JP3846401B2

JP3846401B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP3846401B2
Application number: JP2002315602A
Authority: JP
Inventors: 章弘山中; 豊多賀; 健介上地; 信堀田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004150507A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車として、出願人は、遊星歯車機構を介して駆動軸に接続されたエンジンと駆動軸に変速機を介して接続された電動機とを備えるものを提案している（特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、電動機を変速機を介して駆動軸に接続することにより、電動機から駆動軸に出力する動力の形態を変更可能にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたハイブリッド自動車でも、通常の自動車と同様に、駆動輪の空転によるスリップを検出して抑制する際の処理については課題の一つであり、特にハイブリッド自動車特有の処理を行なうことが望ましい場合もある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、駆動輪の空転によるスリップの際の電動機の保護に対する処理を提案することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車は、駆動輪の空転によるスリップにの際に電動機が過大な回転数で運転されるのを防止することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１のハイブリッド自動車は、
内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド自動車であって、
前記電動機から車軸に接続された駆動軸への動力の伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
前記車軸に取り付けられた車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップが検出されたとき、前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されないよう前記伝達解除手段を制御するスリップ時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１のハイブリッド自動車では、車軸に取り付けられた車輪のスリップが検出されたときには、電動機からの動力が車軸に接続された駆動軸に伝達されないように伝達解除手段を制御することにより、車輪の空転によるスリップに伴って電動機が過大な回転数で回転するのを防止することができる。この結果、電動機の保護を図ることができる。
【０００９】
こうした本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記伝達解除手段は、前記電動機から前記駆動軸への動力だけを伝達および伝達の解除を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、スリップ時でも内燃機関からの動力を出力することができる。
【００１０】
また、本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記伝達解除手段は、変更可能な変速比をもって前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、ハイブリッド自動車の走行状態に応じて変速比を変更して電動機からの動力を駆動軸に出力することができ、車両全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
この伝達解除手段が電動機の動力を変速して駆動軸に伝達可能な手段である態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記検出したスリップの収束を判定するスリップ収束判定手段と、該スリップの収束が判定されたとき、所定の変速比をもって前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されるよう前記伝達解除手段を制御するスリップ収束時制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、電動機からの動力が緩やかに駆動軸に伝達される変速比を所定の変速比とすることによって再スリップを抑制することができる。この態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記スリップ収束時制御手段は、前記伝達解除手段が変更可能な変速比のうち前記駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数が最も小さくなる変速比を前記所定の変速比として制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、再スリップの抑制を効果的に行なうことができる。
【００１２】
また、伝達解除手段が電動機の動力を変速して駆動軸に伝達可能な手段である態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記伝達解除手段は、遊星歯車機構を有し、変更可能な異なる２段の変速比をもって前記電動機からの動力を前記駆動軸に伝達可能な手段であるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の第２のハイブリッド自動車は、
内燃機関からの動力と電動機からの動力とにより走行可能なハイブリッド自動車であって、
前記電動機からの動力を変更可能な変速比をもって車軸に接続された駆動軸に伝達する変速手段と、
前記車軸に取り付けられた車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップが検出されたとき、前記変速手段の変速比が所定の変速比となるよう該変速手段を制御するスリップ時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の第２のハイブリッド自動車では、車軸に取り付けられた車輪のスリップが検出されたときには、電動機からの動力を変速して車軸に接続された駆動軸に伝達する変速手段の変速比が所定の変速比となるよう制御することにより、車輪の空転によるスリップに伴って電動機が過大な回転数で回転するのを抑止することができる。この結果、電動機の保護を図ることができる。
【００１５】
こうした本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記変速手段は、前記電動機からの動力だけを変速して前記駆動軸に伝達する手段であるものとすることもできる。こうすれば、スリップ時に電動機からの動力だけを所定の変速比でもって駆動軸に出力することができる。
【００１６】
また、本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記スリップ収束時制御手段は、前記変速手段が変更可能な変速比のうち前記駆動軸の回転数に対する前記電動機の回転数が最も小さくなる変速比を前記所定の変速比として制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機が過大な回転数で回転するのをより効果的に抑止することができる。
【００１７】
また、本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記変速手段は、遊星歯車機構を有し、変更可能な異なる２段の変速比をもって前記電動機からの動力を前記車軸へ伝達する手段であるものとすることもできる。
【００１８】
さらに、本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記検出したスリップの収束を判定するスリップ収束判定手段と、該スリップの収束が判定されてから所定時間経過するまで、前記所定の変速比をもって前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されるよう前記変速手段を制御するスリップ収束時制御手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、再スリップを抑制することができる。
【００１９】
これら本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸とに接続され該３軸のいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力可能な前記電動機とは異なる第２の電動機と、を備えるものとすることもできる。
【００２０】
また、本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続された第２のロータとを有し、電力の入出力を伴って該第１のロータと該第２のロータとで動力の授受を行なう対ロータ電動機を備えるものとすることもできる。
【００２１】
さらに、本発明の第１または第２のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸の動力を変更可能な変速比をもって車軸に伝達する内燃機関用変速手段と、車両の走行状態に基づいて前記内燃機関用変速手段の変速比を制御する内燃機関用変速制御手段と、を備えるものとすることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、変速機６０を介して動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２３】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２４】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２には変速機６０を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータ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からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２６】
