JP2017081241A - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジンを停止することなく、前進トルクの発生を抑制する。
【解決手段】車両は、エンジンと、MG(モータジェネレータ)1と、MG2と、これらを機械的に連結する遊星歯車機構と、バッテリと、バッテリとMG1およびMG2との間で電力変換を行なうインバータと、制御装置とを備える。MG1は、エンジンによって回転させられることによって逆起トルクを発生する。制御装置は、インバータ異常が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にし、かつMG1が逆起トルクを発生するようにエンジンを駆動するインバータレス走行制御を実行する。制御装置は、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合、遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチを解放状態にする。
【選択図】図7
【解決手段】車両は、エンジンと、MG(モータジェネレータ)1と、MG2と、これらを機械的に連結する遊星歯車機構と、バッテリと、バッテリとMG1およびMG2との間で電力変換を行なうインバータと、制御装置とを備える。MG1は、エンジンによって回転させられることによって逆起トルクを発生する。制御装置は、インバータ異常が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にし、かつMG1が逆起トルクを発生するようにエンジンを駆動するインバータレス走行制御を実行する。制御装置は、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合、遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチを解放状態にする。
【選択図】図7
Description
本発明は、エンジンと回転電機との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両に関する。
特開2013−203116号公報(特許文献1)には、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、駆動輪に接続された出力軸と、遊星歯車機構と、出力軸に接続された第2回転電機と、バッテリと、バッテリと第1回転電機および第2回転電機との間で電力変換を行なうインバータとを備えるハイブリッド車両が開示されている。遊星歯車機構は、第1回転電機に連結されたサンギヤと、出力軸に連結されたリングギヤと、エンジンに連結されたキャリアとを含む。このハイブリッド車両においては、エンジンの始動要求がある場合、インバータを用いて第1回転電機を電気的に回転させることによってエンジンがクランキングされる。クランキングによってエンジンの回転速度が所定値に達すると、エンジンの燃料点火が開始されてエンジンが始動される。
また、このハイブリッド車両においては、インバータによる第1回転電機および第2回転電機の電気的な駆動を正常に行なうことができない異常(以下「インバータ異常」ともいう)が生じている場合、インバータをゲート遮断状態にしつつエンジンを駆動して車両を退避走行させる「インバータレス走行制御」が実行される。インバータレス走行制御中においては、エンジンの回転力によって第1回転電機を機械的に回転させることによって、第1回転電機に逆起電力を発生させる。この際、第1回転電機には、第1回転電機の回転を妨げる方向に作用する逆起トルク(制動トルク)が発生する。この逆起トルクが第1回転電機からサンギヤに作用することによって、リングギヤには、第1回転電機の逆起トルクの反力として、正方向(前進方向)に作用する駆動トルクが発生する。この駆動トルクによって退避走行が実現される。
一般的に、車両のシフトレンジ(走行レンジ)には、たとえばD(ドライブ)レンジおよびB(ブレーキ)レンジ等の前進レンジと、P(パーキング)レンジ、R(リバース)レンジおよびN(ニュートラル)レンジ等の非前進レンジとが含まれる。
上述のインバータレス走行制御中においてハイブリッド車両がたとえば一時停止した場合、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジへ切り替えられる場合がある。シフトレンジが非前進レンジである場合であっても、第1回転電機がエンジンにより機械的に回転させられていると、第1回転電機の逆起トルクの反力が駆動輪に作用してしまい、駆動トルクが0にならない。つまり、シフトレンジが非前進レンジであるにも関わらず、車両を前進させる方向に作用するトルク(以下「前進トルク」ともいう)が駆動輪に発生してしまうことが懸念される。
前進トルクの発生を抑制するための対策として、エンジンを停止することが考えられる。しかしながら、インバータレス走行制御中においてはインバータがゲート遮断状態であるため、エンジンを一旦停止すると、第1回転電機を用いてエンジンをクランキングすることができない。そのため、エンジンを再始動することができなくなり、退避走行を継続することができなくなる可能性がある。
