JP3905079B2 - パラレルハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
本発明は上記諸問題を解決するために開発されたものであり、車両の発進時、電気的回転駆動源をエンジンの回転方向と逆方向に回転させながら駆動トルクを発生させるにあたって、蓄電装置の過充電を防止することができるパラレルハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。
図1は、本発明の第1実施形態を示す概略構成図であり、エンジン1及び発電機及び電動機として作用する3相同期モータ/発電機で構成される交流式のモータ/発電機(電気的回転駆動源)2の出力側が、夫々、トルク合成機構である差動装置(遊星歯車機構)3の入力側に連結され、この差動装置3の出力側がトルクコンバータ等の発進装置を搭載していない変速装置4の入力側に接続され、変速装置4の出力側が図示しない終減速装置等を介して駆動輪5に連結されている。ちなみに、この実施形態では、前記差動装置3と変速装置4との間に、オイルポンプ13が配設されており、このオイルポンプ13で創成される流体圧が変速装置4の制御並びに差動装置3のロックアップクラッチ(締結装置)36の締結解放に用いられる。
前記モータ/発電機駆動回路7は、蓄電装置6に接続されたチョッパ7aと、このチョッパ7aとモータ/発電機2との間に接続された例えば6つのIGBTを有し、直流を3相交流に変換するインバータ7bとで構成され、前記チョッパ7aに後述するモータ/発電機用コントローラ12からのデューティ制御信号DSが入力されることにより、このデューティ制御信号DSに応じたデューティ比のチョッパ信号をインバータ7bに出力する。このインバータ7bは、図示しないモータ/発電機2のロータの回転位置を検出する位置センサの回転位置検出信号に基づいて、その回転に同期した周波数で駆動する3相交流を形成するように、例えば前記各IGBTのゲート制御信号を形成する。ちなみに、モータ/発電機2はエンジン1同様、車両を駆動するためにも用いられるので、車両を駆動する側への回転方向、つまりエンジン1と同じ回転方向を正回転とし、その逆方向への回転方向を逆回転又は負の回転と定義する。
入力側インタフェース回路12aには、エンジン回転数センサ8のエンジン回転数NE 、モータ/発電機回転数センサ9のモータ/発電機回転数NM/G 、インヒビタースイッチ10のレンジ信号RS、スロットル開度センサ11のスロットル開度検出値TH、走行速度センサ14の走行速度V、油圧スイッチ40のスイッチ信号及びブレーキ液圧センサ15のブレーキ液圧P及び前記変速装置用コントローラの変速装置信号TSが入力されている。
出力側インタフェース回路12dは、演算処理装置12bの演算結果である駆動デューティ制御信号MS及び発電デューティ制御信号GSとクラッチ制御信号CSとをモータ/発電機駆動回路7及び電磁ソレノイド36aに供給する。ちなみに、前記モータ/発電機2では、逆起電力を利用することにより、車両に制動力を付与することも可能である。
前述のように、本実施形態ではアイドリングストップによって、車両の停車中にエンジン1の回転が停止されている。そこで、セレクトレバーの操作によってドライブレンジDを始めとする走行レンジが選択され、或いはパーキングレンジPやニュートラルレンジNが選択されている場合でも、スロットル開度THが“0”を越えている場合には、前記特開2003−104090公報同様、前記モータ/発電機2を所定の回転数(必要なのは回転数とトルク)で逆回転させると、ピニオンキャリヤCは前記ワンウエイクラッチOWCによって逆回転できないため、エンジン1が正方向に回転される。この状態で、燃料を噴射することでエンジン1の回転が始動する。また、これに伴って前記オイルポンプも駆動が開始される。なお、パーキングレンジPやニュートラルレンジNが選択されているときには、変速装置4の入力側と出力側とが接続されていないので、前記ロックアップクラッチ36を締結し、エンジン1とモータ/発電機2とを直結した状態で、モータ/発電機2を正回転し、正方向のトルクを発生させるようにしてもエンジン1を回転始動することも可能である。
