JP4285483B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、制動力が要求されたときに電動機の回生制御による制動力と油圧駆動のブレーキによる制動力とを協調させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、回生制動と油圧制動とを切り換える際に応答の遅い回生制動力の減少特性に油圧制動力の増加特性を一致させることにより、制動力の急変による制動フィーリングの低下を防止している。
電動機による制動と油圧駆動のブレーキによる制動とを協調させて作用させる場合、車両に搭載する動力出力装置の構成の相違によって、一時的に電動機による制動力が出力できない場合がある。例えば、内燃機関と、内燃機関の出力軸にキャリアが接続されると共に車軸にリングギヤが接続された遊星歯車と、遊星歯車のサンギヤに接続された発電機と、車軸に動力を出力する電動機とを備える動力出力装置を搭載する車両では、内燃機関の運転を停止する際に内燃機関の運転停止によるトルクショックを低減するために内燃機関を滑らかに運転停止しようとする際にバッテリの入力制限により電動機から十分な制動力を出力することができない場合が生じる。この場合、車両に作用する制動力が一時的に抜けてしまう。 When the braking by the electric motor and the braking by the hydraulically driven brake are applied in cooperation, the braking force by the electric motor may not be temporarily output due to the difference in the configuration of the power output device mounted on the vehicle. For example, an internal combustion engine, a planetary gear having a carrier connected to the output shaft of the internal combustion engine and a ring gear connected to the axle, a generator connected to the sun gear of the planetary gear, and an electric motor that outputs power to the axle In a vehicle equipped with a power output device provided, when stopping the operation of the internal combustion engine, in order to reduce torque shock due to the stop of the operation of the internal combustion engine, when the internal combustion engine is smoothly stopped, the electric motor is limited by the input of the battery. May not be able to output a sufficient braking force. In this case, the braking force acting on the vehicle is temporarily lost.
本発明の車両およびその制御方法は、制動中に内燃機関の運転を停止する際に車両に作用する制動力が一時的に抜けるのを抑制することを目的とする。 An object of the vehicle and the control method thereof of the present invention is to suppress a temporary release of a braking force acting on the vehicle when the operation of the internal combustion engine is stopped during braking.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の第1の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する電力の上下限である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
運転者の操作に基づいて車両に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が制動力のとき、前記内燃機関が運転されているときには前記内燃機関の運転を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記内燃機関の運転を停止する際には該内燃機関の運転停止前の前記電動機による制動力の少なくとも一部の前記制動力付与手段による制動力への置き換えと該内燃機関の運転停止後の前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の前記電動機による制動力への置き換えとを伴って前記内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記内燃機関が運転停止されているときには該内燃機関の運転停止を保持して前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The first vehicle of the present invention is
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine, and for inputting / outputting power to / from the output shaft and the axle side with input / output of power and power,
An electric motor capable of outputting power to either the axle or an axle different from the axle;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
An input / output restriction setting means for setting an input / output restriction that is an upper and lower limit of electric power for charging and discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for the vehicle based on the operation of the driver;
When the set required driving force is a braking force, when the internal combustion engine is operating, the set required driving force is within a range of the set input / output limit with the operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the braking force applying means are controlled to act on the engine, and when the operation of the internal combustion engine is stopped, the electric motor before the operation stop of the internal combustion engine is Replacing at least a part of the braking force with the braking force by the braking force applying means and replacing at least a part of the braking force by the braking force applying means after the operation of the internal combustion engine with the braking force by the electric motor. Accordingly, the operation of the internal combustion engine is smoothly stopped, and the internal combustion engine and the electric power are set so that the set required driving force acts on the vehicle within the set input / output limit range. Controlling the force input / output means, the electric motor and the braking force applying means, and holding the operation stop of the internal combustion engine when the operation of the internal combustion engine is stopped, and within the set input / output limit Control means for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, the electric motor, and the braking force applying means so that the set required driving force acts on the vehicle;
It is a summary to provide.
この本発明の第1の車両では、運転者の操作に基づいて設定される車両に要求される要求駆動力が制動力のときには、内燃機関が運転されているときには内燃機関の運転を伴って蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関が運転されているときに要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。また、内燃機関の運転を停止する際には内燃機関の運転停止前の電動機による制動力の少なくとも一部の制動力付与手段による制動力への置き換えと内燃機関の運転停止後の制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の電動機による制動力への置き換えとを伴って内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。即ち、内燃機関の運転を停止するときには電動機による制動力の一部が制動力付与手段による制動力に置き換えられているから、内燃機関の運転停止を滑らかに行なうことに伴って電動機から十分な制動力を作用させることができない状態となっても要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。更に、内燃機関が運転停止されているときには内燃機関の運転停止を保持して蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関が運転停止されているときに要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。このように、内燃機関の運転状態により要求駆動力としての制動力の作用のさせ方を変更するから、内燃機関が運転されているときに制動力の作用が開始され、内燃機関の運転が停止されても、安定して要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。 In the first vehicle of the present invention, when the required driving force required for the vehicle set based on the driver's operation is a braking force, the electric power is stored with the operation of the internal combustion engine when the internal combustion engine is operating. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the braking force applying means are controlled so that the required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output restriction of the means. Thereby, when the internal combustion engine is operated, a braking force as a required driving force can be applied to the vehicle. Further, when stopping the operation of the internal combustion engine, at least a part of the braking force by the electric motor before the operation stop of the internal combustion engine is replaced with the braking force by the braking force applying means, and the braking force applying means after the operation of the internal combustion engine is stopped The internal combustion engine is smoothly shut down with the replacement of the braking force by at least a part of the braking force by the electric motor, and the required driving force is applied to the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. The engine, power power input / output means, electric motor, and braking force applying means are controlled. That is, when the operation of the internal combustion engine is stopped, a part of the braking force by the electric motor is replaced by the braking force by the braking force applying means, so that the motor is sufficiently controlled by smoothly stopping the operation of the internal combustion engine. Even if the power cannot be applied, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle. Further, when the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are maintained so that the required driving force is applied to the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. The braking force applying means is controlled. As a result, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle when the internal combustion engine is stopped. As described above, since the method of applying the braking force as the required driving force is changed depending on the operating state of the internal combustion engine, the operation of the braking force is started when the internal combustion engine is operated, and the operation of the internal combustion engine is stopped. Even if this is done, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle stably.