このように、インバータレス走行制御中にシフトレンジが非前進レンジである場合には、エンジンを停止することなく、前進トルクの発生を抑制することが求められる。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジンを停止することなく、前進トルクの発生を抑制することである。
この発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、駆動輪に接続された出力軸と、エンジン、第1回転電機および出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、出力軸に接続された第2回転電機と、遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチと、バッテリと、バッテリと第1回転電機と第2回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、インバータによる第1回転電機および第2回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備える。インバータレス走行制御は、インバータをゲート遮断状態にし、かつエンジンを駆動して第1回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、制動トルクの反力として駆動輪に作用するトルクでハイブリッド車両を走行させる制御である。制御装置は、インバータレス走行制御中において、ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジである場合はクラッチを係合状態にし、シフトレンジが非前進レンジである場合はクラッチを解放状態にする。
本発明によれば、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合、クラッチを解放状態にすることによって、遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達を遮断する。そのため、エンジンの駆動によって第1回転電機が逆起電圧に起因する制動トルクを発生している状態を継続しても、第1回転電機の制動トルクの反力が駆動力に伝達されることが抑制される。その結果、インバータレス走行制御中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジンを停止することなく、前進トルクの発生を抑制することができる。
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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
<車両の全体構成>
図1は、本実施の形態に係る車両1の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ(第1回転電機)10と、モータジェネレータ(第2回転電機)20と、遊星歯車機構30と、駆動輪50と、駆動輪50に接続された出力軸60と、クラッチCLと、車速センサ71と、バッテリ150と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)160と、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)200と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)300とを備える。
図1は、本実施の形態に係る車両1の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両1は、エンジン100と、モータジェネレータ(第1回転電機)10と、モータジェネレータ(第2回転電機)20と、遊星歯車機構30と、駆動輪50と、駆動輪50に接続された出力軸60と、クラッチCLと、車速センサ71と、バッテリ150と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)160と、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)200と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)300とを備える。
車両1は、エンジン100とモータジェネレータ20との少なくとも一方の動力を用いて走行するハイブリッド車両である。車両1は、後述する通常走行中において、エンジン100の動力を用いずにモータジェネレータ20の動力を用いて走行する電気自動車走行(以下「EV走行」という)と、エンジン100およびモータジェネレータ20の双方の動力を用いて走行するハイブリッド自動車走行(以下「HV走行」という)との間で走行態様を切り替えることができる。
エンジン100は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン100は、ECU300からの制御信号に応じて車両1が走行するための動力を発生する。エンジン100により発生した動力は遊星歯車機構30に出力される。
エンジン100にはエンジン回転速度センサ410が設けられている。エンジン回転速度センサ410は、エンジン100の回転速度(エンジン回転速度)Neを検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。
