JP3901116B2 - Hybrid car - Google Patents
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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、車両に搭載した機器を良好な状態として作動させることや自動車全体としてのエネルギ効率の向上を図ることは課題とされ、こうした課題に対してハイブリッド自動車特有の構成に基づいた処理が行なわれることが望ましい。
【0005】
本発明のハイブリッド自動車は、車両に搭載した電動機をより良好な状態として作動させ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、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。さらに、本発明のハイブリッド自動車は、運転者の予期しないトルクが作用す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、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記シフト位置検出手段によりシフト位置としてニュートラルが検出され前記車速検出手段により所定車速以上の車速が検出されたとき、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、シフト位置としてニュートラルが検出され所定車速以上の車速が検出されたときに、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電動機から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を制御する。したがって、走行中にシフトがニュートラルにされたときには電動機を停止することができる。この結果、電動機が連れ回されることによって生じる電動機の逆起電力の影響、即ち、予期しない制動トルクが作用するのを抑止することができる。
【0009】
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、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
前記電動機の回転軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記シフト位置検出手段によりシフト位置としてニュートラルが検出され前記回転数検出手段により所定回転数以上の回転数が検出されたとき、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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【0010】
この本発明の第2のハイブリッド自動車では、シフト位置としてニュートラルが検出され電動機の回転数が所定回転数以上のときに、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電動機から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を制御する。したがって、走行中にシフトがニュートラルにされたときには電動機を停止することができる。この結果、電動機が連れ回されることによって生じる電動機の逆起電力の影響、即ち、予期しない制動トルクが作用するのを抑止することができる。
【0011】
こうした本発明の第1または第2のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記伝達解除手段により前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されない状態とされている最中に前記シフト位置検出手段によりシフト位置として走行用の位置が検出されたときには、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手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行に対する運転者の意向に迅速に対応することができる。
【0012】
本発明の第3のハイブリッド自動車において、
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、
運転者の操作に基づいて前記電動機の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
該目標駆動状態設定手段により前記電動機から出力すべきトルクが値0の駆動状態を含む所定の駆動状態の範囲内の目標駆動状態が設定されたとき、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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【0013】
この本発明の第3のハイブリッド自動車では、運転者の操作に基づいて電動機から出力すべきトルクが値0の駆動状態を含む所定の駆動状態の範囲内の目標駆動状態が設定されたときに、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電動機から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を制御する。電動機の駆動状態が出力トルクが値0の駆動状態を含む所定の駆動状態の範囲内では電動機の効率が低くなる場合が多いから、こうした効率の低い範囲での電動機の駆動を抑止することができる。この結果、自動車全体のエネルギ効率を向上させることができる。ここで、「所定の駆動状態の範囲」として、値0を含む所定の動力の範囲としたり、値0を含む所定のトルクの範囲とすることができる。
【0014】
こうした本発明の第3のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記伝達解除手段により前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されない状態とされている最中に前記目標駆動状態設定手段により前記所定の駆動状態の範囲外の目標駆動状態が設定されたときには、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手段であるものとすることもできる。こうすれば、運転者の意向に迅速に対応することができる。
【0015】
本発明の第4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、
前記電動機の温度を検出する温度検出手段と、
運転者の操作に基づいて前記内燃機関と前記電動機とから出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
前記温度検出手段により所定温度以上の温度が検出され前記目標動力設定手段により所定動力未満の目標動力が設定されたとき、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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【0016】
この本発明の第4のハイブリッド自動車では、電動機の温度として所定温度以上の温度が検出され運転者の操作に基づいて内燃機関と電動機とから出力すべき目標動力として所定動力未満の動力が設定されたときに、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電動機から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を制御する。したがって、電動機の温度を所定温度以上となるのを抑止することができる。この結果、電動機を良好な状態で作動させることができる。ここで、「所定動力」としては、電動機を停止した状態で内燃機関から出力可能な動力の範囲内とすることもできる。
【0017】
こうした本発明の第4のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記伝達解除手段により前記電動機からの動力が前記駆動軸に伝達されない状態とされている最中に前記目標動力設定手段により前記所定動力を超える第2の所定動力以上の目標動力が設定されたとき又は前記温度検出手段により所定温度未満の第2の所定温度以下の温度が検出されたときには、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手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行に対する運転者の意向に迅速に対応することができる。
【0018】
これら本発明の第1ないし第4のハイブリッド自動車において、前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記電動機を前記伝達解除手段により接続したときに該電動機が前記駆動軸回転数検出手段により検出された回転数に略相当する回転数で回転するよう該電動機を駆動制御した後に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手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の接続をスムースに行なうことができる。
