JP4240845B2

JP4240845B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP4240845B2
Application number: JP2001144224A
Authority: JP
Inventors: 直樹石川; 健介上地; 秀洋大庭; 章弘山中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP2002337573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、内燃機関からの駆動力と電動機からの駆動力とを入力する入力軸と車軸に接続された出力軸とを有する変速機を備えるハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車としては、勾配と車速とに応じて無段変速機の入力軸の回転数を下限ガードするものが提案されている（例えば、特開平７−７１５５６号公報など）。この自動車では、入力軸の回転数が設定した下限値以上となるよう無段変速機を制御することにより、アクセルオフ時の減速時からアクセルオンしたときの動特性の向上を図ろうとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関からの駆動力と電動機からの駆動力とを入力して変速する無段変速機を備えるハイブリッド車では、アクセルオフ時の減速時には、内燃機関の摩擦力による制動力に加えて電動機を回生制御することによる制動力を考えることができ、車両全体のエネルギ効率を考慮すれば、電動機を回生制御することによる制動力を得ることは重要なこととなる。電動機の回生制御は、電動機の性能だけでなく、回生電力を受け入れる二次電池の状態などによって変化するから、減速時の制動力も電動機の回生制御によって変化してしまう。こうした制動力も定まらない状態では、勾配と車速とだけに基づいて無段変速機の入力軸の下限値を設定してもアクセルオンしたときに良好な動特性が得られない場合が多い。
【０００４】
本発明のハイブリッド車は、アクセルオフ時の制動力を安定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車は、アクセルオンしたときの動特性を向上させることを目的の一つとする。
【０００５】
【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。
【０００６】
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関からの駆動力と電動機からの駆動力とを入力する入力軸と車軸に接続された出力軸とを有し該入力軸の駆動力を変速して該出力軸に出力する変速機を備えるハイブリッド車であって、
車両の運転状態および／または運転者からの指示に基づいて要求動力を指示する要求動力指示手段と、
該要求動力としてアクセルオフ時の制動力が指示されたとき、該指示された制動力が前記内燃機関の回転抵抗による制動力と前記電動機の回生制御による制動力との和に一致するよう前記内燃機関と前記電動機と前記変速機とを制御する制動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明のハイブリッド車では、指示された制動力が内燃機関の回転抵抗による制動力と電動機の回生制御による制動力との和に一致するよう内燃機関と電動機と変速機とを制御するから、機器の状態に応じて制動力が変化するのを防止することができ、安定した制動力を作用させることができる。なお、変速機としては無段変速機を用いるものとすることもできる。
【０００８】
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制動時制御手段は、前記電動機の回生電流が小さくなるほど前記内燃機関の回転数が大きくなるよう前記変速機を制御する手段であるものとすることもできる。電動機の回生電流が小さくなれば電動機の回生トルクが小さくなり電動機からの制動力も小さくなるから、内燃機関の回転数を大きくして内燃機関の摩擦力による制動力を大きくすることにより、指示された制動力を作用させることができる。
【０００９】
また、本発明のハイブリッド車において、前記電動機と電力のやり取りを行なう二次電池と、該二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、を備え、前記制動時制御手段は、前記電池状態検出手段により検出された二次電池の状態に基づいて前記電動機を回生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、二次電池の過充電や過大電力による充電を回避することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記電池状態検出手段は前記二次電池の状態の一つとして該二次電池の残容量を検出する手段であり、前記制動時制御手段は、前記二次電池の残容量が大きいほど前記電動機の回生電力が小さくなるよう前記変速機を制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段を備え、前記制動時制御手段は前記電動機温度検出手段により検出された電動機の温度に基づいて前記電動機を回生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、電動機をより適正に駆動することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制動時制御手段は、前記電動機の温度が高いほど該電動機の回生電力が小さくなるよう前記変速機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、電動機の異常発熱を防止することができる。
【００１１】
本発明のハイブリッド車において、前記要求動力指示手段により前記要求動力として駆動力が指示されたときに該指示された駆動力が前記内燃機関からの駆動力と前記電動機からの駆動力との和に一致するよう前記内燃機関と前記電動機と前記変速機とを制御する駆動時制御手段と、前記制動時制御手段により制御されたときの前記変速機の入力軸の回転数を入力軸下限値として設定する入力軸下限値設定手段と、を備え、前記駆動時制御手段は、前記要求動力指示手段による前記要求動力の指示がアクセルオフ時の制動力からアクセルオン時の駆動力に変更されたときには、前記変速機の入力軸の回転数が前記入力軸下限値設定手段により設定された入力軸下限値以上となる範囲内で該変速機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、制動指示から駆動指示に変化したときに内燃機関の効率の向上のためなどにより変速機の変速比が急激に変更されることによる車両の動特性の悪化を防止することができる。即ち車両の動特性を向上させることができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記駆動時制御手段は、前記要求動力指示手段による前記要求動力の指示がアクセルオフ時の制動力からアクセルオン時の駆動力に変更されたときから所定時間に亘って前記変速機の入力軸の回転数が前記入力軸下限値設定手段により設定された入力軸下限値以上となる範囲内で該変速機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、制動指示から駆動指示に変更されてから所定時間経過した後には、全体としてエネルギ効率の高い運転状態に移行させることができるから、車両の動特性の向上とエネルギ効率の向上とを図ることができる。
【００１２】
【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２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４を介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、装置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。
【００１３】
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のクランクシャフト２４には、図示しない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がベルト２８により取り付けられている。エンジン２２の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により行なわれている。エンジンＥＣＵ２９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。
【００１４】
プラネタリギヤ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に噛合する第１ピニオンギヤ３３と、この第１ピニオンギヤ３３とリングギヤ３２と噛合する第２ピニオンギヤ３４と、第１ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、エンジン２２の出力をサンギヤ３１から入力すると共にキャリア３５を介してモータ４０と出力のやりとりを行なうことができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００１５】
モータ４０は、例えば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４３を介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。モータ４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５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４０に印加される相電流，モータ４０の温度を検出する温度センサ４５ｂからのモータ温度，二次電池４４の端子間に設置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７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）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９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４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータ４０の運転状態や二次電池４４の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。
【００１６】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられたベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行なわれている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数やアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数が入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９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ＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０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。
【００１７】
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、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａ，ブレーキペダル８４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８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６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、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、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ＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１８】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特にアクセルオフ時の制動力を作用する際の動作と、アクセルオフからアクセルオンしたときの動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ制動時制御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、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続状態でアクセルオフされているときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１９】