変速機６０は、モータＭＧ２の回転軸４８とリングギヤ軸３２ａとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータＭＧ２の回転軸４８の回転数を２段に減速してリングギヤ軸３２ａに伝達できるよう構成されている。変速機６０の構成の一例を図２に示す。この図２に示す変速機６０は、ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂと二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａは、外歯歯車のサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６２と、サンギヤ６１に噛合する複数の第１ピニオンギヤ６３ａと、この第１ピニオンギヤ６３ａに噛合すると共にリングギヤ６２に噛合する複数の第２ピニオンギヤ６３ｂと、複数の第１ピニオンギヤ６３ａおよび複数の第２ピニオンギヤ６３ｂを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア６４とを備えており、サンギヤ６１はブレーキＢ１のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂは、外歯歯車のサンギヤ６５と、このサンギヤ６５と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ６６と、サンギヤ６５に噛合すると共にリングギヤ６６に噛合する複数のピニオンギヤ６７と、複数のピニオンギヤ６７を自転かつ公転自在に保持するキャリア６８とを備えており、サンギヤ６５はモータＭＧ２の回転軸４８に、キャリア６８はリングギヤ軸３２ａにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ６６はブレーキＢ２のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構６０ａとシングルピニオンの遊星歯車機構６０ｂとは、リングギヤ６２とリングギヤ６６、キャリア６４とキャリア６８とによりそれぞれ連結されている。変速機６０は、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとすることによりモータＭＧ２の回転軸４８をリングギヤ軸３２ａから切り離すことができ、ブレーキＢ１をオフとすると共にブレーキＢ２をオンとしてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達し（以下、この状態をＬｏギヤの状態という）、ブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフ状態としてモータＭＧ２の回転軸４８の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する（以下、この状態をＨｉギヤの状態という）。なお、ブレーキＢ１，Ｂ２を共にオンとする状態は回転軸４８やリングギヤ軸３２ａの回転を禁止するものとなる。
【００２７】
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。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２８】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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の踏み込み量に対応したアクセル開度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，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、駆動輪３９ａ，３９ｂに取り付けられた車輪速センサ８９ａ，８９ｂからの車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２の図示しないアクチュエータに駆動信号などが出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、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おり、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。
【００２９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度と車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力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すべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや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バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００３０】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に駆動輪３９ａ，３９ｂがスリップしたときの変速機６０の動作について説明する。図３は、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップに対する変速機６０の制御としてハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ対応処理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、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、以下の説明では、車両がスリップすることなくグリップ走行している状態から、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生し、その後、スリップが収束する状態について考えることにする。
【００３１】
車両がスリップすることなく走行している状態のときにスリップ対応処理ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、スリップ判定フラグＦｓとスリップ継続フラグＦｃとを読み込み（ステップＳ１００）、読み込んだスリップ判定フラグＦｓの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、スリップ判定フラグＦｓは、図示しないスリップ判定処理ルーチンにより駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときに値１が設定されると共にスリップが収束したときに値０に設定されるものである。スリップは、例えば車速センサ８８により検出される車速Ｖから推定される駆動輪３９ａ，３９ｂの車輪速に対して車輪速センサ８９ａ，８９ｂにより検出される車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂのいずれかが許容範囲として設定された閾値より大きいときに判定することができ、スリップの収束は、車輪速センサ８９ａ，８９ｂにより検出される車輪速Ｖｗａ，Ｖｗｂのいずれもがその閾値以内となったときに判定することができる。スリップ継続フラグＦｃは、このルーチンにより設定されるものであり、後述するように、スリップが判定されたときに値１に設定され、スリップが収束してから所定時間経過したときに値０が設定される。いま、車両はスリップすることなく走行している状態を考えているから、スリップ判定フラグＦｓおよびスリップ継続フラグＦｃは共に値０が設定されている。
【００３２】
ステップＳ１１０でスリップ判定フラグＦｓが値０のときには、更にスリップ継続フラグＦｃの値を調べる（ステップＳ１４０）。スリップ継続フラグＦｃには値０が設定されているから、ステップＳ１４０ではスリップ継続フラグＦｃが値０、即ち、スリップが発生していない状態のときやスリップが収束してから所定時間経過した以降の状態のときであると判定され、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップに対する処理は不要と判断して本ルーチンを終了する。このように、スリップすることなく走行しているときには、スリップ対応処理ルーチンでは、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２に対する駆動制御は何も行なわれない。こうしたグリップ走行時の変速機６０の変速制御、即ちブレーキＢ１，Ｂ２の駆動制御は、車速Ｖとアクセルペダル８３の踏み込み量などにより設定される要求動力や車速Ｖ，シフトポジションＳＰなどに基づいて行なわれる。この制御は本発明の中核をなさないので、その詳細な説明については省略する。
【００３３】
こうしたグリップ走行から駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生すると、上述した図示しないスリップ判定処理ルーチンによりスリップ判定フラグＦｓに値１が設定されるから、ステップＳ１１０ではスリップ判定フラグＦｓは値１であると判定され、ステップＳ１２０の変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２をオフとしてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離す処理と続くステップＳ１３０のスリップ継続フラグＦｃに値１を設定する処理とを実行して、本ルーチンを終了する。このようにスリップが発生したときにモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離すのは、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップに伴ってモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止するためである。なお、このスリップ対応処理ルーチンでは、スリップが収束するまで（スリップ判定フラグＦｓが値１の状態が継続している間）は、ブレーキＢ１，Ｂ２をオフとすると共にスリップ継続フラグＦｃに値１を設定する処理（ステップＳ１２０，Ｓ１３０）が繰り返されることになるが、ステップＳ１１０の後にスリップ継続フラグＦｃの値を調べ、スリップ継続フラグＦｃが値１のときには、ステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理を行なわないようにしてもよいのは勿論である。なお、実施例では、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生すると、図示しないスリップ抑制制御ルーチンが実行されて、発生したスリップが収束するよう制御されるが、この処理についても本発明の中核をなさないから、その説明の詳細は省略する。