【0019】
また、本発明の第1ないし第4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変速して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、電動機からの動力を変速して駆動軸に伝達することができる。
【0020】
本発明の第1ないし第4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。
【0021】
本発明の第1ないし第4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。
【0022】
本発明の第1ないし第4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。
【0023】
これら上述の第1ないし第4のハイブリッド自動車を包含する上位概念として、本発明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、
前記電動機への駆動要求が低いときには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制御手段と、
を備えることを要旨とするものと考えることができる。
【0024】
この上位概念としての本発明のハイブリッド自動車では、電動機への駆動要求が低いときには電動機からの動力が駆動軸に伝達されないように制御する。この「電動機への駆動要求が低いとき」としては、上述の第1および第2のハイブリッド自動車では「シフト位置がニュートラルとされたとき」が相当し、第3のハイブリッド自動車では「電動機から出力すべきトルクが値0の駆動状態を含む所定の駆動状態の範囲内の目標駆動状態が設定されたとき」が相当し、第4のハイブリッド自動車では「内燃機関と電動機とから出力すべき目標動力として所定動力未満の目標動力が設定されたとき」が相当する。こうした制御により、この上位概念化された本発明のハイブリッド自動車では、電動機が連れ回されることによって生じる電動機の逆起電力の影響としての予期しない制動力が作用することを抑止することができる効果や効率の低い範囲での電動機の駆動を抑止することができる効果,電動機を良好な状態で作動させることができる効果などを奏することができる。
【0025】
【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、本発明の第1実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。第1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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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からの信号やモータMG2の温度を検出する温度センサ46からのモータ温度θm,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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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Accを検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V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。
【0032】
こうして構成された第1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Acc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T*および要求パワーP*を計算し、計算した要求トルクT*および要求パワーP*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、要求パワーP*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パワーP*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パワーP*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からの要求パワーP*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。なお、こうした各運転モードでは、モータMG1についてはエンジン22を効率よく運転する運転ポイントの回転数となるよう目標回転数Nm1*が設定されて回転数制御がなされ、モータMG2についてはリングギヤ軸32aに要求トルクT*が出力されるようトルク指令Tm2*が設定されて駆動制御される。
【0033】
次に、第1実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータMG2の接続と切り離しの動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるモータ接続処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
【0034】
モータ接続処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPやモータMG2の回転数Nm2,ブレーキB1,B2の状態,車速センサ88からの車速Vなどの処理に必要なデータを読み込む処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG2の回転数Nm2の入力は、モータECU40により計算された回転数Nm2を通信により行ない、ブレーキB1,B2の状態の読み込みは、ハイブリッド用電子制御ユニット70の出力ポートから出力した直前のオンオフ信号をRAM76の所定アドレスに格納しておいたものを読み込むことにより行なわれる。
【0035】
続いて、シフトポジションSPがニュートラル(以下、Nレンジという)であるか否かを判定する(ステップS110)。シフトポジションSPがNレンジでないときには、ブレーキB1,B2が共にオフとされているかを判定する(ステップS120)。ここで、通常はブレーキB1,B2を共にオフとしないから、この判定は否定的な結果となり、本ルーチンを終了する。即ち、通常に走行している状態では、このモータ接続処理では、情報を読み込むだけで終了するのである。
【0036】
走行中に運転者がシフトレバー81を操作してシフトポジションSPがNレンジとされると、ステップS110で肯定的な結果となり、車速Vが閾値Vref以上であるか否かを判定する(ステップS150)。ここで、閾値Vrefは、モータMG2を連れ回したときに生じるモータMG2の逆起電力が無視することができない程度の大きさとなる車速として設定されている。車速Vが閾値Vref未満のときには、モータMG2の逆起電力を考慮する必要がないと判断して、この処理を終了し、車速Vが閾値Vref以上のときには、モータMG2に大きな逆起電力を発生させないようブレーキB1,B2を共にオフとして(ステップS160)、この処理を終了する。
【0037】
モータMG2に大きな逆起電力を発生させないようブレーキB1,B2を共にオフとされた後に運転者がシフトレバー81を操作してシフトポジションSPがNレンジ以外のポジションとなったときには、ステップS120でブレーキB1,B2が共にオフであると判定され、モータMG2が車速VにHiギヤの状態のときのギヤ比kを乗じて計算される回転数で回転するようモータMG2を制御し(ステップS130)、ブレーキB1をオンとして変速機60をHiギヤの状態とし(ステップS140)、この処理を終了する。こうしてモータMG2を接続することにより、接続時に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0038】
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、走行中に運転者がシフトレバー81をNレンジに操作したときには、ブレーキB1,B2をオフとしてモータMG2をリングギヤ軸32aから切り離すから、モータMG2を連れ回すことによって生じるモータMG2の逆起電力の影響、即ち、予期しない制動トルクが作用するのを抑止することができる。また、第1実施例のハイブリッド自動車20では、走行中に運転者がシフトレバー81をNレンジに操作した後に他のポジションに操作したときには、切り離したモータMG2を直ちに接続するから、運転者の走行の意志に迅速に対応することができる。しかも、モータMG2を接続する際には、接続状態がHiギヤの状態となるようにすると共にモータMG2の回転数をHiギヤの状態にしたときの回転数となるようモータMG2を制御した後で接続するから、モータMG2の接続の際に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0039】
