JP2016094111A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド車に関し、より特定的には、後進走行時において、内燃機関の作動により駆動軸に対して車両前進方向のトルクが作用するように構成されたハイブリッド車における後進走行の駆動力(トルク)制御に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, during reverse travel, the driving force for reverse travel in a hybrid vehicle configured so that the torque in the vehicle forward direction acts on the drive shaft by the operation of the internal combustion engine. (Torque) control.
ハイブリッド車の一態様として、内燃機関の作動時に駆動軸に対して車両前進方向のトルクが作用するように構成されたパワートレーンが、特開2014−040199号公報(特許文献1)等に開示されている。特許文献1には、バッテリ充電のために内燃機関の作動を伴う後進走行時に、アクセル開度およびモータジェネレータ温度に基づきエンジン目標回転数を設定することによって、運転者の要求するアクセル開度に応じた駆動力を確保する制御が記載されている。
As one aspect of the hybrid vehicle, a power train configured such that a torque in the vehicle forward direction acts on the drive shaft when the internal combustion engine is operated is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-040199 (Patent Document 1) and the like. ing. In
特許文献1のようなハイブリッド車では、前進走行時のトルクについては、エンジンおよびモータジェネレータ(車両駆動用電動機)の出力の和で確保すればよいが、後進走行時には、エンジン作動によって却ってトルクが減少する。したがって、後進走行時の最大トルクは、モータジェネレータの出力トルクによって確保する必要がある。
In a hybrid vehicle such as
このため、後進走行時に確保される最大トルクによって、車両駆動用電動機のスペックが決定されることになる。したがって、後進走行時のトルクを過大に設計すれば、車両駆動用電動機のコスト上昇を招いてしまうことになる。一方で、急勾配の登坂や段差等の障害物乗り越えを伴う後進走行では、運転者のアクセルペダル操作に対応して車両駆動用電動機の出力トルクを高めることが要求される。 For this reason, the specs of the vehicle drive motor are determined by the maximum torque secured during reverse travel. Therefore, if the torque during reverse travel is designed excessively, the cost of the vehicle drive motor will increase. On the other hand, in reverse traveling accompanied by climbing obstacles such as steep climbs and steps, it is required to increase the output torque of the vehicle driving motor in response to the driver's accelerator pedal operation.
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、後進走行時において内燃機関の作動により駆動軸に対して車両前進方向のトルクが作用するように構成されたハイブリッド車において、運転者からの駆動力要求への対応と、車両駆動用電動機のコストアップ抑制とを両立するように後進走行時の駆動力(トルク)を制御することである。 The present invention has been made in order to solve such problems, and an object of the present invention is to cause a torque in the vehicle forward direction to act on the drive shaft by the operation of the internal combustion engine during reverse travel. In the configured hybrid vehicle, the driving force (torque) at the time of reverse travel is controlled so as to satisfy both the response to the driving force request from the driver and the suppression of the cost increase of the vehicle driving motor.
この発明のある局面では、ハイブリッド車は、内燃機関と、車両駆動用電動機と、駆動軸と、動力伝達機構と、制御装置とを備える。車両駆動用電動機は、正回転トルクまたは負回転トルクを出力するように構成される。駆動軸は、車両前進時に正方向に回転する一方で車両後進時に負方向に回転する。動力伝達機構は、内燃機関および車両駆動用電動機の出力を駆動軸へ伝達するように構成される。制御装置は、運転者によるアクセル操作に応じて後進走行時における車両駆動用電動機の出力トルクを制御する。動力伝達機構は、後進走行時において、内燃機関の作動に応じて駆動軸に正方向のトルクを作用させるとともに、車両駆動用電動機からの負回転トルクを駆動軸に対して負方向のトルクとして作用させるように構成される。制御装置は、後進走行時に、予め設定された負回転方向の最大トルクを車両駆動用電動機が出力しても駆動軸が回転しない状態が生じているときに、後進走行モードを第1のモードから第2のモードへ変化させるとともに、後進走行モードが第2のモードであるときには、最大トルクを超えた負回転方向のトルクの出力を許容するように構成される。 In one aspect of the present invention, a hybrid vehicle includes an internal combustion engine, a vehicle drive motor, a drive shaft, a power transmission mechanism, and a control device. The vehicle driving motor is configured to output a positive rotational torque or a negative rotational torque. The drive shaft rotates in the positive direction when the vehicle moves forward, and rotates in the negative direction when the vehicle moves backward. The power transmission mechanism is configured to transmit the outputs of the internal combustion engine and the vehicle drive motor to the drive shaft. The control device controls the output torque of the vehicle drive motor during reverse travel in accordance with the accelerator operation by the driver. During reverse travel, the power transmission mechanism applies a positive torque to the drive shaft in accordance with the operation of the internal combustion engine, and also acts as a negative rotation torque from the vehicle driving motor as a negative torque with respect to the drive shaft. Configured to let The control device shifts the reverse travel mode from the first mode when there is a state in which the drive shaft does not rotate even when the vehicle drive motor outputs a preset maximum torque in the negative rotation direction during reverse travel. In addition to changing to the second mode, when the reverse travel mode is the second mode, the output of torque in the negative rotation direction exceeding the maximum torque is allowed.