アクセルオフ制動時制御ルーチンが実行されると、まず、アクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダルポジションセンサ８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，回転数センサ６１および回転数センサ６２からの回転数Ｎｉ，Ｎｏ，車速センサ８６からの車速Ｖ，モータＥＣＵ４９から送信される残容量（ＳＯＣ）や温度センサ４５ｂにより検出されるモータ温度Ｔｍ，温度センサ４８により検出されるバッテリ温度Ｔｂなどの制御に必要なデータを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。
【００２０】
続いて、読み込んだ車速ＶやシフトポジションＳＰから駆動輪６６ａ，６６ｂに作用させるべき目標制動パワーＰｏを計算する（ステップＳ１０２）。目標制動パワーＰｏの計算は、例えば、シフトポジションＳＰに応じてアウトプットシャフト５２上における減速用のトルクを予め設定してマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、そのマップからシフトポジションＳＰに対応するトルクを導出し、導出したトルクにアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏを乗じることなどにより行なうことができる。こうして目標制動パワーＰｏを計算すると、計算した目標制動パワーＰｏからエンジン２２の摩擦力やポンピングロスなどの回転抵抗により作用する制動力、即ちエンジン２２により分担する制動パワーＰｅと、モータ４０を回生制御することにより得られる制動力、即ちモータ４０により分担する制動パワーＰｍとを計算する（ステップＳ１０４）。制動パワーＰｅと制動パワーＰｍは、例えば、ハイブリッド車２０の効率を向上させるために、できる限り回生電力が得られる条件とＰｏ＝Ｐｅ＋Ｐｍの関係を満足する条件とを満たすように設定することが考えられる。具体的には、できる限り回生電力が多く得られるように目標制動パワーＰｏと車速ＶかシフトポジションＳＰと制動パワーＰｍとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標制動パワーＰｏと車速ＶやシフトポジションＳＰが与えられると、マップから対応する制動パワーＰｍを導出し、導出した制動パワーＰｍと目標制動パワーＰｏとから制動パワーＰｅを計算するなどのようにして求めることができる。なお、一例として制動パワーＰｅと制動パワーＰｍとをできる限り回生電力が得られる条件とＰｏ＝Ｐｅ＋Ｐｍの関係を満足する条件とを満たすように設定するものを挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｐｏ＝Ｐｅ＋Ｐｍの条件を満たせば如何なる配分で制動パワーＰｅと制動パワーＰｍとを設定するものとしても構わない。
【００２１】
次に、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとからバッテリ充電制限値Ｗｉｎを設定する（ステップＳ１０６）。このバッテリ充電制限値Ｗｉｎは、二次電池４４の性能や状態により定まるものであり、実施例では残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとバッテリ充電制限値Ｗｉｎとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度Ｔｂとが与えられたときにマップから対応するバッテリ充電制限値Ｗｉｎを導出するものとした。こうしてバッテリ充電制限値Ｗｉｎを設定すると、設定したバッテリ充電制限値Ｗｉｎとモータ４０により分担する制動パワーＰｍとを比較し（ステップＳ１０８）、制動パワーＰｍがバッテリ充電制限値Ｗｉｎより大きい（絶対値が大きい）ときにはエンジン２２により分担する制動パワーＰｅをＰｅ＝Ｐｏ−Ｗｉｎにより再計算して修正すると共にモータ４０により分担する制動パワーＰｍをＰｍ＝Ｗｉｎにより再設定して修正する（ステップＳ１１０）。ここで、制動パワーＰｍのバッテリ充電制限値Ｗｉｎによる制限は、モータ４０の回生電流の制限や回生トルクの制限であり、エンジン２２により分担する制動パワーＰｅの修正は、モータ４０の回生電流を小さく制限するほど大きく、あるいはモータ４０の回生トルクを小さく制限するほど大きく修正することである。なお、制動パワーＰｅのこうした修正は、後述するようにエンジン２２の回転数の修正となるから、モータ４０の回生電流を小さく制限するほど、あるいはモータ４０の回生トルクを小さく制限するほどエンジン２２の回転数を大きく修正することになる。なお、制動パワーＰｍがバッテリ充電制限値Ｗｉｎ以下（絶対値が同じがそれ以下）のときには、制動パワーＰｅも制動パワーＰｍも修正されない。
【００２２】
こうした二次電池４４のバッテリ充電制限値Ｗｉｎによる制限処理をした後には、モータ温度Ｔｍに基づいてモータ４０の回生制限値Ｐｍｉｎを設定し（ステップＳ１１４）、回生制限値Ｐｍｉｎによる制限処理を実行する（ステップＳ１１４，Ｓ１１６）。ここで、回生制限値Ｐｍｉｎは、モータ４０の性能や冷却性能などにより定まるものであり、実施例ではモータ温度Ｔｍと回生制限値Ｐｍｉｎとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータ温度Ｔｍが与えられたときにマップから対応する回生制限値Ｐｍｉｎを導出するものとした。なお、実施例で用いたマップは、モータ温度Ｔｍが高くなるほど回生制限値Ｐｍｉｎが小さくなるように設定されている。即ち、モータ温度Ｔｍが高くなるほどモータ４０のコイルに流れる回生電流を小さくするように、あるいはモータ温度Ｔｍが高くなるほどモータ４０の回生用のトルクを小さくするように設定されているのである。回生制限値Ｐｍｉｎによる制限処理は、具体的には、制動パワーＰｍが回生制限値Ｐｍｉｎより大きい（絶対値が大きい）ときにはエンジン２２により分担する制動パワーＰｅをＰｅ＝Ｐｏ−Ｐｍｉｎにより再計算して修正すると共にモータ４０により分担する制動パワーＰｍをＰｍ＝Ｐｍｉｎにより再設定して修正することにより行なわれる。なお、制動パワーＰｍが回生制限値Ｐｍｉｎ以下（絶対値が同じがそれ以下）のときには、制動パワーＰｅも制動パワーＰｍも修正されないのは勿論である。
【００２３】
こうして制動パワーＰｅと制動パワーＰｍとが設定されると、エンジン２２のフリクションパワーが制動パワーＰｅとなる回転数をインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊に設定する（ステップＳ１１８）。前述したように、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続状態であるから、プラネタリギヤ３０はサンギヤ３１とリングギヤ３２もキャリア３５も一体として回転する。したがって、インプットシャフト５１はクランクシャフト２４と一体として回転するから、目標回転数Ｎｉ＊はエンジン２２の目標回転数やモータ４０の目標回転数でもある。そして、制動パワーＰｍを目標回転数Ｎｉ＊で除してモータ４０のトルク指令Ｔｍ＊を設定すると共に（ステップＳ１２０）、目標回転数Ｎｉ＊を入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎとして設定し（ステップＳ１２２）、エンジン２２を燃料カットで制御すると共にモータ４０をトルク指令Ｔｍ＊で制御し、ＣＶＴ５０をインプットシャフト５１が目標回転数Ｎｉ＊で回転するよう制御して（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎについては後述する。ステップＳ１２４の制御は、具体的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２９に燃料カットを、モータＥＣＵ４９にトルク指令Ｔｍ＊を、ＣＶＴＥＣＵ５９に目標回転数Ｎｉ＊を各々制御信号として出力することによって、エンジン２２への燃料をカットするようエンジンＥＣＵ２９がエンジン２２を制御することによって、モータ４０からトルク指令Ｔｍ＊のトルクが出力されるようモータＥＣＵ４９がモータ４０を制御することによって、インプットシャフト５１が目標回転数Ｎｉ＊で回転するようＣＶＴＥＣＵ５９がＣＶＴ５０を制御することによって行なわれる。
【００２４】
以上説明したアクセルオフ制動時制御ルーチンを実行することにより、アクセルオフ時の制動力をエンジン２２の回転抵抗による制動力とモータ４０の回生制御による制動力とにより賄うことができる。しかも、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）やバッテリ温度Ｔｂに基づくバッテリ充電制限値Ｗｉｎによってモータ４０の制動パワーＰｍを制限するから、二次電池４４を過大な電力により充電したり過充電することから防止することができる。また、モータ温度Ｔｍに基づく回生制限値Ｐｍｉｎによってモータ４０の制動パワーＰｍを制限するから、モータ４０の異常な発熱などを防止することができる。また、こうしたモータ４０により分担される制動パワーＰｍの制限によって不足するパワーはエンジン２２により分担される制動パワーＰｅによって賄われるから、制動パワーＰｍの制限に拘わらず、目標制動パワーＰｏをアウトプットシャフト５２、即ち駆動輪６６ａ，６６ｂへ出力することができる。
【００２５】
なお、実施例のアクセルオフ制動時制御ルーチンでは、モータ４０により分担される制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎにより制限してから回生制限値Ｐｍｉｎにより制限したが、その順序はいずれでもよく、制動パワーＰｍを回生制限値Ｐｍｉｎにより制限してからバッテリ充電制限値Ｗｉｎにより制限してもよい。
【００２６】
また、実施例のアクセルオフ制動時制御ルーチンでは、モータ４０により分担される制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎにより制限してから回生制限値Ｐｍｉｎにより制限したが、制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎにより制限するが回生制限値Ｐｍｉｎによっては制限しないものとしたり、制動パワーＰｍを回生制限値Ｐｍｉｎにより制限するがバッテリ充電制限値Ｗｉｎによっては制限しないものとしたり、制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎでも回生制限値Ｐｍｉｎでも制限しないものとしても構わない。制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎでも回生制限値Ｐｍｉｎでも制限しない場合、入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎは車速ＶやシフトポジションＳＰなどから一義的に定まる値となるから、ステップＳ１２２で設定する必要がない。このことについては後述する。
【００２７】
次に、実施例のハイブリッド車２０の動作のうちアクセルオフからアクセルオンしたとき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により実行されるアクセルオン駆動時制御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、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続状態でアクセルオフされているときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２８】