第1実施例のハイブリッド自動車20では、閾値Vref以上の車速で走行している最中に運転者がシフトレバー81をNレンジに操作したときに、ブレーキB1,B2をオフとしてモータMG2をリングギヤ軸32aから切り離すものとしたが、モータMG2が閾値Nref以上の回転数となって走行している最中に運転者がシフトレバー81をNレンジに操作したときに、ブレーキB1,B2をオフとしてモータMG2をリングギヤ軸32aから切り離すものとしてもよい。この場合のモータ接続処理を図4に示す。図4のモータ接続処理は、図3の処理のステップS150の車速Vと閾値Vrefとの比較の処理をモータMG2の回転数Nm2と閾値Nrefとの比較の処理に置き換えたものである。ここで、閾値Nrefは、モータMG2を連れ回したときに生じるモータMG2の逆起電力が無視することができない程度の大きさとなるモータMG2の回転数として設定されている。こうすれば、変速機60の状態、即ち、Loギヤの状態であるかHiギヤの状態であるかに拘わらず、モータMG2を連れ回すことによって生じるモータMG2の逆起電力の影響、即ち、予期しない制動トルクが作用するのを抑止することができる。
【0040】
次に、本発明の第2実施例としてのハイブリッド自動車20Bについて説明する。第2実施例のハイブリッド自動車20Bは、図1および図2に例示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一のハード構成をしている。以下の第2実施例のハイブリッド自動車20Bについての説明では、第1実施例のハイブリッド自動車20のハード構成で用いた符号を用いて説明する。なお、ハード構成以外の符号についても特に明示しない限り同一の意味として用いる。
【0041】
第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、図5に例示するモータ接続処理によりモータMG2の接続や切り離しが行なわれる。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。モータ接続処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、温度センサ46からのモータMG2のモータ温度θmや要求トルクT*,モータMG2の回転数Nm2,ブレーキB1,B2の状態などの処理に必要なデータを読み込む処理を実行する(ステップS300)。ここで、要求トルクT*については、図示しないトルク制御ルーチンにより運転モードやアクセル開度Acc,車速Vに基づいて設定されてRAM76の所定アドレスに書き込まれるから、その値を読み込むものとした。なお、モータMG2の回転数Nm2やブレーキB1,B2の状態の読み込みについては前述した。
【0042】
続いて、読み込んだモータ温度θmが閾値θref未満であるか否かを判定する(ステップS310)。ここで、閾値θrefは、モータMG2の許容動作温度の上限より低い値やモータMG2が効率よく運転できる温度範囲の上限より若干低い値として設定されている。いま、モータ温度θmが閾値θrefより低い状態から閾値θref以上の状態となり、再び閾値θref以下の状態となるときを考える。
【0043】
まず、モータ温度θmが閾値θrefより低い状態のときには、モータ温度θmは閾値θref未満であるから、ブレーキB1,B2が共にオフとされているか否かを判定する(ステップS320)。通常はブレーキB1,B2を共にオフとしないから、この判定は否定的な結果となり、本ルーチンを終了する。即ち、通常に走行している状態では、このモータ接続処理では、情報を読み込むだけで終了するのである。
【0044】
モータ温度θmが閾値θref以上となると、ステップS310で否定的な結果となり、要求トルクT*が閾値Tref未満であるか否かを判定する(ステップS350)。ここで、閾値Trefは、モータMG2を停止してもエンジン22からの動力だけで走行可能な要求トルクとして設定されており、アクセル開度Accや車速Vなどにより定めることができる。要求トルクT*が閾値Tref以上のときには、モータMG2からの動力も必要と判断して、この処理を終了し、要求トルクT*が閾値Tref未満のときには、エンジン22からの動力だけで走行可能と判断して、ブレーキB1,B2を共にオフとしてモータMG2を切り離し(ステップS360)、この処理を終了する。
【0045】
モータ温度θmが閾値θref以上となってモータMG2が切り離された後にモータ温度θmが閾値θref未満となったときには、ステップS320でブレーキB1,B2が共にオフであると判定され、モータMG2が車速VにHiギヤの状態のときのギヤ比kを乗じて計算される回転数で回転するようモータMG2を制御し(ステップS330)、ブレーキB1をオンとして変速機60をHiギヤの状態とし(ステップS340)、この処理を終了する。こうしてモータMG2を接続することにより、接続時に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0046】
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車20Bによれば、モータMG2の温度θmが閾値θref以上となったときには、ブレーキB1,B2をオフとしてモータMG2をリングギヤ軸32aから切り離すから、モータMG2の駆動を停止させて冷却することができる。この結果、モータMG2が効率の悪い高温状態で運転されることを防止することができる。しかも、モータMG2の温度θmが閾値θref以上となっても、要求トルクT*が大きいときにはそのままモータMG2を駆動させるから、運転者の走行要求に対応したものとすることができる。また、第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、モータMG2の温度θmが閾値θref未満となってモータMG2を接続する際には、接続状態がHiギヤの状態となるようにすると共にモータMG2の回転数をHiギヤの状態にしたときの回転数となるようモータMG2を制御した後で接続するから、モータMG2の接続の際に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0047】
次に、本発明の第3実施例としてのハイブリッド自動車20Cについて説明する。第3実施例のハイブリッド自動車20Cは、図1および図2に例示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一のハード構成をしている。以下の第3実施例のハイブリッド自動車20Cについての説明では、第1実施例のハイブリッド自動車20のハード構成で用いた符号を用いて説明する。なお、ハード構成以外の符号についても特に明示しない限り同一の意味として用いる。
【0048】
第3実施例のハイブリッド自動車20Cでは、図6に例示するモータ接続処理によりモータMG2の接続や切り離しが行なわれる。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。モータ接続処理が実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、モータMG2への要求トルクとしてのトルク指令Tm2*やモータMG2への要求パワーPm2*,ブレーキB1,B2の状態などの処理に必要なデータを読み込む処理を実行する(ステップS400)。ここで、モータMG2のトルク指令Tm2*は、前述したが、運転モードやリングギヤ軸32aに要求される要求トルクT*,リングギヤ軸32aの回転数(あるいは車速V),変速機60の状態(Loギヤの状態かHiギヤの状態)などから、効率のよい運転ポイントで運転されるエンジン22から出力された要求パワーP*(バッテリ50の充放電を伴うときにはこれに充放電電力を加えたパワー)を動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによる動力変換でリングギヤ軸32aに要求トルクT*が出力される際に計算されて設定されている。モータへの要求パワーPm2*は、トルク指令Tm2*にモータMG2の回転数Nm2を乗じることにより計算することができる。なお、ブレーキB1,B2の状態の読み込みについては前述した。
【0049】
続いて、読み込んだモータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上であるか否か及び読み込んだ要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上であるか否かを判定する(ステップS410)。ここで、閾値Tmrefは、モータMG2が効率よく運転できる下限のトルクまたはその近傍のトルクとして設定されており、閾値Pmrefは、モータMG2からの要求パワーPm2*をエンジン22からの動力で十分賄うことができる程度の値より小さな値として設定されている。いま、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態からトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref未満となると共に要求パワーPm2*の絶対値も閾値Pmref未満となる状態となり、再びトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態となる場合を考える。
【0050】
まず、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態では、ステップS410では肯定的な結果となり、ブレーキB1,B2が共にオフとされているか否かが判定される(ステップS420)。通常はブレーキB1,B2を共にオフとしないから、この判定は否定的な結果となり、本ルーチンを終了する。
【0051】
モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref未満で要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref未満となると、ステップS410で否定的な結果となり、モータMG2の効率の悪い範囲での駆動を回避するために、ブレーキB1,B2を共にオフとしてモータMG2を切り離し(ステップS460)、この処理を終了する。
【0052】
モータMG2を切り離した後に再びトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態となったときには、ステップS420でブレーキB1,B2が共にオフであると判定され、モータMG2が車速VにHiギヤの状態のときのギヤ比kを乗じて計算される回転数で回転するようモータMG2を制御し(ステップS430)、ブレーキB1をオンとして変速機60をHiギヤの状態とし(ステップS440)、この処理を終了する。こうしてモータMG2を接続することにより、接続時に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0053】
以上説明した第3実施例のハイブリッド自動車20Cによれば、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref未満で要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref未満のときには、ブレーキB1,B2をオフとしてモータMG2をリングギヤ軸32aから切り離すから、効率の悪い範囲でのモータMG2の駆動を抑止することができる。この結果、自動車全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。また、第3実施例のハイブリッド自動車20Cでは、モータMG2を切り離した後にトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態となったときには、切り離したモータMG2を直ちに接続するから、運転者の走行の意志に迅速に対応することができる。しかも、モータMG2を接続する際には、接続状態がHiギヤの状態となるようにすると共にモータMG2の回転数をHiギヤの状態にしたときの回転数となるようモータMG2を制御した後で接続するから、モータMG2の接続の際に生じ得るトルクショックを抑止することができる。
【0054】
第3実施例のハイブリッド自動車20Cでは、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上か要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上かのいずれかの状態のときにはモータMG2が接続された状態とし、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref未満となると共に要求パワーPm2*の絶対値も閾値Pmref未満となる状態となったときにモータMG2を切り離すものとしたが、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref以上のときにはモータMG2を接続した状態とし、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値が閾値Tmref未満となったときにモータMG2を切り離すものとしたり、モータMG2の要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref以上のときにはモータMG2を接続した状態とし、モータMG2の要求パワーPm2*の絶対値が閾値Pmref未満となったときにモータMG2を切り離すものとしてもかまわない。
【0055】
以上、図1および図2に示すハイブリッド自動車20,20B,20CにおけるモータMG2の切り離しと接続に関する処理(モータ接続処理)について図3ないし図6を用いて説明した。こうしたモータ接続処理は、各々が単独で動作するものとしてもよいし、任意の2つまたは3つのモータ接続処理を組み合わせて動作するものとしてもよい。
【0056】
実施例のハイブリッド自動車20,20B,20C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、変速機60を備えないものとしてもかまわない。
【0057】
実施例のハイブリッド自動車20,20B,20Cでは、モータMG2を接続する際には、接続状態がHiギヤの状態となるようにすると共にモータMG2の回転数をHiギヤの状態にしたときの回転数となるようモータMG2を制御した後で接続するものとしたが、接続状態がLoギヤの状態となるようにすると共にモータMG2の回転数をLoギヤの状態にしたときの回転数となるようモータMG2を制御した後で接続するものとしてもよい。また、モータMG2を接続しようとするときの運転モードなどからLoギヤの状態またはHiギヤの状態を選択してLoギヤの状態またはHiギヤの状態の状態としてモータMG2を接続するものとしてもよい。
【0058】
実施例のハイブリッド自動車20,20B,20C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7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7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。
【0059】
実施例のハイブリッド自動車20,20B,20C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8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9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10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10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。
【0060】
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】 本発明の第1実施例のハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。
【図2】 変速機60の構成の一例を示す構成図である。
【図3】 第1実施例のハイブリッド自動車20におけるモータ接続処理の一例を示すフローチャートである。
【図4】 変形例のモータ接続処理の一例を示すフローチャートである。
【図5】 第2実施例のハイブリッド自動車20Bにおけるモータ接続処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】 第3実施例のハイブリッド自動車20Cにおけるモータ接続処理の一例を示すフローチャートである。
【図7】 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8】 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9】 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10】 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】
20,20B,20C,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)、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、72 CPU、74 ROM、76 RAM、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、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 with ordinary vehicles, it is a challenge to operate equipment mounted on the vehicle in a good state and to improve the energy efficiency of the vehicle as a whole. It is desirable to perform processing based on the above configuration.
