述した時刻T1から時刻T7に変更されるように構成されている。具体的には、ブレーキBおよびクラッチC1が係合完了した後にワンモータ走行モードからツーモータ走行モードへ切り替えられるように構成されている。すなわち、ワンモータ走行モードでは開放していた固定手段を係合完了させた後にツーモータ走行モードへ切り替えられるように構成されている。
In addition, with reference to FIG. 13, the driving state of the vehicle Ve in which the traveling mode switching control is executed in the case where the above-described setting of the two-motor traveling region II is prohibited in the power train of this modification will be described. The example shown in FIG. 13 is an example in which the driving mode is switched from the state in which the accelerator opening is constant and the vehicle Ve is gradually decelerated by the driving load, as in the driving state described above with reference to FIG. It is. That is, in the example shown in FIG. 8, control is performed to increase the hydraulic pressure of the brake B that is released in the engine running mode, whereas in the example shown in FIG. 13, the clutch that is released in the engine running mode. Control for increasing the hydraulic pressure of C1 is executed. In this modification, the hydraulic pressure of the brake B1 is maintained at the engagement pressure. Note that the control from time T1 to time T4 shown in FIG. 13 may be executed in the same manner as the control from time t1 to time t4 described with reference to FIG. At time T5 shown in FIG. 13, standby control of the clutch C1 is executed as preparation control for shifting to the two-motor travel mode. When the hydraulic pressure of the clutch C1 is increased to a predetermined standby hydraulic pressure and it is detected that the accelerator opening has changed to the high opening side (time T6), the hydraulic pressure of the clutch C1 is increased from the standby hydraulic pressure. The combined pressure is applied to complete the engagement of the clutch C1. When the engagement of the clutch C1 is completed, the driving state is switched to the two-motor traveling mode (time T7). After time T7, the first motor / generator 2 generates a negative torque in the state set in the two-motor running mode, and both the motor /
以上、具体的に説明したように、この発明におけるハイブリッド車両の制御装置によれば、駆動特性が異なる複数の走行モードを設定することができ、その走行モードの切替時に駆動トルクが要求駆動力よりも不足することを防止できるとともに、その切り替え応答性を向上させることができる。 As specifically described above, according to the hybrid vehicle control device of the present invention, a plurality of travel modes having different drive characteristics can be set, and the drive torque is changed from the required drive force when the travel mode is switched. Can be prevented, and the switching response can be improved.
なお、動力源を構成しているエンジンと、第1モータ・ジェネレータと、第2モータ・ジェネレータとの動力性能もしくは駆動特性は互いに異なっている。例えば、エンジンは、低トルクかつ低回転数の領域から高トルクかつ高回転数の領域までの広い運転領域で運転でき、またエネルギ効率はトルクおよび回転数がある程度高い領域で良好になる。これに対してエンジンの回転数やエンジンの回転を停止させる際のクランク角度などの制御および駆動トルクとして作用する動力を出力する第1モータ・ジェネレータは、低回転数で大きいトルクを出力する特性を有する。また、駆動輪へトルクを出力する第2モータ・ジェネレータは、第1モータ・ジェネレータよりも高回転数で運転でき、かつ最大トルクが第1モータ・ジェネレータよりも小さい特性を有する。そのため、この発明で対象とする車両は、動力源を構成しているエンジンや各モータ・ジェネレータを有効に利用して、エネルギ効率あるいは燃費が良好になるように制御される。 The power performance or drive characteristics of the engine constituting the power source, the first motor / generator, and the second motor / generator are different from each other. For example, the engine can be operated in a wide operation range from a low torque and low rotation speed region to a high torque and high rotation speed region, and energy efficiency is good in a region where torque and rotation speed are somewhat high. On the other hand, the first motor / generator that outputs the power acting as the driving torque and the control of the engine speed and the crank angle when stopping the engine rotation has a characteristic of outputting a large torque at a low speed. Have. Further, the second motor / generator that outputs torque to the drive wheels can be operated at a higher rotational speed than the first motor / generator, and has a characteristic that the maximum torque is smaller than that of the first motor / generator. Therefore, the target vehicle in the present invention is controlled so that energy efficiency or fuel efficiency is improved by effectively using the engine and each motor / generator constituting the power source.
1…エンジン(ENG)、 2…第1モータ・ジェネレータ(MG1)、 3…第2モータ・ジェネレータ(MG2)、 4…出力軸(クランクシャフト)、 5…動力分割機構、 5s…サンギヤ、 5c…キャリヤ、 5r…リングギヤ、 6…ドライブギヤ、 7…カウンタギヤ機構、 8…リダクションギヤ、 11…車軸、 B,B1…ブレーキ、 C1…クラッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記第1回転要素を選択的に固定する固定手段とを備え、
前記固定手段を開放させて少なくとも前記エンジンが出力する動力により走行する第1走行モードと、
前記固定手段を係合させて前記第1モータおよび第2モータが出力する動力により走行する第2走行モードと、
前記第2モータが出力する動力のみにより走行する第3走行モードとを切り替えるように構成されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第1走行モードから前記第2走行モードへの切り替えを禁止するとともに、前記固定手段を係合完了させた後に前記第3走行モードから前記第2走行モードへ切り替えるように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A first rotating element coupled to the engine, a second rotating element coupled to the first motor having a power generation function, and a third rotating element coupled to the second motor and the output member. A differential mechanism that produces a differential action,
Fixing means for selectively fixing the first rotating element;
A first traveling mode in which the fixing unit is opened and the vehicle travels at least by the power output by the engine;
A second traveling mode in which the fixing means is engaged to travel by power output from the first motor and the second motor;
In the hybrid vehicle control device configured to switch between the third traveling mode in which the vehicle travels only by the power output from the second motor,
Switching from the first travel mode to the second travel mode is prohibited, and after the engagement of the fixing means is completed, switching from the third travel mode to the second travel mode is configured. A hybrid vehicle control device.
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