上記ハイブリッド車によれば、障害物や段差等を乗り越える後進走行や、急勾配な後進登坂といった特殊な走行状況のために、第1のモードでの最大トルクを車両駆動用電動機が出力しても駆動軸が回転しないロック状態が生じているときには、第2のモードの適用によって最大トルクを拡大した後進走行を可能とすることができる。これにより、車両用電動機については第1のモードでの最大トルクに従った設計とすることによってコストアップを抑制するとともに、ロック状態が発生するような走行状況では後進走行の車両駆動力(トルク)を確保することができる。この結果、運転者からの駆動力要求への対応と、車両駆動用電動機のコストアップ抑制とを両立するように、後進走行時の駆動力(トルク)を制御することができる。 According to the hybrid vehicle described above, even if the vehicle driving motor outputs the maximum torque in the first mode for special traveling situations such as reverse traveling over obstacles, steps, etc., and steep backward climbing slopes. When a locked state in which the drive shaft does not rotate occurs, reverse traveling with the maximum torque increased can be achieved by applying the second mode. As a result, the vehicle electric motor is designed according to the maximum torque in the first mode, thereby suppressing an increase in cost, and in a driving situation in which a locked state occurs, the vehicle driving force (torque) for backward driving is generated. Can be secured. As a result, the driving force (torque) during reverse travel can be controlled so as to achieve both the response to the driving force request from the driver and the suppression of the cost increase of the vehicle driving motor.
好ましくは、制御装置は、後進走行モードが第1のモードである場合には、走行システムが起動されてから停止されるまでの1回の走行中に、最大トルクを車両駆動用電動機が出力しても駆動軸が回転しない状態が所定期間を超えて生じると、後進走行モードを第2のモードへ変化させる。 Preferably, when the reverse travel mode is the first mode, the control device outputs the maximum torque from the vehicle drive motor during one travel from when the travel system is started to when it is stopped. However, if the state where the drive shaft does not rotate exceeds the predetermined period, the reverse travel mode is changed to the second mode.
このようにすると、アクセル開度がほぼ全開状態となるような操作を行なってもロック状態が発生するような走行状況、たとえば、障害物や段差等を乗り越える後進走行や、急勾配な後進登坂に対応して、第2のモード(拡大モード)を適用することができる。これにより、上記のような特殊な走行状況でのアクセル操作が大きいときの後進方向の駆動力(トルク)を確保することができる。 In this way, in a driving situation where the locked state occurs even if the accelerator opening degree is almost fully opened, for example, in reverse traveling over obstacles or steps, etc. Correspondingly, the second mode (enlargement mode) can be applied. Thereby, the driving force (torque) in the reverse direction when the accelerator operation is large in the special traveling situation as described above can be ensured.
また好ましくは、制御装置は、後進走行モードが第2のモードである場合には、走行システムが起動されてから停止されるまでの1回の走行中に最大トルクを車両駆動用電動機が出力しても駆動軸が回転しない状態が発生しないことが、所定回数を超えて連続すると、後進走行モードを第2のモードから第1のモードへ復帰させる。 Preferably, when the reverse travel mode is the second mode, the control device outputs the maximum torque from the vehicle drive motor during one travel from when the travel system is started to when it is stopped. However, if the state in which the drive shaft does not rotate does not occur exceeds the predetermined number of times, the reverse travel mode is returned from the second mode to the first mode.
このようにすると、後進走行時にロック状態が発生するような走行状況に一定頻度で遭遇する特別なユーザを層別して、第2のモード(拡大モード)を適用することができる。 In this way, the second mode (enlarged mode) can be applied by stratifying special users who encounter a traveling situation in which a locked state occurs during backward traveling at a certain frequency.
この発明によれば、後進走行時において内燃機関の作動により駆動軸に対して車両前進方向のトルクが作用するように構成されたハイブリッド車において、運転者からの駆動力要求への対応と、車両駆動用電動機のコストアップ抑制とを両立するように後進走行時の駆動力(トルク)を制御することである。 According to the present invention, in a hybrid vehicle configured so that the torque in the vehicle forward direction acts on the drive shaft by the operation of the internal combustion engine during reverse travel, the vehicle responds to the drive force request from the driver, and This is to control the driving force (torque) during reverse running so as to achieve both cost reduction of the driving motor.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part in a figure, and the description is not repeated in principle.
(ハイブリッド車の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態によるハイブリッド車の概略構成を示すブロック図である。
(Overall configuration of hybrid vehicle)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、ハイブリッド車100は、エンジン10と、第1MG(Motor Generator)20と、第2MG30と、動力分割装置40と、減速機50と、駆動輪80と、駆動軸85とを備える。さらに、ハイブリッド車100は、インバータ60と、バッテリ70と、平滑コンデンサC1と、コンバータ90と、電子制御ユニット(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)150とを備える。
Referring to FIG. 1,
エンジン10は、燃焼室に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。エンジン10は、ECU150からの制御信号S4に基づいて制御される。
The
第1MG20および第2MG30は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。 First MG 20 and second MG 30 are AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors.