[0005]
One object of the hybrid vehicle of the present invention is to operate the electric motor mounted on the vehicle in a better state. Another object of the hybrid vehicle of the present invention is to improve the energy efficiency of the entire vehicle. Another object of the hybrid vehicle of the present invention is to prevent the driver's unexpected torque from acting.
[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;
Shift position detecting means for detecting the shift position;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Control for controlling the transmission canceling means so that power from the motor is not transmitted to the drive shaft when neutral is detected as a shift position by the shift position detecting means and a vehicle speed higher than a predetermined vehicle speed is detected by the vehicle speed detecting means. Means,
It is a summary to provide.
[0008]
In the first hybrid vehicle of the present invention, when neutral is detected as a shift position and a vehicle speed equal to or higher than a predetermined vehicle speed is detected, the power from the motor is prevented from being transmitted to the drive shaft connected to the axle. The transmission cancellation | release means which performs transmission of the motive power to and cancellation | release of transmission is controlled. Therefore, the motor can be stopped when the shift is made neutral during traveling. As a result, it is possible to suppress the influence of the counter electromotive force of the motor caused by the rotation of the motor, that is, the unexpected braking torque.
[0009]
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 canceling means for transmitting power from the electric motor to the drive shaft connected to the axle and releasing the transmission;
Shift position detecting means for detecting the shift position;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor;
When the neutral is detected as the shift position by the shift position detecting means, and the rotational speed more than a predetermined rotational speed is detected by the rotational speed detecting means, the transmission canceling means is arranged so that the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft. Control means for controlling;
It is a summary to provide.
[0010]
In the second hybrid vehicle of the present invention, when the neutral is detected as the shift position and the rotational speed of the motor is equal to or higher than the predetermined rotational speed, the motor is driven so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft connected to the axle. A transmission canceling means for transmitting power to the shaft and canceling the transmission is controlled. Therefore, the motor can be stopped when the shift is made neutral during traveling. As a result, it is possible to suppress the influence of the counter electromotive force of the motor caused by the rotation of the motor, that is, the unexpected braking torque.
[0011]
In such a first or second hybrid vehicle of the present invention, the control means uses the shift position detection means while the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft by the transmission release means. When the travel position is detected as the shift position, the transmission canceling means may be controlled so that the power from the electric motor is transmitted to the drive shaft. In this way, it is possible to quickly respond to the driver's intention to travel.
[0012]
In the third hybrid vehicle of the present invention,
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;
Target drive state setting means for setting a target drive state of the electric motor based on a driver's operation;
When the target drive state setting means sets a target drive state within a predetermined drive state range including a drive state in which the torque to be output from the motor is 0, the power from the motor is transmitted to the drive shaft. Control means for controlling the transmission release means so as not to be
It is a summary to provide.
[0013]
In the third hybrid vehicle of the present invention, when a target drive state within a predetermined drive state range including a drive state where the torque to be output from the electric motor is 0 based on the operation of the driver is set, Transmission canceling means for transmitting and releasing the power from the motor to the drive shaft is controlled so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft connected to the axle. Since the efficiency of the electric motor often decreases within a predetermined driving state range including a driving state in which the output torque is a
[0014]
In such a third hybrid vehicle of the present invention, the control means is configured such that the target drive state setting means performs the predetermined drive while the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft by the transmission release means. When the target drive state outside the range of the drive state is set, the transmission canceling unit may be controlled so that the power from the electric motor is transmitted to the drive shaft. In this way, it is possible to quickly respond to the driver's intention.
[0015]
The fourth 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;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the electric motor;
Target power setting means for setting target power to be output from the internal combustion engine and the electric motor based on a driver's operation;
When the temperature detection means detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature and the target power setting means sets a target power less than a predetermined power, the transmission canceling means is controlled so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft. Control means to
It is a summary to provide.
[0016]
In the fourth hybrid vehicle of the present invention, a temperature equal to or higher than a predetermined temperature is detected as the temperature of the electric motor, and a power less than the predetermined power is set as a target power to be output from the internal combustion engine and the electric motor based on the operation of the driver. In this case, transmission canceling means for transmitting and releasing the power from the motor to the drive shaft is controlled so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft connected to the axle. Therefore, it can suppress that the temperature of an electric motor becomes more than predetermined temperature. As a result, the electric motor can be operated in a good state. Here, the “predetermined power” may be within a range of power that can be output from the internal combustion engine while the electric motor is stopped.
[0017]
In such a fourth hybrid vehicle of the present invention, the control means is configured so that the predetermined power is set by the target power setting means while the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft by the transmission release means. When a target power that exceeds the second predetermined power exceeding 2 is set, or when a temperature lower than a second predetermined temperature that is lower than a predetermined temperature is detected by the temperature detection means, the power from the electric motor is applied to the drive shaft. It may be a means for controlling the transmission release means so that it is transmitted. In this way, it is possible to quickly respond to the driver's intention to travel.
[0018]
The first to fourth hybrid vehicles of the present invention include drive shaft rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive shaft, and the control means is connected to the motor when the transmission release means is connected. The transmission canceling means so that the power from the motor is transmitted to the drive shaft after the motor is driven and controlled to rotate at a rotational speed substantially corresponding to the rotational speed detected by the drive shaft rotational speed detection means. It can also be a means for controlling. In this way, the electric motor can be connected smoothly.
[0019]
In the first to fourth hybrid vehicles of the present invention, the transmission canceling means is a means capable of shifting the power from the motor with a changeable gear ratio and transmitting it to the drive shaft. You can also. If it carries out like this, the motive power from an electric motor can be shifted and transmitted to a drive shaft.
[0020]
In the first to fourth hybrid vehicles of the present invention, the remaining power is connected to the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the third shaft, and the remaining power is input / output to / from any two of the three shafts. It is also possible to include a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the shaft and a second electric motor different from the electric motor capable of inputting / outputting power to / from the third shaft.
[0021]
1st thru | or 4th hybrid vehicle of this invention WHEREIN: It has the 1st rotor connected to the output shaft of the said internal combustion engine, and the 2nd rotor connected to the said drive shaft, and is accompanied by the input-output of electric power. It is also possible to provide a counter-rotor motor that transmits and receives power between the first rotor and the second rotor.
[0022]
In the first to fourth hybrid vehicles 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 a shift control means for an internal combustion engine that controls the speed ratio of the speed change means.
[0023]
As a superordinate concept including these first to fourth hybrid vehicles, the 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;
Control means for controlling the transmission release means so that power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft when the drive demand to the electric motor is low;
It can be considered that the gist is to provide.
[0024]
In the hybrid vehicle of the present invention as this superordinate concept, control is performed so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft when the drive demand to the motor is low. This “when the drive demand to the motor is low” corresponds to “when the shift position is neutral” in the above-described first and second hybrid vehicles, and “output from the motor” in the third hybrid vehicle. Corresponds to “when a target drive state within a range of a predetermined drive state including a drive state with a power torque of 0” is set. In the fourth hybrid vehicle, “the target power to be output from the internal combustion engine and the electric motor” This corresponds to “when target power less than the predetermined power is set”. With such a control, in the hybrid vehicle of the present invention that is conceptualized in this superordinate manner, an effect of suppressing an unexpected braking force as an influence of the counter electromotive force of the motor caused by the motor being driven, An effect of suppressing the driving of the electric motor in a low efficiency range, an effect of operating the electric motor in a good state, and the like can be achieved.
[0025]
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
[0026]
The
[0027]
The power distribution and
[0028]
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
[0029]
The
[0030]
The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The
[0031]
The hybrid
[0032]
The
[0033]
Next, the operation of the
[0034]
When the motor connection process is executed, first, the
[0035]
Subsequently, it is determined whether or not the shift position SP is neutral (hereinafter referred to as N range) (step S110). When the shift position SP is not in the N range, it is determined whether both the brakes B1 and B2 are turned off (step S120). Here, since both brakes B1 and B2 are not normally turned off, this determination is a negative result, and this routine is terminated. In other words, in the normal traveling state, the motor connection process is completed only by reading the information.
[0036]
If the driver operates the
[0037]
When the driver operates the
[0038]
According to the
[0039]
In the
[0040]
Next, a hybrid vehicle 20B as a second embodiment of the present invention will be described. The hybrid vehicle 20B of the second embodiment has the same hardware configuration as the
[0041]
In the hybrid vehicle 20B of the second embodiment, the motor MG2 is connected and disconnected by the motor connection process illustrated in FIG. This process is repeatedly executed every predetermined time. When the motor connection processing is executed, first, the
[0042]
Subsequently, it is determined whether or not the read motor temperature θm is lower than the threshold value θref (step S310). Here, the threshold value θref is set as a value lower than the upper limit of the allowable operating temperature of the motor MG2 or a value slightly lower than the upper limit of the temperature range in which the motor MG2 can operate efficiently. Now, let us consider a case where the motor temperature θm changes from a state lower than the threshold value θref to a state equal to or higher than the threshold value θref and again becomes lower than the threshold value θref.
[0043]
First, when the motor temperature θm is lower than the threshold value θref, since the motor temperature θm is lower than the threshold value θref, it is determined whether or not the brakes B1 and B2 are both turned off (step S320). Normally, since both the brakes B1 and B2 are not turned off, this determination is a negative result, and this routine is terminated. In other words, in the normal traveling state, the motor connection process is completed only by reading the information.
[0044]
When the motor temperature θm is equal to or higher than the threshold value θref, in step S310 Negative It is determined whether or not the required torque T * is less than the threshold value Tref (step S350). Here, the threshold value Tref is set as a required torque that can be traveled only by the power from the
[0045]
When the motor temperature θm becomes equal to or higher than the threshold θref and the motor MG2 is disconnected and then the motor temperature θm becomes lower than the threshold θref, it is determined in step S320 that both the brakes B1 and B2 are off, and the motor MG2 Is multiplied by the gear ratio k in the Hi gear state to control the motor MG2 to rotate at the number of revolutions calculated (step S330), the brake B1 is turned on and the
[0046]
According to the hybrid vehicle 20B of the second embodiment described above, when the temperature θm of the motor MG2 becomes equal to or higher than the threshold θref, the brakes B1 and B2 are turned off and the motor MG2 is disconnected from the
[0047]
Next, a hybrid vehicle 20C as a third embodiment of the present invention will be described. The hybrid vehicle 20C of the third embodiment has the same hardware configuration as the
[0048]
In the hybrid vehicle 20C of the third embodiment, the motor MG2 is connected and disconnected by the motor connection process illustrated in FIG. This process is repeatedly executed every predetermined time. When the motor connection process is executed, first, the
[0049]
Subsequently, it is determined whether or not the absolute value of the read torque command Tm2 * of the motor MG2 is greater than or equal to the threshold value Tmref and whether or not the read absolute value of the requested power Pm2 * is greater than or equal to the threshold value Pmref (step S410). . Here, the threshold value Tmref is set as a lower limit torque at which the motor MG2 can be efficiently operated or a torque in the vicinity thereof, and the threshold value Pmref is sufficient to cover the required power Pm2 * from the motor MG2 with the power from the
[0050]
First, in a state where the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is greater than or equal to the threshold value Tmref or the absolute value of the required power Pm2 * is greater than or equal to the threshold value Pmref, a positive result is obtained in step S410, and the brakes B1 and B2 are It is determined whether or not both are turned off (step S420). Normally, since both the brakes B1 and B2 are not turned off, this determination is a negative result, and this routine is terminated.
[0051]
When the absolute value of torque command Tm2 * of motor MG2 is less than threshold value Tmref and the absolute value of required power Pm2 * is less than threshold value Pmref, in step S410. Negative In order to avoid driving the motor MG2 in an inefficient range, both the brakes B1 and B2 are turned off to disconnect the motor MG2 (step S460), and this process is terminated.
[0052]
When the absolute value of the torque command Tm2 * is equal to or greater than the threshold value Tmref or the absolute value of the required power Pm2 * is equal to or greater than the threshold value Pmref after the motor MG2 is disconnected, both the brakes B1 and B2 are set in step S420. It is determined that the motor MG2 is off, and the motor MG2 is controlled to rotate at a rotation speed calculated by multiplying the vehicle speed V by the gear ratio k when the vehicle is in the Hi gear state (step S430), and the brake B1 is turned on. The
[0053]
According to the hybrid vehicle 20C of the third embodiment described above, when the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is less than the threshold value Tmref and the absolute value of the required power Pm2 * is less than the threshold value Pmref, the brakes B1 and B2 are turned off. Since the motor MG2 is separated from the
[0054]
In the hybrid vehicle 20C of the third embodiment, the motor MG2 is connected when the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is greater than or equal to the threshold value Tmref or the absolute value of the required power Pm2 * is greater than or equal to the threshold value Pmref. The motor MG2 is disconnected when the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is less than the threshold value Tmref and the absolute value of the required power Pm2 * is also less than the threshold value Pmref. When the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is equal to or greater than the threshold value Tmref, the motor MG2 is connected, and when the absolute value of the torque command Tm2 * of the motor MG2 is less than the threshold value Tmref, the motor MG2 is disconnected. If the absolute value of the required power Pm2 * of MG2 is greater than or equal to the threshold value Pmref The a state of connecting the motor MG2, may be as disconnecting the motor MG2 when the required power Pm2 * of the absolute value of the motor MG2 is less than a threshold value Pmref.
[0055]
The processing (motor connection processing) related to the disconnection and connection of the motor MG2 in the
[0056]
In the
[0057]
In the
[0058]
In the
[0059]
In the
[0060]
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
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a
FIG. 3 is a flowchart showing an example of motor connection processing in the
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a motor connection process according to a modification.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of motor connection processing in the hybrid vehicle 20B of the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of motor connection processing in the hybrid vehicle 20C of the third embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
FIG. 8 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
FIG. 10 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
[Explanation of symbols]
20, 20B, 20C, 120, 220, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integrated 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, 3a 1st pinion gear, 63b 2nd pinion gear, 64 carrier, 65 sun gear, 66 ring gear, 67 pinion gear, 68 carrier, 70 electronic control unit for hybrid, 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, 193a, 193b Drive wheel, 230 Pair rotor motor, 232 Inner rotor, 234 Outer rotor, 330 Transmission , MG1, MG2 motor, B1, B2 brake.