【００３４】
駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが収束して上述した図示しないスリップ判定処理ルーチンによりスリップ判定フラグＦｓに値０が設定されると、ステップＳ１１０ではスリップ判定フラグＦｓが値０であると判定され、ステップＳ１４０のスリップ継続フラグＦｃの値を調べる処理が実行される。スリップが収束してスリップ判定処理ルーチンによりスリップ判定フラグＦｓに値０が設定されても、スリップ継続フラグＦｃはスリップが発生したときにステップＳ１３０の処理で値１に設定された状態を継続しているから、ステップＳ１４０ではスリップ継続フラグＦｃは値１であると判定され、ステップＳ１５０のブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとして変速機６０をＨｉギヤの状態、即ちモータＭＧ２の回転軸４８の回転が比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸３２ａに伝達される状態としてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続する処理を実行する。このように、スリップが収束したときに変速機６０をＨｉギヤの状態としてモータＭＧ２を接続するのは、スリップが収束した直後のスリップを生じやすい状態のときにモータＭＧ２の接続に伴うトルク変動やモータＭＧ２からリングギヤ３２に出力されるトルクにより再スリップが生じるのを抑制するためであり、また、スリップが収束した直後に再スリップが生じたときにモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止するためである。
【００３５】
こうして変速機６０をＨｉギヤの状態としてモータＭＧ２を接続すると、スリップ判定フラグＦｓに値０が設定されてから所定時間経過したか否かを判定し（ステップＳ１６０）、所定時間経過していないときには、このまま本ルーチンを終了する。ここで、所定時間としては、例えばスリップ抑制制御によりスリップが収束してからトルクを復帰させる際のトルク制限を完全に解除するまでの時間として設定することができる。一方、スリップが収束してスリップ判定フラグＦｓに値０が設定されてから所定時間が経過すると、スリップ継続フラグＦｃに値０を設定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。このようにスリップが収束してスリップ判定フラグＦｓに値０が設定されてから所定時間経過した後にスリップ継続フラグＦｃに値０を設定するのは、スリップが収束した直後のスリップを生じやすい状態のときの変速機６０をＨｉギヤの状態で保持し、再スリップを抑制すると共に再スリップが生じたときにモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止するためである。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときには、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとしてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離すから、スリップの発生に伴ってモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止することができる。この結果、モータＭＧ２の保護を図ることができる。
【００３７】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが収束したときには、変速機６０をＨｉギヤの状態としてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続するから、スリップが収束した直後のスリップを生じやすい状態のときに再スリップが生じるのを抑制することができると共に再スリップが生じたときでもモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止することができる。しかも、スリップが収束してから所定時間経過するまで変速機６０をＨｉギヤの状態を保つことにより、再スリップを抑制すると共に再スリップが生じたときにモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを防止することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときには、変速機６０のブレーキＢ１，Ｂ２を共にオフとしてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離すものとしたが、モータＭＧ２のリングギヤ軸３２ａへの接続を継続した状態で変速機６０をＨｉギヤの状態に切り替えるものとしても構わない。この場合、図３のスリップ対応処理ルーチンに代えて図４のスリップ対応処理ルーチンを実行すればよい。このルーチンでは、スリップが発生してスリップ判定フラグＦｓに値１が設定されると、変速機６０のブレーキＢ１をオンとすると共にブレーキＢ２をオフとして変速機６０をＨｉギヤの状態としてモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａに接続し（ステップＳ２２０）、スリップ継続フラグＦｃに値１を設定して（ステップＳ２３０）、このルーチンを終了する。スリップが収束してスリップ判定フラグＦｓに値０が設定されると、スリップ判定フラグＦｓに値０が設定されてから所定時間経過するまでは変速機６０をＨｉギヤの状態で維持し（ステップＳ２６０，Ｓ２２０，Ｓ２３０）、所定時間経過したときにスリップ継続フラグＦｃに値０を設定して（ステップＳ２６０，Ｓ２７０）、このルーチンを終了する。こうした処理でも、スリップの発生に伴ってモータＭＧ２が過大な回転数で運転されるのを抑制することができると共に再スリップを抑制することができる。この駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときに変速機６０をＨｉギヤの状態に切り替える処理は、２段に変速できると共にモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離し可能な変速機６０に代えて２段に変速はできるがモータＭＧ２のリングギヤ軸３２ａへの切り離しはできない変速機を用いる際にも適用することができる。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機６０として２段に変速できると共にモータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離し可能なものを用いたが、モータＭＧ２をリングギヤ軸３２ａから切り離し可能であれば、３段以上の有段変速機を用いてもよく、無段変速機を用いるものとしてもよい。また、こうした３段以上の有段変速機や無段変速機を用いた構成に図４に例示する変形例のスリップ対応処理ルーチンを適用する場合には、駆動輪３９ａ，３９ｂの空転によるスリップが発生したときには、変速機のリングギヤ軸３２ａの回転数に対するモータＭＧ２の回転軸４８の回転数が最も小さくなる変速比となるように制御すればよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を変速機６０により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を変速機６０を介してリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図５における車輪１９３ａ，１９３ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図７の変形例にハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備えるものとしてもよい。この場合、変速機３３０は有段変速機であっても無段変速機であってもよい。このようにエンジン２２からの動力を変速して駆動輪３９ａ，３９ｂの車軸に接続された駆動軸に出力する変速機３３０を備える場合、図８の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、モータＭＧ２から変速機６０を介して出力される動力を更に変速機３３０で変速して駆動輪３９ａ，３９ｂに伝達するものとしてもよい。この図８の例では、変速機６０に代えてクラッチを用いるものとしてもよい。
【００４２】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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。
【図２】変速機６０の構成の一例を示す構成図である。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるスリップ対応処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】変形例のスリップ対応処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，３２０，４２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０動力分配統合機構、３１サンギヤ、３１ａサンギヤ軸、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３３ピニオンギヤ、３４キャリア、３７ギヤ機構、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ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、６０変速機、６０ａダブルピニオンの遊星歯車機構、６０ｂシングルピニオンの遊星歯車機構、６１サンギヤ、６２リングギヤ、６３ａ第１ピニオンギヤ、６３ｂ第２ピニオンギヤ、６４キャリア、６５サンギヤ、６６リングギヤ、６７ピニオンギヤ、６８キャリア、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、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、８９ａ，８９ｂ車輪速センサ、１９３ａ，１９３ｂ駆動輪、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ、２３４アウターロータ、３３０変速機、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、Ｂ１，Ｂ２ブレーキ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle capable of traveling with power from an internal combustion engine and power from an electric motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of hybrid vehicle, the applicant has proposed a vehicle including an engine connected to a drive shaft via a planetary gear mechanism and an electric motor connected to the drive shaft via a transmission (patent). Reference 1). In this hybrid vehicle, the mode of power output from the motor to the drive shaft can be changed by connecting the motor to the drive shaft via a transmission.