こうした本発明の第1の車両において、前記制御手段は、前記電動機による制動力と前記制動力付与手段による制動力との置き換えを一定割合で順次行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、制動力の置き換えを滑らかに行なうことができる。 In the first vehicle of the present invention, the control means may be means for sequentially replacing the braking force by the electric motor and the braking force by the braking force applying means at a constant rate. In this way, the braking force can be replaced smoothly.
また、本発明の第1の車両において、前記制御手段は、前記電動機による制動力が所定制動力となるよう前記電動機による制動力と前記制動力付与手段による制動力との置き換えを行なう手段であるものとすることもできる。さらに、本発明の第1の車両において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止する際には前記電力動力入出力手段による動力の入出力を伴って前記内燃機関が滑らかに停止するよう制御する手段であるものとすることもできる。 In the first vehicle of the present invention, the control means is means for replacing the braking force by the electric motor and the braking force by the braking force applying means so that the braking force by the electric motor becomes a predetermined braking force. It can also be. Further, in the first vehicle of the present invention, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the control means causes the internal combustion engine to smoothly stop with input / output of power by the power power input / output means. It can also be a means for controlling.
本発明の第2の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する電力の上下限である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
運転者の操作に基づいて車両に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が制動力のとき、前記内燃機関の運転が停止されるまでは前記電動機による第1の制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止された以降は前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の前記電動機による制動力への置き換えを経由して前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段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。
The second vehicle of the present invention is
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine, and for inputting / outputting power to / from the output shaft and the axle side with input / output of power and power,
An electric motor capable of outputting power to either the axle or an axle different from the axle;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
An input / output restriction setting means for setting an input / output restriction that is an upper and lower limit of electric power for charging and discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for the vehicle based on the operation of the driver;
When the set required driving force is a braking force, the set required driving force acts on the vehicle with the action of the first braking force by the electric motor until the operation of the internal combustion engine is stopped. The electric motor and the braking force applying means are controlled, and after the operation of the internal combustion engine is stopped, the braking force by the braking force applying means is replaced by at least part of the braking force by the electric motor. The electric motor and the braking force applying means so that the set required driving force acts on the vehicle with an action of a braking force larger than the first braking force by the electric motor within a set input / output limit range. Braking control means for controlling,
It is a summary to provide.
この本発明の第2の車両では、運転者の操作に基づいて設定される車両に要求される要求駆動力が制動力のときには、内燃機関の運転が停止されるまでは電動機による第1の制動力の作用を伴って要求駆動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関の運転が停止されるまでは要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。また、内燃機関の運転が停止された以降は制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の電動機による制動力への置き換えを経由して蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って要求駆動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関の運転停止を滑らかに行なうことに伴って電動機から十分な制動力を作用させることができない状態に拘わらず、要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。 In the second vehicle of the present invention, when the required driving force required for the vehicle set based on the operation of the driver is a braking force, the first control by the electric motor is stopped until the operation of the internal combustion engine is stopped. The electric motor and the braking force applying means are controlled so that the required driving force acts on the vehicle with the action of power. Thus, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle until the operation of the internal combustion engine is stopped. In addition, after the operation of the internal combustion engine is stopped, the first force by the electric motor is within the range of the input / output limitation of the power storage means via the replacement of the braking force by the braking force applying means with at least a part of the braking force by the electric motor. The electric motor and the braking force applying means are controlled so that the required driving force is applied to the vehicle with the action of a braking force larger than the braking force. As a result, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle regardless of the state in which a sufficient braking force cannot be applied from the electric motor as the internal combustion engine is smoothly stopped.
これら本発明の第1の車両や第2の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか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、前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできる。 In the first vehicle and the second vehicle of the present invention, the power drive input / output means is connected to three axes of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotation shaft, and any two of the three shafts. It is also possible to provide means including a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on the power input / output to / from the power generator and a generator for inputting / outputting power to / from the rotating shaft. .
本発明の第1の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備える車両において車両に要求される要求駆動力として制動力が設定されたときの該車両の制御方法であって、
(a)前記内燃機関が運転されているときには、前記内燃機関の運転を伴って前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(b)前記内燃機関の運転を停止する際には、該内燃機関の運転停止前の前記電動機による制動力の少なくとも一部の前記制動力付与手段による制動力への置き換えと該内燃機関の運転停止後の前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の前記電動機による制動力への置き換えとを伴って前記内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(c)前記内燃機関が運転停止されているときには該内燃機関の運転停止を保持して前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
ことを要旨とする。
The first vehicle control method of the present invention comprises:
An internal combustion engine; power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine for inputting and outputting power to and from the output shaft and the axle side with input and output of power and power; and the axle or An electric motor capable of outputting power to any of the axles different from the axle, the electric power driving input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle A control method for the vehicle when a braking force is set as a required driving force required for the vehicle in a vehicle comprising:
(A) When the internal combustion engine is in operation, the internal combustion engine and the internal combustion engine are operated so that the set required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine. Controlling power power input / output means, the electric motor and the braking force applying means;
(B) When stopping the operation of the internal combustion engine, replacing at least a part of the braking force by the electric motor before stopping the operation of the internal combustion engine with the braking force by the braking force applying means and the operation of the internal combustion engine After the stop, the internal combustion engine is smoothly shut down with the replacement of at least a part of the braking force by the braking force applying means with the braking force by the electric motor, and within the input / output limit range of the power storage means. And controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the braking force applying means so that the set required driving force acts on the vehicle,
(C) When the internal combustion engine is shut down, the internal combustion engine is held so that the set required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. And controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the braking force applying means,
This is the gist.
この本発明の第1の車両の制御方法では、運転者の操作に基づいて設定される車両に要求される要求駆動力が制動力のときには、内燃機関が運転されているときには内燃機関の運転を伴って蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関が運転されているときに要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。また、内燃機関の運転を停止する際には内燃機関の運転停止前の電動機による制動力の少なくとも一部の制動力付与手段による制動力への置き換えと内燃機関の運転停止後の制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の電動機による制動力への置き換えとを伴って内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。即ち、内燃機関の運転を停止するときには電動機による制動力の一部を制動力付与手段による制動力に置き換えられているから、内燃機関の運転停止が滑らかに行なうことに伴って電動機から十分な制動力を作用させることができない状態となっても要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。更に、内燃機関が運転停止されているときには内燃機関の運転停止を保持して蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力が車両に作用するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関が運転停止されているときに要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。このように、内燃機関の運転状態により要求駆動力としての制動力の作用のさせ方を変更するから、内燃機関が運転されているときに制動力の作用が開始され、内燃機関の運転が停止されても、安定して要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。 In the first vehicle control method of the present invention, when the required driving force required for the vehicle set based on the driver's operation is a braking force, the internal combustion engine is operated when the internal combustion engine is operating. Accordingly, the internal combustion engine, the power driving input / output means, the electric motor, and the braking force applying means are controlled so that the required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output restriction of the power storage means. Thereby, when the internal combustion engine is operated, a braking force as a required driving force can be applied to the vehicle. Further, when stopping the operation of the internal combustion engine, at least a part of the braking force by the electric motor before the operation stop of the internal combustion engine is replaced with the braking force by the braking force applying means, and the braking force applying means after the operation of the internal combustion engine is stopped The internal combustion engine is smoothly shut down with the replacement of the braking force by at least a part of the braking force by the electric motor, and the required driving force is applied to the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. The engine, power power input / output means, electric motor, and braking force applying means are controlled. That is, when the operation of the internal combustion engine is stopped, a part of the braking force by the electric motor is replaced by the braking force by the braking force applying means, so that the motor is sufficiently controlled as the internal combustion engine is smoothly stopped. Even if the power cannot be applied, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle. Further, when the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor are maintained so that the required driving force is applied to the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. The braking force applying means is controlled. As a result, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle when the internal combustion engine is stopped. As described above, since the method of applying the braking force as the required driving force is changed depending on the operating state of the internal combustion engine, the operation of the braking force is started when the internal combustion engine is operated, and the operation of the internal combustion engine is stopped. Even if this is done, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle stably.
本発明の第2の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備える車両において車両に要求される要求駆動力として制動力が設定されたときの該車両の制御方法であって、
(a)前記内燃機関の運転が停止されるまでは前記電動機による第1の制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(b)前記内燃機関の運転が停止された以降は前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の前記電動機による制動力への置き換えを経由して前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
ことを要旨とする。
The second vehicle control method of the present invention comprises:
An internal combustion engine; power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine for inputting and outputting power to and from the output shaft and the axle side with input and output of power and power; and the axle or An electric motor capable of outputting power to any of the axles different from the axle, the electric power driving input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle A control method for the vehicle when a braking force is set as a required driving force required for the vehicle in a vehicle comprising:
(A) Until the operation of the internal combustion engine is stopped, the electric motor and the braking force applying means are arranged so that the set required driving force acts on the vehicle with the action of the first braking force by the electric motor. Control
(B) After the operation of the internal combustion engine is stopped, at least a part of the braking force by the braking force applying unit is replaced with the braking force by the electric motor within the input / output limit range of the power storage unit. Controlling the electric motor and the braking force applying means so that the set required driving force acts on the vehicle with an action of a braking force larger than the first braking force by the electric motor;
This is the gist.
この本発明の第2の車両の制御方法では、運転者の操作に基づいて設定される車両に要求される要求駆動力が制動力のときには、内燃機関の運転が停止されるまでは電動機による第1の制動力の作用を伴って要求駆動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関の運転が停止されるまでは要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。また、内燃機関の運転が停止された以降は制動力付与手段による制動力の少なくとも一部の電動機による制動力への置き換えを経由して蓄電手段の入出力制限の範囲内で電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って要求駆動力が車両に作用するよう電動機と制動力付与手段とを制御する。これにより、内燃機関の運転停止が滑らかに行なうことに伴って電動機から十分な制動力を作用させることができない状態に拘わらず、要求駆動力としての制動力を車両に作用させることができる。 In the second vehicle control method of the present invention, when the required driving force required for the vehicle set based on the operation of the driver is the braking force, the first operation by the electric motor is performed until the operation of the internal combustion engine is stopped. The electric motor and the braking force applying means are controlled so that the required driving force acts on the vehicle with the action of the braking force of 1. Thus, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle until the operation of the internal combustion engine is stopped. In addition, after the operation of the internal combustion engine is stopped, the first force by the electric motor is within the range of the input / output limitation of the power storage means via the replacement of the braking force by the braking force applying means with at least a part of the braking force by the electric motor. The electric motor and the braking force applying means are controlled so that the required driving force is applied to the vehicle with the action of a braking force larger than the braking force. As a result, the braking force as the required driving force can be applied to the vehicle regardless of the state in which a sufficient braking force cannot be applied from the electric motor as the internal combustion engine is smoothly stopped.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一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。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、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、駆動輪39a,39bや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ92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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
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。
The
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にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35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側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して、最終的には車両の駆動輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも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のいずれか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のいずれか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,MG2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、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、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。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
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に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tb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。
The
ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキペダル85の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ90の圧力(ブレーキ圧)と車速Vとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪39a,39bや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したり、ブレーキペダル85の踏み込みに無関係に、駆動輪39a,39bや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ92の作動により駆動輪39a,39bや図示しない従動輪に制動力を作用させる場合を油圧ブレーキと称する。ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキ用電子制御ユニット(以下、ブレーキECUという)94により制御されている。ブレーキECU94は、図示しない信号ラインにより、駆動輪39a,39bや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの車輪速や図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル85を踏み込んだときに駆動輪39a,39bや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能(ABS)や運転者がアクセルペダル83を踏み込んだときに駆動輪39a,39bのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール(TRC),車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御(VSC)なども行なう。ブレーキECU94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ブレーキアクチュエータ92を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ92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。
The
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。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,ブレーキECU94と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度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を計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にエンジン22の運転中に運転者がブレーキペダル85を踏み込むことにより走行中の車両が制動され減速する際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により実行される制動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、車両の走行中でエンジン22の運転中に運転者がブレーキペダル85を踏み込んだ際に実行されるものとした。
Next, the operation of the
制動制御ルーチンでは、エンジン22の運転停止の要求がなされるまではエンジン22の運転を伴って制動力を車両に作用させるエンジン運転中処理(図3参照)を実行し(ステップS100,S110)、エンジン22の運転停止の要求がなされると、制動トルクの置き換えを伴ってエンジン22を滑らかに停止するエンジン停止処理を実行し(ステップS115)、エンジン22の運転を停止した後は停車するまでエンジン22の運転停止を維持した状態で制動力を車両に作用させるエンジン停止後処理(図7参照)を実行する(ステップS160,S170)。ここで、エンジン停止処理は、モータMG2の制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えるトルク置き換え処理(ステップS120)と、エンジンECU24にエンジン22の運転停止を指示するエンジン停止指示処理(ステップS130)と、エンジン22を滑らかに運転停止するための滑らか停止処理(ステップS140)と、トルク置き換え処理により置き換えた制動トルクを戻すトルク戻し処理(ステップS150)とにより行なわれる。トルク置き換え処理は図4に例示するトルク置き換え処理により実行され、滑らか停止処理は図5に例示する滑らか停止処理により実行され、トルク戻し処理は図6に例示するトルク戻し処理により実行される。以下、順に説明する。
In the braking control routine, an engine running process (see FIG. 3) for applying a braking force to the vehicle with the operation of the
図3のエンジン運転中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、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や車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,エンジン22の回転数Ne,バッテリ50の入力制限Winなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS200)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて計算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入力制限Winは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
3 is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求制動トルクTr*を設定する(ステップS210)。要求制動トルクTr*は、実施例では、ブレーキペダルポジションBPと車速Vと要求制動トルクTr*との関係を予め定めて要求制動トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、ブレーキペダルポジションBPと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求制動トルクTr*を導出して設定するものとした。図8に要求制動トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is input in this way, the required braking torque Tr to be output to the
続いて、入力した車速Vに基づいて予め設定された最低回転数をエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に目標トルクTe*として値0を設定し(ステップS220)、モータMG1のトルク指令Tm1*として値0を設定する(ステップS230)。ここで、エンジン22の目標回転数Ne*については、実施例では車速Vに基づいて予め設定された最低回転数に設定するものとしたが、例えば1000rpmや1200rpmなどの所定の回転数を設定するものとしてもよい。
Subsequently, a minimum rotational speed set in advance based on the input vehicle speed V is set as the target rotational speed Ne * of the
次に、バッテリ50の入力制限WinをモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2から出力してもよいトルクの下限としてのトルク制限Tminを計算すると共に(ステップS240)、油圧ブレーキによる制動力とモータMG2による制動力との分配比であるトルク分配比kを要求制動トルクTr*に乗じたものを減速ギヤ35のギヤ比Grで除して仮モータトルクTm2tmpを計算し(ステップS250)、計算した仮モータトルクTm2tmpとトルク制限Tminとのうち大きい方をモータMG2のトルク指令Tm2*として設定し(ステップS260)、要求制動トルクTr*からトルク指令Tm2*にギヤ比Grを乗じたものを減じて油圧ブレーキにより作用させるブレーキトルク指令Tb*を設定する(ステップS270)。ここで、トルク分配比kは、上述したように、油圧ブレーキによる制動力とモータMG2による制動力との分配比であり、車速Vやバッテリ50の残容量(SOC)などにより設定される。
Next, the input limit Win of the
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*,ブレーキトルク指令Tb*を設定すると、目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に、ブレーキトルク指令Tb*についてはブレーキECU94にそれぞれ送信して(ステップS280)、エンジン運転中処理を終了する。目標回転数Ne*と値0の目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22がトルクを出力することなく目標回転数Ne*で運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。値0のトルク指令Tm1*とトルク指令Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1からトルクが出力されないようにすると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。また、ブレーキトルク指令Tb*を受信したブレーキECUは、駆動軸としてのリングギヤ軸32aにブレーキトルク指令Tb*に基づくブレーキトルクが作用するようにブレーキアクチュエータ92を制御する。
Thus, when the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
図7のエンジン停止後処理は、図3のエンジン運転中処理のステップS220に代えてエンジン22の目標回転数Ne*に値0を設定する処理(ステップS620)を実行する点を除いて、エンジン運転中処理と同一である。
The engine post-engine stop process of FIG. 7 is performed except that a process (step S620) for setting the target rotational speed Ne * of the
次に、エンジン停止処理について説明する。エンジン停止処理におけるトルク置き換え処理では、図4に示すように、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、現在設定されているモータMG2のトルク指令Tm2*をトルク戻し処理で用いる戻しトルクTm2retとして設定する(ステップS300)。そして、モータMG2のトルク指令Tm2*が停止時トルクTm2stopに至るまで、図3のエンジン運転中処理のステップS200〜S230と同一の処理、即ちブレーキペダルポジションBPや車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,エンジン22の回転数Ne,バッテリ50の入力制限Winを入力する処理(ステップS310)や要求制動トルクTr*を設定する処理(ステップS320)、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を設定する処理(ステップS330)、モータMG1のトルク指令Tm1*を設定する処理(ステップS340)と、モータMG2のトルク指令Tm2*に増減トルクΔTm2を増加したものを新たなモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する処理(ステップS350)と、要求制動トルクTr*から新たなトルク指令Tm2*にギヤ比Grを乗じたものを減じてブレーキトルク指令Tb*を設定する処理(ステップS360)と、設定値をエンジンECU24やモータECU40,ブレーキECU94に送信する処理(ステップS370)とを繰り返し、モータMG2のトルク指令Tm2*が停止時トルクTm2stopに至ったときに終了する。ここで、増減トルクΔTm2は、モータMG2からの制動トルクと油圧ブレーキからの制動トルクとをスムーズに置き換えるためのトルクであり、油圧ブレーキの性能や本ルーチンの起動間隔などにより定めることができる。また、停止時トルクTm2stopは、エンジン22の運転停止に際してバッテリ50の入力制限Winにより出力制限されない程度に十分大きな(絶対値として小さな)モータトルクであり、エンジン22の特性やバッテリ50の容量などにより定めることができる。
Next, the engine stop process will be described. In the torque replacement process in the engine stop process, as shown in FIG. 4, the
エンジン停止処理におけるトルク戻し処理は、基本的には、トルク置き換え処理により置き換えた制動トルクを戻す処理であり、図6に示すように、戻しトルクTm2retの設定処理がない点やエンジン22が運転停止していることからエンジン22の目標回転数Ne*に値0が設定される点(ステップS530)、モータMG2のトルク指令Tm2*が増減トルクΔTm2だけ小さくされる点(ステップS550)、繰り返し処理の判定に戻しトルクTm2retが用いられている点(ステップS590)を除いて図4のトルク置き換え処理と同様である。したがって、重複した説明を回避するため、トルク戻し処理におけるこれ以上の詳細な説明は省略する。
The torque return process in the engine stop process is basically a process for returning the braking torque replaced by the torque replacement process. As shown in FIG. 6, there is no process for setting the return torque Tm2ret, and the
エンジン停止処理における滑らか停止処理が実行されると、図5に示すように、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、図3のエンジン運転中処理のステップS200と同様にブレーキペダルポジションBPや車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,エンジン22の回転数Neなど制御に必要なデータを入力し(ステップS400)、ブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて要求制動トルクTr*を設定する(ステップS410)。続いて、エンジン22の回転数Neが閾値Neref以下であるか否かを判定し(ステップS420)、回転数Neが閾値Nerefより大きいときにはモータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS430)、回転数Neが閾値Neref以下であるときにはモータMG1のトルク指令Tm1*にトルクTm1stopを設定する(ステップS440)。ここで、閾値Nerefは、エンジン22を滑らかに停止するためにモータMG1からトルクを出力し始めるエンジン22の回転数であり、例えば600rpmや800rpmなどを用いることができる。また、トルクTm1stopは、エンジン22の急な停止に伴うトルクショックを低減し滑らかに停止するためにモータMG1から出力する正方向のトルクであり、エンジン22の回転数Neが低下する程度の大きさのトルクを用いることができる。
When the smooth stop process in the engine stop process is executed, as shown in FIG. 5, the
続いて、上述したトルク置き換え処理でモータMG2のトルク指令Tm2*として最終的に設定したトルクTm2stopからモータMG1のトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを減じてモータMG2のトルク指令Tm2*として設定し(ステップS450)、図3のステップS270と同様に要求制動トルクTr*からトルク指令Tm2*にギヤ比Grを乗じたものを減じてブレーキトルク指令Tb*を設定する(ステップS460)。そして、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*やブレーキトルク指令Tb*をモータECU40やブレーキECU94に送信し(ステップS470)、エンジン22の回転数Neが値0に至ったか否かを判定する(ステップS480)。エンジン22の回転数Neが値0に至っていないときにはステップS400に戻ってステップS400からステップS480の処理を繰り返す。エンジン22の回転数Neが値0に至ったときには、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にモータECU40に送信し(ステップS490)、滑らか停止処理を終了する。
Subsequently, the motor MG2 torque command Tm1 * divided by the gear ratio ρ of the power distribution and
滑らか停止処理によりエンジン22の回転数Neが閾値Neref以下に至ったときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図9に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。図9の共線図には、R軸上にモータMG2からトルク指令Tm2*が出力されたときにリングギヤ32に作用するトルク(Tm2*・Gr)とブレーキトルク指令Tb*とを示し、比較のために、その横にトルク置き換え処理を行なわずに滑らか停止処理を実行したときにモータMG2から出力されリングギヤ32に作用するトルク(Tm2・Gr)とそのときのブレーキトルク指令Tb*と(以下、比較例という。)を示した。エンジン22の回転数Neが閾値Neref以下になると、エンジン22の回転数Neの低下を緩やかにするためにモータMG1からトルクTm1stopを出力する。このため、モータMG1は回生制御され出力トルクとその回転数に応じた発電電力(Pm1=Tm1stop・Nm1)を発生する。比較例では、トルク置き換え処理によるモータMG2の制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えていないから、実施例に比して大きな制動トルクがモータMG2から出力され、その出力トルクと回転数とに応じた大きな発電電力(Pm1=Tm2・Nm2)が発生する。このとき、バッテリ50はモータMG1の発電電力Pm1とモータMG2の発電電力Pm2との和の電力により充電されることになるが、この和の電力がバッテリ50の入力制限Winを超えると、モータMG2の制動トルクが制限されることになり、車両に作用する制動力が低下し、いわゆる制動トルクのトルク抜けが生じる。一方、実施例では、トルク置き換え処理によるモータMG2の制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えているから、モータMG2の制動トルクが小さいためにその発電電力Pm2も小さく抑えられる。このため、モータMG1の発電電力Pm1とモータMG2の発電電力Pm2との和の電力はバッテリ50の入力制限Winの範囲内となり、モータMG2の制動トルクが制限されることによって生じるトルク抜けは生じない。
FIG. 9 shows an example of a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotational elements of the power distribution and
図10は、運転者によりブレーキペダル85が踏み込まれたときのモータMG2のトルクTm2やブレーキトルクTb,要求制動トルクTr*,モータMG2の回転数Nm2,エンジン22の回転数Ne,モータMG1のトルクTm1の時間変化の一例を模式的に示す説明図である。ブレーキペダル85の踏み込みに応じた要求制動トルクTr*をトルク分配比kで分配した制動トルクがモータMG2と油圧ブレーキとから出力されている最中にエンジン停止要求がなされると(時間T1)、トルク置き換え処理によりモータMG2による制動トルクの一部が油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えられ、滑らか停止処理が実行される。滑らか停止処理においてエンジン22の回転数Neが閾値Neref以下に至った時間T2では、エンジン22を滑らかに停止するためにモータMG1からトルクTm1stopが出力され、モータMG2からは置き換え後の制動トルクとモータMG1から出力されリングギヤ軸32aに作用するトルクをキャンセルするためのトルクとの和のトルクが出力される。このとき、モータMG1もモータMG2も回生制御されることになり発電電力Pm1,Pm2を生じるが、トルク置き換え処理によりモータMG2の制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えているから、発電電力Pm1,Pm2の和の電力はバッテリ50の入力制限Winの範囲内となり、モータMG2のトルク制限は行なわれない。この結果、車両には要求制動トルクTr*が作用し、いわゆるトルク抜けは生じない。エンジン22の回転数Neが値0に至った以降の時間T3では、トルク置き換え処理により置き換えられたトルクを戻すトルク戻し処理が行なわれ、時間T4にトルク戻し処理が終了した以降は、エンジン停止後処理によりブレーキペダル85が踏み込みに応じた要求制動トルクTr*をトルク分配比kで分配した制動トルクがモータMG2と油圧ブレーキとから出力されるようになる。
FIG. 10 shows the torque Tm2, brake torque Tb, required braking torque Tr *, motor MG2 rotational speed Nm2,
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、運転者によりブレーキペダル85が踏み込まれてモータMG2と油圧ブレーキとから制動トルクを出力している最中にエンジン22の停止要求がなされたときには、モータMG2による制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えてからモータMG1の制御を伴ってエンジン22を滑らかに停止するから、モータMG1の発電電力Pm1とモータMG2の発電電力Pm2との和の電力がバッテリ50の入力制限Winを超えることによりモータMG2のトルクが制限されるのを抑止することができる。この結果、いわゆる制動トルクのトルク抜けを防止することができ、運転者のブレーキペダル85の踏み込みに応じた要求制動トルクTr*を安定して車両に作用させることができる。しかも、エンジン22を滑らかに停止するから、エンジン22を停止する際の振動などを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、トルク置き換え処理としてモータMG2による制動トルクと油圧ブレーキによる制動トルクの置き換えを一定値としての増減トルクΔTm2を用いて時間の経過に対して一定割合で行なうものとしたが、モータMG2による制動トルクと油圧ブレーキによる制動トルクの置き換えを変動値としての増減トルクを用いて時間の経過に対して変動する割合で行なうものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、トルク置き換え処理としてモータMG2による制動トルクの一部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えるものとしたが、モータMG2による制動トルクの全部を油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えるものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車20では、トルク置き換え処理としてモータMG2のトルク指令Tm2*が予め設定された停止時トルクTm2stopに至るまでモータMG2による制動トルクを油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えるものとしたが、車速Vや要求制動トルクTr*,入力制限WinなどからモータMG1からトルクTm1stopを出力した際にモータMG1やモータMG2による発電電力Pm1,Pm2の和の電力が入力制限Winを超えないトルクを計算し、そのトルクを停止時トルクTm2stopとして用いてモータMG2による制動トルクを油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転を停止するときにはモータMG1から予め設定したトルクTm1stopを出力するものとしたが、エンジン22の回転数Neに応じて変動するトルクをトルクTm1stopとしてモータMG1から出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によってブレーキペダル85が踏み込まれてもエンジン22が運転されているときには要求制動トルクTr*をトルク分配比kで分配した制動トルクをモータMG2と油圧ブレーキとから出力し、その後にエンジン22の停止要求が行なわれたときにトルク置き換え処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*が予め設定された停止時トルクTm2stopに至るまでモータMG2による制動トルクを油圧ブレーキによる制動トルクに置き換えてエンジン22の運転を停止し、その後、置き換えたトルクを戻すものとしたが、運転者によってブレーキペダル85が踏み込まれたときにはエンジン22の運転が停止されるまではモータMG2から停止時トルクTm2stopを出力し、エンジン22の運転を停止した後に要求制動トルクTr*をトルク分配比kで分配した制動トルクがモータMG2と油圧ブレーキとから出力されるよう油圧ブレーキによる制動トルクの一部をモータMG2による制動トルクに順次置き換えるものとしてもよい。この場合のモータMG2のトルクTm2やブレーキトルクTb、要求制動トルクTr*の時間変化の一例を図11に示す。図11には、比較のため実施例のトルク置き換え処理を伴う場合を破線で示した。このようにしても、エンジン22の運転を停止する際にモータMG1の発電電力Pm1とモータMG2の発電電力Pm2との和の電力がバッテリ50の入力制限Winを超えることによりモータMG2のトルクが制限されるのを抑止することができ、いわゆる制動トルクのトルク抜けを防止することができる。また、エンジン22を滑らかに停止するから、エンジン22を停止する際の振動などを抑制することができる。なお、この場合、エンジン22を運転しているときでもモータMG2からは停止時トルクTm2stopが出力されるから、実施例に比して運動エネルギの電力への回生が若干少なくなる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35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12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12における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図13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。
