JP4345738B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents
Vehicle and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4345738B2 JP4345738B2 JP2005332846A JP2005332846A JP4345738B2 JP 4345738 B2 JP4345738 B2 JP 4345738B2 JP 2005332846 A JP2005332846 A JP 2005332846A JP 2005332846 A JP2005332846 A JP 2005332846A JP 4345738 B2 JP4345738 B2 JP 4345738B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- power
- internal combustion
- combustion engine
- driving force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
本発明は、車両及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、車両としては、プラネタリギヤのサンギヤ,キャリア,リングギヤにそれぞれ発電機の回転軸,内燃機関の出力軸,駆動軸が接続されると共に駆動軸に電動機の回転軸が接続され、発電機と電動機と電力をやりとりするバッテリを備えた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、駆動軸の要求トルクが急増したときには、内燃機関の回転数を上昇させる方向への発電機のトルクをバッテリの出力制限に基づいて制限して設定することにより、駆動側への駆動軸の反力トルクの出力減少を抑えて駆動軸に出力されるトルクが不足するのを抑制する。
しかしながら、この特許文献1に記載された車両では、内燃機関側の制御については特に考慮されていなかった。このため、駆動軸に出力されるトルクが不足するのを抑制する際に、発電機のトルクを制限すると内燃機関の運転が安定して行えないことがあった。
However, in the vehicle described in
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる車両及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and a vehicle capable of stably operating an internal combustion engine when reliably outputting a driving force within a predetermined range with a required driving force as an upper limit, and a control method therefor The purpose is to provide.
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned object.
本発明の車両は、
駆動軸に動力を出力して走行する車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入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をやりとり可能な蓄電手段と、
前記駆動軸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、
所定の走行条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する非通常時制御を実行する制御手段と、
を備えたものである。
The vehicle of the present invention
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
The drive power is within the range of the input / output limit of the power storage means with the drive of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under predetermined traveling conditions. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor is performed so that the driving force within the predetermined range with the required driving force as an upper limit can be output, the normal time control can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine can be operated at the target rotational speed of the internal combustion engine at a non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as an upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the power power input / output so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine according to the control item hand And a control means for executing time control unusual for controlling the said electric motor,
It is equipped with.
この車両では、所定の走行条件のときに、内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための電力動力入出力手段の駆動を伴って駆動軸に要求される要求駆動力を蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための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を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、電力入出力手段には駆動軸に駆動力を出力させ、内燃機関には電力動力入出力手段の駆動を伴わずに内燃機関の制御項目による運転を行うことにより、蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力する。したがって、要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる。ここで、「所定の走行条件」とは、車両が走行しているときの条件のほか、車両が停車しているときの条件をも含む。 In this vehicle, the required driving force required for the drive shaft with the driving of the electric power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under predetermined driving conditions is stored in the power storage means. When the normal control for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to output within the range of the input / output limit is executed, the drive force within a predetermined range with the required drive force as the upper limit can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine for operating at the target rotational speed of the internal combustion engine at the non-normal time cannot output the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit. Non-normal control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output restriction of the power storage means with operation. Execute. As described above, in the non-normal time control, the power input / output means outputs the driving force to the drive shaft, and the internal combustion engine is operated by the control item of the internal combustion engine without driving the power power input / output means. Thus, the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit within the range of the input / output limitation of the power storage means is output. Therefore, the internal combustion engine can be stably operated when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit is reliably output. Here, the “predetermined traveling condition” includes not only the condition when the vehicle is traveling, but also the condition when the vehicle is stopped.
本発明の車両において、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記内燃機関のスロットル開度のフィードバック制御による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御してもよい。こうすれば、非通常時制御においてスロットル開度による回転数フィードバック制御を用いて比較的容易に内燃機関を安定して運転することができる。 In the vehicle according to the aspect of the invention, the control means includes the request accompanied by the operation of the internal combustion engine according to the control item of the internal combustion engine for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time control. Operation of the internal combustion engine by feedback control of the throttle opening of the internal combustion engine so that the internal combustion engine operates at a target rotational speed of the internal combustion engine when the driving force is output within the input / output limit range of the power storage means. Accordingly, the electric power drive input / output means and the electric motor may be controlled so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit. In this way, the internal combustion engine can be stably operated relatively easily by using the rotational speed feedback control based on the throttle opening in the non-normal time control.
