JP2016175560A - Hybrid vehicle - Google Patents

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JP2016175560A
JP2016175560A JP2015057954A JP2015057954A JP2016175560A JP 2016175560 A JP2016175560 A JP 2016175560A JP 2015057954 A JP2015057954 A JP 2015057954A JP 2015057954 A JP2015057954 A JP 2015057954A JP 2016175560 A JP2016175560 A JP 2016175560A
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motor
engine
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torque
ecu
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Japanese (ja)
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幸将 西村
Yukimasa Nishimura
幸将 西村
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit generation of relatively large vibration in a vehicle in stopping an engine when a battery is separated from first and second motor sides.SOLUTION: When stopping an engine after finishing battery-less travel, a hybrid vehicle drives and controls a first motor so that torque for lowering an engine revolution speed is output from the first motor (S150, S160). The hybrid vehicle drives and controls a second motor so that electrical power obtained from the first motor without outputting torque from the second motor is consumed by the second motor (S160).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、第1,第2モータと、プラネタリギヤと、バッテリと、を備えるハイブリッド自動車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, first and second motors, a planetary gear, and a battery.

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと第1モータと第2モータとをプラネタリギヤを介して接続した構成のハイブリッド自動車において、バッテリに異常が生じたときには、バッテリを第1,第2モータ側から切り離して走行するバッテリレス走行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。バッテリレス走行は、運転者のアクセル操作に応じたパワーを出力するようにエンジンと第1モータとを制御し、第1モータからの発電電力を第2モータで消費するように第2モータを制御することにより行なわれる。   Conventionally, in this type of hybrid vehicle, in a hybrid vehicle having a configuration in which an engine, a first motor, and a second motor are connected via a planetary gear, when an abnormality occurs in the battery, the battery is connected to the first and second motor sides. There has been proposed a battery-less traveling that travels separately from the vehicle (see, for example, Patent Document 1). In battery-less travel, the engine and the first motor are controlled so as to output power corresponding to the driver's accelerator operation, and the second motor is controlled so that the electric power generated from the first motor is consumed by the second motor. It is done by doing.

特開2013−103514号公報JP 2013-103514 A

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、バッテリレス走行を終了した後にエンジンを停止する際に、車両に比較的大きな振動が生じることがある。エンジンの停止は、バッテリに異常が生じていないときには、エンジンの回転数が共振周波数帯を迅速に通過するように、エンジンの回転数を低下させるように第1モータを制御して行なわれる。このとき、第1モータによる発電電力はバッテリに充電される。バッテリを第1,第2モータ側から切り離した状態では、第1モータによる発電電力をバッテリに充電することができないため、同様の制御を行なうことができない。このため、第1モータを駆動せずにエンジンへの燃料噴射を停止してエンジン停止を行なうことも考えられるが、エンジンの回転数が共振周波数帯を迅速に通過することができず、車両に比較的大きな振動が生じてしまう。   However, in the above-described hybrid vehicle, when the engine is stopped after the battery-less traveling is finished, a relatively large vibration may occur in the vehicle. The engine is stopped by controlling the first motor so as to reduce the engine speed so that the engine speed can quickly pass through the resonance frequency band when there is no abnormality in the battery. At this time, the power generated by the first motor is charged to the battery. In a state where the battery is disconnected from the first and second motor sides, the battery cannot be charged with the electric power generated by the first motor, and thus similar control cannot be performed. For this reason, it is conceivable to stop the fuel injection by stopping the fuel injection to the engine without driving the first motor, but the engine speed cannot pass through the resonance frequency band quickly, and the vehicle A relatively large vibration will occur.

本発明のハイブリッド自動車は、バッテリを第1,第2モータ側から切り離しているときにエンジンを停止する際に車両に比較的大きな振動が生じるのを抑制することを主目的とする。   The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to suppress the occurrence of relatively large vibrations in the vehicle when the engine is stopped when the battery is disconnected from the first and second motor sides.

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
動力を入出力可能な第1モータと、
前記第1モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやりとり可能なバッテリと、
前記バッテリに異常が生じたときには、前記バッテリの充放電を伴わずに前記エンジンからの動力を前記第1モータと前記第2モータとによってトルク変換してバッテリレス走行するように前記エンジンと前記第1モータおよび第2モータを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記バッテリレス走行の終了後に前記エンジンを停止するときには、前記エンジンの回転数が低下するように前記第1モータを制御すると共に、前記第2モータからトルクを出力せずに前記第1モータにより得られる電力が前記第2モータにより消費されるように第2モータを制御する、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Engine,
A first motor capable of inputting and outputting power;
A planetary gear in which three rotating elements are connected to three axes of a rotating shaft of the first motor, an output shaft of the engine, and a driving shaft coupled to a driving wheel;
A second motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A battery capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
When an abnormality occurs in the battery, the engine and the first motor are connected so that the power from the engine is torque-converted by the first motor and the second motor without charging / discharging the battery and the battery is running. Control means for controlling the first motor and the second motor;
A hybrid vehicle comprising:
When the engine is stopped after the battery-less running, the control means controls the first motor so that the engine speed decreases, and outputs no torque from the second motor. Controlling the second motor so that the electric power obtained by the first motor is consumed by the second motor;
It is characterized by that.

この本発明のハイブリッド自動車では、バッテリレス走行の終了後にエンジンを停止するときには、エンジンの回転数が低下するように第1モータを制御すると共に、第2モータからトルクを出力せずに第1モータにより得られる電力が第2モータにより消費されるように第2モータを制御する。これにより、エンジンの回転数が共振周波数帯を迅速に通過することができる。この結果、車両に比較的大きな振動が生じるのを抑制することができる。ここで、第2モータからトルクを出力せずに第1モータにより得られる電力を第2モータにより消費する方法としては、第2モータにd軸電流を流すことが考えられる。   In the hybrid vehicle of the present invention, when the engine is stopped after the end of the battery-less running, the first motor is controlled so as to reduce the engine speed, and the first motor is not output with torque from the second motor. The second motor is controlled such that the electric power obtained by is consumed by the second motor. Thereby, the rotation speed of the engine can quickly pass through the resonance frequency band. As a result, it is possible to suppress the occurrence of relatively large vibrations in the vehicle. Here, as a method of consuming electric power obtained by the first motor without outputting torque from the second motor by the second motor, it is conceivable to pass a d-axis current to the second motor.

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. 実施例のHVECU70により実行されるバッテリ異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the battery abnormal time control routine performed by HVECU70 of an Example. イグニッションオフされたときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the collinear diagram which shows the dynamic relationship between the rotation speed and torque in the rotation element of the planetary gear 30 when ignition is turned off.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、システムメインリレー56と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30, motors MG1 and MG2, inverters 41 and 42, a battery 50, a system main relay 56, and an electronic control unit for hybrid (hereinafter referred to as a hybrid electronic control unit). , “HVECU”) 70.

エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。   The engine 22 is configured as an internal combustion engine that outputs power using gasoline or light oil as a fuel. The operation of the engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 24.

エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcr。スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度TH。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への制御信号。スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このエンジンECU24は、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御する。また、エンジンECU24は、必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。   Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the engine 22 are input to the engine ECU 24 via an input port. Examples of signals from various sensors include the following. A crank angle θcr from a crank position sensor 23 that detects the rotational position of the crankshaft 26 of the engine 22. The throttle opening TH from the throttle valve position sensor that detects the throttle valve position. Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the engine ECU 24 through an output port. Examples of various control signals include the following. Control signal to the fuel injection valve. Control signal to the throttle motor that adjusts the throttle valve position. Control signal to the ignition coil integrated with the igniter. The engine ECU 24 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The engine ECU 24 controls the operation of the engine 22 by a control signal from the HVECU 70. Further, the engine ECU 24 outputs data relating to the operating state of the engine 22 to the HVECU 70 as necessary. The engine ECU 24 calculates the rotation speed of the crankshaft 26, that is, the rotation speed Ne of the engine 22 based on the crank angle θcr from the crank position sensor 23.

プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36とモータMG2の回転子とが接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、エンジン22のクランクシャフト26が接続されている。   The planetary gear 30 is configured as a single pinion type planetary gear mechanism. The sun gear of planetary gear 30 is connected to the rotor of motor MG1. The ring gear of the planetary gear 30 is connected to a drive shaft 36 connected to drive wheels 38a and 38b via a differential gear 37 and a rotor of the motor MG2. A crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier of the planetary gear 30.

モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG1は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG2は、上述したように、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、バッテリ50と共に電力ライン54に接続されている。この電力ライン54には、コンデンサ58が取り付けられている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。   The motor MG1 is configured as a synchronous generator motor, for example. As described above, the motor MG1 has a rotor connected to the sun gear of the planetary gear 30. The motor MG2 is configured as, for example, a synchronous generator motor. In the motor MG2, the rotor is connected to the drive shaft 36 as described above. The inverters 41 and 42 are connected to the power line 54 together with the battery 50. A capacitor 58 is attached to the power line 54. The motors MG1 and MG2 are driven to rotate by switching control of a plurality of switching elements (not shown) of the inverters 41 and 42 by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40.

モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2。モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このモータECU40は、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御する。また、モータECU40は、必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。   Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1, MG2 are input to the motor ECU 40 via the input port. Examples of signals from various sensors include the following. Rotation positions θm1 and θm2 from rotation position detection sensors 43 and 44 that detect the rotation positions of the rotors of the motors MG1 and MG2. Phase current from a current sensor that detects current flowing in each phase of motors MG1 and MG2. The motor ECU 40 outputs a switching control signal to a switching element (not shown) of the inverters 41 and 42 through an output port. The motor ECU 40 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The motor ECU 40 controls driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the HVECU 70. In addition, motor ECU 40 outputs data relating to the driving state of motors MG1 and MG2 to HVECU 70 as necessary. The motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 based on the rotational positions θm1, θm2 of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotational position detection sensors 43, 44.

バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ50は、上述したように、インバータ41,42と共に電力ライン54に接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。なお、電力ライン54にはシステムメインリレー56が取り付けられており、システムメインリレー56のオン,オフによりバッテリ50をインバータ41,42と接続したり切り離したりすることができる。   The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery. As described above, the battery 50 is connected to the power line 54 together with the inverters 41 and 42. The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 52. A system main relay 56 is attached to the power line 54, and the battery 50 can be connected to or disconnected from the inverters 41 and 42 by turning the system main relay 56 on and off.

バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Vb。バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ib(バッテリ50から放電するときが正の値)。バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度Tb。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このバッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、電流センサからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリECU52は、演算した蓄電割合SOCと、温度センサからの電池温度Tbと、に基づいて入出力制限Win,Woutを演算している。入出力制限Win,Woutは、バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である。   Although not shown, the battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for managing the battery 50 are input to the battery ECU 52 via the input port. Examples of signals from various sensors include the following. The battery voltage Vb from the voltage sensor installed between the terminals of the battery 50. Battery current Ib from a current sensor attached to the output terminal of battery 50 (a positive value when discharging from battery 50). Battery temperature Tb from a temperature sensor attached to the battery 50. The battery ECU 52 is connected to the HVECU 70 via a communication port. The battery ECU 52 outputs data relating to the state of the battery 50 to the HVECU 70 as necessary. Battery ECU 52 calculates power storage rate SOC based on the integrated value of battery current Ib from the current sensor. The storage ratio SOC is a ratio of the capacity of power that can be discharged from the battery 50 to the total capacity of the battery 50. Further, the battery ECU 52 calculates the input / output limits Win, Wout based on the calculated storage ratio SOC and the battery temperature Tb from the temperature sensor. The input / output limits Win and Wout are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50.

HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号。シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP。アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc。ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP。車速センサ88からの車速V。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。このHVECU70は、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   Although not shown, the HVECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. Signals from various sensors are input to the HVECU 70 via input ports. Examples of signals from various sensors include the following. An ignition signal from the ignition switch 80. A shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81. Accelerator opening degree Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the depression amount of the accelerator pedal 83. The brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the amount of depression of the brake pedal 85. Vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. As described above, the HVECU 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port. The HVECU 70 exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1,MG2とを運転制御する。エンジン22とモータMG1,MG2との運転モードとしては、以下の(1)〜(3)のモードがある。
(1)トルク変換運転モード:要求動力に対応する動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード。
(2)充放電運転モード:要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ50の充放電を伴ってプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード。
(3)モータ運転モード:エンジン22の運転を停止して、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG2を駆動制御するモード。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, the required driving force of the drive shaft 36 is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the required power corresponding to the required driving force is output to the drive shaft 36. In addition, the engine 22 and the motors MG1, MG2 are controlled to operate. As operation modes of the engine 22 and the motors MG1, MG2, there are the following modes (1) to (3).
(1) Torque conversion operation mode: The operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is transmitted to the planetary gear 30 and the motors MG1, MG2. Is a mode in which the motors MG1 and MG2 are driven and controlled so that the torque is converted by the motor and the required power is output to the drive shaft.
(2) Charging / discharging operation mode: The engine 22 is operated and controlled so that the power corresponding to the sum of the required power and the power required for charging / discharging the battery 50 is output from the engine 22, and the power output from the engine 22 In which all or a part of the motor is torque-converted by the planetary gear 30 and the motors MG1 and MG2 with charging and discharging of the battery 50, and the motors MG1 and MG2 are driven and controlled so that the required power is output to the drive shaft 36. .
(3) Motor operation mode: Mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the motor MG2 is driven and controlled so that the required power is output to the drive shaft 36.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、バッテリ50に異常が生じた際の動作について説明する。図2は、実施例のHVECU70により実行されるバッテリ異常時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、バッテリ50に異常が生じたときに実行される。   Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when an abnormality has occurred in the battery 50 will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a battery abnormality control routine executed by the HVECU 70 of the embodiment. This routine is executed when an abnormality occurs in the battery 50.

バッテリ異常時制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、システムメインリレー56をオフにする(ステップS100)。これにより、バッテリ50がインバータ41,42から切り離される。   When the battery abnormality control routine is executed, the HVECU 70 first turns off the system main relay 56 (step S100). Thereby, the battery 50 is disconnected from the inverters 41 and 42.

次に、バッテリレス走行に移行可能か否かを判定する(ステップS110)。バッテリレス走行に移行可能でないと判定されたときには、バッテリレス走行は行なわず、本ルーチンを終了する。ここで、バッテリレス走行に移行可能か否かの判定は、エンジン22が運転中であるか否か,モータMG2が正常に動作しているか否かなどを判定することによって行なわれる。また、バッテリレス走行については後述する。   Next, it is determined whether or not it is possible to shift to battery-less travel (step S110). When it is determined that it is not possible to shift to battery-less travel, battery-less travel is not performed and this routine is terminated. Here, the determination as to whether or not it is possible to shift to battery-less traveling is performed by determining whether or not the engine 22 is in operation and whether or not the motor MG2 is operating normally. Battery-less travel will be described later.

ステップS110でバッテリレス走行に移行可能であると判定された場合には、バッテリレス走行を実行する(ステップS120)。バッテリレス走行は、バッテリ50をインバータ41,42から切り離している状態で上述のトルク変換運転モードと同様にエンジン22とモータMG1,MG2とを駆動制御することによって行なわれる。   If it is determined in step S110 that it is possible to shift to battery-less travel, battery-less travel is performed (step S120). The battery-less travel is performed by driving and controlling the engine 22 and the motors MG1 and MG2 in the state where the battery 50 is disconnected from the inverters 41 and 42 as in the above-described torque conversion operation mode.