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-225578 A (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Even in such a hybrid vehicle, as in a normal vehicle, processing for detecting and suppressing slippage due to idling of driving wheels is one of the problems, and it may be desirable to perform processing specific to the hybrid vehicle in particular. .
[0005]
One object of the hybrid vehicle of the present invention is to propose a process for protecting the motor in the event of slipping due to idling of the drive wheels. Another object of the hybrid vehicle of the present invention is to prevent the motor from being operated at an excessive number of revolutions when the drive wheel slips due to idling.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve at least a part of the above object.
[0007]
The first hybrid vehicle of the present invention is
A hybrid vehicle capable of traveling with power from an internal combustion engine and power from an electric motor,
Transmission canceling means for transmitting power from the electric motor to the drive shaft connected to the axle and releasing the transmission;
Slip detecting means for detecting a slip of a wheel attached to the axle;
Slip control means for controlling the transmission release means so that power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft when the slip is detected;
It is a summary to provide.
[0008]
In the first hybrid vehicle of the present invention, when slipping of the wheel attached to the axle is detected, the transmission release means is controlled so that the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft connected to the axle. Thus, it is possible to prevent the motor from rotating at an excessive number of revolutions due to slipping due to idling of the wheels. As a result, the motor can be protected.
[0009]
In the first hybrid vehicle of the present invention, the transmission canceling means may be a means for transmitting and releasing only the power from the electric motor to the drive shaft. In this way, the power from the internal combustion engine can be output even during a slip.
[0010]
In the first hybrid vehicle of the present invention, the transmission canceling means may be a means capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft with a changeable gear ratio. If it carries out like this, the gear ratio can be changed according to the driving | running state of a hybrid vehicle, the motive power from an electric motor can be output to a drive shaft, and the energy efficiency of the whole vehicle can be improved.
[0011]
In the first hybrid vehicle of the present invention in which the transmission canceling means is a means capable of shifting the power of the electric motor and transmitting it to the drive shaft, the slip convergence determining means for determining the convergence of the detected slip, the slip And a slip convergence time control means for controlling the transmission release means so that the power from the motor is transmitted to the drive shaft with a predetermined speed ratio when the convergence is determined. By so doing, it is possible to suppress re-slip by setting the gear ratio at which the power from the electric motor is gently transmitted to the drive shaft to a predetermined gear ratio. In this aspect of the first hybrid vehicle of the present invention, the slip convergence time control means is a gear shift in which the rotational speed of the electric motor is the smallest relative to the rotational speed of the drive shaft among the speed ratios that can be changed by the transmission release means. It may be a means for controlling the ratio as the predetermined gear ratio. By so doing, it is possible to effectively suppress re-slip.
[0012]
In the first hybrid vehicle of the present invention, wherein the transmission canceling means is a means capable of shifting the power of the electric motor and transmitting it to the drive shaft, the transmission canceling means has a planetary gear mechanism and can be changed. The power from the electric motor can be transmitted to the drive shaft with two different gear ratios.