本発明の車両において、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力を上限とする所定範囲の駆動力となる第2の関係とを両立する範囲内で前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御してもよい。このとき、前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力との和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御するものとしてもよい。 In the vehicle of the present invention, the control means outputs the driving power when the driving power within a predetermined range with the required driving power as an upper limit in the non-normal time control is within the input / output limit of the power storage means. A first relationship in which the sum of the electric power input / output by the input / output means and the electric power input / output by the electric motor is within the input / output limit range of the power storage means, and the power power from the output shaft of the internal combustion engine The sum of the driving force output to the driving shaft via the input / output means and the driving force output from the electric motor to the driving shaft becomes a driving force within a predetermined range with the set required driving force as an upper limit. The electric power drive input / output means and the electric motor may be controlled within a range in which the relationship 2 is compatible. At this time, the required driving force setting means sets a required driving force required for the drive shaft, sets a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine based on the set required driving force, and controls the control The means is inputted / outputted by the electric power input / output means when outputting the driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in the non-normal time control within the input / output limit range of the power storage means The sum of the electric power and the electric power input / output by the electric motor is output to the drive shaft from the output shaft of the internal combustion engine via the electric power drive input / output device and the first relationship that is an output limitation of the power storage device. The target driving force of the power input / output means based on the intersection of the second relationship in which the sum of the driving force output from the motor and the driving force output to the drive shaft becomes the set required driving force And the eyes of the motor Controlling the electric power drive input / output means and the electric motor so that the set target driving force is output, and controlling the internal combustion engine so that the target driving force of the internal combustion engine is output It is good.
本発明の車両において、前記制御手段は、前記所定範囲内の駆動力のうち前記所定範囲の上限の駆動力を出力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を制御してもよい。こうすれば、要求駆動力のすべてを確実に駆動軸へ出力することができる。 In the vehicle of the present invention, the control means controls the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so as to output an upper limit driving force within the predetermined range of the driving force within the predetermined range. Also good. In this way, all of the required driving force can be reliably output to the drive shaft.
本発明の車両において、前記所定の走行条件は、坂路の発進条件であってもよい。こうすれば、坂路の発進において要求駆動力を上限とする所定範囲の駆動力が確実に駆動軸へ出力可能であるため、車両のずり下がりを抑制することができる。 In the vehicle of the present invention, the predetermined traveling condition may be a slope start condition. By so doing, a predetermined range of driving force with the required driving force as the upper limit can be reliably output to the drive shaft when starting on a slope, so that the vehicle can be prevented from sliding down.
本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第3の回転軸の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が決定されると残余の1軸に入出力される動力が決定される3軸式動力入出力手段と、前記第3の回転軸に動力を入出力可能な発電機とを備える手段であってもよい。 In the vehicle of the present invention, the power drive input / output means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third rotating shaft, and input / output to any two of the three shafts. Means comprising: a three-axis power input / output means for determining the power input / output to / from the remaining one shaft when the power to be driven is determined; and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third rotating shaft It may be.
本発明の車両の制御方法は、
駆動軸に動力を出力して走行する車両を、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入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をやりとり可能な蓄電手段とを利用して制御する方法であって、
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)所定の走行条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する非通常時制御を実行することを含むものである。
The vehicle control method of the present invention includes:
A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft, and includes at least the power from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. Using power power input / output means for outputting a part of the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. Control method,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) Limiting the required driving force to the input / output limit of the power storage means with the driving of the power / power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine under a predetermined traveling condition When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output within the range is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit can be output at the normal time. When the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as the upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the electric power so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in accordance with an operation item of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine within an input / output limit range of the power storage means Powered on Is intended to include performing a non-normal operation control for controlling the the force means the electric motor.