アクセルオン駆動時制御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、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションＳＰ，回転数Ｎｉ，Ｎｏ，車速Ｖ，二次電池４４の残容量（ＳＯＣ），モータ温度Ｔｍ，バッテリ温度Ｔｂなどの制御に必要なデータを読み込み（ステップＳ２００）、読み込んだアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖから駆動輪６６ａ，６６ｂに作用させるべき目標駆動パワーＰｏを計算する（ステップＳ２０２）。目標駆動パワーＰｏの計算は、例えば、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと目標駆動パワーＰｏとの関係を実験などにより求めて予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると、マップから対応する目標駆動パワーＰｏを導出することなどにより行なうことができる。なお、実施例では目標駆動パワーＰｏも目標制動パワーＰｏもアウトプットシャフト５２に作用させるパワーであるから、同じ符号（Ｐｏ）を用いることにした。
【００２９】
続いて、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）から充放電パワーＰｂを設定する（ステップＳ２０４）。ここで、充放電パワーＰｂは、残容量（ＳＯＣ）が大きいときには放電電力として設定され、逆に残容量（ＳＯＣ）が小さいときには充電電力として設定される。充放電パワーＰｂの設定は、残容量（ＳＯＣ）と充放電パワーＰｂとの関係を二次電池４４の性能などを考慮して実験などにより求めて予めＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）が与えられると、マップから対応する充放電パワーＰｂを導出することにより行なうことができる。充放電パワーＰｂを設定すると、設定した充放電パワーＰｂに目標駆動パワーＰｏを加えてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ２０６）。実施例では、説明の容易のためにＰｅ＊＝Ｐｏ＋Ｐｂにより要求パワーＰｅ＊を計算するものとしたが、実際には右辺をエンジン２２の効率で除したものを要求パワーＰｅ＊に設定する。
【００３０】
そして、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊とを設定する（ステップＳ２０８）。目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊は、例えば要求パワーＰｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイントのうち効率の最も高い運転ポイントとなるよう設定することが考えられる。目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊の設定は、具体的には、要求パワーＰｅ＊と、要求パワーＰｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイントのうち効率の最も高い運転ポイントとしてのトルクと回転数との関係を実験などにより求めてマップとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、要求パワーＰｅ＊が与えられると、マップから対応するトルクと回転数とを導出し、導出したトルクと回転数を目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊として設定することにより行なうことができる。なお、一例として要求パワーＰｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイントのうち効率の最も高い運転ポイントとしてのトルクと回転数を目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊に設定するものを挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、Ｐｅ＊＝Ｔｅ＊×Ｎｉ＊の関係を満たせば如何なる運転ポイントを目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊にするものとしても構わない。
【００３１】
次に、アクセルオフの状態からアクセルオンして所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ２１０）、所定時間経過していないときには、図２のアクセルオフ制動時制御ルーチンのステップＳ１２２で設定した入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎを入力し（ステップＳ２１２）、目標回転数Ｎｉ＊を入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎにより下限値ガード処理を行なう（ステップＳ２１４，Ｓ２１６）。ここで、目標回転数Ｎｉ＊に対して下限値ガード処理を行なうのは、目標回転数Ｎｉ＊の設定手法がアクセルオフ時の制動時とアクセルオン時の駆動時とで異なることに基づく。アクセルオフ時はエンジン２２の回転抵抗により所望の制動力を得るために目標回転数Ｎｉ＊を設定してＣＶＴ５０を制御するのに対してアクセルオン時はエンジン２２を効率よく運転するポイントとして目標回転数Ｎｉ＊を設定してＣＶＴ５０を制御するから、アクセルオフの状態からアクセルオンされた直後では目標回転数Ｎｉ＊が急変し、ハイブリッド車２０の良好な動特性が得られない場合や目標回転数Ｎｉ＊の急変に伴って急激なアップシフトが行なわれる場合が生じる。こうした動特性の低下や急激なアップシフトは、いわゆるドライバビリティが悪化する。実施例では、こうしたドライバビリティの悪化を防止するために、目標回転数Ｎｉ＊に対して下限値ガード処理を行なうのである。下限値ガード処理は、具体的には、目標回転数Ｎｉ＊と入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎとを比較し（ステップＳ２１４）、目標回転数Ｎｉ＊が入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎより大きいときには入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎを目標回転数Ｎｉ＊に設定すると共に要求パワーＰｅ＊を入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎで除して目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２１６）ことにより行なわれる。入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎは、図２のアクセルオフ制動時制御ルーチンのステップＳ１２２で示すように、インプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊として設定されるから、アクセルオンしたときには、アクセルオフのときのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉと同じかそれより高い回転数でインプットシャフト５１が制御される。この結果、ハイブリッド車２０の動特性の低下や急激なアップシフトが生じることがない。なお、アクセルオフの状態からアクセルオンして所定時間経過した後は、下限値ガード処理を行なわないのは、アクセルオフの状態からアクセルオンしたときに生じ得るドライバビリティの悪化の問題は所定時間経過した後には生じないかその影響は小さいものとなっているからである。したがって、所定時間は、ドライバビリティの悪化の問題を解消するのに要する時間かその近傍の時間として設定されるものであり、エンジン２２やＣＶＴ５０の特性などにより定められるものである。
【００３２】
こうして目標回転数Ｎｉ＊を設定または下限値ガード処理を行なうと、充放電パワーＰｂを目標回転数Ｎｉ＊で除してモータ４０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し（ステップＳ２１８）、エンジン２２を目標トルクＴｅ＊で制御すると共にモータ４０をトルク指令Ｔｍ＊で制御し、ＣＶＴ５０をインプットシャフト５１が目標回転数Ｎｉ＊で回転するよう制御して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ２２０の制御は、具体的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からエンジンＥＣＵ２９に目標トルクＴｅ＊を、モータＥＣＵ４９にトルク指令Ｔｍ＊を、ＣＶＴＥＣＵ５９に目標回転数Ｎｉ＊を各々制御信号として出力することによって、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊のトルクが出力されるようエンジンＥＣＵ２９がエンジン２２を制御することによって、モータ４０からトルク指令Ｔｍ＊のトルクが出力されるようモータＥＣＵ４９がモータ４０を制御することによって、インプットシャフト５１が目標回転数Ｎｉ＊で回転するようＣＶＴＥＣＵ５９がＣＶＴ５０を制御することによって行なわれる。
【００３３】
以上説明したアクセルオン駆動時制御ルーチンで目標回転数Ｎｉ＊の下限値ガード処理を実行することにより、アクセルオフの状態からアクセルオンしたときに生じ得るドライバビリティの悪化を防止することができる。しかも、アクセルオフの状態からアクセルオンしてから所定時間経過した後は、目標回転数Ｎｉ＊の下限値ガード処理を行なわないから、エンジン２２を効率のよい運転ポイントで運転することができ、その結果、ハイブリッド車２０のエネルギ効率を向上させることができる。
【００３４】
図２のアクセルオフ制動時制御ルーチンの説明の際に、制動パワーＰｍをバッテリ充電制限値Ｗｉｎでも回生制限値Ｐｍｉｎでも制限しない場合、入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎは車速ＶやシフトポジションＳＰなどから一義的に定まる値となるから、ステップＳ１２２で設定する必要がないことを述べた。この場合、入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎは、例えば図４の入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎの設定マップに例示するように、シフトポジションＳＰと車速Ｖによって設定することができる。この場合、各シフトポジションＳＰにおける入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎは、各シフトポジションＳＰに対して車速Ｖから定まる目標制動パワーＰｏのうちエンジン２２により分担される制動パワーＰｅをエンジン２２のフリクションパワーで賄うときのエンジン２２の回転数として設定すればよい。
【００３５】
実施例のハイブリッド車２０では、無段変速機としてのＣＶＴ５０を搭載するものとしたが、変速機は無段変速機に限られるものではなく、有段変速機に適用するものとしても構わない。
【００３６】