[0013]
The second hybrid vehicle of the present invention is
A hybrid vehicle capable of traveling with power from an internal combustion engine and power from an electric motor,
Transmission means for transmitting power from the electric motor to a drive shaft connected to an axle with a changeable gear ratio;
Slip detecting means for detecting a slip of a wheel attached to the axle;
Slip control means for controlling the speed change means so that the speed ratio of the speed change means becomes a predetermined speed ratio when the slip is detected;
It is a summary to provide.
[0014]
In the second hybrid vehicle of the present invention, when a slip of a wheel attached to the axle is detected, the speed ratio of the transmission means for shifting the power from the motor and transmitting it to the drive shaft connected to the axle is predetermined. By controlling so that the gear ratio becomes the following, it is possible to prevent the motor from rotating at an excessive number of revolutions due to slipping due to idling of the wheels. As a result, the motor can be protected.
[0015]
In such a second hybrid vehicle of the present invention, the speed change means may be means for changing only the power from the electric motor and transmitting it to the drive shaft. In this way, it is possible to output only the power from the electric motor to the drive shaft at a predetermined gear ratio during a slip.
[0016]
Further, in the second hybrid vehicle of the present invention, the slip convergence time control means has a gear ratio at which the rotational speed of the electric motor is the smallest relative to the rotational speed of the drive shaft among the speed ratios that can be changed by the speed change means. It may be a means for controlling the predetermined gear ratio. In this way, it is possible to more effectively prevent the electric motor from rotating at an excessive number of revolutions.
[0017]
Further, in the second hybrid vehicle of the present invention, the speed change means has a planetary gear mechanism, and is means for transmitting power from the electric motor to the axle with two different changeable gear ratios. You can also
[0018]
Furthermore, in the second hybrid vehicle of the present invention, the electric motor having the predetermined gear ratio until the predetermined time elapses after the slip convergence is determined and the slip convergence determining means for determining the detected convergence of the slip. And a slip convergence time control means for controlling the speed change means so that power from the drive shaft is transmitted to the drive shaft. In this way, re-slip can be suppressed.
[0019]
In these first or second hybrid vehicles of the present invention, based on the motive power connected to the output shaft, the drive shaft, and the third shaft of the internal combustion engine and input / output to / from any one of the three shafts. A three-shaft power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft and a second electric motor different from the electric motor capable of inputting / outputting power to / from the third shaft may be provided.
[0020]
In the first or second hybrid vehicle of the present invention, the first and second hybrid vehicles have a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and input / output power. Accordingly, a counter-rotor electric motor that transmits and receives power between the first rotor and the second rotor may be provided.
[0021]
Further, in the first or second hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine transmission means for transmitting the power of the output shaft of the internal combustion engine to the axle with a changeable gear ratio, and the internal combustion engine based on the running state of the vehicle And an internal combustion engine speed change control means for controlling the speed ratio of the engine speed change means.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution / integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution / integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a motor MG2 connected to the power distribution and integration mechanism 30 via a transmission 60, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire drive system of the vehicle.
[0023]
The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) that receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22. ) 24 is under operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control. The engine ECU 24 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70.
[0024]
The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 arranged concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the motor MG2 is connected to the ring gear 32 via the transmission 60. The motor MG1 generates power. When functioning as a motor, the power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine 22 input from the carrier 34 And the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32. The ring gear 32 is mechanically connected to driving wheels 39a and 39b of the front wheels of the vehicle via a gear mechanism 37 and a differential gear 38. Therefore, the power output to the ring gear 32 is output to the drive wheels 39a and 39b via the gear mechanism 37 and the differential gear 38. Note that the three axes connected to the power distribution and integration mechanism 30 when viewed as a drive system are the crankshaft 26 that is the output shaft of the engine 22 connected to the carrier 34, and the rotation shaft of the motor MG1 that is connected to the sun gear 31. The ring gear shaft 32a as a drive shaft is connected to the sun gear shaft 31a and the ring gear 32 and mechanically connected to the drive wheels 39a and 39b.
[0025]
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive bus and a negative bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 is supplied to another motor. It can be consumed at. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. Note that the battery 50 is not charged / discharged if the electric power balance is balanced by the motor MG1 and the motor MG2. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the rotors of the motors MG1 and MG2 by a rotational speed calculation routine (not shown) based on signals input from the rotational position detection sensors 43 and 44. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.