この車両の制御方法では、所定の走行条件のときに、内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための電力動力入出力手段の駆動を伴って駆動軸に要求される要求駆動力を蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための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を上限とする所定範囲内の駆動力を出力するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、電力入出力手段には駆動軸に駆動力を出力させ、内燃機関には電力動力入出力手段の駆動を伴わずに内燃機関の制御項目による運転を行うことにより、蓄電手段の入出力制限の範囲内で要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力する。したがって、要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を確実に出力するに際して内燃機関を安定して運転することができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の機能を実現するようなステップを追加してもよい。 In this vehicle control method, the required driving force required for the drive shaft is accompanied by driving of the electric power drive input / output means for operating the internal combustion engine at the target rotational speed of the internal combustion engine under a predetermined traveling condition. When the normal control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor to output within the range of the input / output limit of the power storage means is executed, it is possible to output the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit. Sometimes the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit cannot be output. In the non-normal time, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine. Unusual control of the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so as to output a drive force within a predetermined range with the required drive force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means accompanying the operation of the internal combustion engine Execute time control . As described above, in the non-normal time control, the power input / output means outputs the driving force to the drive shaft, and the internal combustion engine is operated by the control item of the internal combustion engine without driving the power power input / output means. Thus, the driving force within a predetermined range with the required driving force as the upper limit within the range of the input / output limitation of the power storage means is output. Therefore, the internal combustion engine can be stably operated when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit is reliably output. In this vehicle control method, various aspects of the vehicle described above may be adopted, and steps for realizing the functions of the vehicle described above may be added.
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、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。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、動力出力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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a 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。例えば、エンジンECU24には、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ26aからのクランクポジションやスロットルバルブ92のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ94からのスロットルポジションなどが入力ポートを介して入力され、エンジンECU24からは、スロットルバルブ92のポジションを調節するスロットルモータ96への駆動信号などが出力されている。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60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63b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。この回転位置検出センサ43,44は、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を比較的高精度に且つ高い応答性をもって検出できるセンサ(例えば、レゾルバなど)である。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電圧センサ51a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に取り付けられた電流センサ51b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51c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51b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
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、坂路発進する際にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でリングギヤ軸32aに要求される要求トルクを100%出力させるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御すると共にエンジン22をスロットル開度により回転数フィードバック制御する坂路発進モードなどがある。
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、特に坂道発進モードで走行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により実行される坂路発進駆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、ハイブリッド自動車20が坂路発進する際に所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。坂路発進であるか否かの判定は、例えば、図示しない車両の傾きセンサの信号に基づいて行うことができる。あるいは、坂路発進であるか否かの判定は、シフトポジションSPがD(ドライブ)又はB(ブレーキ)ポジションであり、ブレーキオフ状態で回転位置検出センサ44の回転位置に基づいてリングギヤ軸32aが逆回転したか、又は、シフトポジションSPがR(リバース)ポジションであり、ブレーキオフ状態で回転位置検出センサ44の回転位置に基づいてリングギヤ軸32aが正回転したかに基づいて行うことができる。