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ハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ制動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオン駆動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】車速ＶとシフトポジションＳＰとにより入力軸回転数下限ガードＮｍｉｎを導出するマップの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０ハイブリッド車、２２エンジン、２４クランクシャフト、２６スタータモータ、２８ベルト、２９エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３０プラネタリギヤ、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３３第１ピニオンギヤ、３４第２ピニオンギヤ、３５キャリア、３９ケース、４０モータ、４１回転軸、４３インバータ、４４二次電池、４５回転位置検出センサ、４５ｂ温度センサ、４６電圧センサ、４７電流センサ、４８温度センサ、４９モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０ＣＶＴ、５１インプットシャフト、５２アウトプットシャフト、５３プライマリープーリー、５４セカンダリープーリー、５５ベルト、５６第１アクチュエータ、５７第２アクチュエータ、５９ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１，６２回転数センサ、６４ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０シフトレバー、８１シフトポジションセンサ、８２アクセルペダル、８３アクセルペダルポジションセンサ、８４ブレーキペダル、８５ブレーキペダルポジションセンサ、８６車速センサ、Ｃ１，Ｃ２クラッチ、Ｂ１ブレーキ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including a transmission having an input shaft for inputting a driving force from an internal combustion engine and a driving force from an electric motor and an output shaft connected to the axle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of vehicle, there has been proposed a vehicle that guards the rotational speed of the input shaft of the continuously variable transmission according to the gradient and the vehicle speed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-71556). In this automobile, the continuously variable transmission is controlled so that the rotational speed of the input shaft becomes equal to or higher than a set lower limit value, thereby improving the dynamic characteristics when the accelerator is turned on after the deceleration when the accelerator is turned off.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a hybrid vehicle equipped with a continuously variable transmission that receives a driving force from an internal combustion engine and a driving force from an electric motor to change the speed, the electric motor in addition to the braking force due to the frictional force of the internal combustion engine during deceleration when the accelerator is off. Considering the energy efficiency of the entire vehicle, it is important to obtain the braking force by regeneratively controlling the electric motor. The regenerative control of the electric motor changes depending not only on the performance of the electric motor but also on the state of the secondary battery that accepts the regenerative electric power. Therefore, the braking force during deceleration also changes due to the regenerative control of the electric motor. In such a state where the braking force is not determined, even when the lower limit value of the input shaft of the continuously variable transmission is set based only on the gradient and the vehicle speed, good dynamic characteristics are often not obtained when the accelerator is turned on.
[0004]
One object of the hybrid vehicle of the present invention is to stabilize the braking force when the accelerator is off. Another object of the hybrid vehicle of the present invention is to improve the dynamic characteristics when the accelerator is turned on.
[0005]
[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-described object.
[0006]
The hybrid vehicle of the present invention
A transmission having an input shaft for inputting a driving force from an internal combustion engine and a driving force from an electric motor and an output shaft connected to an axle and shifting the driving force of the input shaft to output the output shaft to the output shaft is provided. A hybrid vehicle,
Requested power instruction means for instructing the requested power based on the driving state of the vehicle and / or an instruction from the driver;
When the braking force when the accelerator is off is instructed as the required power, the instructed braking force matches the sum of the braking force due to the rotational resistance of the internal combustion engine and the braking force due to the regeneration control of the electric motor. Braking control means for controlling the engine, the electric motor, and the transmission;
It is a summary to provide.
[0007]
In the hybrid vehicle of the present invention, the internal braking engine, the electric motor, and the transmission are controlled so that the instructed braking force matches the sum of the braking force due to the rotational resistance of the internal combustion engine and the braking force due to the regeneration control of the electric motor. It is possible to prevent the braking force from changing according to the state of the device, and a stable braking force can be applied. Note that a continuously variable transmission may be used as the transmission.
[0008]
In such a hybrid vehicle of the present invention, the braking time control means may be means for controlling the transmission so that the rotational speed of the internal combustion engine increases as the regenerative current of the electric motor decreases. If the regenerative current of the motor decreases, the regenerative torque of the motor decreases and the braking force from the motor also decreases.Therefore, it is indicated by increasing the rotational speed of the internal combustion engine and increasing the braking force due to the frictional force of the internal combustion engine. Braking force can be applied.
[0009]
The hybrid vehicle of the present invention further includes a secondary battery that exchanges electric power with the electric motor, and a battery state detection unit that detects a state of the secondary battery, and the braking time control unit includes the battery state It can also be means for regeneratively controlling the electric motor based on the state of the secondary battery detected by the detecting means. In this way, it is possible to avoid overcharging of the secondary battery and charging due to excessive power. In this aspect of the hybrid vehicle of the present invention, the battery state detection means is means for detecting a remaining capacity of the secondary battery as one of the states of the secondary battery, and the braking time control means is the secondary battery. It may be a means for controlling the transmission so that the regenerative power of the electric motor becomes smaller as the remaining capacity of the battery becomes larger.