Claims (16)
前記電動機と前記駆動軸との間に設けられ、前記電動機から前記駆動軸への動力のみの伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記シフト位置検出手段によりシフト位置としてニュートラルが検出され前記車速検出手段により所定車速以上の車速が検出されたとき、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制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle and an electric motor capable of outputting power to the drive shaft ,
A transmission release means that is provided between the electric motor and the drive shaft, and transmits and releases only power from the electric motor to the drive shaft ;
Shift position detecting means for detecting the shift position;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Control for controlling the transmission canceling means so that power from the motor is not transmitted to the drive shaft when neutral is detected as a shift position by the shift position detecting means and a vehicle speed higher than a predetermined vehicle speed is detected by the vehicle speed detecting means. Means,
A hybrid car with
前記電動機と前記駆動軸との間に設けられ、前記電動機から前記駆動軸への動力のみの伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
前記電動機の回転軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記シフト位置検出手段によりシフト位置としてニュートラルが検出され前記回転数検出手段により所定回転数以上の回転数が検出されたとき、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制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle and an electric motor capable of outputting power to the drive shaft ,
A transmission release means that is provided between the electric motor and the drive shaft, and transmits and releases only power from the electric motor to the drive shaft ;
Shift position detecting means for detecting the shift position;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor;
When the neutral is detected as the shift position by the shift position detecting means, and the rotational speed more than a predetermined rotational speed is detected by the rotational speed detecting means, the transmission canceling means is arranged so that the power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft. Control means for controlling;
A hybrid car with
前記電動機と前記駆動軸との間に設けられ、前記電動機から前記駆動軸への動力のみの伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
運転者の操作に基づいて前記電動機の目標駆動状態を設定する目標駆動状態設定手段と、
該目標駆動状態設定手段により前記電動機から出力すべきトルクが値0の駆動状態を含む所定の駆動状態の範囲内の目標駆動状態が設定されたとき、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制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle and an electric motor capable of outputting power to the drive shaft ,
A transmission release means that is provided between the electric motor and the drive shaft, and transmits and releases only power from the electric motor to the drive shaft ;
Target drive state setting means for setting a target drive state of the electric motor based on a driver's operation;
When the target drive state setting means sets a target drive state within a predetermined drive state range including a drive state in which the torque to be output from the motor is 0, the power from the motor is transmitted to the drive shaft. Control means for controlling the transmission release means so as not to be
A hybrid car with
前記電動機と前記駆動軸との間に設けられ、前記電動機から前記駆動軸への動力のみの伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
前記電動機の温度を検出する温度検出手段と、
運転者の操作に基づいて前記内燃機関と前記電動機とから出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
前記温度検出手段により所定温度以上の温度が検出され前記目標動力設定手段により所定動力未満の目標動力が設定されたとき、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制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle and an electric motor capable of outputting power to the drive shaft ,
A transmission release means that is provided between the electric motor and the drive shaft, and transmits and releases only power from the electric motor to the drive shaft ;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the electric motor;
Target power setting means for setting target power to be output from the internal combustion engine and the electric motor based on a driver's operation;
When the temperature detection means detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature and the target power setting means sets a target power less than a predetermined power, the transmission canceling means is controlled so that the power from the motor is not transmitted to the drive shaft. Control means to
A hybrid car with
前記駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電動機を前記伝達解除手段により接続したときに該電動機が前記駆動軸回転数検出手段により検出された回転数に略相当する回転数で回転するよう該電動機を駆動制御した後に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手段である
ハイブリッド自動車。A hybrid vehicle according to any one of claims 3, 7, and 10,
Drive shaft rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive shaft;
The control means drives and controls the motor so that the motor rotates at a rotational speed substantially corresponding to the rotational speed detected by the drive shaft rotational speed detection means when the electric motor is connected by the transmission release means. A hybrid vehicle, which is means for controlling the transmission release means so that power from the electric motor is transmitted to the drive shaft.
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、
を備えるハイブリッド自動車。A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 12,
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;
A second electric motor different from the electric motor capable of inputting / outputting power to / from the third shaft;
A hybrid car with
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、
を備えるハイブリッド自動車。A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 12,
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
前記電動機と前記駆動軸との間に設けられ、前記電動機から前記駆動軸への動力のみの伝達および伝達の解除を行なう伝達解除手段と、
前記電動機への駆動要求が低いときには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制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle and an electric motor capable of outputting power to the drive shaft ,
A transmission release means that is provided between the electric motor and the drive shaft, and transmits and releases only power from the electric motor to the drive shaft ;
Control means for controlling the transmission release means so that power from the electric motor is not transmitted to the drive shaft when the drive demand to the electric motor is low;
A hybrid car with
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