Next, the operation of the
坂路発進駆動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、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc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の入出力制限Win,Wout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S100)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ26a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の入出力制限Win,Wout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。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じて入出力制限Win,Woutを設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
When the slope start drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Acc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63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*やバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を用いて、式(1)から計算することができる。いま、坂路に停車している車両が発進するときを考える。車両は停車しており、リングギヤ軸32aの回転数Nrは値0である。このとき、リングギヤ軸32aに要求されるパワー(=Tr*×Nr)は値0であり、バッテリ50への充電が要求されない充放電要求パワーPb*が値0であるときには、Pe*が値0になり、エンジン22からトルクを出力しないことになる。ここでは、バッテリ50の入力制限Winがエンジン22の出力パワーを受け入れ可能な最大のパワーであることから、このバッテリ50の入力制限Winを用いてエンジン22からトルクが出力されるよう、エンジン22の要求パワーPe*を次式(2)より求めるものとした。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the
Pe*=Tr*・Nm2/Gr-Pb*+Loss …(1)
Pe*=Tr*・Nm2/Gr-Win+Loss …(2)
Pe * = Tr * ・ Nm2 / Gr-Pb * + Loss (1)
Pe * = Tr * ・ Nm2 / Gr-Win + Loss (2)
続いて、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS120)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Subsequently, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(3)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS130)。ここで、式(3)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。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を図7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。式(3)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(4)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(4)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(3)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …(4)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ)… (3)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (4)
こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm2*を式(5)により計算して設定する(ステップS140)。なお、式(5)は、前述した図7の共線図から容易に導き出すことができる。続いて、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(6)および式(7)により計算し(ステップS150)、設定したトルク指令Tm2*が、計算したトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるか否かを判定する(ステップS160)。トルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるか否かの判定は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力可能であるか否かを判定するものである。
When the target rotation speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are calculated in this way, the torque MG2 to be output from the motor MG2 using the required torque Tr *, the torque command Tm1 * and the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(7)
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (7)
ステップS160でトルク指令Tm2*がトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にあるときには、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力可能であるため、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS170)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイント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。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動され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。このように、坂路発進において、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のうちすべてを出力可能であるときには、エンジン22を目標回転数Ne*で運転するためのモータMG1の回転数フィードバック制御を伴ってリングギヤ軸32aに要求トルクTr*のすべてを出力するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する通常時制御を実行するのである。
When the torque command Tm2 * is within the torque limits Tm2min and Tm2max in step S160, all of the required torque Tr * can be output within the range of the input / output limits Win and Wout of the
一方、ステップS160でトルク指令Tm2*がトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲内にないときには、モータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grと要求トルクTr*とバッテリ50の入出力制限Win,Woutとを用いて表される式(8)および式(9)を両立し且つ要求トルクTr*を100%出力可能なモータMG1のトルク上限値Tm1max,トルク下限値Tm1minを設定する(ステップS180)。ここで、式(8)は動力分配統合機構30のサンギヤ31を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクとモータMG2からリングギヤ軸32aに出力されるトルクとの和が要求トルクTr*となる関係であり、式(5)から容易に導かれる。また、式(9)はモータMG1により入出力される電力とモータMG2により入出力される電力との総和がバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内となる関係である。図8は、モータMG1のトルク上限値Tm1maxと下限値Tm1minの一例を示す説明図である。ここでは、図示するように、式(9)の出力制限Wout側の線と式(8)の要求トルクTr*の線との交点をトルク上限値Tm1maxに設定する。また、式(9)の入力制限Win側の線と式(8)の要求トルクTr*の線との交点をトルク下限値Tm1minに設定する。