[0010]
The hybrid vehicle according to the present invention further includes an electric motor temperature detecting means for detecting the temperature of the electric motor, and the braking time control means regeneratively controls the electric motor based on the temperature of the electric motor detected by the electric motor temperature detecting means. It can also be a means. If it carries out like this, an electric motor can be driven more appropriately. In the hybrid vehicle of this aspect of the present invention, the braking time control means may be means for controlling the transmission so that the regenerative power of the motor becomes smaller as the temperature of the motor becomes higher. In this way, abnormal heat generation of the electric motor can be prevented.
[0011]
In the hybrid vehicle of the present invention, when a driving force is instructed as the required power by the required power instruction means, the instructed driving force is the sum of the driving force from the internal combustion engine and the driving force from the electric motor. The driving time control means for controlling the internal combustion engine, the electric motor, and the transmission so as to match, and the rotation speed of the input shaft of the transmission when controlled by the braking time control means is set as an input shaft lower limit value Input shaft lower limit value setting means, and the drive time control means, when the required power instruction by the required power instruction means is changed from the braking force when the accelerator is off to the driving force when the accelerator is on, The transmission may be a means for controlling the transmission within a range in which the rotation speed of the input shaft of the transmission is not less than the input shaft lower limit value set by the input shaft lower limit value setting means. In this way, it is possible to prevent the deterioration of the vehicle dynamic characteristics due to a sudden change in the transmission gear ratio, for example, to improve the efficiency of the internal combustion engine when the braking instruction changes to the driving instruction. That is, the dynamic characteristics of the vehicle can be improved. In the hybrid vehicle of this aspect of the present invention, the driving time control means is configured to perform a predetermined time from when the instruction of the required power by the required power instruction means is changed from a braking force when the accelerator is off to a driving force when the accelerator is on. Further, the transmission may be a means for controlling the transmission within a range in which the rotational speed of the input shaft of the transmission is not less than the input shaft lower limit value set by the input shaft lower limit value setting means. In this way, after a predetermined time has elapsed since the change from the braking instruction to the driving instruction, it is possible to shift to a driving state with high energy efficiency as a whole. Can be planned.
[0012]
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 planetary gear 30 connected to a crankshaft 24 as an output shaft of the engine 22, a motor 40 capable of generating power connected to the planetary gear 30, and the planetary gear 30. And a CVT 50 as a continuously variable transmission connected to the drive wheels 66a and 66b via a differential gear 64, and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire apparatus.
[0013]
The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil. The crankshaft 24 of the engine 22 generates electric power to be supplied to an auxiliary machine (not shown) and starts the engine 22. A starter motor 26 is attached by a belt 28. Operation control of the engine 22, for example, fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control, and the like are performed by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 29. The engine ECU 29 communicates 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.
[0014]
The planetary gear 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a first pinion gear 33 meshing with the sun gear 31, the first pinion gear 33, the ring gear 32, and the like. A meshing second pinion gear 34, and a carrier 35 that holds the first pinion gear 33 and the second pinion gear 34 so as to rotate and revolve freely, and perform differential action with the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 35 as rotational elements. . The crankshaft 24 of the engine 22 is connected to the sun gear 31 of the planetary gear 30, and the rotating shaft 41 of the motor 40 is connected to the carrier 35. The output of the engine 22 is input from the sun gear 31 and the motor 40 is connected via the carrier 35. And output can be exchanged. The carrier 35 can be connected to the input shaft 51 of the CVT 50 by the clutch C1 and the ring gear 32 by the clutch C2. By connecting the clutch C1 and the clutch C2, the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 35 are connected. The differential by the two rotating elements is prohibited, and the crankshaft 24 of the engine 22, the rotary shaft 41 of the motor 40, and the input shaft 51 of the CVT 50 are made a single rotary body. The planetary gear 30 is also provided with a brake B1 that fixes the ring gear 32 to the case 39 and prohibits its rotation.
[0015]
The motor 40 is configured, for example, as a known synchronous generator motor that can be driven as a generator and can be driven as an electric motor, and exchanges electric power with the secondary battery 44 via an inverter 43. The motor 40 is driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 49. The motor ECU 49 manages signals necessary for driving and controlling the motor 40 and the secondary battery 44. Necessary signals, for example, a signal from the rotational position detection sensor 45 for detecting the rotational position of the rotor of the motor 40, a phase current applied to the motor 40 detected by a current sensor (not shown), and a temperature for detecting the temperature of the motor 40 Motor temperature from sensor 45b, voltage between terminals from voltage sensor 46 installed between terminals of secondary battery 44, charge / discharge current from current sensor 47 attached to power line from secondary battery 44, secondary A battery temperature or the like from a temperature sensor 48 attached to the battery 44 is input, and the motor ECU 49 switches to the inverter 43. Ring control signal is output. The motor ECU 49 calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor 47 in order to manage the secondary battery 44. The motor ECU 49 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, and controls the drive of the motor 40 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and the operation state of the motor 40 and the secondary battery 44 as necessary. Is output to the hybrid electronic control unit 70.
[0016]
The CVT 50 includes a primary pulley 53 that can be changed in groove width and connected to the input shaft 51, a secondary pulley 54 that is also changeable in groove width and connected to an output shaft 52 as a drive shaft, and a primary pulley 53 and a secondary pulley. 54, and a first actuator 56 and a second actuator 57 that change the groove width of the primary pulley 53 and the secondary pulley 54. The primary pulley 53 is provided by the first actuator 56 and the second actuator 57. By changing the groove width of the secondary pulley 54, the power of the input shaft 51 is steplessly changed and output to the output shaft 52. Control of the transmission ratio of the CVT 50 is performed by a CVT electronic control unit (hereinafter referred to as CVTECU) 59. The CVTECU 59 receives the rotational speed of the input shaft 51 from the rotational speed sensor 61 attached to the input shaft 51 and the rotational speed of the output shaft 52 from the rotational speed sensor 62 attached to the output shaft 52. A drive signal to the first actuator 56 and the second actuator 57 is output from the CVTECU 59. The CVTECU 59 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the transmission ratio of the CVT 50 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and transmits data regarding the operating state of the CVT 50 as necessary. Output to the control unit 70.
[0017]
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 includes a shift position sensor 81 that detects the rotational speed Ni of the input shaft 51 from the rotational speed sensor 61, the rotational speed No of the output shaft 52 from the rotational speed sensor 62, and the operating position of the shift lever 80. Shift position SP from the vehicle, accelerator pedal position A from the accelerator pedal position sensor 83 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 82, brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 85 that detects the amount of depression of the brake pedal 84, vehicle speed sensor The vehicle speed V from 86 is input via the input port. Further, the hybrid electronic control unit 70 outputs a drive signal to the clutch C1 and the clutch C2, a drive signal to the brake B1, and the like via an output port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 29, the motor ECU 49, and the CVTECU 59 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 29, the motor ECU 49, and the CVTECU 59. ing.
[0018]
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, particularly the operation when applying the braking force when the accelerator is off, and the operation when the accelerator is turned on from the accelerator off will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of an accelerator-off braking control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec) when the clutch C1 and the clutch C2 are in the connected state and the accelerator is off.