モータジェネレータ10,20の各々は、三相交流永久磁石型同期モータである。モータジェネレータ10は、エンジン100を始動させる際にはバッテリ150の電力を用いてエンジン100のクランクシャフト110を回転させる。なお、車両1は、補機バッテリ(図示せず)の電力を用いてエンジンをクランキングするためのトルクを発生するスタータは備えていない。
モータジェネレータ10は、エンジン100の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ10によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。また、モータジェネレータ10によって発電された交流電力がモータジェネレータ20に供給される場合もある。
モータジェネレータ20のロータは、出力軸60に連結される。モータジェネレータ20は、バッテリ150およびモータジェネレータ10の少なくとも一方から供給される電力を用いて出力軸60を回転させる。また、モータジェネレータ20は、回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ20によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ150に充電される。
遊星歯車機構30は、エンジン100、モータジェネレータ10および出力軸60を機械的に連結し、エンジン100、モータジェネレータ10および出力軸60の間でトルクを伝達するように構成される。具体的には、遊星歯車機構30は、回転要素として、モータジェネレータ10のロータに連結されるサンギヤSと、出力軸60に連結されるリングギヤRと、エンジン100のクランクシャフト110に連結されるキャリアCAと、サンギヤSとリングギヤRとに噛合するピニオンギヤPとを含む。キャリアCAは、ピニオンギヤPが自転かつ公転できるようにピニオンギヤPを保持する。
クラッチCLは、出力軸60上に設けられる。出力軸60は、クラッチCLによって、遊星歯車機構30に接続される第1出力軸61と、駆動輪50に接続される第2出力軸62とに分割される。なお、図1にはモータジェネレータ20のロータが第1出力軸61に連結される場合が例示されているが、モータジェネレータ20のロータが第2出力軸62に連結されるようにしてもよい。
クラッチCLが係合状態にされると、第1出力軸61と第2出力軸62とが接続され、遊星歯車機構30と駆動輪50との間の動力伝達経が可能となる。一方、クラッチCLが解放状態にされると、第1出力軸61と第2出力軸62とが分離され、遊星歯車機構30と駆動輪50との間の動力伝達経が遮断される。クラッチCLは、ECU300からの制御信号に応じて係合状態または解放状態に制御される。
バッテリ150は、再充電が可能に構成されたリチウムイオン二次電池である。なお、バッテリ150は、ニッケル水素二次電池などの他の二次電池であってもよい。
SMR160は、バッテリ150とPCU200との間の電力線に直列に接続されている。SMR160は、ECU300からの制御信号に応じて、バッテリ150とPCU200との導通状態および遮断状態を切り替える。
PCU200は、バッテリ150に蓄えられた直流電力を昇圧し、昇圧された電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ10およびモータジェネレータ20に供給する。また、PCU200は、モータジェネレータ10およびモータジェネレータ20により発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ150に供給する。PCU200の構成については図2にて詳細に説明する。
車速センサ71は、駆動輪50の回転速度を車両1の速度(車速)VSとして検出し、検出結果を示す信号をECU300に出力する。
車両1は、シフトレバー500と、ポジションセンサ510とをさらに備える。シフトレバー500は、ユーザが車両1のシフトレンジを設定するための機器である。ユーザがシフトレバー500を操作すると、ポジションセンサ510はシフトレバー500の位置(シフトポジション)SFTを検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。ECU300は、シフトポジションSFTに対応するシフトレンジを設定する。シフトレンジは、たとえばD(ドライブ)レンジおよびB(ブレーキ)レンジ等の前進レンジと、P(パーキング)レンジ、R(リバース)レンジおよびN(ニュートラル)レンジ等の非前進レンジとを含む。
ECU300は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ECU300は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両1が所望の走行状態となるようにエンジン100の出力(燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等)およびモータジェネレータ10,20の出力(通電量)を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。