On the other hand, when the torque command Tm2 * is not within the ranges of the torque limits Tm2min and Tm2max in step S160, the torque command Tm1 * of the motor MG1, the torque command Tm2 * of the motor MG2, the gear ratio ρ of the power
-Tm1*/ρ+Tm2*・Gr=Tr* …(8)
Win≦Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2≦Wout …(9)
-Tm1 * / ρ + Tm2 * ・ Gr = Tr * (8)
Win ≦ Tm1 * ・ Nm1 + Tm2 * ・ Nm2 ≦ Wout… (9)
ステップS180のあと、ステップS130で設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とトルク上限値Tm1maxとのうち小さい方を選択し、この小さい方とトルク下限値Tm1minとのうち大きい方をトルク指令Tm1*として再設定し(ステップS190)、再設定したモータMG1のトルク指令Tm1*を用いて式(5)よりモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定する(ステップS200)。いま、坂路に停車している車両が発進するときを考える。例えば、ステップS130で設定したトルク指令Tm1*とステップS140で設定したトルク指令Tm2*とが図8の点Xにあり、トルク指令Tm2*をトルク制限Tm2min,Tm2maxの範囲で制限し(図8の点Xから点Yへの変更)、この制限した値でモータMG2を制御する場合には、要求トルクTr*よりも小さなトルクしかリングギヤ軸32aに出力されない。この結果、車両のずり下がりが生じることがある。特に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲が狭いとき(例えば冷間時など)には、モータMG2の出力制限が大きくなるため、このようなことが起きやすい。そこで、この実施例では、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が100%出力されるよう、式(8)のTr*の線上の点ZにモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を再設定するのである。
After step S180, the smaller one of the torque command Tm1 * and the torque upper limit value Tm1max of the motor MG1 set in step S130 is selected, and the larger one of the smaller one and the torque lower limit value Tm1min is set as the torque command Tm1 *. The torque command Tm2 * of the motor MG2 is reset from the equation (5) using the reset torque command Tm1 * of the motor MG1 (step S200). Consider a case where a vehicle stopped on a slope starts. For example, the torque command Tm1 * set in step S130 and the torque command Tm2 * set in step S140 are at point X in FIG. 8, and the torque command Tm2 * is limited within the ranges of torque limits Tm2min and Tm2max (see FIG. 8). When the motor MG2 is controlled with this limited value, only a torque smaller than the required torque Tr * is output to the ring gear shaft 32a. As a result, the vehicle may slip down. In particular, when the range of the input / output limits Win and Wout of the
そして、再設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40へ送信すると共に、エンジン22の目標回転数Ne*と現在の回転数Neとの偏差を打ち消すよう制御する指令をエンジンECU24へ送信し(ステップS210)、このルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動され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。この場合、指令を受信したエンジンECU24は、次式(10)を用いてスロットル開度THにより目標回転数Ne*と現在の回転数Neとの偏差を打ち消すようフィードバック制御する。なお、スロットル開度THは、スロットルバルブ92をスロットルモータ96により開閉することにより調節する(図1参照)。図8に示すように、再設定後のトルク指令Tm1*が再設定前のものに比べて負側に大きな値、つまり発電量が大きな値に再設定されると(点Xから点Zへの変更)、エンジン22の回転数Neを押さえ込む方向にモータMG1のトルクが増加しエンジン22の回転数が低下してしまう。このため、ここでは、エンジン22には目標回転数Ne*を維持するよう指令するのである。このように、坂路発進において、通常時制御では要求トルクTr*のすべてが出力できないときには、スロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてが出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する非通常時制御を実行するのである。
Then, the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the reset motors MG1 and MG2 are transmitted to the
TH=前回TH+kth1(Ne*-Ne)+kth2∫(Ne*-Ne)dt …(10) TH = previous TH + kth1 (Ne * -Ne) + kth2∫ (Ne * -Ne) dt… (10)
以上詳述した本実施例のハイブリッド自動車20によれば、坂路発進のときに、エンジン22が該エンジン22の目標回転数Ne*で運転するためのモータMG1の回転数フィードバック制御を伴って要求トルクTr*をバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で出力するようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御する通常時制御を実行すると要求トルクTr*のすべてが出力できるときにはその通常時制御を実行し、通常時制御を実行すると要求トルクTr*のすべてが出力できないときにはエンジン22が目標回転数Ne*で運転するためのスロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてが出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御する非通常時制御を実行する。このように、非通常時制御では、モータMG1には反力トルクによりリングギヤ軸32aに駆動力を出力させ、エンジン22にはモータMG1の回転数フィードバック制御を伴わずにスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を伴って運転することにより、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*のすべてを出力する。したがって、要求トルクTr*のすべてを確実にリングギヤ軸32aへ出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。また、非通常時制御においてスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を用いて比較的容易にエンジン22を安定して運転することができる。更に、坂路発進において、要求トルクTr*のうちすべてのトルクが確実に出力可能であるため、車両のずり下がりを抑制することができる。
According to the
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above at all, and as long as it belongs to the technical scope of this invention, it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect.