前記ステップS3では、前記ロックアップクラッチ36のロックアップ用クラッチ油圧を少しずつ増圧してからステップS4に移行する。このクラッチ油圧漸増は、ロックアップクラッチ36へのロックアップ用クラッチ油圧が所定の傾きで増圧するように前記油圧コントローラ37の電磁弁38への指令値を制御して行う。
前記ステップS8では、前記ステップS3と同様にして、エンジン要求トルクTEtを算出してからステップS9に移行する。
前記ステップS11では、前記ステップS10で算出された回転数差の絶対値|ΔN|が予め設定された比較的小さな所定値ΔN0 以下であるか否かを判定し、当該回転数差の絶対値|ΔN|が所定値ΔN0 以下である場合にはステップS12に移行し、そうでない場合には前記ステップS8に移行する。
前記ステップS13では、クラッチ油圧がロックアップクラッチ36の完全締結のための所定値以上であるか否かを判定し、クラッチ油圧が所定値以上である場合にはステップS14に移行し、そうでない場合には前記ステップS12に移行する。具体的には、前記油圧スイッチ40の出力信号がONであるときにクラッチ油圧が所定値以上であり、ロックアップクラッチ36が完全締結しているものと判定する。
前記ステップS15では、前記ステップS8と同様にして、エンジン要求トルクTEtを算出してからステップS16に移行する。但し、この場合には、ロックアップクラッチ36が完全に締結して差動装置3は差動していないため、エンジン要求トルクTEtは、前記目標プロペラシャフトトルクTPS * を変速比Rで除した値となる。
この演算処理によれば、図4に太い矢印で示すように、車両の発進直後は、モータ/発電機トルクTM/G を発生せず、ロックアップクラッチ36を滑らせてモータ/発電機2を負の回転から正方向に近づける。そして、このモータ/発電機回転数NM/G が前記充放電効率“0”の所定回転数NM/G0になったときから、正のトルク、つまり駆動トルクを発生し、エンジン回転数NE とモータ/発電機回転数NM/G との回転数差の絶対値|ΔN|が所定値ΔN0 以下になったらロックアップクラッチ36を完全締結し、その後、通常加速時のようにモータ/発電機要求トルクTM/Gt及びエンジン要求トルクTEtを設定して制御する。
なお、このロックアップクラッチ36の完全締結をもって、前記図3の演算処理は終了され、その後、車両はエンジン1の出力で駆動されるようにするためにモータ/発電機トルクは次第に減少してゆく制御が継続されて行われた。
このように、本実施形態では、前記第1実施形態の作用・効果に加え、車両の発進時で且つ蓄電装置6の充電状態が所定値以上であるときには、エンジン1の回転方向と逆方向のモータ/発電機回転数NM/G が蓄電装置6との充放電効率“0”の所定回転数NM/G0になるまでのモータ/発電機トルクTM/G 、即ち駆動トルクを、蓄電装置6の充電状態が所定値未満であるときのモータ/発電機トルクTM/G よりも小さな値に制御することにより、発電量を最小限に抑えながらモータ/発電機回転数NM/G が蓄電装置6との充放電効率“0”の所定回転数NM/G0以上となるタイミングを早め、もってロックアップクラッチ36の発熱量を低減することが可能となる(請求項3に係る発明の効果)。
また、蓄電装置の充電量に応じて第1実施形態と第2実施形態を切換えるようにしてもよい。即ち、第1充電量<第2充電量の関係において、充電量が第1充電量以上第2充電量未満の発進時には、第2実施形態のように、モータ/発電機トルクを蓄電装置が第1充電量未満の場合の発進時よりも小さな値で制御しつつ、ロックアップクラッチを締結させながら発進させ、充電量が第2充電量以上の発進時には、第1実施形態に示したように、充放電効率=0となる所定回転数までロックアップクラッチの締結を行い、その後、モータ/発電機にて正トルクを出力するように制御してもよい。これにより、車両の発進加速性と蓄電装置の過充電防止の両立を図ることができる。
また、前記ロックアップクラッチ36の位置は、前記実施形態に記載される位置に限ったものではなく、サンギヤーキャリア間、キャリアーリングギヤ間にあってもよい。
また、前記遊星歯車機構の3要素と、エンジン、モータ/発電機、出力の結合方法は、前記実施形態のものに限定されるものではない。
2はモータ/発電機(電気的回転駆動源)
3は差動装置
4は変速装置
5は駆動輪
6は蓄電装置
7はモータ/発電機駆動回路
8はエンジン回転数センサ
9はモータ/発電機回転数センサ
10はインヒビタースイッチ
11はスロットル開度センサ
12はモータ/発電機用コントローラ
13はオイルポンプ
14は走行速度センサ
15はブレーキ液圧センサ
21は遊星歯車機構
36はロックアップクラッチ
37は油圧コントローラ(締結制御手段)
38は電磁弁
39は調圧弁
30は油圧スイッチ
OWCはワンウエイクラッチ
Sはサンギヤ
Pはピニオン
Rはリングギヤ
Cはピニオンキャリヤ
Claims (3)
- エンジンと、発電機及び電動機の両機能を備え且つ蓄電装置を電動源とし且つ発電された電力を当該蓄電装置に蓄電可能な電気的回転駆動源と、変速装置と、第1軸に前記エンジンの出力軸が接続され且つ第2軸に前記電気的回転駆動源の出力軸が接続され且つ第3軸に前記変速装置の入力軸が接続された差動装置と、前記差動装置の第1軸乃至第3軸のうちの何れか二軸間を断続する締結装置と、前記エンジンの駆動トルクを制御すると共に、車両の発進時には前記電気的回転駆動源を当該エンジンの回転方向と逆方向に回転させながら当該電気的回転駆動源の駆動トルクを制御する駆動源制御手段と、車両の発進時には前記締結装置を非締結状態とし且つ前記差動装置の第1軸乃至第3軸の回転数差が所定値以下になったときに前記締結装置を締結状態に制御する締結装置制御手段と、前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段とを備え、前記締結装置制御手段は、車両の発進時で且つ前記充電状態検出手段で検出された蓄電装置の充電状態が所定値以上の充電状態であるときには前記締結装置の締結を開始し、前記駆動源制御手段は、車両の発進時で且つ前記充電状態検出手段で検出された蓄電装置の充電状態が所定値以上の充電状態であるときには、前記エンジンの回転方向と逆方向の電気的回転駆動源の回転数が蓄電装置との充放電効率零の所定回転数になるまでは駆動トルクの出力を禁止し、前記電気的回転駆動源の回転数が前記充放電効率零の所定回転数になってから駆動トルクを出力するように当該電気的回転駆動源の駆動トルクを制御することを特徴とするパラレルハイブリッド車両。
- エンジンと、発電機及び電動機の両機能を備え且つ蓄電装置を電動源とし且つ発電された電力を当該蓄電装置に蓄電可能な電気的回転駆動源と、変速装置と、第1軸に前記エンジンの出力軸が接続され且つ第2軸に前記電気的回転駆動源の出力軸が接続され且つ第3軸に前記変速装置の入力軸が接続された差動装置と、前記差動装置の第1軸乃至第3軸のうちの何れか二軸間を断続する締結装置と、前記エンジンの駆動トルクを制御すると共に、車両の発進時には前記電気的回転駆動源を当該エンジンの回転方向と逆方向に回転させながら当該電気的回転駆動源の駆動トルクを制御する駆動源制御手段と、車両の発進時には前記締結装置を非締結状態とし且つ前記差動装置の第1軸乃至第3軸の回転数差が所定値以下になったときに前記締結装置を締結状態に制御する締結装置制御手段と、前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段とを備え、前記締結装置制御手段は、車両の発進時で且つ前記充電状態検出手段で検出された蓄電装置の充電状態が所定値以上の充電状態であるときには前記締結装置の締結を開始し、前記駆動源制御手段は、車両の発進時で且つ前記充電状態検出手段で検出された蓄電装置の充電状態が前記所定値以上の充電状態であるときには、前記エンジンの回転方向と逆方向の電気的回転駆動源の回転数が蓄電装置との充放電効率零の所定回転数になるまでの駆動トルクを、前記蓄電装置の充電状態が前記所定値未満の充電状態であるときの駆動トルクよりも小さな値に制御することを特徴とするパラレルハイブリッド車両。
- 前記締結装置制御手段は、車両の発進時で且つ前記充電状態検出手段で検出された蓄電装置の充電状態が前記所定値以上の充電状態であるときには、前記エンジンの回転方向と逆方向の電気的回転駆動源の回転数が蓄電装置との充放電効率零の前記所定回転数になったときに前記締結装置の締結状態をそのときの締結状態に保持し、前記差動装置の第1軸乃至第3軸の回転数差が前記所定値以下になったときに前記締結装置を完全に締結することを特徴とする請求項1又は2に記載のパラレルハイブリッド車両。
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