JP2018090159A - Hybrid vehicle and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンとモータジェネレータとの動力を、動力伝達機構を介して車輪の駆動軸に出力するハイブリッド車両及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle that outputs power of an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism and a control method thereof.
特許文献1によれば、エンジン及びモータジェネレータの動力によって走行するハイブリッド車両において、エンジンを任意の停止位置に制御して停止する技術が開示されている。
According to
ところで、このようなハイブリッド車両では、エンジンを停止してモータジェネレータのみの動力によって走行(以下、「EV走行」という。)しているときに、回生ブレーキではなく車輪に摩擦力を付与する摩擦ブレーキによって制動される場合、車速の変動に伴ってモータジェネレータの回転速度が変動する。すると、モータジェネレータのイナーシャトルクが、エンジンの出力軸に伝達される。エンジンの出力軸にこのイナーシャトルクが伝達されると、エンジン停止中であるにも関わらず、エンジンのクランクシャフトが回転したり、適切な位置で止めたエンジンのクランク角が変動したりする。その結果、車両が振動したり、エンジン始動時の挙動に影響を与えたりする可能性があり、改善が望まれている。 By the way, in such a hybrid vehicle, when the engine is stopped and the vehicle travels with the power of only the motor generator (hereinafter referred to as “EV travel”), the friction brake applies a friction force to the wheels instead of the regenerative brake. When the vehicle is braked, the rotational speed of the motor generator varies as the vehicle speed varies. Then, the inertia torque of the motor generator is transmitted to the output shaft of the engine. When this inertia torque is transmitted to the engine output shaft, the engine crankshaft rotates or the crank angle of the engine stopped at an appropriate position fluctuates even when the engine is stopped. As a result, the vehicle may vibrate or affect the behavior at the time of starting the engine, and an improvement is desired.
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、EV走行しているときにエンジンのクランクシャフトが回転したり、エンジンのクランク角が変動したりすることを抑制することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is a hybrid capable of preventing the crankshaft of the engine from rotating and the crank angle of the engine from fluctuating during EV traveling. An object is to provide a vehicle and a control method thereof.
本発明は、上記目的を達成するため、エンジンとモータジェネレータとの動力を、動力伝達機構を介して車輪の駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出する摩擦制動力算出部と、前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して走行している場合、前記摩擦制動力算出部によって算出された摩擦制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータから前記エンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出する出力軸トルク算出部と、前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御する制御部とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention is a hybrid vehicle that outputs the power of an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism, and a braking force generated by a friction brake applied to the hybrid vehicle. When the hybrid vehicle is running with the engine stopped, the friction braking force value calculated by the friction braking force calculation unit and the vehicle speed value of the hybrid vehicle are calculated. An output shaft torque calculation unit that calculates the value of the output shaft torque to be transmitted from the motor generator to the output shaft of the engine based on the above, and corresponds to the value of the output shaft torque A controller for controlling the output torque of the motor generator so that the torque to be transmitted is transmitted to the output shaft of the engine. It is.
また、本発明は、上記目的を達成するため、エンジンとモータジェネレータとの動力を、動力伝達機構を介して車輪の駆動軸に出力するハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両がエンジンを停止して走行している場合に前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出するステップと、前記制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータから前記エンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出するステップと、前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御するステップとを有することを特徴とする方法である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a hybrid vehicle in which power from an engine and a motor generator is output to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism. Calculating the value of the braking force by the friction brake applied to the hybrid vehicle when the vehicle is stopped, and the engine from the motor generator based on the value of the braking force and the vehicle speed of the hybrid vehicle Calculating a value of an output shaft torque to be transmitted to the output shaft of the engine so as to suppress rotation of the engine, and a torque corresponding to the value of the output shaft torque being transmitted to the output shaft of the engine. And a step of controlling the output torque of the motor generator.