[0019]
When the accelerator off-braking control routine is executed, first, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 85, the shift position SP from the shift position sensor 81, and the number of rotations. The rotational speeds Ni and No from the sensor 61 and the rotational speed sensor 62, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 86, the remaining capacity (SOC) transmitted from the motor ECU 49, the motor temperature Tm detected by the temperature sensor 45b, and the temperature sensor 48 A process of reading data necessary for control such as the detected battery temperature Tb is executed (step S100).
[0020]
Subsequently, the target braking power Po to be applied to the drive wheels 66a and 66b is calculated from the read vehicle speed V and shift position SP (step S102). The target braking power Po is calculated by, for example, presetting deceleration torque on the output shaft 52 in accordance with the shift position SP and storing it in the ROM 74 as a map, and calculating the torque corresponding to the shift position SP from the map. This can be performed by, for example, multiplying the derived torque by the rotation speed No of the output shaft 52. When the target braking power Po is thus calculated, the motor 40 is regeneratively controlled from the calculated target braking power Po by the braking force acting by the rotational resistance such as the frictional force and pumping loss of the engine 22, that is, the braking power Pe shared by the engine 22. The braking force obtained by doing this, that is, the braking power Pm shared by the motor 40 is calculated (step S104). For example, in order to improve the efficiency of the hybrid vehicle 20, the braking power Pe and the braking power Pm may be set so as to satisfy a condition for obtaining regenerative power as much as possible and a condition for satisfying the relationship Po = Pe + Pm. It is done. Specifically, in order to obtain as much regenerative power as possible, the relationship between the target braking power Po and the vehicle speed V or the shift position SP and the braking power Pm is obtained in advance through experiments and stored in the ROM 74 as a map. When the braking power Po, the vehicle speed V, and the shift position SP are given, the corresponding braking power Pm is derived from the map, and the braking power Pe is calculated from the derived braking power Pm and the target braking power Po. be able to. Note that, as an example, the braking power Pe and the braking power Pm are set to satisfy the conditions for obtaining regenerative power as much as possible and the conditions satisfying the relationship of Po = Pe + Pm. However, the present invention is not limited to this. The braking power Pe and the braking power Pm may be set in any distribution as long as the condition Po = Pe + Pm is satisfied.
[0021]
Next, the battery charge limit value Win is set from the remaining capacity (SOC) of the secondary battery 44 and the battery temperature Tb (step S106). The battery charge limit value Win is determined by the performance and state of the secondary battery 44. In the embodiment, the relationship between the remaining capacity (SOC), the battery temperature Tb, and the battery charge limit value Win is obtained in advance through experiments or the like. The map is stored in the ROM 74, and when the remaining capacity (SOC) and the battery temperature Tb are given, the corresponding battery charge limit value Win is derived from the map. When the battery charge limit value Win is thus set, the set battery charge limit value Win and the braking power Pm shared by the motor 40 are compared (step S108), and the braking power Pm is larger than the battery charge limit value Win (the absolute value is If it is larger, the braking power Pe shared by the engine 22 is recalculated and corrected by Pe = Po-Win, and the braking power Pm shared by the motor 40 is reset and corrected by Pm = Win (step S110). Here, the limitation of the braking power Pm by the battery charge limit value Win is the limitation of the regenerative current of the motor 40 or the limitation of the regenerative torque, and the correction of the braking power Pe shared by the engine 22 reduces the regenerative current of the motor 40. The larger the limit is, or the larger the limit is, the smaller the regenerative torque of the motor 40 is limited. Note that such correction of the braking power Pe results in correction of the rotational speed of the engine 22 as will be described later. Therefore, as the regenerative current of the motor 40 is limited to a smaller value or the regenerative torque of the motor 40 is limited to a smaller value, The rotational speed will be greatly corrected. Note that when the braking power Pm is equal to or less than the battery charging limit value Win (the absolute value is the same, but less), neither the braking power Pe nor the braking power Pm is corrected.
[0022]
After performing the limit process with the battery charge limit value Win of the secondary battery 44, the regeneration limit value Pmin of the motor 40 is set based on the motor temperature Tm (step S114), and the limit process with the regeneration limit value Pmin is executed. (Steps S114 and S116). Here, the regenerative limit value Pmin is determined by the performance and cooling performance of the motor 40. In the embodiment, the relationship between the motor temperature Tm and the regenerative limit value Pmin is obtained in advance by experiments and stored in the ROM 74 as a map. The corresponding regeneration limit value Pmin is derived from the map when the motor temperature Tm is given. Note that the map used in the embodiment is set so that the regeneration limit value Pmin decreases as the motor temperature Tm increases. That is, the regenerative current flowing through the coil of the motor 40 is reduced as the motor temperature Tm increases, or the regenerative torque of the motor 40 is decreased as the motor temperature Tm increases. Specifically, the limiting process using the regenerative limit value Pmin is such that when the braking power Pm is greater than the regenerative limit value Pmin (the absolute value is large), the braking power Pe shared by the engine 22 is recalculated by Pe = Po−Pmin. The correction is performed by correcting and correcting the braking power Pm shared by the motor 40 by Pm = Pmin. Of course, when the braking power Pm is less than or equal to the regeneration limit value Pmin (the absolute value is the same but less), neither the braking power Pe nor the braking power Pm is corrected.
[0023]
When the braking power Pe and the braking power Pm are thus set, the rotational speed at which the friction power of the engine 22 becomes the braking power Pe is set to the target rotational speed Ni * of the input shaft 51 (step S118). As described above, since the clutch C1 and the clutch C2 are in the connected state, the planetary gear 30 rotates with the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 35 integrally. Therefore, since the input shaft 51 rotates integrally with the crankshaft 24, the target rotational speed Ni * is also the target rotational speed of the engine 22 and the target rotational speed of the motor 40. Then, the braking power Pm is divided by the target rotational speed Ni * to set the torque command Tm * of the motor 40 (step S120), and the target rotational speed Ni * is set as the input shaft rotational speed lower limit guard Nmin (step S122). ), The engine 22 is controlled by fuel cut, the motor 40 is controlled by the torque command Tm *, and the CVT 50 is controlled so that the input shaft 51 rotates at the target rotational speed Ni * (step S124), and this routine is finished. . The input shaft rotation speed lower limit guard Nmin will be described later. Specifically, the control in step S124 is performed by outputting the fuel cut from the hybrid electronic control unit 70 to the engine ECU 29, the torque command Tm * to the motor ECU 49, and the target rotational speed Ni * to the CVTECU 59 as control signals. When the engine ECU 29 controls the engine 22 so as to cut fuel to the engine 22, the motor ECU 49 controls the motor 40 so that the torque of the torque command Tm * is output from the motor 40. This is performed by the CVT ECU 59 controlling the CVT 50 so as to rotate at the target rotational speed Ni *.
[0024]
By executing the accelerator off braking control routine described above, the braking force when the accelerator is off can be provided by the braking force due to the rotational resistance of the engine 22 and the braking force due to the regenerative control of the motor 40. Moreover, since the braking power Pm of the motor 40 is limited by the battery charge limit value Win based on the remaining capacity (SOC) of the secondary battery 44 and the battery temperature Tb, the secondary battery 44 is charged or overcharged with excessive power. Can be prevented. Moreover, since the braking power Pm of the motor 40 is limited by the regeneration limit value Pmin based on the motor temperature Tm, abnormal heat generation of the motor 40 can be prevented. Further, since the power deficient due to the limitation of the braking power Pm shared by the motor 40 is covered by the braking power Pe shared by the engine 22, the target braking power Po is set to the output shaft 52 regardless of the limitation of the braking power Pm. That is, it can be output to the drive wheels 66a and 66b.
[0025]
In the accelerator off braking control routine of the embodiment, the braking power Pm shared by the motor 40 is limited by the battery charging limit value Win and then limited by the regenerative limit value Pmin. The power Pm may be limited by the regenerative limit value Pmin and then limited by the battery charge limit value Win.
[0026]
In the accelerator off braking control routine of the embodiment, the braking power Pm shared by the motor 40 is limited by the battery charging limit value Win and then limited by the regenerative limit value Pmin. However, the braking power Pm is limited by the battery charging limit value. Limited by Win but not limited by regeneration limit value Pmin, braking power Pm limited by regeneration limit value Pmin but not limited by battery charge limit value Win, or braking power Pm set by battery charge limit value It does not matter even if Win or regeneration limit value Pmin is not limited. If the braking power Pm is not limited by the battery charge limit value Win or the regeneration limit value Pmin, the input shaft rotation speed lower limit guard Nmin is a value that is uniquely determined from the vehicle speed V, the shift position SP, etc., and must be set in step S122. There is no. This will be described later.
[0027]
Next, the operation when the accelerator is turned on from the accelerator off of the operations of the hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of an accelerator-on-drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 8 msec) when the clutch C1 and the clutch C2 are in the connected state and the accelerator is off.
[0028]
When the accelerator-on-drive control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first starts the accelerator opening Acc, the brake pedal position BP, the shift position SP, the rotational speed Ni, No, the vehicle speed V, and the secondary battery. Data required for control of the remaining capacity (SOC) 44, motor temperature Tm, battery temperature Tb, etc. is read (step S200), and the target drive to be applied to the drive wheels 66a, 66b from the read accelerator opening Acc and vehicle speed V is read. The power Po is calculated (step S202). The calculation of the target drive power Po is performed, for example, by obtaining the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the target drive power Po through experiments and storing them in advance in the ROM 74 as a map. If given, this can be done by deriving the corresponding target drive power Po from the map. In the embodiment, since the target driving power Po and the target braking power Po are powers that act on the output shaft 52, the same symbol (Po) is used.
[0029]
Subsequently, the charge / discharge power Pb is set from the remaining capacity (SOC) of the secondary battery 44 (step S204). Here, the charge / discharge power Pb is set as discharge power when the remaining capacity (SOC) is large, and conversely, it is set as charge power when the remaining capacity (SOC) is small. The charging / discharging power Pb is set by obtaining the relationship between the remaining capacity (SOC) and the charging / discharging power Pb by experimentation in consideration of the performance of the secondary battery 44 and the like and storing it in the ROM 74 in advance. ) Can be performed by deriving the corresponding charge / discharge power Pb from the map. When the charge / discharge power Pb is set, the target drive power Po is added to the set charge / discharge power Pb to set the required power Pe * required for the engine 22 (step S206). In the embodiment, for ease of explanation, the required power Pe * is calculated by Pe * = Po + Pb, but actually, the right side divided by the efficiency of the engine 22 is set as the required power Pe *.
[0030]
Then, based on the set required power Pe *, the target torque Te * and the target rotational speed Ni * of the engine 22 are set (step S208). It is conceivable that the target torque Te * and the target rotational speed Ni * are set so as to be the highest operating point among the operating points of the engine 22 that can output the required power Pe *, for example. Specifically, the target torque Te * and the target rotational speed Ni * are set by the required power Pe * and the torque as the most efficient operating point among the operating points of the engine 22 that can output the required power Pe *. The relationship with the rotational speed is obtained by experiment and stored in advance in the ROM 74 as a map. When the required power Pe * is given, the corresponding torque and rotational speed are derived from the map, and the derived torque and rotational speed are calculated. This can be done by setting the target torque Te * and the target rotational speed Ni *. As an example, a description will be given by setting the torque and rotation speed as the operation points with the highest efficiency among the operation points of the engine 22 capable of outputting the required power Pe * as the target torque Te * and the target rotation speed Ni *. However, the present invention is not limited to this, and any operation point may be set to the target torque Te * and the target rotational speed Ni * as long as the relationship of Pe * = Te * × Ni * is satisfied.
[0031]
Next, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the accelerator was turned on from the accelerator-off state (step S210). If the predetermined time has not elapsed, it is set in step S122 of the control routine for accelerator-off braking in FIG. The input shaft speed lower limit guard Nmin is input (step S212), and the target speed Ni * is subjected to lower limit guard processing by the input shaft speed lower limit guard Nmin (steps S214 and S216). The reason why the lower limit guard process is performed on the target rotational speed Ni * is based on the fact that the target rotational speed Ni * is set differently between braking when the accelerator is off and driving when the accelerator is on. When the accelerator is off, the target rotational speed Ni * is set to control the CVT 50 in order to obtain a desired braking force by the rotational resistance of the engine 22, whereas when the accelerator is on, the target rotation is a point for operating the engine 22 efficiently. Since the CVT 50 is controlled by setting the number Ni *, the target rotational speed Ni * changes suddenly immediately after the accelerator is turned on from the accelerator-off state, and when the good dynamic characteristics of the hybrid vehicle 20 cannot be obtained or the target rotational speed A sudden upshift may occur with a sudden change in Ni *. Such a decrease in dynamic characteristics or a sudden upshift deteriorates so-called drivability. In the embodiment, in order to prevent such deterioration in drivability, the lower limit guard process is performed on the target rotational speed Ni *. Specifically, the lower limit guard process compares the target rotational speed Ni * and the input shaft rotational speed lower limit guard Nmin (step S214), and inputs when the target rotational speed Ni * is greater than the input shaft rotational speed lower limit guard Nmin. This is performed by setting the shaft speed lower limit guard Nmin to the target speed Ni * and dividing the required power Pe * by the input shaft speed lower limit guard Nmin to set the target torque Te * (step S216). The input shaft rotation speed lower limit guard Nmin is set as the target rotation speed Ni * of the input shaft 51 as shown in step S122 of the accelerator off braking control routine of FIG. The input shaft 51 is controlled at a rotational speed equal to or higher than the rotational speed Ni of the input shaft 51. As a result, the dynamic characteristics of the hybrid vehicle 20 are not degraded and a sudden upshift is not caused. Note that the lower limit guard process is not performed after the accelerator is turned on from the accelerator-off state, because the problem of deterioration in drivability that may occur when the accelerator is turned on from the accelerator-off state This is because it does not occur or the effect is small. Therefore, the predetermined time is set as a time required to solve the problem of deterioration of drivability or a time close thereto, and is determined by the characteristics of the engine 22 and the CVT 50.