ECU300は、エンジン100の停止中(燃料供給の停止中)にエンジン100の始動要求がある場合、エンジン100をクランキングするためのトルクをモータジェネレータ10が発生するようにPCU200(より詳しくは後述のインバータ221)を制御する。そして、クランキングによりエンジン回転速度Neが所定値に達すると、エンジン100の燃料噴射制御および点火制御を開始する。これにより、エンジン100が始動される。
<電気システムおよびECUの構成>
図2は、車両1の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。車両1の電気システムは、バッテリ150と、PCU200と、モータジェネレータ10,20と、ECU300とを含む。PCU200は、コンバータ210と、コンデンサC2と、インバータ221,222と、電圧センサ230とを含む。
図2は、車両1の電気システムの構成を説明するための回路ブロック図である。車両1の電気システムは、バッテリ150と、PCU200と、モータジェネレータ10,20と、ECU300とを含む。PCU200は、コンバータ210と、コンデンサC2と、インバータ221,222と、電圧センサ230とを含む。
バッテリ150には監視ユニット440が設けられている。監視ユニット440は、バッテリ150の電圧(バッテリ電圧)VB、バッテリ150を流れる電流(バッテリ電流)IB、バッテリ150の温度(バッテリ温度)TBをそれぞれ検出して、それらの検出結果を示す信号をECU300に出力する。
コンバータ210は、コンデンサC1と、リアクトルL1と、スイッチング素子Q1(上アーム)およびスイッチング素子Q2(下アーム)と、ダイオードD1,D2とを含む。コンデンサC1は、バッテリ電圧VBを平滑化してコンバータ210に供給する。スイッチング素子Q1,Q2および後述するスイッチング素子Q3〜Q14の各々は、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。スイッチング素子Q1,Q2は、電力線PLと電力線NLとの間に互いに直列に接続されている。ダイオードD1,D2は、スイッチング素子Q1,Q2のコレクタ−エミッタ間に逆並列にそれぞれ接続されている。リアクトルL1の一方端は、バッテリ150の高電位側に接続されている。リアクトルL1の他方端は、上アームと下アームとの中間点(スイッチング素子Q1のエミッタとスイッチング素子Q2のコレクタとの接続点)に接続されている。
コンバータ210は、ECU300からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、バッテリ150から入力されるバッテリ電圧VBを昇圧して電力線PL,NLに出力する。また、コンバータ210は、ECU300からの制御信号に応じた上アームおよび下アームのスイッチング動作によって、インバータ221およびインバータ222の一方または両方から供給される電力線PL,NLの直流電圧を降圧してバッテリ150に出力する。
コンデンサC2は、電力線PLと電力線NLとの間に接続されている。コンデンサC2は、コンバータ210から供給された直流電圧を平滑化してインバータ221,222に供給する。
電圧センサ230は、コンデンサC2の両端の電圧、すなわちコンバータ210の出力電圧(以下「システム電圧」ともいう)VHを検出し、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。
インバータ221は、システム電圧VHが供給されると、ECU300からの制御信号に応じて、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ10を駆動する。インバータ221は、U相アーム1Uと、V相アーム1Vと、W相アーム1Wとを含む。各相アームは、電力線PLと電力線NLとの間に互いに並列に接続されている。U相アーム1Uは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q3(上アーム)およびスイッチング素子Q4(下アーム)を有する。V相アーム1Vは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q5(上アーム)およびスイッチング素子Q6(下アーム)を有する。W相アーム1Wは、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q7(上アーム)およびスイッチング素子Q8(下アーム)を有する。各スイッチング素子Q3〜Q8のコレクタ−エミッタ間には、ダイオードD3〜D8が逆並列にそれぞれ接続されている。
インバータ222は、各相アーム2U〜2Wと、スイッチング素子Q9〜Q14と、ダイオードD9〜D14とを含む。なお、インバータ222の構成は、基本的にはインバータ221の構成と同等であるため、説明は繰り返さない。
モータジェネレータ10には、レゾルバ421および電流センサ241が設けられる。モータジェネレータ20には、レゾルバ422および電流センサ242が設けられる。レゾルバ421は、モータジェネレータ10の回転速度(MG1回転速度Nm1)を検出する。レゾルバ422は、モータジェネレータ20の回転速度(MG2回転速度Nm2)を検出する。電流センサ241は、モータジェネレータ10を流れる電流(モータ電流)IM1を検出する。電流センサ242は、モータジェネレータ20を流れる電流(モータ電流)IM2を検出する。これらのセンサは、検出結果を示す信号をECU300にそれぞれ出力する。