[0026]
The transmission 60 connects and disconnects the rotating shaft 48 of the motor MG2 and the ring gear shaft 32a and reduces the rotational speed of the rotating shaft 48 of the motor MG2 to two stages by connecting the both shafts to the ring gear shaft 32a. It is configured to communicate. An example of the configuration of the transmission 60 is shown in FIG. The transmission 60 shown in FIG. 2 includes a double-pinion planetary gear mechanism 60a, a single-pinion planetary gear mechanism 60b, and two brakes B1 and B2. The planetary gear mechanism 60a of a double pinion includes an external gear sun gear 61, an internal gear ring gear 62 arranged concentrically with the sun gear 61, a plurality of first pinion gears 63a meshing with the sun gear 61, and the first pinion gear 63a. A plurality of second pinion gears 63b that mesh with the one pinion gear 63a and mesh with the ring gear 62, and a carrier 64 that holds the plurality of first pinion gears 63a and the plurality of second pinion gears 63b so as to rotate and revolve freely. The sun gear 61 can be freely rotated or stopped by turning on and off the brake B1. The single-pinion planetary gear mechanism 60 b includes an external gear sun gear 65, an internal gear ring gear 66 disposed concentrically with the sun gear 65, and a plurality of pinion gears 67 that mesh with the sun gear 65 and mesh with the ring gear 66. And a carrier 68 that holds a plurality of pinion gears 67 so as to rotate and revolve. The sun gear 65 is connected to the rotating shaft 48 of the motor MG2, the carrier 68 is connected to the ring gear shaft 32a, and the ring gear 66 is braked. The rotation can be freely or stopped by turning on and off B2. The double pinion planetary gear mechanism 60a and the single pinion planetary gear mechanism 60b are connected by a ring gear 62 and a ring gear 66, and a carrier 64 and a carrier 68, respectively. The transmission 60 can disconnect the rotating shaft 48 of the motor MG2 from the ring gear shaft 32a by turning off both the brakes B1 and B2, and can turn off the brake B1 and turn on the brake B2 to turn on the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated at a relatively large reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as a Lo gear state), the brake B1 is turned on and the brake B2 is turned off to rotate the rotating shaft 48 of the motor MG2. Is rotated at a relatively small reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a (hereinafter, this state is referred to as a Hi gear state). Note that when the brakes B1 and B2 are both turned on, the rotation of the rotary shaft 48 and the ring gear shaft 32a is prohibited.
[0027]
The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature from the temperature sensor (not shown) attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 also calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50.
[0028]
The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The hybrid electronic control unit 70 detects the ignition signal from the ignition switch 80, the shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and the accelerator opening corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83. Attached to the accelerator pedal position sensor 84, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the drive wheels 39a, 39b. Wheel speeds Vwa, Vwb, etc. from the wheel speed sensors 89a, 89b are input via the input port. Further, the hybrid electronic control unit 70 outputs drive signals and the like to actuators (not shown) of the brakes B1 and B2 of the transmission 60. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via communication ports, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. Is doing.
[0029]
The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this manner calculates the required torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver and the vehicle speed V. The engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 are controlled so that the required power corresponding to the required torque is output to the ring gear shaft 32a. As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, 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 the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so as to be torque-converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled so as to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.
[0030]
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, particularly the operation of the transmission 60 when the drive wheels 39a and 39b slip, will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a slip handling process routine executed by the hybrid electronic control unit 70 as control of the transmission 60 against slip caused by idling of the drive wheels 39a, 39b. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec). In the following description, a state in which slip occurs due to idling of the drive wheels 39a and 39b from a state in which the vehicle is gripping without slipping and then the slip converges will be considered.
[0031]
When the slip handling routine is executed while the vehicle is traveling without slipping, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first reads the slip determination flag Fs and the slip continuation flag Fc (steps). In step S100, the value of the read slip determination flag Fs is checked (step S110). Here, the slip determination flag Fs is set to a value of 1 when slippage due to idling of the drive wheels 39a and 39b occurs by a slip determination processing routine (not shown) and to a value of 0 when the slip converges. It is. For the slip, for example, one of the wheel speeds Vwa and Vwb detected by the wheel speed sensors 89a and 89b with respect to the wheel speed of the drive wheels 39a and 39b estimated from the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 88 is within an allowable range. It can be determined when the threshold value is larger than the set threshold value, and the convergence of the slip can be determined when both of the wheel speeds Vwa and Vwb detected by the wheel speed sensors 89a and 89b are within the threshold value. it can. The slip continuation flag Fc is set by this routine. As will be described later, the slip continuation flag Fc is set to a value of 1 when a slip is determined and set to a value of 0 when a predetermined time has elapsed after the slip has converged. Is done. Since the vehicle is now considered to travel without slipping, the slip determination flag Fs and the slip continuation flag Fc are both set to 0.
[0032]
When the slip determination flag Fs is 0 in step S110, the value of the slip continuation flag Fc is further examined (step S140). Since the slip continuation flag Fc is set to 0, in step S140 the slip continuation flag Fc is 0, that is, when no slip has occurred or after a predetermined time has elapsed since the slip converged. It is determined that this is the state, and it is determined that processing for slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b is unnecessary, and this routine is terminated. As described above, when the vehicle travels without slipping, no drive control is performed on the brakes B1 and B2 of the transmission 60 in the slip handling routine. The shift control of the transmission 60 during the grip traveling, that is, the drive control of the brakes B1 and B2, is performed based on the required power set by the vehicle speed V and the depression amount of the accelerator pedal 83, the vehicle speed V, the shift position SP, and the like. It is. Since this control does not form the core of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
[0033]
When slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b occurs from such grip traveling, the slip determination flag Fs is set to a value 1 by the above-described slip determination processing routine (not shown), and therefore the slip determination flag Fs is a value 1 in step S110. It is determined that the brake B1, B2 of the transmission 60 in step S120 is turned off, and the process of separating the motor MG2 from the ring gear shaft 32a and the process of setting the value 1 to the slip continuation flag Fc in step S130 are performed, This routine ends. The reason why the motor MG2 is disconnected from the ring gear shaft 32a when slip occurs in this way is to prevent the motor MG2 from being operated at an excessive number of revolutions due to slippage caused by idling of the drive wheels 39a and 39b. . In this slip handling process routine, the brakes B1 and B2 are turned off and the slip continuation flag Fc is set to 1 until the slip converges (while the state where the slip determination flag Fs is 1). The setting process (steps S120 and S130) is repeated, but after step S110, the value of the slip continuation flag Fc is checked. When the slip continuation flag Fc is 1, the processing of steps S120 and S130 is not performed. Of course, it may be. In the embodiment, when slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b occurs, a slip suppression control routine (not shown) is executed to control the generated slip to converge. This process is also the core of the present invention. The details of the explanation are omitted.
[0034]
When slip due to idling of the drive wheels 39a and 39b converges and the slip determination flag Fs is set to 0 by the above-described slip determination processing routine (not shown), it is determined in step S110 that the slip determination flag Fs is 0. Then, the process of checking the value of the slip continuation flag Fc in step S140 is executed. Even if the slip is converged and the slip determination flag Fs is set to 0 by the slip determination processing routine, the slip continuation flag Fc continues to be set to the value 1 in the process of step S130 when the slip occurs. Therefore, it is determined in step S140 that the slip continuation flag Fc is 1, and the brake B1 in step S150 is turned on and the brake B2 is turned off, so that the transmission 60 is in the Hi gear state, that is, the rotation shaft 48 of the motor MG2. The process of connecting the motor MG2 to the ring gear shaft 32a is executed in such a state that the rotation of the motor MG2 is reduced at a relatively small reduction ratio and transmitted to the ring gear shaft 32a. As described above, when the slip is converged, the motor MG2 is connected with the transmission 60 in the Hi gear state because the torque fluctuations associated with the connection of the motor MG2 when the slip is likely to occur immediately after the slip converges, This is to suppress the occurrence of re-slip due to the torque output from the motor MG2 to the ring gear 32, and when the re-slip occurs immediately after the slip has converged, the motor MG2 is operated at an excessive number of revolutions. It is for preventing.
[0035]
When the transmission 60 is in the Hi gear state and the motor MG2 is thus connected, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the value 0 is set in the slip determination flag Fs (step S160). This routine is finished as it is. Here, the predetermined time can be set, for example, as the time from when the slip is converged by the slip suppression control until the torque limitation when the torque is restored is completely released. On the other hand, when a predetermined time has elapsed after the slip has converged and the slip determination flag Fs is set to 0, the slip continuation flag Fc is set to 0 (step S170), and this routine is terminated. The reason why the value 0 is set in the slip continuation flag Fc after a predetermined time has elapsed after the slip has converged and the value 0 is set in the slip determination flag Fs is that slip is likely to occur immediately after the slip has converged. This is because the transmission 60 is held in the Hi gear state to suppress re-slip and to prevent the motor MG2 from being operated at an excessive number of revolutions when re-slip occurs.
[0036]
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b occurs, the brakes B1 and B2 of the transmission 60 are both turned off and the motor MG2 is disconnected from the ring gear shaft 32a. As a result, the motor MG2 can be prevented from being operated at an excessive number of revolutions. As a result, it is possible to protect the motor MG2.
[0037]
Further, according to the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the slip due to the idling of the drive wheels 39a and 39b converges, the slip is converged because the motor MG2 is connected to the ring gear shaft 32a with the transmission 60 in the Hi gear state. It is possible to suppress the occurrence of re-slip in a state in which the next slip is likely to occur, and it is possible to prevent the motor MG2 from being operated at an excessive number of revolutions even when re-slip occurs. Moreover, by maintaining the transmission 60 in the Hi gear state until a predetermined time has elapsed after the slip has converged, the re-slip is suppressed and the motor MG2 is operated at an excessive number of revolutions when the re-slip occurs. Can be prevented.
[0038]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b occurs, both the brakes B1 and B2 of the transmission 60 are turned off and the motor MG2 is disconnected from the ring gear shaft 32a. The transmission 60 may be switched to the Hi gear state while the connection to the ring gear shaft 32a is continued. In this case, the slip handling process routine of FIG. 4 may be executed instead of the slip handling process routine of FIG. In this routine, when a slip occurs and the value 1 is set in the slip determination flag Fs, the brake B1 of the transmission 60 is turned on, the brake B2 is turned off, the transmission 60 is in a Hi gear state, and the motor MG2 is turned on. The ring gear shaft 32a is connected (step S220), the slip continuation flag Fc is set to 1 (step S230), and this routine is terminated. When the slip is converged and the value 0 is set in the slip determination flag Fs, the transmission 60 is maintained in the Hi gear state until a predetermined time elapses after the value 0 is set in the slip determination flag Fs (step S260). , S220, S230), when a predetermined time elapses, the slip continuation flag Fc is set to 0 (steps S260, S270), and this routine is terminated. Even in such a process, it is possible to suppress the motor MG2 from being operated at an excessive number of revolutions with the occurrence of slip, and to suppress re-slip. The process of switching the transmission 60 to the Hi gear state when slippage due to idling of the drive wheels 39a, 39b occurs is replaced with a transmission 60 that can change gears in two stages and that can separate the motor MG2 from the ring gear shaft 32a. The present invention can also be applied when using a transmission that can change gears in two stages but cannot separate motor MG2 from ring gear shaft 32a.