例えば、上述した実施例では、要求トルクTr*のすべてが出力できないときには、非通常時制御を実行するとしたが、図9に示すように、要求トルクTr*を上限とする所定範囲内(例えば要求トルクTr*の8割のトルクなど)のトルクが出力できないときには非通常制御を実行するとしてもよい。こうしても、要求トルクTr*を上限とする所定範囲内のトルクを確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。
For example, in the above-described embodiment, when all of the required torque Tr * cannot be output, the non-normal control is executed. However, as shown in FIG. The non-normal control may be executed when a torque of 80% of the torque Tr * cannot be output. Even in this case, the
上述した実施例では、坂路発進について説明したが、エンジン22の回転数Neが高い車両走行中においても本発明を適用することができる。この場合にも、非通常時制御においてエンジン22が目標回転数Ne*で運転するためのスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を行うため、モータMG1のトルクが制限されて小さいトルク指令Tm1*が再設定されたときにはエンジン22の回転数Neの吹き上がりを防止することができ、モータMG1のトルクが制限されて大きいトルク指令Tm1*が設定されたときにはエンジン22の回転数Neの低下を抑制することができる。
In the above-described embodiment, the slope start has been described. However, the present invention can be applied even during traveling of the vehicle where the rotational speed Ne of the
上述した実施例では、非通常時制御においてエンジン22の制御項目としてスロットル開度THによるエンジン22の回転数フィードバック制御を行うとしたが、このほかに例えば、図示しない可変バルブタイミング機構の進角側への制御、燃料噴射量の増加、図示しないイグニッションコイルによる点火タイミングの変更などのうち1以上を適宜選択することにより、エンジン22からの出力を増加させてもよい。こうしても、要求トルクTr*を確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。
In the above-described embodiment, the
上述した実施例では、坂路発進の非通常時制御においてトルク指令Tm1*が制限されたときにはスロットル開度THによる回転数フィードバック制御を行うとしたが、フィードバック制御以外の制御を行ってもよい。例えば、トルク指令Tm1*が制限されたときには再設定後のトルク指令Tm1*を用いて次式(11)より再設定後のトルク指令Tm1*に対応するエンジン22から出力されるべきトルクTe*を再計算し、該再計算したトルクTe*がエンジン22から出力されるようエンジン22を制御するようにしてもよい。こうすれば、モータMG1のトルクが制限されてトルク指令Tm1*が変更されたときには、変更後のモータMG1から出力されるトルクに応じたトルクをエンジン22から出力することにより、要求トルクTr*を確実に出力するに際してエンジン22を安定して運転することができる。
In the above-described embodiment, when the torque command Tm1 * is limited in the non-normal control of starting on a slope, the rotational speed feedback control based on the throttle opening TH is performed. However, control other than the feedback control may be performed. For example, when the torque command Tm1 * is limited, the torque Te * to be output from the
Te*=-(1+ρ)/ρ・(再設定後Tm1*) …(11) Te * =-(1 + ρ) / ρ · (Tm1 * after resetting) (11)
上述した実施例では、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10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63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10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 above-described embodiment, the power of the motor MG2 is shifted by the
上述した実施例では、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63a,63bに接続されたリングギヤ軸32aとしてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11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63a,63bに動力を出力するリングギヤ軸32aに接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部をリングギヤ軸32a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モータMG2230を備えるものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the power of the
上述した実施例では、エンジン22と動力分配統合機構30とモータMG1,MG2とバッテリ50とハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車20の形態として説明したが、動力出力装置は自動車に搭載されるものに限定されず、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載してもよい。また、動力出力装置の形態や動力出力装置の制御方法の形態としても構わない。
In the above-described embodiment, the description has been given as the form of the
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、26a クランクポジションセンサ、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、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、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 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、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b,64a,64b 駆動輪、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、92 スロットルバルブ、94 スロットルバルブポジションセンサ、96 スロットルモータ、230 対ロータモータMG2、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, 26a crank position sensor, 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, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b driving 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, 92
Claims (5)
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入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をやりとり可能な蓄電手段と、
前記駆動軸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、
坂路の発進条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する非通常時制御を実行する制御手段と、を備え、
前記要求駆動力設定手段は、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、
前記制御手段は、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内である前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を再設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御する、車両。 A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the start condition of the slope is on, the required driving force is within the range of the input / output limit of the power storage means with the driving of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor is performed so that the driving force within the predetermined range with the required driving force as an upper limit can be output, the normal time control can be output. When the normal time control is executed, the internal combustion engine can be operated at the target rotational speed of the internal combustion engine at a non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as an upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the power power input / output so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit within the range of the input / output limit of the power storage means with the operation of the internal combustion engine according to the control item hand And a control means for performing a non-normal control for controlling said electric motor and,