ECU300は、各センサからの情報等に基づいて、モータジェネレータ10,20の出力が所望の出力となるようにPCU200(コンバータ210およびインバータ221,222)を制御する。なお、図2に示す例では、ECU300が1つのユニットとして構成されているが、ECU300は、複数のユニットに分割されていてもよい。
<通常走行およびインバータレス走行>
ECU300は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両1を走行させることができる。
ECU300は、通常モードと退避モードとのどちらかの制御モードで車両1を走行させることができる。
通常モードは、上述のEV走行とHV走行とを必要に応じて切り替えながら車両1を走行させるモードである。言い換えれば、通常モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動が許容されるモードである。以下では、通常モードによる走行を「通常走行」と記載する。
退避モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動を正常に行なうことができないような異常(以下「インバータ異常」ともいう)が生じた場合に、インバータ221,222をゲート遮断状態としつつ、エンジン100を駆動して車両1を退避走行させるモードである。言い換えれば、退避モードは、インバータ221,222によるモータジェネレータ10,20の電気的な駆動が許容されないモードである。インバータ異常には、レゾルバ421,422、電流センサ241,242等のセンサ類の故障、インバータ221,222に含まれるスイッチング素子Q3〜Q14の短絡故障、オープン故障、断線などが含まれる。以下では、この退避モードによる走行を「インバータレス走行」と記載し、インバータレス走行を行なうための制御を「インバータレス走行制御」と記載する。
図3は、インバータレス走行中における電気システムの状態を概略的に示す図である。インバータレス走行中においては、ECU300からの制御信号に応答して、インバータ221に含まれるすべてのスイッチング素子Q3〜Q8がゲート遮断状態(非導通状態)とされる。そのため、インバータ221に含まれるダイオードD3〜D8によって三相全波整流回路が構成される。なお、図3には示していないが、インバータ222に含まれるすべてのスイッチング素子Q9〜Q14(図2参照)もゲート遮断状態とされる。一方、コンバータ210では、ECU300からの制御信号に応答して、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング動作が継続される。
また、インバータレス走行中においては、エンジン100が駆動され、エンジン100からエンジントルクTeが出力される。このエンジントルクTeによってモータジェネレータ10が力学的(機械的)に回転させられる。モータジェネレータ10は同期モータであるので、モータジェネレータ10のロータには永久磁石12が設けられている。このため、エンジントルクTeによってモータジェネレータ10のロータに設けられた永久磁石12が回転させられることによって、モータジェネレータ10には逆起電圧Vcが生じる。この逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えると、モータジェネレータ10からバッテリ150に向かって電流が流れる。この際、モータジェネレータ10には、モータジェネレータ10の回転を妨げる方向に作用する逆起トルクTc(制動トルク)が発生する。
図4は、インバータレス走行中に前進レンジが選択されている場合のエンジン100およびモータジェネレータ10,20の制御状態の一例を共線図上に示す図である。遊星歯車機構30が上記のように構成されることによって、サンギヤSの回転速度(=MG1回転速度Nm1)と、キャリアCAの回転速度(=エンジン回転速度Ne)と、リングギヤRの回転速度(=MG2回転速度Nm2)とは、共線図上において直線で結ばれる関係(いずれか2つの回転速度が決まれば残り1つの回転速度も決まる関係、以下「共線図の関係」ともいう)を有する。
クラッチCLが係合状態であると、リングギヤRと駆動輪50とが接続されるため、リングギヤRの回転速度(=MG2回転速度Nm2)と駆動輪50の回転速度(=車速VS)とは等価となる。
インバータレス走行中においては、エンジントルクTeによってモータジェネレータ10が力学的に回転させられることによって、モータジェネレータ10が逆起電圧Vcを発生する。逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えると、モータジェネレータ10は、モータジェネレータ10の回転を妨げる方向(負方向)に作用する逆起トルクTcを発生する。
逆起トルクTcがモータジェネレータ10からサンギヤSに作用することによって、リングギヤRには、逆起トルクTcの反力として、前進方向(正方向)に作用する駆動トルクTepが発生する。この駆動トルクTepがリングギヤRからクラッチCLを介して駆動輪50に伝達されることによって車両1が退避走行される。
なお、駆動トルクTepによってモータジェネレータ20が回転させられるためモータジェネレータ20にも逆起電圧が生じるが、図4に示す例では、モータジェネレータ20の逆起電圧がシステム電圧VHを超えない回転速度までMG2回転速度Nm2が低下しているため、モータジェネレータ20には逆起トルクは生じていない。
図5は、ECU300がインバータレス走行制御を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、ECU300は、上述したインバータ異常が生じているか否かを判定する。インバータ異常が生じていない場合(S10にてNO)、ECU300は、S11にて、制御モードを通常モードに設定して通常走行を行なう。
インバータ異常が生じている場合(S10にてYES)、ECU300は、S12〜S14にて、制御モードを退避モードに設定してインバータレス走行を行なう。
具体的には、ECU300は、S12にてインバータ221,222をゲート遮断状態にする。その後、ECU300は、S13にて、システム電圧VHが目標システム電圧VHtagとなるようにコンバータ210を制御する。本実施の形態において、目標システム電圧VHtagは、たとえば予め定められた固定値とすることができる。
その後、ECU300は、S14にて、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netagとなるようにエンジン100を駆動する。本実施の形態において、目標エンジン回転速度Netagは、モータジェネレータ10が発生する逆起電圧Vcがシステム電圧VHを超えるように調整される。そのため、モータジェネレータ10が上述の逆起トルクTcを発生し、逆起トルクTcの反力として駆動輪50に作用する駆動トルクTepによって車両1が退避走行される。
<インバータレス走行中における前進トルクの抑制>
インバータレス走行中において車両1がたとえば一時停止した場合、ユーザによるシフトレバー500の操作などによって、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジへ切り替えられる場合がある。この場合であっても、モータジェネレータ10がエンジン100により機械的に回転させられていると、モータジェネレータ10の逆起トルクTcの反力として駆動トルクTepが駆動輪50に伝達されてしまう。つまり、シフトレンジが非前進レンジであるにも関わらず、車両1を前進させる方向に作用するトルク(以下「前進トルク」ともいう)が発生してしまうことが懸念される。
インバータレス走行中において車両1がたとえば一時停止した場合、ユーザによるシフトレバー500の操作などによって、シフトレンジが前進レンジから非前進レンジへ切り替えられる場合がある。この場合であっても、モータジェネレータ10がエンジン100により機械的に回転させられていると、モータジェネレータ10の逆起トルクTcの反力として駆動トルクTepが駆動輪50に伝達されてしまう。つまり、シフトレンジが非前進レンジであるにも関わらず、車両1を前進させる方向に作用するトルク(以下「前進トルク」ともいう)が発生してしまうことが懸念される。
前進トルクの発生を抑制するための対策として、エンジン100を停止することが考えられる。しかしながら、インバータレス走行中においてはインバータ221がゲート遮断状態であるため、エンジン100を一旦停止すると、モータジェネレータ10を用いてエンジン100をクランキングすることができない。そのため、エンジン100を再始動することができなくなり、退避走行を継続することができなくなる可能性がある。
そこで、本実施の形態によるECU300は、インバータレス走行中においてシフトレンジが非前進レンジである場合、クラッチCLを解放状態にすることによって前進トルクの発生を抑制する。
図6は、インバータレス走行中に非前進レンジが選択されている場合のエンジン100およびモータジェネレータ10,20の制御状態の一例を共線図上に示す図である。インバータレス走行中においては、上述の図4でも説明したように、エンジントルクTeによってモータジェネレータ10が機械的に回転させられることによって、モータジェネレータ10が負方向に作用する逆起トルクTcを発生し、この逆起トルクTcの反力として、リングギヤRには、正方向に作用する駆動トルクTepが発生する。
ところが、本実施の形態においては、非前進レンジが選択されている場合には、クラッチCLが解放状態とされる。これにより、リングギヤRと駆動輪50との間の動力伝達が遮断される。すなわち、駆動トルクTepがリングギヤRから駆動輪50に伝達されることが抑制される。その結果、インバータレス走行中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジン100を停止することなく、前進トルクの発生を抑制することができる。
図7は、ECU300がインバータレス走行中にクラッチCLを制御する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは所定周期で繰り返し実行される。
S20にて、ECU300は、インバータレス走行中であるか否かを判定する。インバータレス走行中でない場合(S20にてNO)、ECU300は処理を終了する。
インバータレス走行中である場合(S20にてYES)、ECU300は、S21にて、シフトレンジが前進レンジ(DレンジまたはBレンジ)であるか否かを判定する。
シフトレンジが前進レンジ(DレンジまたはBレンジ)である場合(S21にてYES)、ECU300は、S22にて、クラッチCLを係合状態にする。これにより、モータジェネレータ10の逆起トルクTcの反力がリングギヤRから駆動輪50に伝達される。
一方、シフトレンジが非前進レンジ(Pレンジ、Rレンジ、Nレンジのいずれか)である場合(S21にてNO)、ECU300は、S23にて、クラッチCLを解放状態にする。これにより、モータジェネレータ10の逆起トルクTcの反力がリングギヤRから駆動輪50に伝達されることが抑制される。その結果、インバータレス走行中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジン100を停止することなく、前進トルクの発生を抑制することができる。
以上のように、本実施の形態によるECU300は、インバータレス走行中においてシフトレンジが非前進レンジである場合、出力軸60上に設けられたクラッチCLを解放状態にする。これにより、遊星歯車機構30と駆動輪50との間の動力伝達が遮断される。そのため、エンジン100を駆動してモータジェネレータ10が逆起トルクTcを発生している状態が継続しても、逆起トルクTcの反力がリングギヤRから駆動輪50に伝達されることが抑制される。その結果、インバータレス走行中においてシフトレンジが非前進レンジである場合に、エンジン100を停止することなく、前進トルクの発生を抑制することができる。
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。
1 車両、10,20 モータジェネレータ、12 永久磁石、30 遊星歯車機構、50 駆動輪、60 出力軸、61 第1出力軸、62 第2出力軸、71 車速センサ、100 エンジン、110 クランクシャフト、150 バッテリ、160 SMR、200 PCU、210 コンバータ、221,222 インバータ、230 電圧センサ、241,242 電流センサ、300 ECU、410 エンジン回転速度センサ、421,422 レゾルバ、440 監視ユニット、500 シフトレバー、510 ポジションセンサ、CL クラッチ。
Claims (1)
- ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
ロータに永久磁石を有する第1回転電機と、
駆動輪に接続された出力軸と、
前記エンジン、前記第1回転電機および前記出力軸を機械的に連結する遊星歯車機構と、
前記出力軸に接続された第2回転電機と、
前記遊星歯車機構と前記駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチと、
バッテリと、
前記バッテリと前記第1回転電機と前記第2回転電機との間で電力変換を実行可能に構成されたインバータと、
前記インバータによる前記第1回転電機および前記第2回転電機の駆動を正常に行なうことができない場合にインバータレス走行制御を実行する制御装置とを備え、
前記インバータレス走行制御は、前記インバータをゲート遮断状態にし、かつ前記エンジンを駆動して前記第1回転電機に逆起電圧に起因する制動トルクを発生させ、前記制動トルクの反力として前記駆動輪に作用するトルクで前記ハイブリッド車両を走行させる制御であり、
前記制御装置は、前記インバータレス走行制御中において、前記ハイブリッド車両のシフトレンジが前進レンジである場合は前記クラッチを係合状態にし、前記シフトレンジが非前進レンジである場合は前記クラッチを解放状態にする、ハイブリッド車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015208962A JP2017081241A (ja) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | ハイブリッド車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015208962A JP2017081241A (ja) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | ハイブリッド車両 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017081241A true JP2017081241A (ja) | 2017-05-18 |
Family
ID=58710357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015208962A Pending JP2017081241A (ja) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | ハイブリッド車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017081241A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110435635A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 吉林大学 | 一种带湿式离合器的行星混动系统模式切换协调控制方法 |
-
2015
- 2015-10-23 JP JP2015208962A patent/JP2017081241A/ja active Pending
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