この発明によると、エンジンを停止してモータジェネレータのみで走行するEV走行しているときにおいてエンジンのクランクシャフトが回転したり、エンジンのクランク角が変動したりすることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the crankshaft of the engine from rotating and the crank angle of the engine from fluctuating during EV travel in which the engine is stopped and the vehicle travels only with the motor generator.
図1から図9を用いて、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両1は、エンジン2と、第1モータジェネレータ4と、第2モータジェネレータ5と、駆動輪6と、駆動輪6に動力を伝達可能に連結された駆動軸7と、第1遊星歯車機構8と、第2遊星歯車機構9と、第3遊星歯車機構10と、第1インバータ19と、第2インバータ20と、ケース36と、油温センサ37と、ハイブリッドECU(Electronic Control Unit)52と、エンジンECU53と、モータECU54と、バッテリECU55と、ブレーキECU65とを含んで構成される。本実施形態に係るハイブリッド車両1は、エンジン2と、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の少なくとも1つのモータジェネレータとの動力を、後述する動力伝達機構11を介して駆動軸7に出力するようになっている。
A hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
ハイブリッドECU52は、本発明における制御部に相当する。このハイブリッドECU52は、後述する方法を用いて第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5が出力するトルクであるトルク指令値を算出し、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5から算出されたトルク指令値が出力されるよう制御する機能を有する。また、ブレーキECU65は、本発明における摩擦制動力算出部に相当する。
The
(エンジン)
エンジン2は、吸気行程と、圧縮行程と、膨張行程と、排気行程とからなる一連の4行程を行う4サイクルのエンジンである。エンジン2の出力軸3は、第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とに連結されている。また、エンジン2の出力軸3には、エンジン2のクランクシャフト(図示せず)及び出力軸3の回転を正回転方向のみに制限するワンウェイクラッチ3aが設けられている。ワンウェイクラッチ3aは、第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9からエンジン2の出力軸3に逆回転方向のトルクがかかった場合に、この逆回転方向のトルクをエンジン2に伝達させないように構成されている。なお、本実施形態では、ハイブリッド車両1は出力軸3の回転を制動するためのブレーキ機構を備えていない。
(engine)
The
(第1モータジェネレータ)
第1モータジェネレータ4は、ロータ軸13と、ロータ14と、ケース36に固定されるステータ15とを有している。ロータ14には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ15は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ15の三相コイルは、第1インバータ19に接続されている。
(First motor generator)
The first motor generator 4 has a
このように構成された第1モータジェネレータ4において、ステータ15の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ15によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ14に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ14がロータ軸13を中心に回転する。すなわち、第1モータジェネレータ4は、電動機として機能し、ハイブリッド車両1を駆動する駆動力を生成することができる。
In the first motor generator 4 configured as described above, when three-phase AC power is supplied to the three-phase coil of the
また、ロータ14がロータ軸13を中心に回転すると、ロータ14に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ15の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第1モータジェネレータ4は、発電機としても機能する。
Further, when the
(第1インバータ)
第1インバータ19は、モータECU54の制御により、バッテリ21などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第1モータジェネレータ4のステータ15の三相コイルに供給される。
(First inverter)
The
第1インバータ19は、モータECU54の制御により、第1モータジェネレータ4によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ21を充電する。
The
(第2モータジェネレータ)
第2モータジェネレータ5は、ロータ軸16と、ロータ17と、ケース36に固定されるステータ18とを有している。ロータ17には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ18は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ18の三相コイルは、第2インバータ20に接続されている。
(Second motor generator)
The second motor generator 5 has a
このように構成された第2モータジェネレータ5において、ステータ18の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ18によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ17に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ17がロータ軸16を中心に回転する。すなわち、第2モータジェネレータ5は、電動機として機能し、ハイブリッド車両1を駆動する駆動力を生成することができる。
In the second motor generator 5 configured as described above, when three-phase AC power is supplied to the three-phase coil of the
また、ロータ17がロータ軸16周りに回転すると、ロータ17に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ18の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第2モータジェネレータ5は、発電機としても機能する。
Further, when the
(第2インバータ)
第2インバータ20は、モータECU54の制御により、バッテリ21などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第2モータジェネレータ5のステータ18の三相コイルに供給される。
(Second inverter)
The
第2インバータ20は、モータECU54の制御により、第2モータジェネレータ5によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ21を充電する。
The
(動力伝達機構)
動力伝達機構11は、エンジン2と、第1モータジェネレータ4と、第2モータジェネレータ5と、駆動軸7との間で駆動力を伝達させるようになっている。例えば、動力伝達機構11は、エンジン2と、第1モータジェネレータ4と、第2モータジェネレータ5とによって生成された動力を駆動軸7に伝達するようになっている。
(Power transmission mechanism)
The
また、動力伝達機構11は、第1モータジェネレータ4と、第2モータジェネレータ5と共に、ケース36に格納されている。ケース36は、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ内で撹拌されるミッションオイルの受け皿として機能するオイルパン38を底部に備えている。さらに、ケース36内部には、オイルパン38に溜まるミッションオイルの油温(以下、「動力伝達機構油温」という。)を検出する油温センサ37が配置されている。
The
動力伝達機構11は、エンジン2の出力軸3と、第1モータジェネレータ4の出力軸としてのロータ軸13と、第2モータジェネレータ5の出力軸としてのロータ軸16と、駆動軸7と、に連結されている。ここで、駆動軸7は、ギヤ機構35を介して動力伝達機構11に連結されている。また、動力伝達機構11は、第1遊星歯車機構8と、第2遊星歯車機構9と、第3遊星歯車機構10と、を備えている。
The
(第1遊星歯車機構)
第1遊星歯車機構8は、サンギア22と、サンギア22の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア23と、複数のプラネタリギア23に内歯が噛み合うリングギア25と、プラネタリギア23を自転可能に支持するプラネタリキャリア24とを備えている。
(First planetary gear mechanism)
The first
(第2遊星歯車機構)