The required driving force setting means sets a required driving force required for the drive shaft, sets a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine based on the set required driving force,
The control means outputs and outputs the driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in the non-normal time control within the input / output limit range of the power storage means. From the output shaft of the internal combustion engine, and a first relationship in which the sum of the electric power to be inputted and the electric power inputted / outputted by the electric motor is within the range of the input / output restriction of the electric storage means, second and relationship sum of driving force output from the driving force and the motor output to the drive shaft via the electric power-mechanical power input output means to said drive shaft becomes the set required driving force, the intersection of The power driving input / output means and the electric motor are controlled so that the target driving force of the electric power driving input / output means and the target driving force of the electric motor are reset based on the output and the set target driving force is output. The internal combustion machine Controlling the internal combustion engine as the target driving force is outputted, the vehicle.
請求項1に記載の車両。 The control means supplies the required driving force with the operation of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine for operating the internal combustion engine at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time control. When the output is within the input / output limit range, the required drive is accompanied by the operation of the internal combustion engine by feedback control of the throttle opening of the internal combustion engine for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. Controlling the electric power drive input / output means and the electric motor so as to output a driving force within a predetermined range with a force as an upper limit,
The vehicle according to claim 1.
請求項1又は2に記載の車両。 The control means controls the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so as to output an upper limit driving force within the predetermined range among the driving forces within the predetermined range.
The vehicle according to claim 1 or 2 .
請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両。 The power power input / output means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and a third rotating shaft, and power to be input / output to any two of the three shafts is determined. Then, a means comprising a three-axis power input / output means for determining the power input / output to and from the remaining one shaft, and a generator capable of inputting / outputting power to the third rotating shaft,
The vehicle according to any one of claims 1 to 3 .
(a)前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
(b)坂路の発進条件のときに、前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための前記電力動力入出力手段の駆動を伴って前記要求駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できる通常時には該通常時制御を実行し、該通常時制御を実行すると前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を出力できない非通常時には前記内燃機関が該内燃機関の目標回転数で運転するための該内燃機関の制御項目による該内燃機関の運転を伴って前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力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を制御する非通常時制御を実行することを含み、
前記ステップ(a)では、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し該設定した要求駆動力に基づいて前記内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、
前記ステップ(b)では、前記非通常時制御において前記要求駆動力を上限とする所定範囲内の駆動力を前記蓄電手段の入出力制限の範囲内で出力するに際して、前記電力動力入出力手段により入出力される電力と前記電動機により入出力される電力との和が前記蓄電手段の入出力制限の範囲内である前記蓄電手段の出力制限となる第1の関係と、前記内燃機関の出力軸から前記電力動力入出力手段を介して前記駆動軸に出力される駆動力と前記電動機から前記駆動軸に出力される駆動力の和が前記設定された要求駆動力となる第2の関係と、の交点に基づいて前記電力動力入出力手段の目標駆動力及び前記電動機の目標駆動力を再設定し該設定した目標駆動力が出力されるよう前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御すると共に、前記内燃機関の目標駆動力が出力されるよう前記内燃機関を制御する、車両の制御方法。 A vehicle that travels by outputting power to a drive shaft is connected to the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, and the drive shaft, and includes at least the power from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. Using power power input / output means for outputting a part of the power to the drive shaft, an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the power power input / output means and power storage means capable of exchanging power with the motor. Control method,
(A) setting a required driving force required for the driving shaft;
(B) When the start condition is on a slope, the requested driving force is limited to the input / output of the power storage means with the driving of the power power input / output means for the internal combustion engine to operate at the target rotational speed of the internal combustion engine. When the normal time control for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so as to output within the range is executed, the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit can be output at the normal time. When the normal time control is executed, and when the normal time control is executed, the internal combustion engine is operated at the target rotational speed of the internal combustion engine in the non-normal time when the drive force within the predetermined range with the required drive force as the upper limit cannot be output. The internal combustion engine and the electric power so as to output a driving force within a predetermined range with the required driving force as an upper limit in accordance with an operation item of the internal combustion engine according to a control item of the internal combustion engine within an input / output limit range of the power storage means Powered on Includes performing a non-normal operation control for controlling the the force means the electric motor,