ハイブリッド車100は、エンジン10および第2MG30の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン10が発生する駆動力は、動力分割装置40によって2経路に分割される。すなわち、一方は減速機50を介して、駆動軸85および駆動輪80へ伝達される経路であり、もう一方は第1MG20へ伝達される経路である。動力分割装置40は「動力伝達機構」の一実施例に対応する。
動力分割装置40は、サンギヤSGと、ピニオンギヤPGと、キャリアCAと、リングギヤRGとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤPGは、サンギヤSGおよびリングギヤRGと係合する。キャリアCAは、ピニオンギヤPGを自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランクシャフトに連結される。サンギヤSGは、第1MG20の回転軸に連結される。リングギヤRGは第2MG30の回転軸および減速機50に連結される。
第1MG20は、動力分割装置40を経由して伝達されたエンジン10の動力を用いて発電機として動作する。第1MG20が発電した電力は、インバータ60を介して第2MG30に供給され、第2MG30を駆動するための電力として用いられる。また、第1MG20が発電した電力のうち、第2MG30を駆動するための電力として用いられない余剰電力は、コンバータ90を介してバッテリ70に供給され、バッテリ70を充電するための電力として用いられる。第1MG20の発電量は、バッテリ70のSOC(State of Charge)に応じて制御される。
First MG 20 operates as a generator using the power of
第2MG30は、バッテリ70に蓄えられた電力および第1MG20により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第2MG30の駆動力は、減速機50を介して、駆動軸85および駆動輪80に伝達される。なお、図1では、駆動輪80は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第2MG30によって後輪を駆動してもよい。
なお、ハイブリッド車100の制動時等には、減速機50および駆動軸85を介して駆動輪80により第2MG30が駆動され、第2MG30が発電機として動作する。これにより、第2MG30は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、第2MG30により発電された電力は、バッテリ70に蓄えられる。
When the
インバータ60は、第1インバータ60−1と、第2インバータ60−2とを含む。第1インバータ60−1および第2インバータ60−2は、コンバータ90に対して互いに並列に接続される。
第1インバータ60−1は、コンバータ90と第1MG20との間に設けられる。第1インバータ60−1は、ECU150からの制御信号S1に基づいて第1MG20の出力を制御する。第2インバータ60−2は、コンバータ90と第2MG30との間に設けられる。第2インバータ60−2は、ECU150からの制御信号S2に基づいて第2MG30の出力を制御する。
First inverter 60-1 is provided between
バッテリ70は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の直流の二次電池によって構成される。コンバータ90は、バッテリ70とインバータ60との間で電圧変換を行なう。コンバータ90は、バッテリ70の電圧Vb(より正確には、コンバータ90とバッテリ70との間で電力を授受するための正極線PL0および負極線GL0の間の直流電圧VL)を昇圧してインバータ60に出力する。
The
平滑コンデンサC1は、正極線PL1および負極線GL1の間に接続される。平滑コンデンサC1は、電圧VHに応じた電荷を蓄えることによって、電圧VHを平滑化する。 Smoothing capacitor C1 is connected between positive electrode line PL1 and negative electrode line GL1. The smoothing capacitor C1 smoothes the voltage VH by storing electric charge according to the voltage VH.
さらに、ハイブリッド車100は、ブレーキペダルセンサ125、アクセルペダルセンサ126、シフトポジションセンサ127、車速センサ129、および、回転角センサ131,132を備える。これらの各センサは、検出結果をECU150に送信する。
The
ブレーキペダルセンサ125は、運転者によるブレーキペダル(図示せず)のストローク量BRKを検出する。アクセルペダルセンサ126は、運転者によるアクセルペダル(図示せず)の操作量を示すアクセル開度ACCを検出する。車速センサ129は、駆動輪80または駆動軸85の回転速度に基づいて、ハイブリッド車100の車速Vを検出する。
The brake pedal sensor 125 detects a stroke amount BRK of a brake pedal (not shown) by the driver. The
回転角センサ131は、第1MG20のロータ回転角θ1を検出する。回転角センサ132は、第2MG30のロータ回転角θ2を検出する。回転角センサ131,132は、代表的にはレゾルバにより構成される。
The
シフトポジションセンサ127は、運転者によるシフトレバー(図示せず)の操作によって選択されたシフトポジションSPを検出する。運転者によって選択可能なシフトポジションは、ニュートラルポジション(Nポジション)、駐車時に選択されるパーキングポジション(Pポジション)、前進走行時に選択されるドライブポジション(Dポジション)、および後進走行時に選択されるRポジションを含む。Rポジションが選択されると、シフトレンジがRレンジとなる。ハイブリッド車100は、Rレンジが選択されると、後進走行のための車両駆動力(トルク)を発生するように制御される。
The shift position sensor 127 detects the shift position SP selected by operating a shift lever (not shown) by the driver. Shift positions selectable by the driver are a neutral position (N position), a parking position (P position) selected during parking, a drive position (D position) selected during forward travel, and an R selected during reverse travel. Includes position. When the R position is selected, the shift range becomes the R range. When the R range is selected,
ECU150は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵して構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに従うソフトウェア処理によって、各センサによる検出値に基づく演算処理を実行するように構成される。あるいは、ECUの少なくとも一部は、専用の電子回路等によるハードウェア処理によって、所定の数値演算処理および/または論理演算処理を実行するように構成されてもよい。ECU150は、各センサなどの情報に基づいて上述した制御信号S1〜S4を生成し、その生成した制御信号S1〜S4を各機器に出力する。
ハイブリッド車100では、車両状態に適した走行を行うための走行制御が、ECU150によって実行される。たとえば、車両発進時および低速走行時には、エンジン10を停止した状態で、第2MG30の出力によって、ハイブリッド車100は走行する。定常走行時には、エンジン10を始動して、エンジン10および第2MG30の出力によって、ハイブリッド車100は走行する。特に、エンジン10を高効率の動作点で動作させることによって、ハイブリッド車100の燃費が向上する。
In
(後進走行の制御)
本実施の形態に従うハイブリッド車100では、後進走行の駆動トルク(以下、「リバーストルク」とも称する)は、第2MG30が負方向に回転することで出力される。
(Control of reverse travel)
In
サンギヤSG、キャリアCAおよびリングギヤRGが相対的に回転することによって、動力分割装置40は差動装置として機能する。したがって、サンギヤSG、キャリアCAおよびリングギヤRGの各回転数、すなわち、第1MG20、エンジン10および第2MG30の各回転数は、図2に示すように、共線図において直線で結ばれる関係となる。
As sun gear SG, carrier CA, and ring gear RG rotate relatively, power split
図2の縦線Y1は、動力分割装置40のサンギヤSGの回転数、すなわち第1MG20(MG1)の回転数を示す。縦線Y2は、動力分割装置40のキャリアCAの回転数、すなわちエンジン10の回転数を示す。縦線Y3は、動力分割装置40のリングギヤRGの回転数を示し、すなわち第2MG30(MG2)の回転数を示す。なお、縦線Y1〜Y3の間隔は、動力分割装置40のギヤ比に応じて定められている。
A vertical line Y1 in FIG. 2 indicates the rotational speed of the sun gear SG of the
図2を参照して、エンジンを停止した後進走行では、共線図195(点線)に示されるように、第2MG30が駆動軸85の逆回転方向に作用する負トルクを出力することによって後進走行する。すなわち、第2MG30は「車両駆動用電動機」の一実施例に相当する。
Referring to FIG. 2, in reverse travel with the engine stopped, reverse travel is performed when
後進走行におけるハイブリッド車100のリバーストルクTrvは、第2MG30のトルクTmg2(Tmg2<0)に比例する。以下では、リバーストルクTrvは、後進方向のトルクを正値として示すものとする。
The reverse torque Trv of the
一方で、後進走行時にも、エンジン10の停止および作動が制御される。後進走行中においても、バッテリ70のSOCが低下すると、エンジン10の作動による発電によってSOCを回復するために、エンジン10が作動した後進走行が適用される。エンジン作動を伴う後進走行は、実線で示した共線図190に従う。
On the other hand, the stop and operation of the
エンジン作動を伴う後進走行において、エンジン10は、バッテリ70の充電電力を発電するためのパワーを出力するように制御される。一般的に、発電のためのエンジン作動時には、エンジン10の効率が高くなるような動作点(トルク×回転数)が選択される。エンジン10からの出力に対して第1MG20が負トルク(Tmg1<0)を出力することによって、発電が行なわれる。発電電力は、第1インバータ60−1によってバッテリ70の充電電力に変換される。これにより、後進走行中に、エンジン10の出力によってバッテリ70を充電することができる。
In reverse travel with engine operation, the
エンジン作動を伴う後進走行では、リングギヤRGに対しては、第1MG20の出力トルクTmg1に従うエンジン直達トルクTep(Tep=−Tmg1/ρ)が伝達される(ρ:ギヤ比)。エンジン直達トルクTepは、第1MG20でエンジン10からの反力を受持ちながら、エンジン10を目標回転数および目標トルクで動作されたときに、リングギヤRGに出力されるトルクに相当する。
In reverse travel with engine operation, engine direct torque Tep (Tep = −Tmg1 / ρ) according to output torque Tmg1 of
この結果、後進走行時にはTmg1<0のため、リングギヤRGおよび駆動軸85に対して、正回転方向、すなわち、車両前進方向のトルクとして、エンジン直達トルクTepが作用する。このため、リバーストルクTrvは、|Tmg2|よりも|Tep|減少するので、エンジン10の停止時と比較して、後進方向のトルクは減少する。
As a result, since Tmg1 <0 during reverse travel, the engine direct torque Tep acts on the ring gear RG and the
したがって、図1に示されたハイブリッド車100では、後進走行時には、エンジン10の作動によって駆動トルクを高めることができない。このため、後進走行時の最大トルクは、第2MG30の出力によって確保される。一方で、前進走行時の駆動トルクは、エンジン10の作動に伴うエンジン直達トルクTepと、第2MG30の出力トルク(Tmg2>0)との和によって確保することができる。
Therefore, in the
したがって、第2MG30のスペックは、後進走行時の最大トルクに従って決定されることになる。このため、当該最大トルクを過大に設計すれば、第2MG30のコスト上昇を招いてしまう。
Therefore, the specifications of the
図3は、後進走行時における駆動トルクの設定マップを説明する概念図である。
図3を参照して、後進走行時における駆動トルク(以下、リバーストルクTrvとも称する)は、アクセル開度ACおよび車速(後進走行)に応じて設定される。アクセル開度ACは、アクセルペダルセンサ126からの信号に基づいて、全開状態を100%とする百分率で示される。リバーストルクTrvについても、後進方向のトルクを正値として示すものとする。車速は、車速センサ129からの信号により検知される。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a drive torque setting map during reverse travel.
Referring to FIG. 3, the drive torque during reverse travel (hereinafter also referred to as reverse torque Trv) is set according to accelerator opening AC and vehicle speed (reverse travel). The accelerator opening degree AC is shown as a percentage based on a signal from the
後進走行時の最大出力線200は、第2MG30の最大出力線に対応して定められる。すなわち、最大出力線200上での最大トルクは、第2MG30が最大トルク(負方向)を出力したときのトルク値に対応する。アクセル開度AC=100%の場合には、最大出力線200に従って、リバーストルクTrvが設定される。
The
アクセル開度AC毎に、車速に対する後進駆動力(トルク)を設定するマップが、最大出力線200(AC=100%)および特性線201〜204に従って、予め定められている。このように、各アクセル開度における出力トルクのマップは、車両発進時を含む低速時に大きな駆動トルクが得られるように設定されている。そして、アクセル開度が最大のときには、最大出力線200に沿ってマップが設定される。最大出力線200(AC=100%)および特性線201〜204(AC=80%、40%、20%、0%)の中間のアクセル開度では、マップ値の線形補間によってリバーストルクTrvを設定することができる。さらに、このように設定されたリバーストルクTrvに比例させて、第2MG30の出力トルクTmg2が設定される。
A map for setting the reverse driving force (torque) with respect to the vehicle speed for each accelerator opening AC is determined in advance according to a maximum output line 200 (AC = 100%) and characteristic lines 201-204. Thus, the map of output torque at each accelerator opening is set so that a large driving torque can be obtained at low speeds including when the vehicle starts. When the accelerator opening is maximum, a map is set along the
第2MG30は、最大出力線200に従ったスペックで設計されている。したがって、第2MG30は、規格上定められた一定時間連続して最大出力線200上のトルクを出力するように動作しても、故障や耐久性の低下が発生しないように、体格寸法および部品耐久性が設計されている。
本実施の形態に従うハイブリッド車では、後進走行のモードが、通常の最大出力線200に従ってリバーストルクが設定される通常モードと、所定条件の成立時に、最大出力線200を超えたトルク出力を許容する、拡大モードとの間で切換えられる。すなわち、通常モードは「第1のモード」に対応し、拡大モードは「第2のモード」に対応する。
In the hybrid vehicle according to the present embodiment, the reverse travel mode allows the normal mode in which reverse torque is set according to the normal
拡大モードでは、図3中に点線で示す最大出力線210に従って、アクセル開度AC=100%のときのリバーストルクTrvが設定される。最大出力線210は、最大出力線200と比較して、V<Vxでの後進低速走行時に最大出力線200より大きいリバーストルクを出力するように予め設定されている。Vxは、後進走行の動き出し対応させて大きなトルクを確保できるように定められる。すなわち、V≧Vxの範囲では、最大出力200および210は同等であり、最大トルクの拡大は最小限に抑制されている。
In the enlargement mode, reverse torque Trv when accelerator opening degree AC = 100% is set according to
図4は、後進走行におけるリバーストルクの設定処理を説明するための制御処理を示すフローチャートであり、図5は、後進走行時におけるモード遷移図である。図4に示すフローチャートは、ECU150によって繰返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a control process for explaining the reverse torque setting process in the reverse travel, and FIG. 5 is a mode transition diagram in the reverse travel. The flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed by the
図4を参照して、ECU150は、ステップS100により、走行システムの起動(いわゆる、Ready ON)に応じて、カウント値CNTをゼロにクリアする。以下では、ハイブリッド車100の1回の走行(1トリップ)が、走行システムの起動に応じて開始されるとともに、走行システムの停止(いわゆる、Ready OFF)に応じて終了するものとする。すなわち、ステップS100は、走行開始時にワンショットで実行される。
Referring to FIG. 4,
走行システムの起動および停止は、運転者によるボタンおよび/またはペダル操作によって実行される。たとえば、走行システムの起動および停止に応じて、正極線PL1および/または負極線GL1(図1)に介挿接続されたリレー(図示せず)がオンオフされることによって、バッテリ70からの給電が開始または終了される。
The driving system is started and stopped by a button and / or pedal operation by the driver. For example, according to the start and stop of the traveling system, power is supplied from the
ECU150は、ステップS110により、後進走行のためのRレンジが選択されているかどうかを判定する。Rレンジの非選択時(S110のNO時)には、ステップS120以降でのリバーストルクの設定処理は非実行とされる。
In step S110,
ECU150は、Rレンジの選択時(S110のYES判定時)には、ステップS120により、ロック状態が検出されているかどうかを判定する。ロック状態は、アクセル開度ACが全開(AC=100%)に近い状態で、車速=0、すなわち、駆動輪80(駆動軸85)が回転しない状態になると検出される。たとえば、アクセル開度AC>Athかつ車速V<εであるときに、ステップS120はYES判定とされる。アクセル開度ACと比較される所定値Athは、アクセル開度が全開に近い状態であることを検出するための予め定められたしきい値である。同様に、車速Vと比較される所定値εは、車輪が停止状態であることを検出するための予め定められたしきい値である。
When the R range is selected (YES in S110),
ECU150は、ロック状態の検出時(S120のYES判定時)には、カウント値CNTをカウントアップする。一方で、ロック状態の非検出時(S120のNO判定時)には、ECU150は、ステップS130の処理をスキップする。これにより、カウント値CNTは、ロック状態が検出される毎に増加することになる。
ECU150は、ステップS140により、カウント値CNTを判定値Ctと比較する。そして、カウント値CNTが判定値Ctを超えると(S110のYES判定時)、ECU150は、ステップS150に処理を進めて、モードフラグFLG=1に設定する。
In step S140,
ECU150は、ステップS170により、モードフラグFLG=1であるかどうかを判定する。ECU150は、FLG=1のとき(S170のYES判定時)には、ステップS180に処理を進めて、図3に点線で示した最大出力線210を用いて、AC=100%におけるリバーストルクのマップを設定する。
In step S170,
これに対して、FLG=0のとき(S170のNO判定時)には、ステップS180に処理を進めて、図3に示した最大出力線200を用いて、AC=100%におけるリバーストルクのマップを設定する。すなわち、ハイブリッド車100における後進走行は、FLG=1のときには、拡大モードが適用された状態であり、FLG=0のときには、通常モードが適用された状態である。
On the other hand, when FLG = 0 (NO in S170), the process proceeds to step S180, and the reverse torque map at AC = 100% using the
なお、ECU150は、カウント値CNTが判定値Ctに達していないとき(S140のNO判定時)には、ステップS160に処理を進めて、モードフラグFLGの現在の値を維持する。これにより、現在のモード(通常モードまたは拡大モード)が維持される。なお、モードフラグFLGのデフォルト値は、通常モードを適用するために、0である。
When count value CNT has not reached determination value Ct (NO determination in S140),
図5を参照して、後進走行のモードは、デフォルトの通常モードから、所定の条件CND1が成立すると、拡大モードに変化する。条件CND1は、図4のステップS140がYES判定されるのに応じて成立する。したがって、1トリップ中にロック状態が一定期間(図4のフローチャートの実行周期および判定値Ctの積)を超えて生じると、拡大モードが適用される。 Referring to FIG. 5, the reverse travel mode changes from the default normal mode to the expansion mode when a predetermined condition CND1 is satisfied. The condition CND1 is satisfied when step S140 in FIG. 4 is determined as YES. Therefore, when the locked state occurs during a trip exceeding a certain period (the product of the execution cycle of the flowchart in FIG. 4 and the determination value Ct), the expansion mode is applied.
なお、ステップS120〜S140の処理は、通常モードから拡大モードへの変化の要否を判定するものであるから、拡大モードの適用時(既にFLG=1のとき)には、非実行とされてもよい。すなわち、条件CND1(S120〜S140)によれば、第2MG30が、図3の最大出力線200に従った最大トルクを出力しても駆動輪80(駆動軸85)が回転しない状態になった場合に、ロック状態が検出される。
Note that the processing in steps S120 to S140 determines whether or not the change from the normal mode to the enlargement mode is necessary, and is therefore not executed when the enlargement mode is applied (when FLG = 1 already). Also good. That is, according to the condition CND1 (S120 to S140), when the
拡大モードの適用時には、所定の条件CND2が成立すると、拡大モードが解除されて、後進走行のモードは通常モードに復帰する。一方で、所定の条件CND2が成立するまで拡大モードが維持される。 When the enlargement mode is applied, if the predetermined condition CND2 is satisfied, the enlargement mode is canceled and the reverse travel mode returns to the normal mode. On the other hand, the enlargement mode is maintained until a predetermined condition CND2 is satisfied.
図6には、拡大モードを解除するための制御処理を説明するフローチャートが示される。 FIG. 6 shows a flowchart for explaining a control process for canceling the enlargement mode.
図6を参照して、ECU150は、走行システムの停止(Ready OFF)に応じて(S200のYES判定時)、ステップS210以降の処理を実行する。すなわち、ハイブリッド車100の走行終了時に、ステップS210以降の処理がワンショットで実行される。
Referring to FIG. 6,
ECU150は、ステップS210により、今回のトリップ中にロック状態の検出毎に増加されるカウント値CNTが0であるかどうかを判定する。ECU150は、カウント値CNTが0である、すなわち当該トリップ中にロック状態が検出されなかった場合(S210のYES判定時)には、ステップS220に処理を進めて解除カウント値RCNTを、カウントアップする。
In step S210,
一方で、ECU150は、今回のトリップ中にロック状態が検出されたとき(S210のNO判定時)には、ステップS230に処理を進めて、解除カウント値RCNTを0にクリアする。
On the other hand, when a locked state is detected during the current trip (NO in S210),
さらに、ECU150は、ステップS240により、今回のトリップ終了後における解除カウント値RCNTが判定値Rtを超えているかどうかを判定する。ECU150は、解除カウント値RCNTが判定値Rtを超えている場合(S240のYES判定時)には、ECU150は、ステップS250に処理を進めて、モードフラグFLGを0に設定する。判定値Rtは、2以上の所定値に予め定められる。
Furthermore,
これにより、拡大モードの適用時(FLG=1)には、再び、後進走行は通常モードに復帰する。すなわち、図5での条件CND2が成立した状態となる。なお、通常モードの適用時(FLG=0)には、通常モードが維持される。 As a result, when the enlargement mode is applied (FLG = 1), the reverse travel returns to the normal mode again. That is, the condition CND2 in FIG. 5 is satisfied. Note that the normal mode is maintained when the normal mode is applied (FLG = 0).
ECU150は、解除カウント値RCNTが判定値Rtを超えていない場合(S240のNO判定時)には、ステップS260に処理を進めて、モードフラグFLGの現在の値を維持する。これにより、現在のモード(通常モードまたは拡大モード)が維持される。
If release count value RCNT does not exceed determination value Rt (NO determination in S240),
このように、図4および図6での処理例によれば、1回のトリップ中に後進走行でのロック状態が検出されると、拡大モードを適用してリバーストルクが設定される。一方で、一旦拡大モードが適用されると、複数回のトリップを通じてロック状態が非検出とならないと、通常モードへの復帰は許可されない。 As described above, according to the processing examples in FIGS. 4 and 6, when the locked state in the reverse travel is detected during one trip, the reverse mode is set by applying the expansion mode. On the other hand, once the enlargement mode is applied, the return to the normal mode is not permitted unless the lock state is not detected through a plurality of trips.
このため、アクセル開度がほぼ全開状態となるような操作を行なってもロック状態が発生するような走行状況、たとえば、障害物や段差等を乗り越える後進走行や、急勾配な後進登坂に一定頻度で遭遇する特別なユーザを層別して、拡大モードを適用することができる。これにより、上記のような走行状況では、運転者によるアクセル操作に対応して、最大トルクが拡大された最大出力線210(図3)に従って後進駆動力を(トルク)適切に確保することができる。 For this reason, a certain frequency is applied to a driving situation in which a locked state is generated even if an operation is performed in which the accelerator opening is almost fully opened, for example, backward traveling over an obstacle or a step, or a steep backward climbing slope. You can stratify the special users you encounter in and apply the magnification mode. Thereby, in the above driving conditions, the reverse driving force (torque) can be appropriately ensured according to the maximum output line 210 (FIG. 3) in which the maximum torque is expanded in response to the accelerator operation by the driver. .
これに対して、上記のような後進走行での特殊な運転状況に遭遇しないユーザに対しては、ハイブリッド車100のリバーストルクは、最大出力線200(図3)を超えない範囲内に設定される。このため、最大出力線200に従って設計された第2MG30を用いて走行しても、基本的には、第2MG30の故障や耐久性の低下は発生しない。
On the other hand, the reverse torque of the
この結果、本実施の形態に従うハイブリッド車では、特別なユーザに完全に対応するべく、最大出力線210に従って第2MG30を設計する場合と比較して、第2MG30を低コスト化することができる。さらに、特別なユーザに対しては、アクセル操作が大きいときのリバーストルクを拡大するモードを適用することで、後進方向の駆動力確保への要求に対応することが可能となる。これにより、ユーザからの駆動力要求への対応と、車両駆動用電動機(第2MG30)のコストアップ抑制とを両立するように、後進走行時の駆動力(トルク)を制御することができる。
As a result, in the hybrid vehicle according to the present embodiment, it is possible to reduce the cost of
なお、ハイブリッド車のパワートレーンの構成は、本実施の形態での例示に限定されるものではない点について、確認的に記載する。すなわち、本発明に従うリバーストルクの設定は、後進走行時においても内燃機関の作動時に駆動軸に対して車両前進方向のトルクが作用するようなパワートレーン構成を有するハイブリッド車に対して共通に適用可能である。 It should be noted that the configuration of the power train of the hybrid vehicle is not limited to the illustration in the present embodiment, and will be described in a confirming manner. That is, the reverse torque setting according to the present invention can be commonly applied to a hybrid vehicle having a power train configuration in which the torque in the vehicle forward direction acts on the drive shaft when the internal combustion engine is operated even during reverse travel. It is.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン、20 第1MG、30 第2MG、40 動力分割装置、50 減速機、60 インバータ、60−1 第1インバータ、60−2 第2インバータ、70 バッテリ、80 駆動輪、85 駆動軸、90 コンバータ、100 ハイブリッド車、125 ブレーキペダルセンサ、126 アクセルペダルセンサ、127 シフトポジションセンサ、129 車速センサ、131,132 回転角センサ、190 共線図(エンジン作動)、195 共線図(エンジン停止)、200 最大出力線(通常モード)、210 最大出力線(拡大モード)、201〜204 特性線、AC アクセル開度、C1 平滑コンデンサ、CA キャリア、CND1,CND2 条件、CNT カウント値、Ct,Rt 判定値、FLG モードフラグ、GL0,GL1 負極線、PG ピニオンギヤ、PL0,PL1 正極線、RCNT 解除カウント値、RG リングギヤ、S1〜S4 制御信号、SG サンギヤ、SP シフトポジション、Tep エンジン直達トルク、Tmg1 トルク(第1MG)、Tmg2 トルク(第2MG)、Trv リバーストルク、VL,VH 直流電圧。 10 Engine, 20 1st MG, 30 2nd MG, 40 Power split device, 50 Reducer, 60 Inverter, 60-1 1st inverter, 60-2 2nd inverter, 70 Battery, 80 Drive wheel, 85 Drive shaft, 90 Converter , 100 hybrid vehicle, 125 brake pedal sensor, 126 accelerator pedal sensor, 127 shift position sensor, 129 vehicle speed sensor, 131, 132 rotation angle sensor, 190 nomograph (engine operation), 195 nomograph (engine stop), 200 Maximum output line (normal mode), 210 Maximum output line (enlarged mode), 201-204 characteristic line, AC accelerator opening, C1 smoothing capacitor, CA carrier, CND1, CND2 condition, CNT count value, Ct, Rt judgment value, FLG mode flag, GL , GL1 negative line, PG pinion gear, PL0, PL1 positive line, RCNT release count value, RG ring gear, S1-S4 control signal, SG sun gear, SP shift position, Tep engine direct torque, Tmg1 torque (first MG), Tmg2 torque ( 2nd MG), Trv reverse torque, VL, VH DC voltage.
Claims (3)
正回転トルクまたは負回転トルクを出力する車両駆動用電動機と、
車両前進時に正方向に回転する一方で車両後進時に負方向に回転する駆動軸と、
前記内燃機関および前記車両駆動用電動機の出力を前記駆動軸へ伝達するための動力伝達機構と、
運転者によるアクセル操作に応じて後進走行時における前記車両駆動用電動機の出力トルクを制御するための制御装置とを備え、
前記動力伝達機構は、前記後進走行時において、前記内燃機関の作動に応じて前記駆動軸に正方向のトルクを作用させるとともに、前記車両駆動用電動機からの負回転トルクを前記駆動軸に対して負方向のトルクとして作用させるように構成され、
前記制御装置は、
前記後進走行時に、予め設定された負回転方向の最大トルクを前記車両駆動用電動機が出力しても前記駆動軸が回転しない状態が生じているときに、後進走行モードを第1のモードから第2のモードへ変化させるとともに、前記後進走行モードが前記第2のモードであるときには、前記最大トルクを超えた前記負回転方向のトルクの出力を許容するように構成される、ハイブリッド車。 An internal combustion engine;
A vehicle driving motor that outputs a positive rotational torque or a negative rotational torque;
A drive shaft that rotates in the positive direction when the vehicle moves forward while rotating in the negative direction when the vehicle moves backward;
A power transmission mechanism for transmitting the output of the internal combustion engine and the vehicle drive motor to the drive shaft;
A control device for controlling the output torque of the motor for driving the vehicle in reverse traveling according to the accelerator operation by the driver,
The power transmission mechanism applies a positive torque to the drive shaft according to the operation of the internal combustion engine during the reverse travel, and applies a negative rotational torque from the vehicle drive motor to the drive shaft. Configured to act as a negative torque,
The controller is
During reverse travel, when the vehicle driving motor outputs a preset maximum torque in the negative rotation direction and the drive shaft does not rotate, the reverse travel mode is changed from the first mode to the first mode. And a hybrid vehicle configured to allow output of torque in the negative rotation direction exceeding the maximum torque when the reverse travel mode is the second mode.
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2014
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