[0032]
When the target rotational speed Ni * is thus set or the lower limit guard process is performed, the torque command Tm * of the motor 40 is set by dividing the charge / discharge power Pb by the target rotational speed Ni * (step S218), and the engine 22 is targeted. Control is performed with the torque Te * and the motor 40 is controlled with the torque command Tm *, and the CVT 50 is controlled so that the input shaft 51 rotates at the target rotational speed Ni * (step S220), and this routine is finished. Specifically, in step S220, the hybrid electronic control unit 70 outputs a target torque Te * to the engine ECU 29, a torque command Tm * to the motor ECU 49, and a target rotational speed Ni * to the CVTECU 59 as control signals. Thus, the engine ECU 29 controls the engine 22 so that the torque of the target torque Te * is output from the engine 22, and the motor ECU 49 controls the motor 40 so that the torque of the torque command Tm * is output from the motor 40. Thus, the CVT ECU 59 controls the CVT 50 so that the input shaft 51 rotates at the target rotational speed Ni *.
[0033]
By executing the lower limit guard process for the target rotational speed Ni * in the control routine at the time of accelerator-on driving described above, it is possible to prevent the deterioration of drivability that can occur when the accelerator is turned on from the accelerator-off state. Moreover, since the lower limit guard process for the target rotational speed Ni * is not performed after a predetermined time has elapsed since the accelerator was turned on from the accelerator-off state, the engine 22 can be operated at an efficient operating point. As a result, the energy efficiency of the hybrid vehicle 20 can be improved.
[0034]
In the description of the control routine during accelerator-off braking in FIG. 2, if the braking power Pm is not limited by the battery charge limit value Win or the regeneration limit value Pmin, the input shaft rotation speed lower limit guard Nmin is determined from the vehicle speed V, the shift position SP, or the like. It has been described that it is not necessary to set in step S122 because it is a value uniquely determined. In this case, the input shaft rotation speed lower limit guard Nmin can be set by the shift position SP and the vehicle speed V as exemplified in the setting map of the input shaft rotation speed lower limit guard Nmin in FIG. In this case, the input shaft rotational speed lower limit guard Nmin at each shift position SP is the friction power of the engine 22 that is the braking power Pe shared by the engine 22 among the target braking power Po determined from the vehicle speed V for each shift position SP. What is necessary is just to set as the rotation speed of the engine 22 when providing.
[0035]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the CVT 50 as a continuously variable transmission is mounted. However, the transmission is not limited to a continuously variable transmission, and may be applied to a stepped transmission.
[0036]
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 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an accelerator-off-braking control routine executed by the hybrid electronic control unit 70;
FIG. 3 is a flowchart showing an example of an accelerator-on drive control routine executed by the hybrid electronic control unit 70;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a map for deriving an input shaft rotation speed lower limit guard Nmin from the vehicle speed V and the shift position SP.
[Explanation of symbols]
20 Hybrid Vehicle, 22 Engine, 24 Crankshaft, 26 Starter Motor, 28 Belt, 29 Electronic Control Unit for Engine (Engine ECU), 30 Planetary Gear, 31 Sun Gear, 32 Ring Gear, 33 First Pinion Gear, 34 Second Pinion Gear, 35 Carrier , 39 Case, 40 Motor, 41 Rotating shaft, 43 Inverter, 44 Secondary battery, 45 Rotation position detection sensor, 45b Temperature sensor, 46 Voltage sensor, 47 Current sensor, 48 Temperature sensor, 49 Electronic control unit for motor (motor ECU ), 50 CVT, 51 Input shaft, 52 Output shaft, 53 Primary pulley, 54 Secondary pulley, 55 Belt, 56 First actuator, 57 Second actuator, 59 Electronic control unit for CVT (CVTECU), 61, 62 Speed sensor, 64 Differential gear, 66a, 66b Drive wheel, 70 Hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Shift lever, 81 Shift position sensor, 82 Accelerator Pedal, 83 accelerator pedal position sensor, 84 brake pedal, 85 brake pedal position sensor, 86 vehicle speed sensor, C1, C2 clutch, B1 brake.

Claims

A transmission having an input shaft for inputting a driving force from an internal combustion engine and a driving force from an electric motor and an output shaft connected to an axle and shifting the driving force of the input shaft to output the output shaft to the output shaft is provided. A hybrid vehicle,
Requested power instruction means for instructing the requested power based on the driving state of the vehicle and / or an instruction from the driver;
When the braking force when the accelerator is off is instructed as the required power, the instructed braking force matches the sum of the braking force due to the rotational resistance of the internal combustion engine and the braking force due to the regeneration control of the electric motor. Braking control means for controlling the engine, the electric motor, and the transmission;
With
The braking control means is means for controlling the transmission so that the number of revolutions of the internal combustion engine increases as the regenerative current of the electric motor decreases.
Hybrid car.

A transmission having an input shaft for inputting a driving force from an internal combustion engine and a driving force from an electric motor and an output shaft connected to an axle and shifting the driving force of the input shaft to output the output shaft to the output shaft is provided. A hybrid vehicle,
Requested power instruction means for instructing the requested power based on the driving state of the vehicle and / or an instruction from the driver;
When the braking force when the accelerator is off is instructed as the required power, the instructed braking force matches the sum of the braking force due to the rotational resistance of the internal combustion engine and the braking force due to the regeneration control of the electric motor. Braking control means for controlling the engine, the electric motor, and the transmission;
With
The braking control means is means for controlling the transmission so that the number of revolutions of the internal combustion engine increases as the regenerative torque of the electric motor decreases.
Hybrid car.

A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
A secondary battery for exchanging electric power with the electric motor;
Battery state detection means for detecting the state of the secondary battery;
With
The braking time control means is means for regeneratively controlling the electric motor based on the state of the secondary battery detected by the battery state detection means.

A hybrid vehicle according to claim 3,
The battery state detection means is means for detecting a remaining capacity of the secondary battery as one of the states of the secondary battery,
The braking control means is means for controlling the transmission so that the regenerative power of the electric motor becomes smaller as the remaining capacity of the secondary battery becomes larger.

A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
Electric motor temperature detecting means for detecting the temperature of the electric motor;
The braking time control means is means for regeneratively controlling the electric motor based on the temperature of the electric motor detected by the electric motor temperature detecting means.

6. The hybrid vehicle according to claim 5, wherein the braking control means is means for controlling the transmission so that the regenerative electric power of the motor becomes smaller as the temperature of the motor becomes higher.

A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
When the driving force is instructed as the required power by the required power instruction means, the instructed driving force is matched with the sum of the driving force from the internal combustion engine and the driving force from the electric motor. Driving control means for controlling the electric motor and the transmission;
Input shaft lower limit value setting means for setting the rotational speed of the input shaft of the transmission when controlled by the braking time control means as an input shaft lower limit value;
With
The driving-time control means is configured such that when the instruction of the required power by the required power instruction means is changed from a braking force when the accelerator is off to a driving force when the accelerator is on, the rotational speed of the input shaft of the transmission is the input. A hybrid vehicle that is a means for controlling the transmission within a range that is equal to or greater than the input shaft lower limit value set by the shaft lower limit value setting means.

The driving-time control means is configured to control the input shaft of the transmission for a predetermined time from when the instruction of the required power by the required power instruction means is changed from the braking force when the accelerator is off to the driving force when the accelerator is on. 8. The hybrid vehicle according to claim 7, wherein the transmission is a means for controlling the transmission within a range in which a rotational speed is equal to or greater than an input shaft lower limit value set by the input shaft lower limit value setting means.

The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the transmission is a continuously variable transmission.