In the
実施例では、本発明の実施の形態をハイブリッド自動車20を用いて説明したが、自動車以外の列車などの車両の形態としてもよく、車両の制御方法の形態としても構わない。
In the embodiment, the embodiment of the present invention has been described using the
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。 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.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 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、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、35 減速ギヤ、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、51 温度センサ、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、64a,64b 車輪、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、90 ブレーキマスターシリンダ、92 ブレーキアクチュエータ、94 ブレーキ用電子制御ユニット(ブレーキECU)、96a〜96d ブレーキホイールシリンダ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35 reduction gear, 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, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever , 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 90 brake master cylinder, 92 brake actuator, 94 electronic control unit for brake (brake ECU), 96a-96d Brake wheel cylinder, 230 Counter rotor motor, 232
Claims (8)
前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する電力の上下限である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
運転者の操作に基づいて車両に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が制動力のときに前記内燃機関が運転されているときには前記内燃機関の運転を伴って前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記設定された要求駆動力が制動力のときに前記内燃機関の運転を停止する際には該内燃機関の運転停止前に前記電動機による制動力の少なくとも一部を前記制動力付与手段による制動力へ置き換えることと該内燃機関の運転停止後に前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部を前記電動機による制動力へ置き換えることとを伴って前記内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記設定された要求駆動力が制動力のときに前記内燃機関が運転停止されているときには該内燃機関の運転停止を保持して前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine, and for inputting / outputting power to / from the output shaft and the axle side with input / output of power and power,
An electric motor capable of outputting power to either the axle or an axle different from the axle;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
An input / output restriction setting means for setting an input / output restriction that is an upper and lower limit of electric power for charging and discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for the vehicle based on the operation of the driver;
When the internal combustion engine is operated when the set required drive force is a braking force, the set required drive force is within the set input / output limit range with the operation of the internal combustion engine. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the braking force applying means so that the operation of the internal combustion engine is stopped when the set required driving force is the braking force. braking by the braking force application means at least part of the braking force after the stop of the operation of the location-out place Rukoto and the internal combustion engine to the braking force by the braking force application means by the driver the motor before stopping of the internal combustion engine in the set requested within the set input and output limits with operation stop of the internal combustion engine with a recombinant-out location Rukoto is smoothly performed to the braking force by at least a portion of the power the electric motor Power controls and said braking force applying means and the internal combustion engine and the electric power-mechanical power input output mechanism and the motor to act on the vehicle, the internal combustion engine is shut down the set required driving force when the braking force The internal combustion engine, the power power input / output means, and the power so that the set required driving force acts on the vehicle within the set input / output limit range while holding the operation stop of the internal combustion engine. Control means for controlling the electric motor and the braking force applying means;
A vehicle comprising:
前記内燃機関の出力軸と車軸側とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記車軸側とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる車軸のいずれかに動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段を充放電する電力の上下限である入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
運転者の操作に基づいて車両に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が制動力のとき、前記内燃機関の運転が停止されるまでは前記電動機による第1の制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用する
よう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、前記内燃機関の運転が停止された以降は前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部を前記電動機による制動力へ置き換えることを経由して前記設定された入出力制限の範囲内で前記電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する制動時制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine, and for inputting / outputting power to / from the output shaft and the axle side with input / output of power and power,
An electric motor capable of outputting power to either the axle or an axle different from the axle;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
An input / output restriction setting means for setting an input / output restriction that is an upper and lower limit of electric power for charging and discharging the power storage means based on the state of the power storage means;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for the vehicle based on the operation of the driver;
When the set required driving force is a braking force, the set required driving force acts on the vehicle with the action of the first braking force by the electric motor until the operation of the internal combustion engine is stopped. controls said braking force applying means and said electric motor, via a location-out place Rukoto to the braking force by the electric motor at least part of the braking force by the braking force application means after the operation is stopped in the internal combustion engine The electric motor and the braking force so that the set required driving force acts on the vehicle with an action of a braking force larger than the first braking force by the electric motor within the set input / output limit range. Braking control means for controlling the applying means;
A vehicle comprising:
(a)前記内燃機関が運転されているときには、前記内燃機関の運転を伴って前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(b)前記内燃機関の運転を停止する際には、該内燃機関の運転停止前に前記電動機による制動力の少なくとも一部を前記制動力付与手段による制動力へ置き換えることと該内燃機関の運転停止後に前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部を前記電動機による制動力へ置き換えることとを伴って前記内燃機関の運転停止が滑らかに行なわれると共に前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(c)前記内燃機関が運転停止されているときには該内燃機関の運転停止を保持して前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
車両の制御方法。 An internal combustion engine; power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine for inputting and outputting power to and from the output shaft and the axle side with input and output of power and power; and the axle or An electric motor capable of outputting power to any of the axles different from the axle, the electric power driving input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle A control method for the vehicle when a braking force is set as a required driving force required for the vehicle in a vehicle comprising:
(A) When the internal combustion engine is in operation, the internal combustion engine and the internal combustion engine are operated so that the set required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine. Controlling power power input / output means, the electric motor and the braking force applying means;
(B) said when stopping the operation of the internal combustion engine, the internal combustion engine the motor according to at least some of the recombinant-out location to the braking force by the braking force application means Rukoto and the internal combustion braking force before the stop of the operation of the said storage means together with said at least part of the braking force by the braking force application means after the stop of the operation of the engine with a location-out place Rukoto to the braking force by the electric motor engine shutdown is smoothly performed Controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the braking force applying means so that the set required driving force is applied to the vehicle within the range of the input / output restriction;
(C) When the internal combustion engine is shut down, the internal combustion engine is held so that the set required driving force acts on the vehicle within the range of the input / output limit of the power storage means. And controlling the electric power drive input / output means, the electric motor, and the braking force applying means,
Vehicle control method.
(a)前記内燃機関の運転が停止されるまでは前記電動機による第1の制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御し、
(b)前記内燃機関の運転が停止された以降は前記制動力付与手段による制動力の少なくとも一部を前記電動機による制動力へ置き換えることを経由して前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で前記電動機による前記第1の制動力より大きな制動力の作用を伴って前記設定された要求駆動力が車両に作用するよう前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する、
車両の制御方法。
An internal combustion engine; power power input / output means connected to the output shaft and the axle side of the internal combustion engine for inputting and outputting power to and from the output shaft and the axle side with input and output of power and power; and the axle or An electric motor capable of outputting power to any of the axles different from the axle, the electric power driving input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle A control method for the vehicle when a braking force is set as a required driving force required for the vehicle in a vehicle comprising:
(A) Until the operation of the internal combustion engine is stopped, the electric motor and the braking force applying means are arranged so that the set required driving force acts on the vehicle with the action of the first braking force by the electric motor. Control
(B) after the operation of the internal combustion engine is stopped the input and output limits of the accumulator unit via the location-out place Rukoto to the braking force by the electric motor at least part of the braking force by the braking force application means Controlling the electric motor and the braking force applying means so that the set required driving force acts on the vehicle with an action of a braking force larger than the first braking force by the electric motor within a range;
Vehicle control method.
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