JP4375417B2 - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来から、エンジン、第1モータおよび車軸に接続された遊星歯車機構と当該車軸に接続された第2モータとを備え、シフトポジションSPに拘わらず任意の運転ポイントでエンジンを運転可能なハイブリッド自動車が知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、運転者に擬似的な変速感を与えることができるように、シフトポジションSPがシーケンシャルシフトポジションに設定されてアップシフトがなされたときにエンジンの回転数Neを一旦低下させている。また、この種のハイブリッド自動車としては、自動定速走行等のオートクルーズを実行可能なものも知られている(例えば、特許文献2参照)。なお、ハイブリッド自動車以外の一般的な自動車用の車両用定速走行装置として、 定速走行制御中に自動変速機の運転状態に応じた変速制御を禁止すると共に、この定速走行制御中であっても、アクセルペダルの踏み込み量が所定値より大きくなったときには、自動変速機の運転状態に応じた変速制御を許可するものも知られている(例えば、特許文献3参照)。また、一般的な自動車において定速走行および追従走行を実行するアダプティブオートクルーズコントロール装置として、追従走行中に設定車間距離が変更されてから所定時間が経過するまでの間、追従走行中に先行車が入れ代わってから所定時間が経過するまでの間、追従走行から定速走行に切り替わって所定時間が経過するまでの間、および定速走行中に設定車速の増加操作および減少操作から所定時間が経過するまでの間、シフトダウンのタイミングが不適切であると判定してシフトダウンの要求を禁止するものも知られている(例えば、特許文献4参照)。更に、一般的な自動変速機付車両の制御装置として、自動変速を行いつつレーダで検出される前方障害物との衝突回避が実行されるか、あるいはその必要性があると判断された場合に、変速指令スイッチがマニュアル操作されたときにのみ変速が行われる変速モードでの変速よりも危険回避モードの制御を優先し、危険回避モードに基づく自動変速を実行するものも知られている(例えば、特許文献5参照)。
ところで、ハイブリッド自動車に対して、運転者に擬似的な変速感を与えることができるシーケンシャルシフトポジションの設定を可能とするシーケンシャルシフト機能と、定速走行等を実現するためのオートクルーズ機能との双方を適用すれば、運転者の多様なニーズに応えることができる。ただし、このようなハイブリッド自動車において、何らかの対策を施さなければ、シーケンシャルシフト機能とオートクルーズ機能との双方が選択されたときに、燃費を悪化させたり、運転者に違和感を与えたりしてしまうおそれもある。 By the way, both a sequential shift function that enables setting of a sequential shift position that can give a pseudo shift feeling to a driver and an auto cruise function that realizes constant speed driving etc. Can be applied to meet the diverse needs of drivers. However, in such a hybrid vehicle, if some measures are not taken, there is a risk that when both the sequential shift function and the auto cruise function are selected, the fuel consumption is deteriorated and the driver feels uncomfortable. There is also.
そこで、本発明は、シフトポジションの変更により内燃機関の目標運転ポイントを変更可能であると共に所定のオートクルーズを実行することができるハイブリッド自動車において、オートクルーズをより適正に実行することを目的の一つとする。また、本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、オートクルーズの実行中に運転者に違和感を与えてしまうのを抑制することを目的の一つとする。 Accordingly, an object of the present invention is to more appropriately execute auto-cruising in a hybrid vehicle that can change the target operating point of the internal combustion engine by changing the shift position and can execute predetermined auto-cruising. I will. Another object of the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention is to prevent the driver from feeling uncomfortable during execution of the auto cruise.
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っている。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明によるハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の通常走行用運転ポイント設定制約に対応づけられた第1のシフトポジションと前記通常走行用運転ポイント設定制約とは異なる前記内燃機関の運転ポイント設定制約に対応づけられた第2のシフトポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段と、
前記オートクルーズの実行が指示されているときに、運転者により選択されたシフトポジションに拘わらず前記通常走行用運転ポイント設定制約を用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記オートクルーズの実行が指示されているときに、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記オートクルーズが実行されるように前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御するオートクルーズ時制御手段と、
を備えるものである。
The hybrid vehicle according to the present invention is
An internal combustion engine;
An axle-side rotating element connected to a predetermined axle and an engine-side rotating element connected to the engine shaft of the internal combustion engine and capable of differential rotation with respect to the axle-side rotating element; A power transmission means capable of outputting at least a part thereof to the axle side;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the axle or another axle different from the axle;
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
A first shift position associated with the normal travel operation point setting constraint of the internal combustion engine and a second shift associated with the internal combustion engine operation point setting constraint different from the normal travel operation point setting constraint Shift position selection means that allows the driver to select a position; and
Auto cruise instruction means for instructing execution of a predetermined auto cruise;
Target operation point setting means for setting a target operation point of the internal combustion engine using the normal driving operation point setting constraint regardless of the shift position selected by the driver when execution of the auto cruise is instructed. When,
The internal combustion engine, the power transmission means, and the electric motor so that the internal cruise engine is operated at the set target operation point and the auto cruise is executed when the execution of the auto cruise is instructed. Auto cruise control means to control,
Is provided.
このハイブリッド自動車では、シフトポジション選択手段の操作により内燃機関の運転ポイント設定制約を変更可能であると共に、オートクルーズ指示手段の操作により所定のオートクルーズの実行を指示することができる。そして、このハイブリッド自動車では、オートクルーズの実行が指示されている場合、運転者により選択されたシフトポジションに拘わらず通常走行用運転ポイント設定制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントが設定され、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共にオートクルーズが実行されるように内燃機関と動力伝達手段と電動機とが制御される。このように、オートクルーズの実行が指示されているときには、運転者により第2のシフトポジションが選択されたとしても通常走行用運転ポイント設定制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定することにすれば、内燃機関の目標運転ポイントの変更に伴う燃費の悪化等を抑制することができるので、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。なお、オートクルーズは、定速走行や追従走行といったような運転者による運転の支援・代行を目的としたものであれば、如何なるものであっても構わない。 In this hybrid vehicle, the operating point setting constraint of the internal combustion engine can be changed by operating the shift position selecting means, and the execution of a predetermined auto cruise can be instructed by operating the auto cruise instructing means. In this hybrid vehicle, when execution of auto-cruise is instructed, the target operating point of the internal combustion engine is set and set using the normal driving operating point setting constraint regardless of the shift position selected by the driver. The internal combustion engine, the power transmission means, and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is operated at the set target operation point and the auto cruise is executed. As described above, when the execution of auto-cruise is instructed, even if the driver selects the second shift position, the target operating point of the internal combustion engine is set using the normal driving operating point setting constraint. By doing so, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption associated with the change of the target operating point of the internal combustion engine, so that it is possible to execute auto-cruising more appropriately. The auto-cruise may be anything as long as it is for the purpose of driving assistance / substitute by the driver such as constant speed driving and following driving.
この場合、前記第2のシフトポジションは、互いに異なる複数の運転ポイント設定制約に対応づけられたシーケンシャルシフトポジションであり、前記シフトポジション選択手段は、前記第2のシフトポジションが選択されたときに前記複数の運転ポイント設定制約の中から任意の運転ポイント設定制約の選択を運転者に許容するものであってもよい。これにより、複数の運転ポイント設定制約を任意に変更しながらハイブリッド自動車を走行させるニーズに応えつつ、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。 In this case, the second shift position is a sequential shift position associated with a plurality of different operation point setting constraints, and the shift position selection means is configured to select the second shift position when the second shift position is selected. The driver may be allowed to select an arbitrary driving point setting constraint from among a plurality of driving point setting constraints. This makes it possible to more appropriately execute auto-cruising while meeting the needs of running a hybrid vehicle while arbitrarily changing a plurality of driving point setting constraints.
また、前記オートクルーズの実行中に前記第2のシフトポジションに対応づけられた前記複数の運転ポイント設定制約の中から所定の運転ポイント設定制約の選択が運転者により指示されると、前記オートクルーズの実行が解除されると共に、前記目標運転ポイント設定手段により前記所定の運転ポイント設定制約を用いて前記内燃機関の目標運転ポイントが設定されるようにしてもよい。このように、シフトポジション選択手段を介した所定の運転ポイント設定制約の選択をオートクルーズの実行解除条件とすれば、ハイブリッド自動車の運転性を向上させることが可能となる。 Further, when the driver is instructed to select a predetermined driving point setting constraint among the plurality of driving point setting constraints associated with the second shift position during the execution of the auto cruise, the auto cruise The target operation point of the internal combustion engine may be set using the predetermined operation point setting constraint by the target operation point setting means. Thus, if the selection of a predetermined driving point setting constraint via the shift position selection means is used as the auto-cruise execution cancellation condition, the drivability of the hybrid vehicle can be improved.
更に、上記ハイブリッド自動車は、運転者により選択されたシフトポジションを該運転者に対して報知する報知手段を備えてもよい。これにより、シフトポジションを変更したにも拘わらず、その旨が報知されないことにより運転者が違和感を覚えることを抑制しつつ、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。 Furthermore, the hybrid vehicle may include a notification unit that notifies the driver of the shift position selected by the driver. As a result, it is possible to more appropriately execute auto-cruising while suppressing the driver from feeling uncomfortable by not informing the fact that the shift position has been changed.
また、上記ハイブリッド自動車は、前記オートクルーズの実行が指示されたときに、該オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づいて走行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を更に備えてもよく、前記目標運転ポイント設定手段は、前記オートクルーズの実行が指示されたときに、前記設定された要求駆動力と前記通常走行用運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定してもよく、前記オートクルーズ時制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御するものであってもよい。 The hybrid vehicle further includes a required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling based on a predetermined traveling parameter related to the auto cruise when the execution of the auto cruise is instructed. The target operation point setting means may use the set required driving force and the normal driving operation point setting constraint when the execution of the auto cruise is instructed. An operating point may be set, and the control means at the time of the auto cruise is configured so that the internal combustion engine is operated at the set target operating point and power based on the set required driving force is obtained. The engine, the power transmission means, and the electric motor may be controlled.
そして、前記動力伝達手段は、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸とに接続されて電力と動力との入出力を伴って前記内燃機関の動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力すると共に前記蓄電手段と電力をやり取り可能な電力動力入出力手段であってもよい。また、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記車軸と前記内燃機関の前記機関軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段とを含むものであってもよい。 The power transmission means is connected to the axle and the engine shaft of the internal combustion engine and outputs at least part of the power of the internal combustion engine to the axle side with input and output of electric power and power. It may be power power input / output means capable of exchanging power with the power storage means. The power power input / output means is connected to three axes of a generator capable of inputting / outputting power, the axle, the engine shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator. 3 axis type power input / output means for inputting / outputting power based on power input / output to / from any of the two axes to / from the remaining shafts.
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記内燃機関の通常走行用運転ポイントに対応づけられた第1のシフトポジションと前記通常走行用運転ポイントとは異なる前記内燃機関の運転ポイント設定制約に対応づけられた第2のシフトポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
(a)前記オートクルーズの実行が指示されているときに、運転者により選択されたシフトポジションに拘わらず前記通常走行用運転ポイント設定制約を用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
(b)前記オートクルーズの実行が指示されているときに、ステップ(a)にて設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記オートクルーズが実行されるように前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
The hybrid vehicle control method according to the present invention includes:
An internal combustion engine, an axle-side rotating element connected to a predetermined axle, and an engine-side rotating element connected to the engine shaft of the internal combustion engine and capable of differential rotation with respect to the axle-side rotating element, Power transmission means capable of outputting at least part of power from the shaft to the axle side, an electric motor capable of inputting / outputting power to the axle or another axle different from the axle, and power exchange with the motor A power storage means, a first shift position associated with the normal travel operation point of the internal combustion engine, and a second shift associated with the operation point setting constraint of the internal combustion engine different from the normal travel operation point Hybrid automatic equipped with shift position selection means for allowing the driver to select a position and auto cruise instruction means for instructing execution of a predetermined auto cruise A control method,
(A) setting the target operating point of the internal combustion engine using the normal driving operating point setting constraint regardless of the shift position selected by the driver when execution of the auto cruise is instructed; ,
(B) When the execution of the auto cruise is instructed, the internal combustion engine is operated at the target operation point set in step (a) and the auto cruise is executed at the target operation point set in step (a). Controlling power transmission means and the electric motor;
Is included.
この方法のように、オートクルーズの実行が指示されているときには、運転者により第2のシフトポジションが選択されたとしても通常走行用運転ポイント設定制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定することにすれば、内燃機関の目標運転ポイントの変更に伴う燃費の悪化等を抑制することができるので、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。 As in this method, when execution of auto-cruise is instructed, the target operating point of the internal combustion engine is set using the normal driving operating point setting constraint even if the second shift position is selected by the driver. If it does so, since the deterioration of the fuel consumption etc. accompanying the change of the target driving | operation point of an internal combustion engine can be suppressed, it becomes possible to perform an auto cruise more appropriately.
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、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22と、エンジン22の出力軸であるクランクシャフト26に図示しないダンパを介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、変速機60を介して動力分配統合機構30に接続されたモータMG2と、ハイブリッド自動車20の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(以下、「ハイブリッドECU」という)70とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The hybrid vehicle 20 shown in FIG. 1 includes an
エンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンECU24には、エンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン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ECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、例えば外歯歯車のサンギヤ30aと、このサンギヤ30aと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ30bと、サンギヤ30aに噛合すると共にリングギヤ30bに噛合する複数のピニオンギヤ30cと、複数のピニオンギヤ30cを自転かつ公転自在に保持するキャリア30dとを備え、サンギヤ30aとリングギヤ30bとキャリア30d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。この場合、動力分配統合機構30の機関側回転要素としてのキャリア30dにはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ30aにはモータMG1が、車軸側回転要素としてのリングギヤ30bには回転可能な車軸としてのリングギヤ軸32を介してモータMG2に連結された変速機60がそれぞれ接続されている。動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア30dから入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ30a側とリングギヤ30b側と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30dから入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ30a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30b側に出力する。そして、リングギヤ30bに出力された動力は、デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪としての車輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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と電力のやり取りを行なう。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2の何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り、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は充放電されないことになる。モータMG1,MG2は、何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(図示省略)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、モータMG1,MG2に対してそれぞれ設けられた図示しない温度センサからのモータ温度T1,T2等が入力されており、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等が出力される。また、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータ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ECU70に出力する。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that operate as generators and can operate 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に取り付けられた電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度等が入力されている。バッテリECU52は、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ECU70やエンジンECU24に出力する。更に、バッテリECU52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も算出している。
The
変速機60は、モータMG2の回転軸31とリングギヤ軸32との接続および当該接続の解除を実行すると共に、回転軸31とリングギヤ軸32との接続時に両軸間の変速比(回転軸31の回転数/リングギヤ軸32の回転数:モータMG2から見て減速比)を複数段階に設定可能なものである。実施例において、変速機60は、何れも図示しないダブルピニオン式の遊星歯車機構とシングルピニオン式の遊星歯車機構と油圧式アクチュエータにより駆動される2つのブレーキB1,B2とを含み、モータMG2の回転軸31の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32に伝達可能とされている。これによりモータMG2からの動力は基本的に変速機60により減速されてリングギヤ軸32に入力されると共に、リングギヤ軸32からの動力が変速機60により増速されてモータMG2に入力されることになる。なお、変速機60は、2段の変速段をもつものに限られず、3段以上の変速段をもつ有段変速機であってもよく、単純な減速機であってもよく、それ自体省略されてもよい。
The
ハイブリッドECU70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の他に各種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ECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSP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87からの車速V等が入力ポートを介して入力される。また、実施例のハイブリッド自動車20の例えばステアリングコラム近傍等には、車速Vを自動的に一定に保つ定速走行や先行車との車間距離を自動的に一定に保つ追従走行といった運転者によるアクセル操作を必要としないオートクルーズの実行の指示や解除、オートクルーズ時の車速や車間距離等の設定に際して操作されるクルーズコントロールスイッチ88が配置されており、このクルーズコントロールスイッチ88もハイブリッドECU70に接続されている。運転者がクルーズコントロールスイッチ88を介して所望のオートクルーズの実行を指示すると、通常時(スイッチオフ時)には値0に設定される所定のオートクルーズフラグFacrが値1に設定されると共に、ハイブリッドECU70により予め定められたオートクルーズ用の各種制御手順に従ってハイブリッド自動車20が制御されることになる。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等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等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
The
また、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いる駐車ポジション(Pポジション)、後進走行用のリバースポジション(Rポジション)、中立のニュートラルポジション(Nポジション)、通常の前進走行用のドライブポジション(Dポジション)の他に、複数の仮想シフトポジションの中から任意の仮想シフトポジションの選択を可能とするシーケンシャルシフトポジション(Sポジション)、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジション等が用意されている。シフトポジションSPとしてDポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22が効率よく運転されるように駆動制御される。また、シフトポジションSPとしてSポジションを選択すれば、車速Vに対するエンジン22の回転数の比を例えば6段階(SP1〜SP6)に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー81がSポジションにセットされると、シフトポジションSPが車速Vに応じて定まる初期段(例えば4段目のSP4)とされ、以後、シフトレバー81がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ上げられる(アップシフトされる)一方、シフトレバー81がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ下げられ(ダウンシフトされ)、シフトポジションセンサ82は、シフトレバー81の操作に応じて現在のシフトポジションSPを出力する。
Further, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, as the shift position SP of the
更に、ハイブリッド自動車20の運転席近傍には、図1に示すようなメータ表示ユニット90が配置されている。実施例において、メータ表示ユニット90は、液晶表示パネルとして構成されており、シフトポジションセンサ82により検出されるシフトポジションSPに対応したマーク(P,R,N,DおよびS)を点灯表示させるシフトポジション表示部91や、Sポジション選択時にシフトポジションSP1〜SP6のうちの運転者により選択されている段数を表示させる段数表示部92、オートクルーズが実行されているときに点灯されるオートクルーズマークの表示部93、車速センサ87により検出される車速Vを表示させるスピードメータ部(図示省略)、積算走行距離を表示させるオドメータ部(図示省略)、燃料タンク内の燃料残量を表示させるフューエルゲージ部(図示省略)等を含む。そして、メータ表示ユニット90は、メータ用電子制御ユニット(以下「メータECU」という)95により制御されており、このメータECU95もハイブリッドECU70等と通信しており、ハイブリッドECU70等との間で必要なデータの送受信を行っている。
Further, a
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、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32に出力すべき要求トルクTr*が計算され、この要求トルクTr*に対応する動力がリングギヤ軸32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の運転制御モードとしては、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32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32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から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。また、ハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されるトルク変換運転モード等のもとで所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン22の運転が停止され、運転モードがモータ運転モードへと切り替えられる。更に、エンジン22が停止されるモータ運転モードのもとで所定のエンジン始動条件が成立するとエンジン22が始動され、運転モードがトルク変換運転モード等へと切り替えられる。このように、エンジン22を適宜、停止・始動させる間欠運転を実行することにより、ハイブリッド自動車20ではその燃費を向上させることが可能となる。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, a request to be output to the
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、運転者によりシフトポジションSPとしてSポジションが選択されているときのハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、運転者によりシフトポジションSPとしてSポジションが選択されており、かつアクセルオン状態にあるときにハイブリッドECU70により所定時間(例えば数msec)ごとに繰り返し実行されるSポジション選択時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、説明を簡単にするためにエンジン22が運転されている状態を例にとって図2のSポジション選択時駆動制御ルーチンを説明する。
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment, particularly, the operation of the hybrid vehicle 20 when the S position is selected as the shift position SP by the driver will be described. FIG. 2 shows an S position selection drive control routine that is repeatedly executed by the
図2のSポジション選択時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、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やシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、変速機60のギヤ比Gr、充放電要求パワーPb*、バッテリ50の充放電に許容される電力である入出力制限Win,Woutといった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータECU40から通信により入力するものとした。また、変速機60のギヤ比Grは、図示しない変速処理ルーチンにより変速機60の変速が実行されたときに設定されてRAM76の所定領域に記憶されるものである。更に、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量SOC等に基づいてバッテリECU52によってバッテリ50を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。同様に、バッテリ50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Winと、その放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Woutとは、温度センサにより検出されたバッテリ50のバッテリ温度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。
At the start of the S position selection drive control routine in FIG. 2, the
ステップS100のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Accと車速VとシフトポジションSP(SP1〜SP6)とに基づいて駆動輪たる車輪39a,39bに連結された車軸としてのリングギヤ軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定した上で、エンジン22に要求される要求パワーPe*を設定する(ステップS110)。実施例では、アクセル開度Accと車速VとシフトポジションSPと要求トルクTr*との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶されており、要求トルクTr*としては、与えられたアクセル開度Accと車速VとシフトポジションSPとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。図3に例示する要求トルク設定用マップは、アクセルオン状態(Acc>0%)にあるときにはシフトポジションSPがDポジションおよびSP1〜SP6の何れであっても同一の制約のもとでアクセル開度Accと車速Vとに応じた要求トルクTr*を設定するように作成されると共に、アクセル開度Accが0%(アクセルオフ)のときには例えばSP1〜SP6ごとに異なる制約(ただし、図3の例においてDポジションとSP6との間では同一の制約)のもとでアクセル開度Accと車速Vとに応じた要求トルクTr*を設定するように作成されている。すなわち、実施例のハイブリッド自動車20において、アクセル開度Accが0%である場合については、シフトポジションSP1〜SP6には、それぞれ異なる要求トルク設定制約(要求駆動力設定制約)が対応づけられている。ただし、アクセルオン状態(Acc>0%)にある場合の要求トルク設定制約(要求駆動力設定制約)をDポジションおよびSP1〜SP6とのうちの少なくとも何れか2つとの間で異なるものとしてもよいことはいうまでもない。また、実施例において、要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32の回転数Nrを乗じたものと充放電要求パワーPb*(ただし放電要求側を正とする)とロスLossとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸32の回転数Nrは、図示するようにモータMG2の回転数Nm2を現在の変速機60のギヤ比Grで除するか、あるいは車速Vに換算係数kを乗じることによって求めることができる。
After the data input process in step S100, the output is output to the
次いで、ステップS110にて設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の仮の目標運転ポイントである仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定する(ステップS120)。実施例では、通常走行用運転ポイント設定制約として予め定められたエンジン22を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーPe*とに基づいてエンジン22の仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定するものとした。図4に、エンジン22の動作ラインと回転数NeとトルクTeとの相関曲線とを例示する。同図に示すように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とは、上記動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定となることを示す相関曲線との交点として求めることができる。こうしてエンジン22の仮目標回転数Netmpと仮目標トルクTetmpとを設定したならば、ステップS100にて入力した車速VとシフトポジションSPとに基づいてエンジン22の回転数Neの下限値であるエンジン下限回転数Neminを設定する(ステップS130)。ここで、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトポジションSPとしてSポジションが選択されているときに、車速VとシフトポジションSP(SP1〜SP6)に応じてエンジン下限回転数Neminを定めることとしており、エンジン下限回転数Neminは、同一の車速Vに対してシフトポジションSPの段数が大きくなるほど(SP1からSP6に至るほど)小さな値に設定される。そして、実施例では、車速VとシフトポジションSPとエンジン下限回転数Neminとの関係が予め定められて図5に例示するようなエンジン下限回転数設定用マップとしてROM74に記憶されており、エンジン下限回転数Neminとしては、与えられた車速VとシフトポジションSPとに対応したものが当該マップから導出・設定される。すなわち、シフトポジションSP1〜SP6には、それぞれ異なるエンジン22の運転ポイント設定制約(目標回転数設定制約)が対応づけられている。ステップS130にてエンジン下限回転数Neminを設定したならば、仮目標回転数Netmpとエンジン下限回転数Neminとの大きい方をエンジン22の目標回転数Ne*として設定すると共に、ステップS110にて設定した要求パワーPe*を目標回転数Ne*で除することによりエンジン22の目標トルクTe*を設定する(ステップS140)。
Next, a temporary target rotational speed Nettmp and a temporary target torque Tentmp, which are temporary target operation points of the
続いて、ステップS140にて設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32の回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρ(サンギヤ30aの歯数/リングギヤ30bの歯数)とを用いて次式(1)に従いモータMG1の目標回転数Nm1*を計算した上で、計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づく式(2)の計算を実行してモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS150)。ここで、式(1)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。また、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6に例示する。図中、左側のS軸はモータMG1の回転数Nm1に一致するサンギヤ30aの回転数を示し、中央のC軸はエンジン22の回転数Neに一致するキャリア30dの回転数を示し、右側のR軸はモータMG2の回転数Nm2を現在の変速機60のギヤ比Grで除したリングギヤ30bの回転数Nrを示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1からトルクTm1を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸32に作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が変速機60を介してリングギヤ軸32に作用するトルクとを示す。モータMG1の目標回転数Nm1*を求めるための式(1)は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式(2)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(2)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。
Subsequently, the target rotational speed Ne * set in step S140, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(1)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt …(2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * =-ρ / (1 + ρ) ・ Te * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
ステップS150にてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定したならば、次式(3)および式(4)に従いバッテリ50の入出力制限Win,Woutと、トルク指令Tm1*と現在のモータMG1の回転数Nm1との積として得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で除す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Tmin,Tmaxを計算する(ステップS160)。次いで、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と現在の変速機60のギヤ比Grとに基づいてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを次式(5)に従って計算し(ステップS170)、モータMG2のトルク指令Tm2*をステップS160にて計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値として設定する(ステップS180)。このようにしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸32に出力するトルクをバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、図6の共線図から容易に導出することができる。こうしてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定したならば、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS190)、再度ステップS100以降の処理を実行する。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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを得るための制御を実行する。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*を用いてモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*を用いてモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
If the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set in step S150, the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(5)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
上述のように、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトポジションSPとしてSポジションが選択されているときに、シフトポジションSP(SP1〜SP6)に基づいて要求トルクTr*やエンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)が設定された上で、要求トルクTr*に基づくトルクが車軸としてのリングギヤ軸32に出力されるようにエンジン22とモータMG1,MG2とが制御され、それにより、運転者の加減速要求に応答性よく対応することが可能となる。ただし、実施例のハイブリッド自動車20は上述のようにオートクルーズを実行可能に構成されており、何らかの対策を施さなければ、オートクルーズの実行が指示されている際にシフトポジションSPとしてSポジションが選択されると、燃費を悪化させたり、運転者に違和感を与えてしまうおそれもある。これを踏まえて、実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によりクルーズコントロールスイッチ88を介してオートクルーズの実行が指示されているときに以下に説明するようなオートクルーズ時駆動制御ルーチンが実行される。
As described above, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the S position is selected as the shift position SP, the required torque Tr * and the target operating point of the engine 22 (based on the shift position SP (SP1 to SP6)) ( After setting the target rotational speed Ne * and the target torque Te *), the
そこで、引き続き、運転者によりオートクルーズの実行が指示されているときのハイブリッド自動車20の動作について説明する。図7は、運転者によりクルーズコントロールスイッチ88を介してオートクルーズの実行が指示されている間、ハイブリッドECU70により所定時間(例えば数msec)ごとに繰り返し実行されるオートクルーズ時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、説明を簡単にするために、運転者によりオートクルーズとして車速Vを自動的に一定に保つ定速走行の実行が指示されている場合を例にとって図7のオートクルーズ時駆動制御ルーチンを説明する。また、ここでも、説明を簡単にするために、エンジン22が運転されている状態を例にとる。
Therefore, the operation of the hybrid vehicle 20 when the driver is instructed to execute auto cruise will be described. FIG. 7 shows an example of an auto-cruise drive control routine that is repeatedly executed by the
図7のオートクルーズ時駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、図2のステップS100と同様にして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やシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、変速機60のギヤ比Gr、充放電要求パワーPb*、バッテリ50の充放電に許容される電力である入出力制限Win,Woutといったデータを入力すると共に、目標車速V*やオートクルーズフラグFacrの値といった必要なデータを入力する(ステップS300)。ここで、目標車速V*やオートクルーズフラグFacrの値は、運転者のクルーズコントロールスイッチ88の操作に応じて設定されて所定の記憶領域に格納されるものである。ステップS300のデータ入力処理の後、ステップS300にて入力したオートクルーズフラグFacrが値1であるか否かを判定し(ステップS310)、オートクルーズフラグFacrが値0であって運転者によりオートクルーズの実行が指示されていないか、あるいは実行の解除が指示されている場合には、メータ表示ユニット90の表示部93におけるオートクルーズマークの消灯指令をメータECU95に送信し(ステップS460)、本ルーチンを終了させる。
At the start of the auto-cruise drive control routine of FIG. 7, the
また、ステップS310にてオートクルーズフラグFacrが値1であると判断されている場合には、更にステップS300にて入力したシフトポジションSPに基づいてシフトポジションSPとしてSポジションが選択されているか否かを判定する(ステップS320)。そして、シフトポジションSPとしてSポジションが選択されていない場合、すなわちシフトポジションSPとしてDポジションが選択されている場合には、ステップS300にて入力した目標車速V*と車速Vとの偏差(V*−V)が打ち消されるようにするための車速偏差起因要求トルクTrvを次式(6)に従って計算する(ステップS360)。ここで、式(6)は、車速Vを目標車速V*に一致させるためのフィードバック制御の関係式であり、式(6)中、右辺第1項の「k3」は比例項のゲインであり、右辺第2項の「k4」は積分項のゲインである。更に、ステップS300にて入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいてオートクルーズ実行中の運転者によるアクセル操作に起因した要求トルクであるアクセル操作起因要求トルクTraを設定する(ステップS370)。実施例では、図3に例示した要求トルク設定用マップを用いてアクセル開度Accと車速Vとに応じたアクセル操作起因要求トルクTraを導出・設定することとした。このようにしてアクセル操作起因要求トルクTraを設定するのは、基本的にアクセルペダル83が操作されないオートクルーズの実行中であっても先行車を追い越す必要があるような場合には、運転者によるアクセルペダル83を介した追い越し要求に応えるためである。次いで、車速偏差起因要求トルクTrvとアクセル操作起因要求トルクTraとの大きい方を制御用の要求トルクTr*として設定すると共に、図2のステップS110と同様にしてエンジン22に要求される要求パワーPe*を設定し(ステップS380)、更にエンジン22を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーPe*と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S390)。そして、以下、図2のステップS150〜S190と同様のステップS400〜S440の処理を実行し、再度ステップS300以降の処理を実行する。
If it is determined in step S310 that the auto cruise flag Facr is 1, whether or not the S position is selected as the shift position SP based on the shift position SP input in step S300. Is determined (step S320). If the S position is not selected as the shift position SP, that is, if the D position is selected as the shift position SP, the deviation (V *) between the target vehicle speed V * and the vehicle speed V input in step S300. -V) is calculated according to the following equation (6) to cause the vehicle speed deviation-derived required torque Trv to be canceled (step S360). Here, Expression (6) is a relational expression of feedback control for making the vehicle speed V coincide with the target vehicle speed V *. In Expression (6), “k3” in the first term on the right side is the gain of the proportional term. “K4” in the second term on the right side is the gain of the integral term. Further, based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V input in step S300, an accelerator operation-induced required torque Tra, which is a required torque resulting from the accelerator operation by the driver who is executing auto-cruise, is set (step S370). In the embodiment, the accelerator operation-derived required torque Tra according to the accelerator opening Acc and the vehicle speed V is derived and set using the required torque setting map illustrated in FIG. In this way, the accelerator operation-induced required torque Tra is set by the driver when it is necessary to overtake the preceding vehicle even during execution of auto-cruise where the
Tr*=k3・(V*-V)+k4・∫(V*-V)dt …(6) Tr * = k3 ・ (V * -V) + k4 ・ ∫ (V * -V) dt (6)
一方、ステップS320にてシフトポジションSPとしてSポジションが選択されていると判断した場合には、更に本ルーチンの前回実行時から例えばDポジションからSポジションへと、あるいは運転者によるアップシフト指示ポジションまたはダウンシフト指示ポジションの選択によりSP1〜SP6の間でシフトポジションSPが変更されているか(シフトチェンジがなされているか)否かを判定する(ステップS330)。そして、本ルーチンの前回実行時からシフトポジションSPが変更されていれば、メータ表示ユニット90のシフトポジション表示部91や段数表示部92における表示状態を変更させるためのシフトポジション表示変更指令をメータECU95に送信する(ステップS340)。本ルーチンの前回実行時からシフトポジションSPが変更されていなければ、ステップS340の処理はスキップされる。ステップS330またはS340の処理の後、ステップS300にて入力したシフトポジションSPがSP2以外であるか否かを判定する(ステップS350)。ここで、実施例のハイブリッド自動車20では、オートクルーズの実行中に運転者によりシフトポジションSPとしてSポジションの2段目であるSP2が選択されたときには、オートクルーズの実行中であっても運転者が登坂時の駆動力の確保やいわゆるエンジンブレーキによる減速を要求しているとみなして、オートクルーズの実行を解除することとしている。このため、ステップS350にてシフトポジションSPがSP2であると判断した場合には、その後に、図2のSポジション選択時駆動制御ルーチンあるいは図示しないアクセルオフ時用のSポジション選択時駆動制御ルーチンの実行を指示すべく、所定のフラグFsをオンした上で(ステップS450)、ステップS460の処理を実行し、本ルーチンを終了させる。これに対して、ステップS350にてシフトポジションSPがSP2以外であると判断した場合には、上述のステップS360〜S440の処理を実行する。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、オートクルーズの実行中にシフトポジションSPとしてSポジションが選択されると、メータ表示ユニット90には、運転者のシフト操作に応じたシフトポジションSP(D,S等の種別およびSポジション選択時の段数)が表示されることになるが、オートクルーズの非実行時におけるSポジション選択時のようなシフトポジションSP(SP1〜SP6)に基づくエンジン22の目標運転ポイント等の設定は実行されず、Dポジション選択時と同様にしてエンジン22とモータMG1,MG2とが制御されることになる。
On the other hand, if it is determined in step S320 that the S position is selected as the shift position SP, for example, from the previous execution of this routine, for example, from the D position to the S position, or an upshift instruction position by the driver or It is determined whether or not the shift position SP has been changed between SP1 and SP6 by the selection of the downshift instruction position (shift change has been made) (step S330). If the shift position SP has been changed since the previous execution of this routine, the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81を介してSポジションを選択すると、シフトポジションSP(SP1〜SP6)に応じたDポジション選択時とは異なるエンジン22の運転ポイント設定制約を設定可能であると共に、クルーズコントロールスイッチ88の操作により定速走行といったようなオートクルーズの実行を指示することができる。そして、ハイブリッド自動車20では、運転者によりクルーズコントロールスイッチ88を介してオートクルーズの実行が指示されている場合、運転者により選択されたシフトポジションSPに拘わらず、すなわちSポジション(アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションを含む)が選択されたとしても、Dポジション選択時の運転ポイント設定制約(図4の動作ライン)を用いてエンジン22の目標運転ポイントが設定され、設定された目標運転ポイントでエンジン22が運転されると共にオートクルーズが実行されるようにエンジン22とモータMG1,MG2とが制御される(ステップS360〜S440)。このように、オートクルーズの実行が指示されているときには、運転者によりシフトポジションSPとしてSポジションが選択されたとしても通常走行用のDポジションに対応した運転ポイント設定制約を用いてエンジン22の目標運転ポイントを設定することにすれば、エンジン22の目標運転ポイントの変更(図4の動作ラインからの逸脱)に伴う燃費の悪化やリングギヤ軸32に出力されるトルクの変動等を抑制することができるので、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。
As described above, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the S position is selected via the
また、実施例のハイブリッド自動車20は、互いに異なる複数の運転ポイント設定制約に対応づけられたSポジションの設定を可能とするものであり、これにより、複数の運転ポイント設定制約を任意に変更しながらハイブリッド自動車20を走行させるニーズに応えつつ、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。更に、実施例のハイブリッド自動車20では、オートクルーズの実行中に運転者によりシフトポジションSPとしてSポジションの2段目であるSP2が選択されたとき(SP2に対応した運転ポイント設定制約の選択が運転者により指示されたとき)には、オートクルーズの実行中であっても運転者が登坂時の駆動力の確保やいわゆるエンジンブレーキによる減速を要求しているとみなして、オートクルーズの実行を解除することとしている。このように、シフトレバー81を介したSP2の選択をオートクルーズの実行解除条件とすれば、ハイブリッド自動車20の運転性を向上させることが可能となる。また、ハイブリッド自動車20では、オートクルーズの実行中にシフトポジションSPとしてSポジションが選択されても、オートクルーズの非実行時におけるSポジション選択時のようなシフトポジションSP(SP1〜SP6)に基づくエンジン22の目標運転ポイント等の設定は実行されないが、メータ表示ユニット90には、運転者のシフト操作に応じたシフトポジションSP(D,S等の種別およびSポジション選択時の段数)が表示されることになる。これにより、シフトポジションSPを変更したにも拘わらず、その旨が報知されないことにより運転者が違和感を覚えることを抑制しつつ、オートクルーズをより適正に実行することが可能となる。また、シフトポジションSPをSP2に設定してオートクルーズの実行を解除しようとする運転者は、メータ表示ユニット90の段数表示部92を確認しながらシフトレバー81を操作できることになるから、このようにメータ表示ユニット90の表示と運転者によるシフトレバー81の操作状態とを一致させることは、ハイブリッド自動車20の運転性を向上させる上でも有用である。更に、実施例のハイブリッド自動車20では、オートクルーズの実行が指示されたときに、当該オートクルーズに関連した走行パラメータ、すなわち定速走行であれば車速Vおよび目標車速V*、追従走行であれば車間距離といったような走行パラメータに基づいて走行に要求される要求トルクTr*が設定されると共に、当該要求トルクTr*とDポジションに対応した運転ポイント設定制約とを用いてエンジン22の目標運転ポイントが設定され、当該目標運転ポイントでエンジン22が運転されると共に要求トルクTr*に基づくトルクが得られるようにエンジン22とモータMG1,MG2とが制御される。これにより、ハイブリッド自動車20では、運転者により指定されたオートクルーズを精度よく実行することが可能となる。
Further, the hybrid vehicle 20 of the embodiment enables the setting of the S position associated with a plurality of driving point setting constraints different from each other, thereby changing the plurality of driving point setting constraints arbitrarily. While responding to the needs of running the hybrid vehicle 20, it is possible to execute auto cruise more appropriately. Furthermore, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the driver selects the second position S2 of the S position as the shift position SP during execution of auto-cruise (the driving point setting constraint corresponding to SP2 is selected for driving). Auto-cruise is canceled because it is considered that the driver is requesting to secure driving force during climbing or to decelerate by so-called engine braking even when auto-cruising is in progress. To do. As described above, if the selection of SP2 via the
なお、上記実施例のハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力をリングギヤ軸32に接続された車軸に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図8に示す変形例としてのハイブリッド自動車20Aのように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32に接続された車軸(車輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図8における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して車輪39a,39bに接続される車軸としてのリングギヤ軸32に出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図9に示す変形例としてのハイブリッド自動車20Bのように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と車輪39a,39bに動力を出力する車軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を車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を備えたものに適用されてもよい。更に、本発明は、動力分配統合機構30の代わりに、エンジン22の動力を車軸側に伝達する動力伝達手段として無段変速機(以下「CVT」という)を備えた車両に適用されてもよい。このような車両の一例であるハイブリッド自動車20Cを図10に示す。同図に示す変形例のハイブリッド自動車20Cは、エンジン22からの動力をベルト式あるいはトロイダル式のCVT200やデファレンシャルギヤ38等を介して例えば前輪である車輪39a,39bに出力する前輪駆動系と、同期発電電動機であるモータMGからの動力をデファレンシャルギヤ38′等を介して例えば後輪である車輪39c,39dに出力する後輪駆動系とを備える。そして、モータMGは、インバータを介してエンジン22により駆動されるオルタネータ29や、当該オルタネータ29からの電力ラインに出力端子が接続されたバッテリ50に接続されている。これにより、モータMGは、オルタネータ29やバッテリ50からの電力により駆動されたり、回生を行って発電した電力によりバッテリ50を充電したりする。
In addition, although the hybrid vehicle 20 of the said Example outputs the motive power of motor MG2 to the axle connected to the
ここで、上記実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例および変形例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1および動力分配統合機構30の組み合わせや対ロータ電動機230、CVT200が「動力伝達手段」に相当し、モータMG,MG2が「電動機」に相当し、モータMG,MG2等と電力をやり取り可能なバッテリ50が「蓄電手段」に相当し、DポジションとSポジションとの選択を許容するシフトレバー81が「シフトポジション選択手段」に相当し、クルーズコントロールスイッチ88が「オートクルーズ指示手段」に相当し、図7のステップS310〜S380等の処理を実行するハイブリッドECU70が「目標運転ポイント設定手段」に相当し、図7のオートクルーズ時駆動制御ルーチンを実行するハイブリッドECU70やエンジンECU24、モータECU40が「オートクルーズ時制御手段」に相当し、ハイブリッドECU70、メータECU95およびメータ表示ユニット90が「報知手段」に相当する。また、モータMG1および動力分配統合機構30や対ロータ電動機230が「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the above embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. That is, in the above-described embodiments and modifications, the
なお、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力伝達手段」は、所定の車軸に接続される車軸側回転要素と内燃機関の機関軸に接続されると共に車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、機関軸からの動力の少なくとも一部を車軸側に出力可能なものであれば、モータMG1および動力分配統合機構30の組み合わせや対ロータ電動機230、CVT200以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」は、モータMG,MG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ50のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「シフトポジション選択手段」は、Dポジションのような通常走行用運転ポイント設定制約に対応づけられた第1のシフトポジションとSポジションのような通常走行用運転ポイント設定制約とは異なる内燃機関の運転ポイント設定制約に対応づけられた第2のシフトポジションとの選択を運転者に許容するものであれば、シフトレバー81以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。また、「第2のシフトポジション」は、Sポジション(SP1〜SP6)のような複数の運転ポイント設定制約に対応づけられたものに限られず、例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択されるいわゆるブレーキポジションといったような通常走行用運転ポイント設定制約とは異なる単一の運転ポイント設定制約に対応づけられたものであってもよい。「オートクルーズ指示手段」は、所定のオートクルーズの実行を指示可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「オートクルーズ」は、定速走行や追従走行といったような運転者による運転の支援・代行を目的としたものであれば、如何なるものであっても構わない。「目標運転ポイント設定手段」は、オートクルーズの実行が指示されているときに、運転者により選択されたシフトポジションに拘わらず通常走行用運転ポイント設定制約を用いて内燃機関の目標運転ポイントを設定するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「オートクルーズ時制御手段」は、オートクルーズの実行が指示されているときに、設定された目標運転ポイントで内燃機関が運転されると共にオートクルーズが実行されるように内燃機関と動力伝達手段と電動機とを制御するものであれば、ハイブリッドECU70とエンジンECU24とモータECU40との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「報知手段」は、運転者により選択されたシフトポジションを該運転者に対して報知するものであれば、メータ表示ユニット90のように運転者に対して選択されたシフトポジションを視覚的に報知するもの以外に、聴覚等の他の五感を介して運転者に選択されたシフトポジションを報知する形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
The “internal combustion engine” is not limited to the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
20,20A,20B,20C 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、29 オルタネータ、30 動力分配統合機構、30a サンギヤ、30b リングギヤ、30c ピニオンギヤ、30d キャリア、31 回転軸、32 リングギヤ軸、38,38′ デファレンシャルギヤ、39a〜39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、60 変速機、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、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、87 車速センサ、88 クルーズコントロールスイッチ、90 メータ表示ユニット、91 シフトポジション表示部、92 段数表示部、93 表示部、95 メータECU、200 CVT、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG,MG1,MG2 モータ。
20, 20A, 20B, 20C Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 29 alternator, 30 power distribution and integration mechanism, 30a sun gear, 30b ring gear, 30c pinion gear, 30d carrier, 31 Rotation shaft, 32 ring gear shaft, 38, 38 'differential gear, 39a-39d wheels, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 battery, 52 electronic control unit for battery (battery ECU), 60 Transmission, 70 Hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 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, 87 vehicle speed sensor, 88 cruise control switch, 90 meter display unit, 91 shift position display section, 92 step display section, 93
Claims (6)
所定の車軸に接続される車軸側回転要素と前記内燃機関の機関軸に接続されると共に前記車軸側回転要素に対して差回転可能な機関側回転要素とを有し、前記機関軸からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な動力伝達手段と、
前記車軸または該車軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の通常走行用運転ポイント設定制約に対応づけられた第1のシフトポジションと前記通常走行用運転ポイント設定制約とは異なる前記内燃機関の運転ポイント設定制約にそれぞれ対応づけられた複数の仮想シフトポジションとの選択を運転者に許容するシフトポジション選択手段と、
運転者により選択されたシフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
所定のオートクルーズの実行を指示するためのオートクルーズ指示手段と、
前記オートクルーズの実行が指示されているときに、前記シフトポジション検出手段により検出されたシフトポジションが前記第1のシフトポジションと前記複数の仮想シフトポジションの中の所定の仮想シフトポジションを除くものとの何れかである場合に、前記通常走行用運転ポイント設定制約を用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記オートクルーズの実行が指示されているときに、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記オートクルーズが実行されるように前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御し、前記シフトポジション検出手段により検出されたシフトポジションが前記所定の仮想シフトポジションである場合には、前記オートクルーズの実行を解除するオートクルーズ時制御手段と、
前記シフトポジション検出手段により検出されたシフトポジションを運転者に対して報知する報知手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 An internal combustion engine;
An axle-side rotating element connected to a predetermined axle and an engine-side rotating element connected to the engine shaft of the internal combustion engine and capable of differential rotation with respect to the axle-side rotating element; A power transmission means capable of outputting at least a part thereof to the axle side;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the axle or another axle different from the axle;
Power storage means capable of exchanging power with the motor;
The first shift position associated with the normal travel operation point setting constraint of the internal combustion engine and a plurality of virtuals respectively associated with the internal combustion engine operation point setting constraint different from the normal travel operation point setting constraint Shift position selection means for allowing the driver to select a shift position; and
Shift position detecting means for detecting the shift position selected by the driver;
Auto cruise instruction means for instructing execution of a predetermined auto cruise;
The shift position detected by the shift position detecting means when the execution of the auto cruise is instructed excludes the first shift position and a predetermined virtual shift position among the plurality of virtual shift positions. A target operation point setting means for setting a target operation point of the internal combustion engine using the normal driving operation point setting constraint,
The internal combustion engine, the power transmission means, and the electric motor so that the internal cruise engine is operated at the set target operation point and the auto cruise is executed when the execution of the auto cruise is instructed. And when the shift position detected by the shift position detection means is the predetermined virtual shift position, the auto-cruise control means for canceling the execution of the auto-cruise,
Informing means for informing the driver of the shift position detected by the shift position detecting means;
A hybrid car with
ションを含み、該シーケンシャルシフトポジションが選択されたときに前記複数の仮想シフトポジションの中から任意の仮想シフトポジションの選択が運転者に許容される請求項1に記載のハイブリッド自動車。 The shift position selecting means includes a sequential shift position as a shift position, and the driver is allowed to select an arbitrary virtual shift position from the plurality of virtual shift positions when the sequential shift position is selected. Item 2. The hybrid vehicle according to item 1.
前記オートクルーズの実行が指示されたときに、該オートクルーズに関連した所定の走行パラメータに基づいて走行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を更に備え、
前記目標運転ポイント設定手段は、前記オートクルーズの実行が指示されたときに、前記設定された要求駆動力と前記通常走行用運転ポイント設定制約とを用いて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定し、
前記オートクルーズ時制御手段は、前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく動力が得られるように前記内燃機関と前記動力伝達手段と前記電動機とを制御するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
A request driving force setting means for setting a required driving force required for traveling based on a predetermined traveling parameter related to the auto cruise when execution of the auto cruise is instructed;
The target operation point setting means sets the target operation point of the internal combustion engine using the set required driving force and the normal driving operation point setting constraint when the execution of the auto cruise is instructed. ,
The auto-cruise control means is configured to operate the internal combustion engine at the set target operating point and obtain power based on the set required driving force, and the internal combustion engine, the power transmission means, and the electric motor. And hybrid car to control.
The power power input / output means is connected to three shafts of a generator capable of inputting / outputting power, the axle, the engine shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator, and any of these three shafts The hybrid vehicle according to claim 5, further comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power based on power input / output to / from the two shafts to / from the remaining shaft.
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