次に、イグニッションオフされたか否かを判定し(ステップS130)、イグニッションオフされていないと判定されたときには、ステップS120に戻る。このようにして、イグニッションオフされるまでバッテリレス走行を行なう。なお、イグニッションオフされたか否かの判定は、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号を用いて行なうことができる。   Next, it is determined whether or not the ignition is turned off (step S130). If it is determined that the ignition is not turned off, the process returns to step S120. In this way, the battery-less running is performed until the ignition is turned off. Whether or not the ignition has been turned off can be determined using an ignition signal from the ignition switch 80.

ステップS130でイグニッションオフされたと判定されると、エンジン22の燃料噴射および点火の停止指令をエンジンECU24に送信する(ステップS140)。エンジンECU24は、この停止指令を受け取ると、燃料噴射および点火を停止する。なお、イグニッションオフされるときには、基本的には、シフトポジションSPが駐車ポジションにされていたりブレーキペダルポジションBPが踏み込まれていたりすることによって、駆動輪38a,38bひいては駆動軸36の回転が制限されている。   If it is determined in step S130 that the ignition is turned off, a fuel injection and ignition stop command for engine 22 is transmitted to engine ECU 24 (step S140). When the engine ECU 24 receives this stop command, the engine ECU 24 stops fuel injection and ignition. Note that when the ignition is turned off, basically, the rotation of the drive wheels 38a, 38b and hence the drive shaft 36 is restricted by the shift position SP being set to the parking position or the brake pedal position BP being depressed. ing.

次に、停止用目標トルクTstop*をモータMG1のトルク指令Tm1*に設定する(ステップS150)。ここで、停止用目標トルクTstop*は、エンジン22の回転数Neを迅速に引き下げるためにモータMG1から出力されるべきトルクであり、実施例では、エンジン22の回転数Neと停止用目標トルクTstop*との関係を予め定めてマップとして図示しないROMに記憶しておき、エンジン22の回転数Neが与えられると、このマップから対応する停止用目標トルクTstop*を導出して設定するものとした。   Next, the target torque for stop Tstop * is set to the torque command Tm1 * for the motor MG1 (step S150). Here, the stop target torque Tstop * is a torque to be output from the motor MG1 in order to quickly reduce the engine speed Ne, and in the embodiment, the engine speed Ne and the stop target torque Tstop. The relationship with * is determined in advance and stored in a ROM (not shown) as a map, and when the engine speed Ne is given, the corresponding stop target torque Tstop * is derived and set from this map. .

モータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*とモータMG2の放電指令とをモータECU40に送信する(ステップS170)。モータECU40は、トルク指令Tm1*とモータMG2の放電指令とを受信すると、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようインバータ41の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に、モータMG1の駆動によって得られる電力がモータMG2からトルクを出力せずに放電されるようインバータ42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。モータMG2の駆動制御は、具体的には、モータMG1の駆動によって得られる電力に応じたd軸電流(および値0のq軸電流)がモータMG2に供給されるようにインバータ42を制御することによって行なわれる。こうしたモータMG1,MG2の駆動制御により、モータMG1からのトルクによってエンジン22の回転数Neを迅速に引き下げることができると共に、モータMG1によって得られる電力をモータMG2からトルクを出力させずにモータMG2によって熱として消費させることができる。これにより、エンジン22の回転数Neが共振周波数帯(例えば、400rpm〜600rpmなど)を通過するのに要する時間が長くなるのを抑制し、車両に比較的大きな振動が生じるのを抑制することができる。また、この際、電力ライン54の電圧(コンデンサ58の電圧)の上昇を抑制することができる。なお、このときには、上述したように、駆動軸36の回転が制限されているから、モータMG2からトルク(モータMG1から出力されてプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルクをキャンセルするためのトルク)を出力させなくてよいのである。   When torque command Tm1 * for motor MG1 is set, the set torque command Tm1 * and the discharge command for motor MG2 are transmitted to motor ECU 40 (step S170). When the motor ECU 40 receives the torque command Tm1 * and the discharge command of the motor MG2, the motor ECU 40 performs switching control of a plurality of switching elements of the inverter 41 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 *, and by driving the motor MG1. Switching control of the plurality of switching elements of the inverter 42 is performed so that the obtained electric power is discharged without outputting torque from the motor MG2. Specifically, the drive control of the motor MG2 is performed by controlling the inverter 42 so that the d-axis current (and the q-axis current of value 0) corresponding to the electric power obtained by driving the motor MG1 is supplied to the motor MG2. Is done by. With such drive control of the motors MG1 and MG2, the rotational speed Ne of the engine 22 can be quickly reduced by the torque from the motor MG1, and the electric power obtained by the motor MG1 can be reduced by the motor MG2 without outputting the torque from the motor MG2. It can be consumed as heat. As a result, it is possible to suppress the time required for the engine speed Ne to pass through a resonance frequency band (for example, 400 rpm to 600 rpm, etc.) and to suppress the occurrence of relatively large vibrations in the vehicle. it can. At this time, an increase in the voltage of the power line 54 (the voltage of the capacitor 58) can be suppressed. At this time, as described above, since the rotation of the drive shaft 36 is limited, the torque from the motor MG2 (the torque output from the motor MG1 and acting on the drive shaft 36 via the planetary gear 30 is canceled). Torque) does not have to be output.

次に、エンジン22の回転数Neを入力し(ステップS170)、エンジン22の回転数Neと値0とを比較し(ステップS180)、エンジン22の回転数Neが値0ではないときには、ステップS150に戻る。そして、ステップS150〜ステップS180の処理を繰り返し実行して、エンジン22の回転数Neが値0になると、エンジン22の回転が停止したと判断し、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン22の回転数Neは、エンジンECU24により演算されたものを通信により入力するものとした。   Next, the rotational speed Ne of the engine 22 is input (step S170), the rotational speed Ne of the engine 22 is compared with the value 0 (step S180), and when the rotational speed Ne of the engine 22 is not 0, step S150 is performed. Return to. Then, the processes of step S150 to step S180 are repeatedly executed, and when the rotation speed Ne of the engine 22 becomes 0, it is determined that the rotation of the engine 22 has stopped, and this routine is ended. Here, the rotation speed Ne of the engine 22 is calculated by the engine ECU 24 and input by communication.

図3は、イグニッションオフされたときのプラネタリギヤ30の回転要素(サンギヤ、リングギヤ、プラネタキャリヤ)における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、S軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤの回転数Nsを示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるプラネタリキャリヤの回転数Ncを示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2である駆動軸32の回転数Nrを示す。なお、このとき、基本的には、シフトポジションSPが駐車ポジションにされていたりブレーキペダルポジションBPが踏み込まれていたりすることによって、駆動輪38a,38bひいては駆動軸36の回転が制限されている。イグニッションオフされると、エンジン22の燃料噴射および点火が停止される。そして、図示するように、モータMG1からエンジン22の回転数Neを低下させる方向のトルク(図中、S軸の下向きのトルク)を出力することにより、エンジン22の回転数Neを低下させる際にエンジン22の共振周波数帯を迅速に通過させることができる。これにより、車両に比較的大きな振動が生じるのを抑制することができる。また、モータMG1からトルクTm1を出力することによって得られる電力は、モータMG2にd軸電流を流すことにより、モータMG2からトルクを出力することなく、熱として消費される。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a collinear diagram showing a dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating elements (sun gear, ring gear, planetary carrier) of the planetary gear 30 when the ignition is turned off. In the figure, the S axis indicates the rotation speed Ns of the sun gear which is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C axis indicates the rotation speed Nc of the planetary carrier which is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the drive shaft 32 which is Nm2 is shown. At this time, basically, the rotation of the drive wheels 38a and 38b and thus the drive shaft 36 is restricted by the shift position SP being set to the parking position or the brake pedal position BP being depressed. When the ignition is turned off, the fuel injection and ignition of the engine 22 are stopped. As shown in the figure, when the rotational speed Ne of the engine 22 is reduced by outputting torque in the direction of decreasing the rotational speed Ne of the engine 22 (downward torque in the S axis in the figure) from the motor MG1. The resonance frequency band of the engine 22 can be passed quickly. Thereby, it can suppress that a comparatively big vibration arises in a vehicle. Further, the electric power obtained by outputting the torque Tm1 from the motor MG1 is consumed as heat without outputting the torque from the motor MG2 by causing the d-axis current to flow through the motor MG2.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリレス走行の終了後にエンジン22を停止するときには、エンジン22の回転数Neを低下させるためにモータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようインバータ41を制御する。そして、モータMG2からトルクを出力せずにモータMG1により得られる電力がモータMG2により消費されるようにインバータ42を制御する。これにより、バッテリ50をインバータ41,42から切り離しているときにエンジン22を停止する際に、車両に比較的大きな振動が生じるのを抑制することができる。   In the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the engine 22 is stopped after the end of the battery-less running, the inverter 41 is set so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * in order to reduce the rotational speed Ne of the engine 22. Control. Then, the inverter 42 is controlled such that the electric power obtained by the motor MG1 without being output from the motor MG2 is consumed by the motor MG2. Thereby, when the engine 22 is stopped when the battery 50 is disconnected from the inverters 41 and 42, it is possible to suppress a relatively large vibration from being generated in the vehicle.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とが「制御手段」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the “engine”, the motor MG1 corresponds to the “first motor”, the planetary gear 30 corresponds to the “planetary gear”, the motor MG2 corresponds to the “second motor”, and the battery 50 Corresponds to the “battery”, and the HVECU 70, the engine ECU 24, and the motor ECU 40 correspond to the “control unit”.

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.

20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、56 システムメインリレー、58 コンデンサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。   20 Hybrid Vehicle, 22 Engine, 23 Crank Position Sensor, 24 Electronic Control Unit for Engine (Engine ECU), 26 Crankshaft, 30 Planetary Gear, 36 Drive Shaft, 37 Differential Gear, 38a, 38b Drive Wheel, 40 Electronic Control Unit for Motor (Motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 52 electronic control unit for battery (battery ECU), 54 power line, 56 system main relay, 58 capacitor, 70 electronic control unit for hybrid (HV ECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal 86, brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.

Claims (1)

エンジンと、
動力を入出力可能な第1モータと、
前記第1モータの回転軸と前記エンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやりとり可能なバッテリと、
前記バッテリに異常が生じたときには、前記バッテリの充放電を伴わずに前記エンジンからの動力を前記第1モータと前記第2モータとによってトルク変換してバッテリレス走行するように前記エンジンと前記第1モータおよび第2モータを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記バッテリレス走行の終了後に前記エンジンを停止するときには、前記エンジンの回転数が低下するように前記第1モータを制御すると共に、前記第2モータからトルクを出力せずに前記第1モータにより得られる電力が前記第2モータにより消費されるように第2モータを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
Engine,
A first motor capable of inputting and outputting power;
A planetary gear in which three rotating elements are connected to three axes of a rotating shaft of the first motor, an output shaft of the engine, and a driving shaft coupled to a driving wheel;
A second motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A battery capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
When an abnormality occurs in the battery, the engine and the first motor are connected so that the power from the engine is torque-converted by the first motor and the second motor without charging / discharging the battery and the battery is running. Control means for controlling the first motor and the second motor;
A hybrid vehicle comprising:
When the engine is stopped after the battery-less running, the control means controls the first motor so that the engine speed decreases, and outputs no torque from the second motor. Controlling the second motor so that the electric power obtained by the first motor is consumed by the second motor;
A hybrid vehicle characterized by that.
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