第2遊星歯車機構9は、サンギア26と、サンギア26の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア27と、複数のプラネタリギア27に内歯が噛み合うリングギア29と、プラネタリギア27を自転可能に支持するプラネタリキャリア28とを備えている。
(Second planetary gear mechanism)
The second
(第3遊星歯車機構)
第3遊星歯車機構10は、サンギア30と、サンギア30の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア31と、複数のプラネタリギア31に内歯が噛み合うリングギア32と、プラネタリギア31を自転可能に支持するプラネタリキャリア33とを備えている。
(Third planetary gear mechanism)
The third
(第1〜第3遊星歯車機構の関係)
第1遊星歯車機構8のサンギア22は、第1モータジェネレータ4のロータ14と一体に回転するように、中空のロータ軸13に連結されている。第1遊星歯車機構8のプラネタリキャリア24と、第2遊星歯車機構9のサンギア26とは、エンジン2の出力軸3と一体に回転するように連結されている。
(Relationship between first to third planetary gear mechanisms)
The
第1遊星歯車機構8のリングギア25には、第2遊星歯車機構9のプラネタリギア27がロータ軸13周りに公転するようにプラネタリキャリア28を介して連結されている。また、第1遊星歯車機構8のリングギア25は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含むギア機構35を介して駆動軸7を回転させるように設けられている。
A
第2遊星歯車機構9のリングギア29には、第3遊星歯車機構10のプラネタリギア31がロータ軸16周りに公転するようにプラネタリキャリア33を介して連結されている。第3遊星歯車機構10のリングギア32は、ケース34に固定されている。第3遊星歯車機構10のサンギア30は、第2モータジェネレータ5のロータ17と一体に回転するようにロータ軸16に連結されている。
A
(回転速度間の関係)
次に、図2を用いて動力伝達機構11における各回転軸の回転速度の関係を説明する。第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度と、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度と、第3遊星歯車機構10のリングギア32の回転速度との関係は、共線図で表すことができる。図2に示す共線図において、縦軸は、各回転要素の回転速度を表し、横軸は各回転要素を表すものである。本図中において、縦軸は、横軸における回転要素の回転速度を表し、具体的には左から第3遊星歯車機構10のリングギア32の回転速度(図中、R3)、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度(図中、R2)、第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度(図中、MG2)をそれぞれ表している。
(Relationship between rotational speeds)
Next, the relationship between the rotational speeds of the rotating shafts in the
第3遊星歯車機構10のリングギア32は、ケース36に固定されているため、第3遊星歯車機構10は、第2モータジェネレータ5のロータ軸16の駆動力を減速して第2遊星歯車機構9のリングギア29に伝達するリダクションギアを構成する。
Since the
第3遊星歯車機構10のリングギア32の歯数をZR3とし、第3遊星歯車機構10のサンギア30の歯数をZS3とすると、第3遊星歯車機構10のレバー比、すなわち、リダクションギア比Krは、ZR3/ZS3となる。
When the number of teeth of the
以上より、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度N2rと、第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2との関係は、以下の式(1)で表すことができる。
From the above, the relationship between the rotational speed N2r of the
N2r=N2/(1+Kr)・・・(1) N2r = N2 / (1 + Kr) (1)
図3に示すように、第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度と、エンジン2の出力軸3の回転速度と、ギア機構35を介して駆動輪6に動力を伝達する第1遊星歯車機構8のリングギア25の回転速度と、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度との関係は、共線図で表すことができる。
As shown in FIG. 3, the rotational speed of the
図3に示す共線図において、縦軸が表す回転速度は、図中、左から第1モータジェネレータ4のロータ軸13(図中、MG1)の回転速度と、エンジン2の出力軸3(図中、ENG)の回転速度と、第1遊星歯車機構8のリングギア25(図中、OUT)の回転速度と、第2遊星歯車機構9のリングギア29(図中、R2)の回転速度である。
In the collinear chart shown in FIG. 3, the rotational speed represented by the vertical axis represents the rotational speed of the rotor shaft 13 (MG1 in the figure) of the first motor generator 4 and the output shaft 3 (see FIG. ENG), the rotation speed of the ring gear 25 (OUT in the figure) of the first
第1遊星歯車機構8のサンギア22の歯数をZS1とし、第1遊星歯車機構8のリングギア25の歯数をZR1とすると、第1遊星歯車機構8のレバー比K1は、ZR1/ZS1となる。
When the number of teeth of the
第2遊星歯車機構9のサンギア26の歯数をZS2とし、第2遊星歯車機構9のリングギア29の歯数をZR2とすると、第2遊星歯車機構9のレバー比K2は、ZS2/ZR2となる。
When the number of teeth of the
以上より、駆動軸7の回転速度に比例する第1遊星歯車機構8のリングギア25の回転速度(以下、駆動回転速度Ntという。)と、第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1と、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度N2rとの関係は、以下の式(2)で表すことができる。
From the above, the rotational speed of the
Nt=(K2×N1+(1+K1)×N2r)/(1+K1+K2)・・・(2) Nt = (K2 × N1 + (1 + K1) × N2r) / (1 + K1 + K2) (2)
(EV走行時における回転速度の変動)
図4は、EV走行による後退中に摩擦ブレーキによって車輪6に摩擦力が付与され、ハイブリッド車両1が制動される場合における、第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度と、エンジン2の出力軸3の回転速度と、第1遊星歯車機構8のリングギア25の回転速度と、第2遊星歯車機構9のリングギア29の回転速度との関係の変化を示す共線図である。本図に示す共線図において、縦軸が表す回転速度は、図中、左から第1モータジェネレータ4のロータ軸13(図中、MG1)の回転速度と、エンジン2の出力軸3(図中、ENG)の回転速度と、第1遊星歯車機構8のリングギア25(図中、OUT)の回転速度と、第2遊星歯車機構9のリングギア29(図中、R2)の回転速度である。ここで、回転方向と回転速度の関係は、正回転方向を正の回転速度と定義する。また、トルクの正負は、各回転要素に正回転方向にかかるトルクを正のトルクと定義する。
(Variation in rotational speed during EV travel)
FIG. 4 shows the rotational speed of the
ハイブリッド車両1がEV走行によって後退している場合、共線図は実線201ようになる。エンジン2は停止されているため、出力軸3の回転速度は零(rpm)であり、ハイブリッド車両1は後退しているため、リングギア25の回転速度は負である。このとき、摩擦ブレーキによって車輪6に摩擦力が付与されると、ハイブリッド車両が減速、すなわちリングギア25の回転速度を減少させるよう、リングギア25に負のトルクがかかる。
When the
リングギア25に負のトルクがかかると、エンジン2が停止している状態においては、共線図は破線202のように変化しようとする。このように、ENG軸の回転速度が零(rmp)のまま変化せずにリングギア25の回転速度が減少されると、その過程で正の値であるロータ軸13の回転速度は減少し、負の値であるリングギア29の回転速度は増加する。
When a negative torque is applied to the
このように、共線図が実線201から破線202のように変化する過程で、ロータ軸13の回転速度が正の値において減少すると、ロータ軸13から正回転方向に第1モータジェネレータ4のイナーシャトルクが出力される。また、リングギア29の回転速度が負の値において増加すると、リングギア29から負の方向に第2モータジェネレータ5のイナーシャトルクが出力される。
In this way, when the rotational speed of the
ロータ軸13から正回転方向にトルクが出力され、リングギア29から負の方向にトルクが出力されると、出力軸3には、エンジン2のクランクシャフト及び出力軸3を正回転方向に回転させようとする正のトルクが入力される。その結果、共線図は一点鎖線203のように変化し、エンジン2のクランクシャフトは正回転方向に回転してしまう。なお、ワンウェイクラッチ3aによってエンジン2のクランクシャフトの回転方向は正回転方向のみに制限されているため、エンジン2に負方向のトルクが入力されたとしてもエンジン2は回転することが防止される。
When torque is output in the positive rotation direction from the
上述したように、EV走行による後退中に、摩擦ブレーキによってハイブリッド車両1が制動されると、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5のイナーシャトルクが原因で、エンジン2のクランクシャフトが回転してしまう可能性がある。本実施形態に係るハイブリッド車両1は、このような場合に、エンジン2のクランクシャフトが回転することを抑制するため、後述する方法で算出される出力軸トルクTeが出力軸3に入力されるように、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5から出力されるトルクを制御するものである。なお、ここで抑制とは、出力軸3に伝達される第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5のイナーシャトルクと反対方向に出力軸3にトルクが伝達されていれば、その大小を問わず達成されるものである。また、本発明における伝達とは、上述するように、出力軸3以外の回転要素、すなわちロータ軸13、リンギギア25及びリングギア29から出力されたトルクが出力軸3に入力されることを表す。
As described above, when the
(各ECUについて)
ハイブリッドECU52、エンジンECU53、モータECU54、バッテリECU55及びブレーキECU65は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによってそれぞれ構成されている。
(Each ECU)
The
これらのコンピュータユニットのROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドECU52、エンジンECU53、モータECU54、バッテリECU55及びブレーキECU65としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。
ROMs of these computer units store various constants, various maps, and the like, and programs for causing the computer units to function as the
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施の形態におけるハイブリッドECU52、エンジンECU53、モータECU54及びバッテリECU55としてそれぞれ機能する。
That is, when the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area, these computer units function as the
ハイブリッド車両1には、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を形成するためのCAN通信線39が設けられている。ハイブリッドECU52、エンジンECU53、モータECU54及びバッテリECU55は、CAN通信線39を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
The
ハイブリッドECU52は、主として、エンジンECU53、モータECU54、バッテリECU55及びブレーキECU65などの各種ECUから情報を取得し、各種ECUを統括的に制御する。また、ハイブリッドECU52の入力ポートには、アクセルペダル61の操作量(以下、単に「アクセル開度」という)を検出するアクセル開度センサ62と、動力伝達機構油温を検出する油温センサ37とが接続されている。
The
ハイブリッドECU52は、後述する方法で算出した駆動回転速度から車速Vを算出する。また、ハイブリッドECU52は、ブレーキECU65から後述するハイブリッド車両1にから出力される制動力に関する情報を取得する。なお、上述のように、本実施形態におけるハイブリッドECU52は、本発明における出力軸トルク算出部及び制御部に相当する。
The
エンジンECU53は、主としてエンジン2を制御する。具体的には、エンジンの始動や停止、燃料噴射等を制御する。また、エンジン2は、水温センサ2aとエンジン油温センサ2bとを備えており、エンジンECU52は、水温センサ2aと油温センサ2bとから送信される情報に基づいてエンジン冷却水の温度(以下、「エンジン水温」という。)とエンジンオイルの油温とを取得する機能を有する。
The
モータECU54は、主として、第1インバータ19を介して第1モータジェネレータ4を制御し、第2インバータ20を介して第2モータジェネレータ5を制御する。バッテリECU55は、主として、バッテリ21の状態を管理する。
The
また、モータECU54は、第1インバータ19及び第2インバータ20を介して実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2を算出する。
Further, the
バッテリECU55の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ60が接続されている。バッテリ状態検出センサ60は、バッテリ21の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリECU55は、バッテリ状態検出センサ60から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ21の充電率(以下、「SOC」という)などを算出する。
A battery
バッテリ状態検出センサ60は、例えば、バッテリ21の充放電電流を検出する電流センサと、バッテリ21の電圧を検出する電圧センサと、バッテリ温度を検出する温度センサとを含んで構成される。なお、電流センサと電圧センサと温度センサとは、個別に設けてもよい。
The battery
ブレーキECU65の入力ポートには、ブレーキペダル63に設けられたストロークセンサ64が接続されている。ストロークセンサ64は、ブレーキペダルの操作量を検出する。ブレーキECU65は、ブレーキペダルの操作量から、ハイブリッド車両1が出力する制動力の目標値である目標制動力を算出する。なお、ここで目標制動力とは、車輪6に摩擦力が付与されることによって制動する力、すなわち摩擦ブレーキによる摩擦制動力と、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5から回生トルクが出力されることによって制動する回生制動力との和を表す。
A
ブレーキECU65は、算出された目標制動力と、ハイブリッドECU52から送信される最大回生トルクの情報とに基づいて、摩擦制動力と回生制動力とを算出する。具体的には、最大回生トルクによって発生する最大回生制動力と、目標制動力とを比較し、目標制動力が最大回生制動力以下である場合、回生制動力は目標制動力となり、摩擦制動力は零となる。目標制動力が最大回生制動力よりも大きい場合、回生制動力は最大回生制動力となり、摩擦制動力は目標制動力と最大回生制動力との差になる。すなわち、ハイブリッド車両1は、できる限り回生制動力によって制動するが、目標制動力が最大制動力を上回った場合は、その分だけ摩擦制動力を出力することとなる。
The
ブレーキECU65は、摩擦制動力及び回生制動力の情報をハイブリッドECU52に送信する。また、ブレーキECU65は、摩擦制動力が車輪6に付与されるようにブレーキ液圧を制御する機能を有する。
The
なお、最大回生トルクとは、第1モータジェネレータ1及び第2モータジェネレータ5が回生トルクを出力することによって車輪6に付与することができる制動トルクの最大値を表す。最大回生トルクは、ハイブリッドECU52によって、車速Vやバッテリ21の温度やSOC、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5が出力することが可能な最大トルクに基づいて算出される。また、最大回生制動力は、最大回生トルクから車輪6のタイヤ半径を除算したものである。上述のように、本実施形態におけるブレーキECU65は、本発明における摩擦制動力算出部に相当する。
The maximum regenerative torque represents the maximum value of the braking torque that can be applied to the wheel 6 by the
ハイブリッドECU52は、モータECU54によって算出された実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2から式(1)及び(2)を用いて実際の駆動回転速度(以下、「実駆動回転速度」という)Ntを算出する。さらに、ハイブリッドECU52は、算出した実駆動回転速度Ntとタイヤ外径とギア機構35のギア比とを乗算することにより車速Vを算出する。
The
(第1及び第2モータジェネレータの出力制御)
図5に示すように、EV走行しているときにおいて、ハイブリッドECU52は、バッテリECU55から送信されるバッテリ21のSOCと、アクセル開度センサ62によって検出されたアクセル開度と、上述の通り算出した車速Vと、ブレーキECU65から送信される摩擦制動力Ffと、エンジンECU53から送信されるエンジン水温と、モータECU54から送信される実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2とに基づいて、第1モータジェネレータ4のトルク指令値T1及び第2モータジェネレータ5のトルク指令値T2を算出する。
(Output control of first and second motor generators)
As shown in FIG. 5, during EV traveling, the
なお、本実施形態において、パワーとは、トルクに回転速度を乗算した値に比例し、エンジン2、第1モータジェネレータ4、第2モータジェネレータ5及び駆動軸7のトルク及び回転速度の組み合わせによって一意に決まるものを示す。
In the present embodiment, the power is proportional to a value obtained by multiplying the torque by the rotational speed, and is uniquely determined by a combination of the torque and rotational speed of the
ハイブリッドECU52のROM又はフラッシュメモリには、図6に示すような目標駆動トルク検索マップが格納されている。目標駆動トルク検索マップでは、アクセル開度と車速Vとに応じて車両1の目標駆動トルクが設定されている。具体的には、アクセル開度に応じて、車速Vと目標駆動トルクとの関係を示すマップが複数設定されている。
A target drive torque search map as shown in FIG. 6 is stored in the ROM or flash memory of the
また、ハイブリッドECU52のROM又はフラッシュメモリには、図7に示すような目標充放電パワー検索マップが格納されている。目標充放電パワー検索マップでは、バッテリ21のSOCに応じて、目標充放電パワーPcが設定されている。ハイブリッドECU52は、バッテリECU55から送信されたバッテリ21のSOCに対して、目標充放電パワー検索マップによって対応付けられた目標充放電パワーPcを特定する(目標充放電パワー算出部101)。なお、目標充放電パワーPcは、放電側が正の値であり、充電側が負の値となるよう設定される。
Further, a target charge / discharge power search map as shown in FIG. 7 is stored in the ROM or flash memory of the
ハイブリッドECU52は、アクセル開度センサ62によって検出されたアクセル開度と、算出された車速Vとを用いて、この目標駆動トルク検索マップを参照することにより目標駆動トルクTaを算出する(目標駆動トルク算出部102)。ハイブリッドECU52は、特定した目標駆動トルクTaと車速Vとギア機構35のギア比を乗算することにより、目標駆動パワーPdを算出する(目標駆動パワー算出部103)。ギア機構35のギア比は、ハイブリッドECU52のROM又はフラッシュメモリに格納されている。
The
ハイブリッドECU52は、算出された車速Vと、ブレーキECU65から送信された摩擦制動力とを用いて、後述するエンジン回転抑制トルクマップを参照することによりエンジン回転抑制トルクTpを算出する(エンジン回転抑制トルク算出部104)。ここで、エンジン回転抑制トルクTpとは、ハイブリッド車両1が摩擦制動力を出力することにより出力軸3に正回転方向に伝達されるトルクを打ち消すためのトルクであり、出力軸3において負方向にはたらくトルクである。
The
ハイブリッドECU52は、算出されたエンジン回転抑制トルクTpと、エンジンECU53から送信されるエンジン水温とに基づいて出力軸トルクTeを算出する(出力軸トルク算出部105)。ここで、出力軸トルクTeとは、エンジン2のフリクションを考慮して、エンジン2が回転することを抑制するよう出力軸3に伝達されるトルクである。
The
ハイブリッドECU52は、算出された目標充放電パワーPcと、目標駆動パワーPdと、モータECU54から送信された実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2と、出力軸トルクTeとに基づいて、後述する方法で第1モータジェネレータ4のトルク指令値T1及び第2モータジェネレータ5のトルク指令値T2を算出する。(MGトルク指令値算出部106)
The
上述したように、ハイブリッドECU52は、目標充放電パワー算出部101、目標駆動トルク算出部102、目標駆動パワー算出部103、エンジン回転抑制トルク算出部104、出力軸トルク算出部105、T1及びT2算出部106としての機能を更に有する。
As described above, the
(トルク指令値の算出方法)
以下に、トルク指令値T1及びT2の算出方法について説明する。EV走行しているときにおいて、ハイブリッドECU52は、目標充放電Pcと、目標駆動パワーPdとの和を目標電力Pmgとして算出する。目標電力Pmgとは、バッテリ21の充電状態を制御しつつ、ハイブリッド車両1から駆動力が出力されるために必要なパワーであり、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の出力により充電または消費される電力を表すものでもある。目標電力Pmgと、第1モータジェネレータ4が出力するトルク指令値T1及び第2モータジェネレータ5が出力するトルク指令値T2とは、以下の電力バランス式として式(3)で表すことができる。
(Torque command value calculation method)
Below, the calculation method of torque command value T1 and T2 is demonstrated. During EV traveling, the
Pmg=N1×T1+N2×T2・・・(3) Pmg = N1 × T1 + N2 × T2 (3)
また、図2の共線図を参照したときの、駆動軸を基準とするトルクバランス式として、エンジン2の出力軸3に正回転方向に伝達される出力軸トルクTeと、第1モータジェネレータ4が出力するトルク指令値T1及び第2モータジェネレータ5から出力されるトルク指令値T2との関係を以下の式(4)で表すことができる。なお、Krは上述した図2におけるリダクションギア比であるZR3/ZS3を示す値である。また、K1は図3における第1遊星歯車機構8のレバー比であるZR1/ZS1を示す値であり、K2は第2遊星歯車機構9のレバー比であるZS2/ZR2を示す値である。
Further, the output shaft torque Te transmitted in the forward rotation direction to the output shaft 3 of the
−Te+T1×(1+K1)=T2×(1+Kr)×K2・・・(4) −Te + T1 × (1 + K1) = T2 × (1 + Kr) × K2 (4)
ハイブリッドECU52は、式(3)、(4)を用いて第1モータジェネレータ4のトルク指令値T1、第2モータジェネレータ5のトルク指令値T2を算出する。
また、トルク指令値T1及びT2は、それぞれ基本トルク成分と出力軸トルク成分とに分けることができる。ここで、基本トルク成分とは、EV走行している場合において、バッテリ21の充電状態を制御しつつ、ハイブリッド車両1の要求駆動力を満足するよう出力されるトルク成分の値を示す。具体的には、基本トルク成分は、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5からそれぞれ出力されるMG1基本トルクTi1及びMG2基本トルクTi2とで表される。また、出力軸トルク成分とは、エンジン2が回転することを抑制するため、出力軸3に出力軸トルクTeが伝達されるように出力されるトルク成分の値を示す。具体的には、出力軸トルク成分は、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5からそれぞれ出力される、MG1出力軸トルクTs1及びMG2出力軸トルクTs2とで表される。
The torque command values T1 and T2 can be divided into a basic torque component and an output shaft torque component, respectively. Here, the basic torque component indicates the value of the torque component that is output so as to satisfy the required driving force of the
このとき、MG1基本トルクTi1及びMG2基本トルクTi2は、式(3)のT1にTi1を、T2にTi2を代入し、式(4)のTeに零を代入して算出することができる。 At this time, the MG1 basic torque Ti1 and the MG2 basic torque Ti2 can be calculated by substituting Ti1 into T1 of Equation (3), Ti2 into T2, and substituting zero into Te of Equation (4).
また、出力軸トルクTeと、MG1出力軸トルクTs1及びMG2出力軸トルクTs2との関係をそれぞれ以下の式(5)、(6)で表すことができる。 Further, the relationship between the output shaft torque Te and the MG1 output shaft torque Ts1 and MG2 output shaft torque Ts2 can be expressed by the following equations (5) and (6), respectively.
Ts1=Te×(1+K2)/(1+K1+K2)・・・(5) Ts1 = Te × (1 + K2) / (1 + K1 + K2) (5)
Ts2=Te×K1/{(1+K1+K2)×(1+Kr)}・・・(6) Ts2 = Te × K1 / {(1 + K1 + K2) × (1 + Kr)} (6)
(トルク指令値の算出処理)
次に、図8を参照して、上述するように構成された本実施形態に係るハイブリッド車両における、EV走行しているときの第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5が出力するトルクであるトルク指令値T1及びT2の算出処理について説明する。なお、以下に説明するトルク指令値T1及びT2の算出処理は、ハイブリッドECU52及び各ECUが作動している間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
(Torque command value calculation process)
Next, referring to FIG. 8, the torque output by first motor generator 4 and second motor generator 5 during EV traveling in the hybrid vehicle according to the present embodiment configured as described above. Processing for calculating the torque command values T1 and T2 will be described. The torque command values T1 and T2 described below are repeatedly executed at predetermined control intervals while the
図8に示すように、まず、ハイブリッドECU52は、バッテリ21のSOC、アクセル開度、摩擦制動力、エンジン水温、実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2の各種情報を、バッテリECU55、アクセル開度センサ62、ブレーキECU65、エンジンECU53、モータECU53から取得する。また、実際の第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度N1及び実際の第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度N2とに基づいて実駆動回転速度Nt及び車速Vを算出し、さらに、目標充放電パワーPcと目標駆動パワーPdを算出する(ステップS1)。
As shown in FIG. 8, first, the
ステップS1の処理を実行した後、ハイブリッドECU52は、ハイブリッド車両1が後退しているか否か、すなわち、車速Vが零未満であるか否かを判別する(ステップS2)。
After executing the process of step S1, the
ステップS2で車速Vが零未満であると判別された場合、ハイブリッドECU52は、摩擦制動力が出力されるか否か、すなわち、ブレーキECU65から送信される摩擦制動力が零より大きいか否かを判別する(ステップS3)。
When it is determined in step S2 that the vehicle speed V is less than zero, the
ステップS3で摩擦制動力が零より大きいと判別された場合、ハイブリッドECU52は、摩擦制動力と車速Vとに基づいて、後述するエンジン回転抑制トルクマップを参照してエンジン回転抑制トルクTpを算出する(ステップS4)。
When it is determined in step S3 that the friction braking force is greater than zero, the
ステップS4の処理を実行した後、ハイブリッドECU52は、エンジン回転抑制トルクTpとエンジン水温とに基づいて、後述する方法で出力軸トルクTeを算出する(ステップS5)。
After executing the process of step S4, the
ステップS2で車速Vが零以上であると判別された場合、及びステップS3で摩擦制動力が零より小さいと判別された場合、ハイブリッド車両1が前進または停止しているため摩擦制動力が出力されてもワンウェイクラッチによってエンジン2が回転することが抑制される、または、摩擦制動力が出力されないためエンジン2の出力軸にトルクが伝達されることがない、と判別されるため、ハイブリッドECU52は出力軸トルクTeを零として算出する(ステップS6)。
If it is determined in step S2 that the vehicle speed V is greater than or equal to zero, and if it is determined in step S3 that the friction braking force is less than zero, the friction braking force is output because the
ステップS5またはステップS6の処理を実行した後、ハイブリッドECU52は、式(3)及び式(4)を用いてトルク指令値T1及びT2を算出し、本制御処理を終了する(ステップS7)。
After executing the processing of step S5 or step S6, the
(マップ)
次に、図9を用いてエンジン回転抑制トルクTpを算出する際に参照されるマップについて説明する。ハイブリッドECU52のROM又はフラッシュメモリには、図9に示すようなエンジン回転抑制トルクマップが格納されている。このマップは、車速Vと摩擦制動力Ffとに基づいて、ハイブリッド車両1が摩擦制動力を出力することにより出力軸3に正方向に伝達されるトルクを打ち消すためのトルクであるエンジン回転抑制トルクTpを算出するためのものである。
(map)
Next, a map referred to when calculating the engine rotation suppression torque Tp will be described with reference to FIG. The ROM or flash memory of the
図9のマップにおける摩擦制動力Ff1、Ff2、Ff3、Ff4は全て正の値であり、Ff1<Ff2<Ff3<Ff4という関係である。また、車速V1、V2、V3は全て負の値であり、V1>V2>V3という関係である。すなわち、ここでの車速Vは、ハイブリッド車両1が後退している状態において、V1よりもV2、V2よりもV3が高速で走行していることを表す。
The friction braking forces Ff1, Ff2, Ff3, and Ff4 in the map of FIG. 9 are all positive values and have a relationship of Ff1 <Ff2 <Ff3 <Ff4. The vehicle speeds V1, V2, and V3 are all negative values and have a relationship of V1> V2> V3. That is, the vehicle speed V here represents that V2 is running at a higher speed than V1 and V3 is running at a higher speed than V2 in a state where the
図9のマップにおけるエンジン回転抑制トルクTpは、正の値であり、摩擦制動力Ffと車速Vとによって一意に決定される。エンジン回転抑制トルクTpは、摩擦制動力Ffが大きいほど大きく。また、エンジン回転抑制トルクTpは、負の値である車速Vが小さくなるほど大きくなる。具体的には、Tp11<Tp12<Tp13<Tp14であり、Tp11<Tp21<Tp31という関係となる。 The engine rotation suppression torque Tp in the map of FIG. 9 is a positive value, and is uniquely determined by the friction braking force Ff and the vehicle speed V. The engine rotation suppression torque Tp increases as the friction braking force Ff increases. Further, the engine rotation suppression torque Tp increases as the negative vehicle speed V decreases. Specifically, Tp11 <Tp12 <Tp13 <Tp14, and Tp11 <Tp21 <Tp31.
ここで、上述したマップにおける摩擦制動力Ffは、Ff1〜Ff4の4つに限定されるものではなく、車速Vは、V1〜V3の3つに限定されるものではない。これらの値は、実験や適合試験により好適に設定される値である。 Here, the friction braking force Ff in the map described above is not limited to four Ff1 to Ff4, and the vehicle speed V is not limited to three V1 to V3. These values are values that are suitably set by experiments and conformance tests.
(出力軸トルクTeの算出方法)
ハイブリッドECU52は、上述した方法で算出したエンジン回転抑制トルクTpと、エンジン水温とを用いて出力軸トルクTeを算出する。上述したように、エンジン回転抑制トルクTpは、ハイブリッド車両1が摩擦制動力を出力することによりエンジン2の出力軸3に正方向に伝達されるトルクを打ち消すためのトルクである。すなわち、エンジン回転抑制トルクTpとは、ハイブリッド車両1が摩擦制動力を出力することによりエンジン2の出力軸3に伝達されるトルクとは絶対値が同じであり、正負が異なる値である。このように、エンジン2の出力軸3に伝達されるトルクを相殺することで、エンジンの出力軸3が正回転方向に回転することを抑制するものである。
(Calculation method of output shaft torque Te)
The
しかしながら、実際はエンジン2の出力軸3に正方向のトルクが伝達されたとしても、該トルクが小さい場合は、エンジン2のフリクションによってエンジン2の出力軸3が回転することはない。そのため、エンジン回転抑制トルクTpから、エンジンフリクションによってエンジン2のクランクシャフトが回転することを抑制する方向にはたらくトルク(以下。「フリクショントルク」という。)を減算したトルクがエンジン2の出力軸3に伝達されていれば、エンジン2の出力軸3が回転することを抑制することができる。
However, even if the torque in the positive direction is actually transmitted to the output shaft 3 of the
出力軸トルクTeとは、エンジン回転抑制トルクTpとフリクショントルクとに基づいて算出されるトルクである。具体的には、出力軸トルクTeは、エンジン回転抑制トルクTpから、フリクショントルクを減算したものである。ここで、エンジン2のフリクショントルクは、エンジン水温に基づいて変動する値であり、エンジン水温が低いほど、負の値であるフリクショントルクは小さくなる。なお、フリクショントルクは、ハイブリッドECU52によってエンジン水温に基づいて算出されてもよいし、予め設定されたエンジン水温に対応するフリクショントルクのマップに基づいて算出されるものであってもよい。
The output shaft torque Te is a torque calculated based on the engine rotation suppression torque Tp and the friction torque. Specifically, the output shaft torque Te is obtained by subtracting the friction torque from the engine rotation suppression torque Tp. Here, the friction torque of the
このように、本実施形態では、EV走行による後退中に、摩擦制動力が出力される場合であっても、エンジン2の出力軸3が正回転方向に回転し、エンジン2のクランクシャフトが回転することを抑制することができる。詳述すれば、EV走行による後退中に、出力軸3には、第1及び第2モータジェネレータ4、5のイナーシャトルクと反対方向に出力軸トルクが伝達されるようトルク制御される。このため、本実施形態におけるトルク制御を行わない場合と比較して、第1及び第2モータジェネレータ4,5のイナーシャトルクによってエンジン2のクランクシャフトが回転することが抑制される。なお、出力軸トルクが零よりも大きい値であれば、その値によらずエンジン2のクランクシャフトが回転することを抑制することができ、さらに、出力軸トルクが上述した方法で算出される出力軸トルクTeよりも大きい場合、エンジン2のクランクシャフトが回転することを防止することができる。また、本実施形態では、出力軸3の回転を制動するブレーキ機構を備えていないため、レイアウトの自由度を向上させたり、構造の大型化や複雑化、コスト上昇を抑制したりすることができる。
As described above, in the present embodiment, even when the friction braking force is output during reverse traveling by EV traveling, the output shaft 3 of the
(変形例)
上述の実施形態では、ハイブリッドECU52は、ハイブリッド車両1がEV走行による後退中に摩擦制動力が出力される場合に、正の値である出力軸トルクTeがエンジン2の出力軸3に伝達されるよう制御した。このような場合以外にも、ハイブリッド車両1がEV走行による前進中に摩擦制動力が出力される場合に、負の値である出力軸トルクTeがエンジン2の出力軸3に伝達されるよう制御するものであってもよい。このとき、図9のマップにおけるエンジン回転抑制トルクTpは負の値となり、エンジン回転抑制トルクTpは、摩擦制動力Ffが大きくなるほど小さく、負の値である車速Vが小さくなるほど小さくなるよう設定されていればよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
ハイブリッド車両1が前進中の場合には、本実施形態とは逆に出力軸3において正方向のトルクが伝達されるよう制御することで、ワンウェイクラッチ3aがなくても、エンジン2が負回転方向に回転することを抑制することができる。
When the
さらに、上述の実施形態では、--ブレーキECU65は、ブレーキペダルの操作量から目標制動力、摩擦制動力及び回生制動力を算出しているが、これに限定されることはない。例えば、ブレーキペダル以外の制動操作部材や、自動ブレーキに適用されてもよい。自動ブレーキへの適用とは、具体的には、ハイブリッド車両1は、ハイブリッド車両1の周辺の障害物を検出し、該障害物とハイブリッド車両1との衝突可能性を判定するシステムを有し、ブレーキECU65は、この衝突可能性に基づいて自動で目標制動力、摩擦制動力及び回生制動力を算出する構成でもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに、上述の実施形態では、ハイブリッドECU52は、エンジン水温からエンジン2のフリクショントルクを算出し、エンジン回転抑制トルクTpからこのフリクショントルクを減算して出力軸トルクTeを算出していたが、エンジン回転抑制トルクTpから減算するフリクショントルクの算出はこれに限定されるものではない。例えば、ハイブリッドECU52は、油温センサ37によって検出された動力伝達機構油温に基づいて動力伝達機構11のフリクショントルクを算出し、エンジン回転抑制トルクTpからさらにこのフリクショントルクを減算して出力軸トルクTeを算出する構成でもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに、上述の実施形態では、ハイブリッドECU52が出力軸トルク算出部と制御部としての機能を有しているものであるが、出力軸トルク算出部と制御部とはそれぞれ異なるECUによって構成されていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
ここで、本発明の各様態と、それに対応する作用効果について記載する。本発明の第1の態様は、エンジンとモータジェネレータとの動力を、動力伝達機構を介して車輪の駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出する摩擦制動力算出部と、前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して走行している場合、前記摩擦制動力算出部によって算出された摩擦制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータからエンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出する出力軸トルク算出部と、前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 Here, each aspect of the present invention and the corresponding effects are described. A first aspect of the present invention is a hybrid vehicle that outputs power of an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism, and a braking force value by a friction brake applied to the hybrid vehicle is determined. When the friction braking force calculation unit to calculate and the hybrid vehicle is running with the engine stopped, the friction braking force value calculated by the friction braking force calculation unit and the vehicle speed value of the hybrid vehicle are An output shaft torque calculating unit that calculates a value of an output shaft torque to be transmitted from the motor generator to the output shaft of the engine so as to suppress the rotation of the engine, and a torque corresponding to the value of the output shaft torque And a control unit that controls the output torque of the motor generator so as to be transmitted to the output shaft of the engine.
本態様によれば、EV走行しているときに摩擦ブレーキによる制動が行われた場合に、モータジェネレータのイナーシャトルクによってエンジンのクランクシャフトが回転することを抑制することができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the crankshaft of the engine from rotating due to the inertia torque of the motor generator when braking by friction brake is performed during EV traveling.
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に記載のハイブリッド車両において、前記エンジンの出力軸の回転方向を正回転方向のみに制限するクラッチ機構を備え、前記出力軸トルク算出部は、前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して後退走行している場合、前記モータジェネレータからエンジンの出力軸に逆回転方向に伝達される前記出力軸トルクの値を算出し、前記制御部は、前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the hybrid vehicle described in the first aspect, the hybrid vehicle includes a clutch mechanism that limits a rotation direction of the output shaft of the engine to only a positive rotation direction, and the output shaft torque calculation unit includes: When the hybrid vehicle is traveling backward with the engine stopped, the value of the output shaft torque transmitted in the reverse rotation direction from the motor generator to the output shaft of the engine is calculated. The output torque of the motor generator is controlled so that torque corresponding to the value of the shaft torque is transmitted to the output shaft of the engine.
本態様によれば、EV走行による前進走行中に摩擦ブレーキによる制動が行われても、クラッチ機構によってエンジンのクランクシャフトが負回転方向に回転することが抑制される。また、EV走行による後退走行中に摩擦ブレーキによる制動が行われた場合にはエンジンが正回転方向に回転することを抑制する方向に出力軸にトルクが伝達される。このため、エンジンのクランクシャフトが回転することを抑制することができる。また、後退走行中のみ出力軸にトルクが伝達されるようモータジェネレータを出力し、前進走行中にはそのような出力を行わないため、バッテリの消費電力を抑制することができる。 According to this aspect, even if braking by the friction brake is performed during forward travel by EV travel, the clutch mechanism prevents the engine crankshaft from rotating in the negative rotation direction. In addition, when braking by the friction brake is performed during reverse traveling by EV traveling, torque is transmitted to the output shaft in a direction that suppresses rotation of the engine in the normal rotation direction. For this reason, it can suppress that the crankshaft of an engine rotates. Further, since the motor generator is output so that torque is transmitted to the output shaft only during reverse traveling, and such output is not performed during forward traveling, the power consumption of the battery can be suppressed.
本発明の第3の態様は、前記第2の態様に記載のハイブリッド車両において、前記出力軸トルク算出部は、前記摩擦制動力と前記車速との関係を予め設定したエンジン回転抑制トルクマップに基づいてエンジン回転抑制トルクの値を算出し、前記エンジン回転抑制トルクの値から前記エンジンの水温又は油温に基づいて算出される前記エンジンのフリクショントルクの値を減算して前記出力軸トルクの値を算出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the hybrid vehicle according to the second aspect, the output shaft torque calculation unit is based on an engine rotation suppression torque map in which a relationship between the friction braking force and the vehicle speed is set in advance. The engine rotation suppression torque value is calculated and the engine friction torque value calculated based on the engine water temperature or oil temperature is subtracted from the engine rotation suppression torque value to obtain the output shaft torque value. It is characterized by calculating.
本態様によれば、摩擦制動力と車速から、摩擦制動力が出力されることによって出力軸にかかる正回転方向のトルクに対応するエンジン回転抑制トルクを算出し、さらに、エンジンのフリクションを考慮して出力軸トルクを算出する。このため、エンジンのクランクシャフトが回転することを抑制するために必要なトルクのみが出力軸に伝達され、エンジンのクランクシャフトが回転することを抑制しつつ、バッテリの消費電力を抑制することができる。 According to this aspect, the engine rotation suppression torque corresponding to the torque in the positive rotation direction applied to the output shaft is calculated by outputting the friction braking force from the friction braking force and the vehicle speed, and the engine friction is taken into consideration. To calculate the output shaft torque. For this reason, only the torque necessary for suppressing the rotation of the crankshaft of the engine is transmitted to the output shaft, and the power consumption of the battery can be suppressed while suppressing the rotation of the crankshaft of the engine. .
本発明の第4の態様は、エンジンとモータジェネレータとの動力を、動力伝達機構を介して車輪の駆動軸に出力するハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両がエンジンを停止して走行している場合に前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出するステップと、前記制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータから前記エンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出するステップと、前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御するステップとを有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hybrid vehicle control method for outputting power from an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism, wherein the hybrid vehicle travels with the engine stopped. And calculating the value of the braking force by the friction brake applied to the hybrid vehicle, and the motor generator to the output shaft of the engine based on the value of the braking force and the vehicle speed of the hybrid vehicle. A step of calculating a value of an output shaft torque to be transmitted so as to suppress rotation of the engine, and an output of the motor generator so that a torque corresponding to the value of the output shaft torque is transmitted to the output shaft of the engine And a step of controlling torque.
本態様によれば、EV走行しているときに摩擦ブレーキによる制動が行われた場合に、モータジェネレータのイナーシャトルクによってエンジンのクランクシャフトが回転することを抑制することができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the crankshaft of the engine from rotating due to the inertia torque of the motor generator when braking by friction brake is performed during EV traveling.
1 ハイブリッド車両
2 エンジン
3a ワンウェイクラッチ(クラッチ機構)
4 第1モータジェネレータ(モータジェネレータ)
5 第2モータジェネレータ(モータジェネレータ)
6 駆動輪
7 駆動軸
11 動力伝達機構
52 ハイブリッドECU(出力軸トルク算出部、制御部)
65 ブレーキECU(摩擦制動力算出部)
1
4 First motor generator (motor generator)
5 Second motor generator (motor generator)
6 Drive
65 Brake ECU (friction braking force calculation unit)
Claims (4)
前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出する摩擦制動力算出部と、
前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して走行している場合、前記摩擦制動力算出部によって算出された摩擦制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータから前記エンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出する出力軸トルク算出部と、
前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御する制御部とを備えたハイブリッド車両。 A hybrid vehicle that outputs power of an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism,
A friction braking force calculation unit for calculating a braking force value by the friction brake applied to the hybrid vehicle;
When the hybrid vehicle is running with the engine stopped, the motor generator generates the engine based on the friction braking force value calculated by the friction braking force calculation unit and the vehicle speed value of the hybrid vehicle. An output shaft torque calculation unit for calculating a value of an output shaft torque to be transmitted to the output shaft so as to suppress the rotation of the engine;
A hybrid vehicle comprising: a controller that controls the output torque of the motor generator so that torque corresponding to the value of the output shaft torque is transmitted to the output shaft of the engine.
前記出力軸トルク算出部は、前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して後退走行している場合、前記モータジェネレータからエンジンの出力軸に逆回転方向に伝達される前記出力軸トルクの値を算出し、
前記制御部は、前記出力軸トルクに対応する値が前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。 A clutch mechanism for limiting the rotation direction of the output shaft of the engine to only the forward rotation direction;
The output shaft torque calculation unit calculates a value of the output shaft torque transmitted in the reverse rotation direction from the motor generator to the output shaft of the engine when the hybrid vehicle is traveling backward with the engine stopped. ,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit controls the output torque of the motor generator so that a value corresponding to the output shaft torque is transmitted to the output shaft of the engine.
前記ハイブリッド車両がエンジンを停止して走行している場合に前記ハイブリッド車両にかかる摩擦ブレーキによる制動力の値を算出するステップと、
前記制動力の値と前記ハイブリッド車両の車速の値とに基づいて前記モータジェネレータから前記エンジンの出力軸に伝達されるべき出力軸トルクの値を前記エンジンの回転を抑制するように算出するステップと、
前記出力軸トルクの値に対応するトルクが前記エンジンの出力軸に伝達されるよう前記モータジェネレータの出力トルクを制御するステップとを有するハイブリッド車両の制御方法。 A hybrid vehicle control method for outputting power of an engine and a motor generator to a drive shaft of a wheel via a power transmission mechanism,
Calculating a value of a braking force by a friction brake applied to the hybrid vehicle when the hybrid vehicle is running with the engine stopped; and
Calculating a value of an output shaft torque to be transmitted from the motor generator to an output shaft of the engine based on the value of the braking force and the vehicle speed of the hybrid vehicle so as to suppress the rotation of the engine; ,
Controlling the output torque of the motor generator so that torque corresponding to the value of the output shaft torque is transmitted to the output shaft of the engine.
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