[0039]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the transmission 60 is capable of shifting in two stages and the motor MG2 can be separated from the ring gear shaft 32a. However, if the motor MG2 can be separated from the ring gear shaft 32a, three or more stages are used. The stepped transmission may be used, or a continuously variable transmission may be used. Further, when the slip handling routine of the modified example illustrated in FIG. 4 is applied to a configuration using three or more stepped transmissions or continuously variable transmissions, slipping due to idling of the drive wheels 39a and 39b may occur. When this occurs, the speed may be controlled so that the rotational speed of the rotating shaft 48 of the motor MG2 is the smallest with respect to the rotational speed of the ring gear shaft 32a of the transmission.
[0040]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the transmission 60 and output to the ring gear shaft 32a. However, as illustrated in the hybrid vehicle 120 of the modified example of FIG. Is connected to an axle (an axle connected to the wheels 193a and 193b in FIG. 5) different from an axle (an axle to which the drive wheels 39a and 39b are connected) to which the ring gear shaft 32a is connected via the transmission 60. Also good.
[0041]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 39a and 39b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 39a and 39b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided. Further, as exemplified in the hybrid vehicle 320 in the modification of FIG. 7, a transmission 330 that shifts the power from the engine 22 and outputs it to the drive shaft connected to the axles of the drive wheels 39a and 39b may be provided. Good. In this case, the transmission 330 may be a stepped transmission or a continuously variable transmission. When the transmission 330 that shifts the power from the engine 22 and outputs it to the drive shaft connected to the axles of the drive wheels 39a and 39b is provided, as illustrated in the hybrid vehicle 420 of the modified example of FIG. The power output from the motor MG2 via the transmission 60 may be further shifted by the transmission 330 and transmitted to the drive wheels 39a and 39b. In the example of FIG. 8, a clutch may be used instead of the transmission 60.
[0042]
The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 equipped with a power output apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a transmission 60. FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a slip handling routine executed by the hybrid electronic control unit 70;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a slip handling process routine according to a modified example.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 of a modified example.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 320 of a modified example.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 420 of a modified example.
[Explanation of symbols]
20, 120, 220, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU) 24, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 31a sun gear shaft, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery , 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a planetary gear mechanism of double pinion, 60b planetary gear mechanism of single pinion, 61 sun gear, 62 ring gear, 63a first pini On gear, 63b 2nd pinion gear, 64 carrier, 65 sun gear, 66 ring gear, 67 pinion gear, 68 carrier, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 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, 89a, 89b Wheel speed sensor, 193a, 193b Drive wheel, 230 Pair motor, 232 Inner rotor, 234 Outer rotor , 330 Transmission, MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.

Claims

A hybrid vehicle capable of traveling with power from an internal combustion engine and power from an electric motor,
Transmission canceling means for transmitting power from the electric motor to the drive shaft connected to the axle and releasing the transmission with a changeable gear ratio;
Slip detecting means for detecting a slip of a wheel attached to the axle;
Slip control means for controlling the transmission release means so that power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft when the slip is detected;
Slip convergence determining means for determining convergence of the detected slip;
When the convergence of the slip is determined, the power from the motor has the speed ratio at which the rotational speed of the motor is the smallest relative to the rotational speed of the drive shaft among the speed ratios that can be changed by the transmission release means. Slip convergence control means for controlling the transmission release means to be transmitted to,
A hybrid car with

The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the transmission canceling unit is a unit that transmits only the power from the electric motor to the drive shaft and releases the transmission.

3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the transmission release means is a means having a planetary gear mechanism and capable of transmitting power from the electric motor to the drive shaft with two different gear ratios that can be changed.

A hybrid vehicle capable of traveling with power from an internal combustion engine and power from an electric motor,
Transmission means for transmitting power from the electric motor to a drive shaft connected to an axle with a changeable gear ratio;
Slip detecting means for detecting a slip of a wheel attached to the axle;
When the slip is detected, the transmission ratio of the transmission means is set to a predetermined transmission ratio that minimizes the rotation speed of the motor with respect to the rotation speed of the drive shaft among the transmission ratios changeable by the transmission means. Slip control means for controlling the speed change means;
Slip convergence determining means for determining convergence of the detected slip;
A slip convergence time control means for controlling the speed change means so that power from the electric motor is transmitted to the drive shaft with the predetermined speed ratio until a predetermined time has elapsed since the determination of the convergence of the slip;
A hybrid car with

The hybrid vehicle according to claim 4, wherein the speed change means is a means for shifting only the power from the electric motor and transmitting it to the drive shaft.

The hybrid vehicle according to claim 4 or 5, wherein the speed change means has a planetary gear mechanism and transmits power from the electric motor to the drive shaft with two different speed ratios that can be changed.

A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6,
Three-shaft power connected to the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third shaft, and for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts Input / output means;
Unlike the electric motor, a second electric motor capable of inputting and outputting power to the third shaft;
A hybrid car with

A first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the second rotor with input / output of electric power; The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6, further comprising a counter-rotor electric motor that transmits and receives motive power.

A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
Transmission means for an internal combustion engine that transmits the power of the output shaft of the internal combustion engine to the axle with a changeable gear ratio;
A shift control means for an internal combustion engine that controls a gear ratio of the shift means for the internal combustion engine based on a running state of the vehicle;
A hybrid car with