In the step (a), a required driving force required for the drive shaft is set, a target rotational speed and a target driving force of the internal combustion engine are set based on the set required driving force,
In the step (b), when the driving force within the predetermined range with the required driving force as the upper limit in the non-normal time control is output within the input / output restriction range of the power storage means, A first relationship in which the sum of the electric power input / output and the electric power input / output by the electric motor is within the range of the input / output limitation of the power storage means, and the output shaft of the internal combustion engine A second relationship in which the sum of the driving force output from the electric motor to the driving shaft and the driving force output from the electric motor to the driving shaft becomes the set required driving force ; The power drive input / output means and the motor are controlled so that the target drive force of the power drive input / output means and the target drive force of the motor are reset based on the intersection of the power and the set target drive force is output. And before Controlling the internal combustion engine as the target driving force of the internal combustion engine is output, the control method for a vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005332846A JP4345738B2 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Vehicle and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005332846A JP4345738B2 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Vehicle and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007137235A JP2007137235A (en) | 2007-06-07 |
JP4345738B2 true JP4345738B2 (en) | 2009-10-14 |
Family
ID=38200620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005332846A Expired - Fee Related JP4345738B2 (en) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | Vehicle and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4345738B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100902941B1 (en) | 2007-07-25 | 2009-06-15 | 주식회사 브이씨텍 | Maximum speed limit method for electric vehicle |
JP2009166675A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and method of controlling the same |
JP5206566B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle and control method thereof |
-
2005
- 2005-11-17 JP JP2005332846A patent/JP4345738B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007137235A (en) | 2007-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4086018B2 (en) | HYBRID VEHICLE, ITS CONTROL METHOD, AND POWER OUTPUT DEVICE | |
JP4888154B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP4135681B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, HYBRID VEHICLE HAVING THE SAME AND CONTROL METHOD THEREOF | |
JP4215043B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE | |
JP4222332B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP4501812B2 (en) | Maximum output setting device, drive device including the same, power output device including the same, automobile equipped with the same, maximum output setting method | |
JP2006211789A (en) | Power output device, automobile mounting it and control method of power output device | |
JP4466635B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE | |
JP2006077600A (en) | Power output device, automobile equipped with it and method of controlling power output device | |
JP4365354B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2008143426A (en) | Vehicle and control method | |
JP4345738B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP4371067B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2006304389A (en) | Vehicle and its control method | |
JP4066983B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2005210841A (en) | Vehicle and method for controlling the same | |
JP3894184B2 (en) | Automobile and control method thereof | |
JP4301252B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE | |
JP4957267B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP4215030B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2009184387A (en) | Hybrid vehicle and method of controlling the same | |
JP4258519B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP5034958B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2007210410A (en) | Driving gear, automobile mounted therewith, and control method for driving gear | |
JP4196961B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080905 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090403 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090623 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090706 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |