JP4385989B2 - Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, an automobile equipped with the power output apparatus, and a method for controlling the power output apparatus.
従来、この種の動力出力装置としては、プラネタリギヤユニットにエンジンと発電機と出力軸とを接続すると共に出力軸に駆動モータを接続したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、駆動モータの回転速度を、出力軸の回転速度に基づいて算出したり、駆動モータのロータ位置に基づいて算出したり、エンジンの回転速度および発電機の回転速度に基づいて算出するなど複数の算出方法により算出することにより、駆動モータの回転速度を精度よく算出し駆動モータの制御の信頼性の向上を図っている。
ところで、こうした動力出力装置において、エンジンの回転速度と発電機の回転速度とに基づいて出力軸の回転速度を推定する場合、エンジンの回転速度の変化量が比較的大きいときには、エンジンの回転速度を検出するセンサによるセンシング遅れやセンサと制御装置との間の通信遅れなどによって推定した出力軸の回転速度と実際の出力軸の回転速度との誤差が大きくなってしまうことがある。また、エンジンの始動直後には、エンジンの回転速度が不安定であることによってこうした誤差が大きくなってしまうことがある。エンジンや発電機,駆動モータに加えて駆動モータからの動力を変速して出力軸に出力する変速機を備える動力出力装置では、こうした誤差によって変速機の変速比の変更後のモータの目標回転数を出力軸の回転数を用いて適正に設定できず、変速機の変速比の変更を適正に行なうことができない場合が生じる。この場合、変速比の変更の際にショックを生じてしまう。 By the way, in such a power output device, when estimating the rotational speed of the output shaft based on the rotational speed of the engine and the rotational speed of the generator, when the amount of change in the rotational speed of the engine is relatively large, the rotational speed of the engine is reduced. An error between the estimated rotational speed of the output shaft and the actual rotational speed of the output shaft may increase due to a sensing delay due to the sensor to be detected or a communication delay between the sensor and the control device. Further, immediately after the engine is started, such an error may be increased due to the unstable rotational speed of the engine. In a power output device having a transmission that shifts the power from the drive motor and outputs it to the output shaft in addition to the engine, the generator, and the drive motor, the target rotational speed of the motor after changing the transmission gear ratio due to such errors May not be properly set using the rotational speed of the output shaft, and the gear ratio of the transmission cannot be changed properly. In this case, a shock occurs when the speed ratio is changed.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、所定条件が成立したときに内燃機関や電力動力入出力手段,電動機を制御することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、変速機の変速比を変更している最中に所定条件が成立したときに変速比の変更に伴うショックを抑制することを目的の一つとする。 One object of the power output apparatus, the automobile equipped with the power output apparatus, and the method for controlling the power output apparatus of the present invention is to control the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor when a predetermined condition is satisfied. The power output device of the present invention, a vehicle equipped with the power output device, and a method of controlling the power output device are provided with a shock that accompanies a change in the gear ratio when a predetermined condition is satisfied while the gear ratio of the transmission is being changed. One of the purposes is to suppress this.
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法は、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た。 In order to achieve at least a part of the above object, the power output apparatus of the present invention, the automobile equipped with the same, and the control method of the power output apparatus employ the following means.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
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可能な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、
前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出する内燃機関回転数検出手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
所定パラメータに基づいて所定時における駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定する駆動軸回転数変化量推定手段と、
前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定する制御用回転数設定手段と、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs 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 capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
An internal combustion engine rotational speed detection means for detecting an internal combustion engine rotational speed that is the rotational speed of the internal combustion engine;
Driving state detecting means for detecting the driving state of the power drive input / output means;
Drive shaft rotational speed estimation means for estimating a drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time based on a predetermined parameter;
Drive shaft speed change amount estimating means for estimating the drive shaft speed change amount based on the detected change amount of the internal combustion engine speed and the detected change amount of the driving state of the power drive input / output means. When,
A control rotational speed setting means for setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
Required driving force setting means for setting required driving force to be output to the driving shaft;
Based on the set required driving force using the detected internal combustion engine speed, the detected drive state of the power input / output means and the set control speed when a predetermined condition is satisfied Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so that a driving force is output to the drive shaft;
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、所定パラメータに基づいて推定した所定時における駆動軸の回転数と内燃機関の回転数の変化量および電力動力入出力手段の駆動状態の変化量に基づいて推定した駆動軸の回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数と電力動力入出力手段の駆動状態と制御用回転数とを用いて駆動軸に出力すべき要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され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。したがって、所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数と電力動力入出力手段の駆動状態と駆動軸の回転数およびその変化量に基づいて設定される制御用回転数とを用いて内燃機関や電力動力入出力手段,電動機を制御することができる。しかも、所定時における駆動軸の回転数とその変化量とに基づいて制御用回転数を設定するから、内燃機関回転数検出手段や駆動状態検出手段の検出遅れなどを考慮すれば、制御用回転数をより適正に設定することができる。ここで、「所定時」には、内燃機関回転数検出手段により内燃機関の回転数が検出されたときや駆動状態検出手段により電力動力入出力手段の駆動状態が検出されたときなどがあり、駆動軸の回転数を検出する駆動軸回転数検出手段を備える場合には駆動軸回転数検出手段により駆動軸の回転数を検出することができなくなったときやその直前などもある。 In the power output apparatus of the present invention, the estimation is based on the amount of change in the rotational speed of the drive shaft and the rotational speed of the internal combustion engine and the amount of change in the driving state of the electric power input / output means at a predetermined time estimated based on the predetermined parameter. The control rotational speed is set based on the amount of change in the rotational speed of the drive shaft, and when a predetermined condition is satisfied, the rotational speed of the internal combustion engine, the drive state of the power drive input / output means, and the control rotational speed are used. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that the drive force based on the required drive force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft. Therefore, when the predetermined condition is satisfied, the internal combustion engine and the driving speed of the electric power input / output means, the rotational speed of the drive shaft, and the control rotational speed set based on the amount of change thereof are used. Electric power drive input / output means and motor can be controlled. Moreover, since the control rotational speed is set based on the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time and the amount of change thereof, the control rotational speed can be determined by taking into account the detection delay of the internal combustion engine rotational speed detection means and the drive state detection means. The number can be set more appropriately. Here, the “predetermined time” includes the time when the rotational speed of the internal combustion engine is detected by the internal combustion engine speed detection means or the drive state of the power drive input / output means is detected by the drive state detection means. In the case where the drive shaft rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the drive shaft is provided, there are times when the rotational speed of the drive shaft cannot be detected by the drive shaft rotational speed detection means or immediately before that.
こうした本発明の動力出力装置において、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間の動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速比を変更している最中に前記所定条件が成立したとき前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記設定された制御用回転数とを用いて前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速伝達手段の変速比を変更している最中に所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数や電力動力入出力手段の駆動状態,電動機の回転数,制御用回転数を用いて内燃機関や電力動力入出力手段,電動機,変速伝達手段を制御することができる。この結果、例えば、変速伝達手段の変速比の変更後の電動機の回転数としての目標回転数を制御用回転数を用いてより適正に設定することができるから、変速伝達手段の変速比の変更をより適正に行なうことができ、変速比を変更する際のショックを抑制することができる。 In such a power output apparatus of the present invention, transmission transmission means for performing transmission of power between the rotation shaft of the motor and the drive shaft with a change of a transmission gear ratio, and a motor rotation speed that is the rotation speed of the motor. Motor speed detecting means for detecting, and the control means detects the detected internal combustion engine speed and the detection when the predetermined condition is satisfied while changing the speed ratio of the speed change transmission means. The internal combustion engine, the power drive input / output means, the motor, and the transmission transmission means using the detected drive state of the power drive input / output means, the detected motor speed and the set control speed. It can also be a means for controlling. In this way, when the predetermined condition is satisfied while changing the speed ratio of the speed change transmission means, the rotational speed of the internal combustion engine, the driving state of the electric power input / output means, the rotational speed of the electric motor, and the rotational speed for control are set. It can be used to control the internal combustion engine, power power input / output means, electric motor, and transmission transmission means. As a result, for example, the target rotation speed as the rotation speed of the electric motor after the change of the transmission gear ratio of the transmission transmission means can be set more appropriately using the control rotation speed. Can be performed more appropriately, and a shock when changing the gear ratio can be suppressed.
この変速伝達手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件が成立したときに前記所定条件が成立したとして制御し、該所定条件が成立しないときには前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記推定された駆動軸回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転数の変化量が大きいときでも内燃機関や電力動力入出力手段,電動機,変速伝達手段を制御することができる。 In the power output apparatus according to the aspect of the invention including the shift transmission unit, the control unit satisfies the predetermined condition when a condition that the detected change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than the predetermined change amount is satisfied. If the predetermined condition is not satisfied, the detected internal combustion engine speed, the detected drive state of the power input / output means, the detected motor speed, and the estimated drive shaft speed To control the internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the speed change transmission means so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft. It can also be. In this way, even when the amount of change in the rotational speed of the internal combustion engine is large, it is possible to control the internal combustion engine, the power drive input / output means, the motor, and the transmission transmission means.
また、変速伝達手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件と前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件とが共に成立したときに前記所定条件が成立したとして制御し、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件が成立しないことにより前記所定条件が成立しないときには前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記検出された駆動軸回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件は成立するものの前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件が成立しないことにより前記所定条件が成立しないときには前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記推定された駆動軸回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数を検出することができないときでも内燃機関や電力動力入出力手段,電動機,変速伝達手段を制御することができる。この場合、前記駆動軸回転数推定手段は、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができなくなる直前に前記検出された駆動軸回転数を前記所定パラメータとして前記所定時における駆動軸回転数を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定時における駆動軸の回転数をより適正に推定することができる。また、前記駆動軸回転数変化量推定手段は、前記内燃機関を始動してから所定時間を経過するまでは前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができなくなる直前に前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数の変化量に基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定する手段であり、前記制御手段は、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件と前記前記内燃機関を始動してから所定時間を経過していない条件とが共に成立したときには前記内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件が成立しなくても前記所定条件が成立したとして制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を始動した直後における制御用回転数をより適正に推定することができる。 The power output apparatus according to the present invention may further include a drive shaft rotational speed detection means for detecting the drive shaft rotational speed, and the control means may be configured to detect the drive shaft by the drive shaft rotational speed detection means. When the condition where the rotational speed cannot be detected and the condition where the detected change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than the predetermined change amount are both satisfied, the predetermined condition is controlled and the drive shaft rotation is controlled. When the predetermined condition is not satisfied because the condition that the drive shaft rotation speed cannot be detected by the number detection means is not satisfied, the detected internal combustion engine rotation speed and the detected drive state of the power power input / output means The internal power is output so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using the detected motor rotational speed and the detected driving shaft rotational speed. The detected internal combustion engine is controlled even though the condition that the engine, the power input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled and the drive shaft rotational speed detection means cannot detect the drive shaft rotational speed is satisfied. When the predetermined condition is not satisfied because the condition that the change amount of the engine speed is equal to or greater than the predetermined change amount is not satisfied, the detected internal combustion engine speed, the detected driving state of the power power input / output means, and the detection The internal combustion engine and the electric power power input / output means so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using the electric motor rotation speed and the estimated driving shaft rotation speed. It may be a means for controlling the electric motor and the shift transmission means. Thus, even when the rotational speed of the drive shaft cannot be detected, the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means can be controlled. In this case, the drive shaft rotational speed estimation means uses the detected drive shaft rotational speed as the predetermined parameter immediately before the drive shaft rotational speed detection means cannot detect the drive shaft rotational speed as the predetermined parameter. It can also be a means for estimating the drive shaft rotational speed at. In this way, the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time can be estimated more appropriately. Further, the drive shaft rotational speed variation estimation means immediately before the drive shaft rotational speed detection means cannot detect the drive shaft rotational speed until a predetermined time elapses after the internal combustion engine is started. A means for estimating the amount of change in the drive shaft rotation speed based on the amount of change in the drive shaft rotation speed detected by the drive shaft rotation speed detection means; When both the condition that the drive shaft speed cannot be detected and the condition that the predetermined time has not passed since the start of the internal combustion engine are satisfied, the change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than the predetermined change amount. Even if the condition is not satisfied, it may be a means for controlling that the predetermined condition is satisfied. In this way, it is possible to more appropriately estimate the rotational speed for control immediately after starting the internal combustion engine.
さらに、変速伝達手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記駆動軸回転数推定手段は、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態とを前記所定パラメータとして前記所定時における駆動軸回転数を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定時における駆動軸の回転数をより適正に推定することができる。 Further, in the power output apparatus according to the present invention having a shift transmission means, the drive shaft rotational speed estimation means indicates the detected internal combustion engine rotational speed and the detected driving state of the power power input / output means. It may be a means for estimating the drive shaft rotational speed at the predetermined time as the predetermined parameter. In this way, the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time can be estimated more appropriately.
本発明の動力出力装置において、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回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と前記回転軸に動力を入出力する発電機とを備え、前記駆動状態検出手段は前記発電機の回転数を検出する手段であるものとすることもできる。また、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。 In the power output apparatus of the present invention, the power power input / output means is connected to three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotation shaft, and is input / output to any two of the three shafts. A three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on power; and a generator for inputting / outputting power to / from the rotary shaft; and the drive state detecting means detects the number of revolutions of the generator It can also be a means to do. In the power output apparatus of the present invention, the power output device further includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. A counter-rotor electric motor that rotates by relative rotation with the second rotor may also be used.
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、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可能な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、前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出する内燃機関回転数検出手段と、前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、所定パラメータに基づいて所定時における駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定する駆動軸回転数変化量推定手段と、前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定する制御用回転数設定手段と、前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。 The automobile of the present invention is a power output apparatus of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, and includes an internal combustion engine and an output of the internal combustion engine. A power input / output means connected to the shaft and the drive shaft and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of electric power and power; An electric motor capable of outputting; an internal combustion engine speed detecting means for detecting an internal combustion engine speed that is the speed of the internal combustion engine; a drive state detecting means for detecting a drive state of the power drive input / output means; and a predetermined parameter A drive shaft rotational speed estimating means for estimating a drive shaft rotational speed, which is the rotational speed of the drive shaft based on a predetermined time, and a detected amount of change in the internal combustion engine rotational speed and driving of the detected electric power power input / output means; Based on the amount of state change Drive shaft rotational speed change amount estimating means for estimating the drive shaft rotational speed change amount, and the control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the estimated drive shaft rotational speed change amount. A control rotation speed setting means for setting the required drive force to be output to the drive shaft, and the detected internal combustion engine speed and the detected speed when a predetermined condition is satisfied. The internal combustion engine and the power power input so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using the driving state of the electric power driving input / output means and the set rotational speed for control. A gist is that a power output device including an output means and a control means for controlling the electric motor is mounted, and an axle is connected to the drive shaft.
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、所定条件が成立したときに内燃機関の回転数や電力動力入出力手段の駆動状態,制御用回転数を用いて内燃機関や電力動力入出力手段,電動機を制御することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 In the automobile of the present invention, the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, so that the effects exhibited by the power output device of the present invention, for example, when the predetermined condition is satisfied, It is possible to achieve the same effects as the effect of controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor using the driving state of the power power input / output means and the control rotational speed.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力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可能な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、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出し、
(b)前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出し、
(c)所定パラメータに基づいて所定時における駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定し、
(d)前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定し、
(e)前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、
(f)前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
(g)所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine, and power power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft, and a control method of a power output device comprising:
(A) detecting an internal combustion engine rotational speed which is the rotational speed of the internal combustion engine;
(B) detecting a driving state of the power driving input / output means;
(C) Estimating the drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time based on the predetermined parameter;
(D) estimating the change amount of the drive shaft rotation speed based on the detected change amount of the internal combustion engine rotation speed and the detected change amount of the driving state of the electric power drive input / output means;
(E) setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
(F) setting a required driving force to be output to the driving shaft;
(G) When the predetermined condition is satisfied, the set required drive using the detected internal combustion engine speed, the detected driving state of the power input / output means and the set control speed. The gist is to control the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the force is output to the drive shaft.
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、所定パラメータに基づいて推定した所定時における駆動軸の回転数と内燃機関の回転数の変化量および電力動力入出力手段の駆動状態の変化量に基づいて推定した駆動軸の回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数と電力動力入出力手段の駆動状態と制御用回転数とを用いて駆動軸に出力すべき要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力され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。したがって、所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数と電力動力入出力手段の駆動状態と駆動軸の回転数およびその変化量に基づいて設定される制御用回転数とを用いて内燃機関や電力動力入出力手段,電動機を制御することができる。 According to the control method for the power output apparatus of the present invention, the amount of change in the rotational speed of the drive shaft, the rotational speed of the internal combustion engine, and the amount of change in the drive state of the power input / output means at a predetermined time estimated based on the predetermined parameter The control rotational speed is set based on the amount of change in the rotational speed of the drive shaft estimated based on the above, and when a predetermined condition is satisfied, the rotational speed of the internal combustion engine, the driving state of the power drive input / output means, and the control rotational speed The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that the drive force based on the required drive force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft using the number. Therefore, when the predetermined condition is satisfied, the internal combustion engine and the driving speed of the electric power input / output means, the rotational speed of the drive shaft, and the control rotational speed set based on the amount of change thereof are used. Electric power drive input / output means and motor can be controlled.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
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可能な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、前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間の動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出し、
(b)前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出し、
(c)前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
(d)所定パラメータに基づいて所定時における駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定し、
(e)前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定し、
(f)前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、
(g)前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
(h)前記変速伝達手段の変速比を変更している最中に前記所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された電動機回転数と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
ことを要旨とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine, and an electric power / power input / output connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power A power output comprising: means; a motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in speed ratio. An apparatus control method comprising:
(A) detecting an internal combustion engine rotational speed which is the rotational speed of the internal combustion engine;
(B) detecting a driving state of the power driving input / output means;
(C) detecting a motor rotation speed which is the rotation speed of the motor;
(D) Estimating the drive shaft rotational speed that is the rotational speed of the drive shaft at a predetermined time based on the predetermined parameter;
(E) estimating the amount of change in the rotational speed of the drive shaft based on the detected amount of change in the rotational speed of the internal combustion engine and the detected amount of change in the driving state of the power drive input / output means;
(F) setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
(G) setting a required driving force to be output to the driving shaft;
(H) When the predetermined condition is satisfied while changing the speed ratio of the speed change transmission means, the detected internal combustion engine speed, the detected drive state of the power input / output means and the setting The internal combustion engine, the electric power power input / output means, and the output power so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using the set motor speed and the set control speed. The gist is to control the electric motor and the shift transmission means.
この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、所定パラメータに基づいて推定した所定時における駆動軸の回転数と内燃機関の回転数の変化量および電力動力入出力手段の駆動状態の変化量に基づいて推定した駆動軸の回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数と電力動力入出力手段の駆動状態と電動機の回転数と制御用回転数とを用いて駆動軸に出力すべき要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と変速伝達手段とを制御する。したがって、変速伝達手段の変速比を変更している最中に所定条件が成立したときには、内燃機関の回転数や電力動力入出力手段の駆動状態,電動機の回転数,制御用回転数を用いて内燃機関や電力動力入出力手段,電動機,変速伝達手段を制御することができる。この結果、例えば、変速伝達手段の変速比の変更後の電動機の回転数としての目標回転数を制御用回転数を用いて設定することができるから、変速伝達手段の変速比の変更をより適正に行なうことができ、変速比の変更の際のショックを抑制することができる。 According to the control method for the power output apparatus of the present invention, the amount of change in the rotational speed of the drive shaft, the rotational speed of the internal combustion engine, and the amount of change in the drive state of the power input / output means at a predetermined time estimated based on the predetermined parameter The control rotational speed is set based on the amount of change in the rotational speed of the drive shaft estimated based on the above, and when a predetermined condition is satisfied, the rotational speed of the internal combustion engine, the driving state of the power power input / output means, and the rotation of the motor The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the transmission transmission means are controlled so that a driving force based on the required driving force to be output to the drive shaft is output to the drive shaft using the number and the control rotational speed. Therefore, when a predetermined condition is satisfied while changing the transmission ratio of the transmission means, the rotational speed of the internal combustion engine, the driving state of the power drive input / output means, the rotational speed of the electric motor, and the rotational speed for control are used. The internal combustion engine, electric power drive input / output means, electric motor, and transmission transmission means can be controlled. As a result, for example, the target rotation speed as the rotation speed of the electric motor after the change of the transmission gear ratio of the transmission transmission means can be set using the control rotation speed, so that the change of the transmission gear ratio of the transmission transmission means is more appropriate. The shock at the time of changing the gear ratio can be suppressed.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としての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、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、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24には、例えば、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23からの信号などが入力されている。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を介して変速機60がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、共に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の一方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とモータMG2と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、共にモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
変速機60は、モータMG2の回転軸48とリングギヤ軸32aとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータMG2の回転軸48の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32aに伝達できるよう構成されている。変速機60の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機60は、ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aは、外歯歯車のサンギヤ61と、このサンギヤ61と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62と、サンギヤ61に噛合する複数の第1ピニオンギヤ63aと、この第1ピニオンギヤ63aに噛合すると共にリングギヤ62に噛合する複数の第2ピニオンギヤ63bと、複数の第1ピニオンギヤ63aおよび複数の第2ピニオンギヤ63bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア64とを備えており、サンギヤ61はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構60bは、外歯歯車のサンギヤ65と、このサンギヤ65と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66と、サンギヤ65に噛合すると共にリングギヤ66に噛合する複数のピニオンギヤ67と、複数のピニオンギヤ67を自転かつ公転自在に保持するキャリア68とを備えており、サンギヤ65はモータMG2の回転軸48に、キャリア68はリングギヤ軸32aにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ66はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bとは、リングギヤ62とリングギヤ66、キャリア64とキャリア68とによりそれぞれ連結されている。変速機60は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータMG2の回転軸48をリングギヤ軸32aから切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸48やリングギヤ軸32aの回転を禁止するものとなる。ブレーキB1,B2のオンオフは、実施例では、図示しない油圧式のアクチュエータの駆動によりブレーキB1,B2に対して作用させる油圧を調節することにより行なわれている。
The
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、回転数センサ36からの駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nr,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の踏み込み量に対応したアクセル開度Acc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。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、変速機60のブレーキB1,B2の図示しないアクチュエータへの駆動信号などが出力されている。なお、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などがある。
The
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3および図4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、所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される。
Next, the operation of the
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,回転数センサ36からの駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nr,エンジン22の回転数Ne,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の出力制限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23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の出力制限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。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、駆動軸回転数センサとして駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを検出する回転数センサ36の状態を調べ(ステップS110)、回転数センサ36が正常であるか否かを判定し(ステップS120)、回転数センサ36が正常であると判定されたときには、回転数センサ36により検出された駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを制御用回転数Nr*に設定する(ステップS130)。ここで、回転数センサ36の状態は、実施例では、回転数センサ36により駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを検出することができるか否かを回転数センサ36からの信号が途絶えていないか否かなどを判定することにより調べるものとした。
When the data is input in this way, the state of the
続いて、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39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルク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S280)。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*に制御用回転数Nr*を乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。
Subsequently, the required torque Tr * to be output to the
要求パワーPe*を設定すると、設定した要求パワーPe*を閾値Prefと比較する(ステップS290)。ここで、閾値Prefは、エンジン22を運転するか否かを判定するために用いられるものであり、エンジン22から効率よく出力できるパワーの下限値やその近傍の値として設定される。要求パワーPe*が閾値Prefより大きいときには、エンジン22が運転停止されているか否かを判定し(ステップS300)、エンジン22が運転停止されていると判定されたときには、エンジン22を始動すると共に(ステップS310)、エンジン22が始動されてからの時間を示すタイマをスタートする(ステップS315)。そして、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320)。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。
When the required power Pe * is set, the set required power Pe * is compared with the threshold value Pref (step S290). Here, the threshold value Pref is used to determine whether or not the
エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると、設定した目標回転数Ne*と制御用回転数Nr*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)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(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS330)。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。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軸は制御用回転数Nr*としてのリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)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*が変速機60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(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。
When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nr*/ρ (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nr * / ρ (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
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、バッテリ50の出力制限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限としてのトルク制限Tmaxを次式(3)により計算し(ステップS360)、モータMG2の回転数Nm2を制御用回転数Nr*で除することにより変速機60の現在のギヤ比Grを計算し(ステップS370)、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と変速機60の現在のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(4)により計算し(ステップS380)、計算したトルク制限Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS390)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の出力制限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(4)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。
When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, a motor obtained by multiplying the output limit Wout of the
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (4)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (4)
次に、変速機60の変速段を切り替えるよう変速要求がなされているか否かを判定すると共に(ステップS400)、変速機60の変速要求がなされていると判定されたときには、変速機60の変速段を切り替えている変速中であるか否かを判定する(ステップS410)。ここで、変速機60の変速要求は、実施例では、要求トルクTr*および車速Vに基づいて予め定められたタイミングで行なわれるものとした。変速機60の変速要求がなされていないと判定されたときや既に変速中であると判定されたときには、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にそれぞれ送信して(ステップS430)、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が運転停止されているときにはエンジン22を始動し、エンジン22が運転されているときにはその状態を保持し、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。
Next, it is determined whether or not a shift request is made to switch the gear position of the transmission 60 (step S400), and when it is determined that a shift request is made for the
ステップS400,S410で変速機60の変速要求はなされているものの変速中ではないと判定されたときには、変速処理の実行開始を指示し(ステップS420)、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を対応する各ECUに送信して(ステップS430)、駆動制御ルーチンを終了する。変速処理の実行開始の指示がなされると、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、駆動制御ルーチンと並行して図8に例示する変速処理ルーチンを開始する。以下、図3および図4の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図8の変速処理ルーチンについて説明する。
If it is determined in steps S400 and S410 that the
変速処理ルーチンでは、まず、変速機60の変速段の切り替えの方向を判定する(ステップS500)。変速機60のギヤの状態をLoギヤの状態からHiギヤの状態に切り替えるアップシフトのときには、ブレーキB2をオフとすると共に(ステップS510)、ブレーキB1をフリクション係合させ(ステップS520)、制御用回転数Nr*に変速機60のHiギヤにおける状態のギヤ比Ghiを乗じることにより計算した変速後のモータMG2の回転数Nm2*(=Nr*・Ghi)近傍にモータMG2の回転数Nm2が至るのを待って(ステップS530〜S550)、ブレーキB1を完全にオンとして(ステップS560)、変速処理ルーチンを終了する。ここで、制御用回転数Nr*は、例えば、駆動制御ルーチンで設定した値を用いることができる。一方、変速機60のギヤの状態をHiギヤの状態からLoギヤの状態に切り替えるダウンシフトのときには、ブレーキB1をオフとし(ステップS580)、制御用回転数Nr*に変速機60のLoギヤの状態におけるギヤ比Gloを乗じることにより計算した変速後のモータMG2の回転数Nm2*(=Nr*・Glo)近傍にモータMG2の回転数Nm2が至るのを待って(ステップS590〜S610)、ブレーキB2をオンとして(ステップS620)、変速処理ルーチンを終了する。
In the shift process routine, first, the direction of shifting of the shift stage of the
図3および図4の駆動制御ルーチンに戻って、ステップS290で要求パワーPe*が閾値Pref以下のときには、エンジン22が停止されるようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*に共に値0を設定し(ステップS340)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS350)、ステップS360以降の処理を実行する。このときには、エンジン22が運転されているときにはエンジン22を運転停止し、エンジン22が運転停止されているときにはその状態を保持する。
Returning to the drive control routine of FIGS. 3 and 4, when the required power Pe * is equal to or less than the threshold value Pref in step S290, both the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS120で回転数センサ36が正常でないと判定されたときには、変速中であるか否かを判定し(ステップS140)、変速中でないと判定されたときには、モータMG2の回転数Nm2を変速機60現在のギヤ比Grで除することにより制御用回転数Nr*を設定し(ステップS150)、ステップS280以降の処理を実行する。ここで、変速機60の現在のギヤ比Grは、回転数センサ36が正常であるときに前述のステップS370で設定した値を用いたりすることができる。いま、変速中を考える。このときには、変速機60のギヤ比Grは時間の経過に伴って変化するため、ステップS150のように回転数センサ36が正常であるときの変速機60のギヤ比Grを用いて制御用回転数Nr*を設定することはできない。したがって、ステップS140の変速中であるか否かの判定は、変速機60のギヤ比Grを用いて制御用回転数Nr*を設定することができるか否かを判定するものである。
When it is determined in step S120 that the
変速中であると判定されたときには、フラグFの値を調べる(ステップS160)。ここで、フラグFは、回転数センサ36が正常でないと判定された直後でないか否かを判定するために用いられるものであり、初期値として値0が設定されると共に後述するステップS180で値1が設定される。フラグFが値0のときには、回転数センサ36が正常でないと判定された直後であると判断し、回転数センサ36が正常でないと判定される直前、即ち前回このルーチンが実行されたときに回転数センサ36から入力された駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数(前回Nr)およびそのときのリングギヤ軸32aの回転数(前回Nr)の時間微分d(前回Nr)/dtをそれぞれ格納値Nrset,ΔNrsetとして格納し(ステップS170)、フラグFに値1を設定し(ステップS180)、回転数センサ36が正常でないと判定される直前からのこのルーチンの実行回数を示すカウンタCに値1を設定する(ステップS190)。ここで、時間微分d(前回Nr)/dtは、例えば、前回のリングギヤ軸32aの回転数(前回Nr)と前々回のリングギヤ軸32aの回転数(前々回Nr)との差をこのルーチンの実行間隔(実施例では、数msec)t1で除することにより設定することができる。一方、フラグFが値1のときには、カウンタCを値1だけインクリメントする(ステップS200)。
When it is determined that the speed is being changed, the value of the flag F is checked (step S160). Here, the flag F is used to determine whether or not it is immediately after it is determined that the
続いて、エンジン22が運転されているか否かを判定し(ステップS210)、エンジン22が運転されていると判定されたときには、エンジン22が始動されてから、即ち前述したステップS315でタイマがスタートされてから所定時間を経過したか否かを判定する(ステップS220)。ここで、所定時間は、エンジン22が始動されてからエンジン22の回転が安定するまでの時間として設定され、エンジン22の特性などにより定められる。したがって、ステップS210,S220の判定は、エンジン22の回転が安定していないか否かを判定する処理となる。エンジン22が始動されてから所定時間を経過していないと判定されたときには、エンジン22の回転が安定していないと判断し、ステップS170で格納した格納値Nrsetおよび格納値ΔNrsetとこのルーチンの実行間隔t1とカウンタCとを用いて制御用回転数Nr*を設定し(ステップS270)、ステップS280以降の処理を実行する。制御用回転数Nr*は、具体的には、次式(5)に示すように、回転数センサ36が正常でないと判定される直前に回転数センサ36から入力された駆動軸としてのリングギヤ32aの回転数Nrsetと、そのときの時間微分ΔNrsetに回転数センサ36が正常でないと判定される直前からの時間(t1・C)を乗じたものと、の和により設定することができる。これにより、エンジン22の始動直後などエンジン22の回転が不安定であるためにエンジン22の回転数Neを用いて制御用回転数Nr*を適正に設定することができないときでも制御用回転数Nr*をより適正に設定することができる。この結果、例えば、図8の変速処理ルーチンのステップS540,S600で制御用回転数Nr*を用いて設定する変速後のモータMG2の回転数Nm2*をより適正に設定することができるから、制御用回転数Nm2*を適正に設定できないために変速後のモータMG2の回転数Nm2*を適正に設定することができないものに比して変速機60の変速段を変更する際のモータMG2の回転数Nm2の同期をより適正に行なうことができ、変速段の変更の際のショックを抑制することができる。
Subsequently, it is determined whether or not the
Nr*=Nrset+t1・C・ΔNrset (5) Nr * = Nrset + t1 ・ C ・ ΔNrset (5)
エンジン22が運転されていないときやエンジン22が始動されてから所定時間を経過したときには、エンジン22の回転数Neの変化量としてのエンジン回転数偏差ΔNeを計算すると共に(ステップS230)、計算したエンジン回転数偏差ΔNeを閾値Nrefと比較する(ステップS240)。ここで、閾値Nrefは、エンジン22の回転数Neが大きく変化したか否かを判定するために用いられるものである。いま、エンジン22の回転数Neの変化が大きいときを考える。このときには、動力分配統合機構30の力学的な関係により、エンジン22の回転数Neに加えてモータMG1の回転数Nm1も大きく変化する。したがって、現在のエンジン22の回転数Neと現在のモータMG1の回転数Nm1とだけを用いて制御用回転数Nr*を設定すると、クランクポジションセンサ23や回転位置検出センサ43の検出遅れや、エンジンECU24やモータECU40による演算遅れ,エンジンECU24およびモータECU40とハイブリッド用電子制御ユニット70との間の通信遅れなどによって実際のリングギヤ軸32aの回転数と制御用回転数Nr*との間にズレを生じてしまう。このズレが大きいと、例えば、図8の変速処理ルーチンのステップS540やS600で変速後のモータMG2の回転数Nm2*を適正に設定できず、変速機60の変速段の変更を適正に行なうことができない場合がある。ステップS240のエンジン回転数偏差ΔNeと閾値Nrefとの比較は、検出遅れや演算遅れ,通信遅れなどを考慮する必要があるか否かを判定するものである。
When the
エンジン回転数偏差ΔNeが閾値Nref未満のときには、検出遅れなどを考慮しなくてもよいと判断し、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(6)により制御用回転数Nr*を設定し(ステップS260)、ステップS280以降の処理を実行する。式(6)は、前述の図7の共線図から容易に導くことができる。一方、エンジン回転数偏差ΔNeが閾値Nref以上のときには、検出遅れなどを考慮する必要があると判断し、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1と前回のエンジン22の回転数(前回Ne)と前回のモータMG1の回転数(前回Nm1)とを用いて制御用回転数Nr*を設定し(ステップS250)、ステップS280以降の処理を実行する。この場合の制御用回転数Nr*は、実施例では、式(7)に示すように、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて式(8)により設定される駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nraとリングギヤ軸32aの回転数Nraの時間微分dNra/dtに時間t2を乗じたものとの和により設定するものとした。ここで、時間微分dNra/dtは、例えば、式(9)に示すように、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて前述の式(8)により設定されるリングギヤ軸32aの回転数Nraと、前回のエンジン22の回転数(前回Ne)と前回のモータMG1の回転数(前回Nm1)とを用いて式(10)により設定される前回のリングギヤ軸32aの回転数Nrbと、の差をこのルーチンの実行間隔(実施例では、数msec)t1で除することにより設定することができる。また、時間t2は、制御用回転数Nr*を適正に設定することができるようセンシング遅れや演算遅れ,通信遅れなどを考慮して設定される。式(7)に式(8)〜式(10)を代入して整理すると、式(11)が得られ、この式(11)中、(Ne−前回Ne)はエンジン22の回転数Neの変化量を示し、(Nm1−前回Nm1)はモータMG1の回転数Nm1の変化量を示すから、制御用回転数Nr*は、エンジン22の回転数NeおよびモータMG1の回転数Nm1が入力されたときの駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nraとエンジン22の回転数Neの変化量とモータMG1の回転数Nm1の変化量とに基づいて設定されることになる。このように制御用回転数Nr*を設定することにより、変速中であってエンジン22の回転数Neの変化量が大きいときに回転数センサ36が正常でないときでも制御用回転数Nr*をより適正に設定できる。この結果、例えば、図8の変速処理ルーチンのステップS540,S600で設定する変速後のモータMG2の回転数Nm2*をより適正に設定することができるから、制御用回転数Nm2*を適正に設定できないために変速後のモータMG2の回転数Nm2*を適正に設定することができないものに比して変速機60の変速段を変更する際のモータMG2の回転数Nm2の同期をより適正に行なうことができ、変速段の変更の際のショックを抑制することができる。
When the engine speed deviation ΔNe is less than the threshold value Nref, it is determined that the detection delay or the like need not be considered, and the
Nr*=Ne・(1+ρ)-Nm1・ρ (6)
Nr*=Nra+t2・dNra/dt (7)
Nra=Ne・(1+ρ)-Nm1・ρ (8)
dNra/dt=(Nra-Nrb)/t1 (9)
Nrb=前回Ne・(1+ρ)-前回Nm1・ρ) (10)
Nr*=(Ne・(1+ρ)-Nm1・ρ)+t2・((Ne-前回Ne)・(1+ρ)-(Nm1-前回Nm1)・ρ)/t1 (11)
Nr * = Ne ・ (1 + ρ) -Nm1 ・ ρ (6)
Nr * = Nra + t2 ・ dNra / dt (7)
Nra = Ne ・ (1 + ρ) -Nm1 ・ ρ (8)
dNra / dt = (Nra-Nrb) / t1 (9)
Nrb = previous Ne ・ (1 + ρ) -previous Nm1 ・ ρ) (10)
Nr * = (Ne ・ (1 + ρ) -Nm1 ・ ρ) + t2 ・ ((Ne-previous Ne) ・ (1 + ρ)-(Nm1-previous Nm1) ・ ρ) / t1 (11)
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60の変速段を変更している変速中であってエンジン22の回転数Neの変化量が大きいときに回転数センサ36により駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを検出することができないときには、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の回転数Neの変化量とモータMG1の回転数Nm1の変化量とに基づいて制御用回転数Nr*を用いて制御するから、エンジン22の回転数NeおよびモータMG1の回転数Nm1だけに基づいて制御用回転数Nr*を設定するものに比して制御用回転数Nr*をより適正に設定することができる。この結果、変速機60の変速段の変更後のモータMG2の回転数Nm2*をより適正に設定できるから、変速機60の変速段の変更をより適正に行なうことができ、変速段の変更の際のショックを抑制することができる。しかも、変速中であってエンジン22が始動されてから所定時間を経過していないときに回転数センサ36により駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrを検出することができないときには、回転数センサ36によりリングギヤ軸32aの回転数Nrを検出することができなくなる直前のリングギヤ軸32aの回転数Nrとそのときのリングギヤ軸32aの回転数Nrの変化量とを用いて制御用回転数Nr*を設定するから、エンジン22が始動された直後などエンジン22の回転が不安定なときでも制御用回転数Nr*をより適正に設定することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、図3および図4の駆動制御ルーチンのステップS120,S140で変速中に回転数センサ36が正常でないと判定されたときには、エンジン22が運転されているか否かおよびエンジン22が始動されてから所定時間を経過したか否かを判定するものとしたが、これらを判定しないものとしてもよい。この場合、例えば、図3および図4の駆動制御ルーチンのステップS160〜S220,S270の処理を行なわないものとしてもよい。即ち、変速中に回転数センサ36が正常でないと判定されたときには、エンジン22の運転状態に関係なく、エンジン回転数偏差ΔNeを閾値Nrefと比較すると共に比較した結果に基づく設定方法により制御用回転数Nr*を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、図3および図4の駆動制御ルーチンのステップS240でエンジン回転数偏差ΔNeが閾値Nref以上のときには、エンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1とに基づいて設定されるリングギヤ軸32aの回転数Nraとエンジン22の回転数Neの変化量とモータMG1の回転数Nm1の変化量とに基づいて前述した式(11)により制御用回転数Nr*を設定するものとしたが(ステップS250)、これに代えて、回転数センサ36が正常でないと判定される直前に回転数センサ36から入力された駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nrである格納値Nrsetとエンジン22の回転数Neの変化量とモータMG1の回転数Nm1の変化量とに基づいて制御用回転数Nr*を設定するものとしてもよい。一例を次式(12)に示す。式(12)中、「t1」は駆動制御ルーチンの実行間隔、「C」はカウンタの値を示す。また、前回設定された制御用回転数(前回Nr*)とエンジン22の回転数Neの変化量とモータMG1の回転数Nm1との変化量とを用いて制御用回転数Nr*を設定するものとしてもよい。
In the
Nr*=Nrset+t1・C・((Ne-前回Ne)・(1+ρ)-(Nm1-前回Nm1)・ρ)/t1 (12)
Nr*=前回Nr*+t1・((Ne-前回Ne)・(1+ρ)-(Nm1-前回Nm1)・ρ)/t1 (13)
Nr * = Nrset + t1 ・ C ・ ((Ne-previous Ne) ・ (1 + ρ)-(Nm1-previous Nm1) ・ ρ) / t1 (12)
Nr * = previous Nr * + t1 ・ ((Ne-previous Ne) ・ (1 + ρ)-(Nm1-previous Nm1) ・ ρ) / t1 (13)
実施例のハイブリッド自動車20では、回転数センサ36を備えるものとしたが、回転数センサ36を備えないものとしてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例の一部を図9に示す。この駆動制御ルーチンは、図3および図4の駆動制御ルーチンのステップS110〜S130,S170の処理に代えてステップS110b〜S130b,S170bの処理を実行する点を除いて図3および図4の駆動制御ルーチンと同一である。この駆動制御ルーチンでは、車速センサ88の状態を調べ(ステップS110b)、車速センサ88が正常であるか否かを判定する(ステップS120b)。車速センサ88の状態は、回転数センサ36と同様に調べることができる。車速センサ88が正常であるときには、車速センサ88からの車速Vに換算係数kを乗じることにより制御用回転数Nr*を設定する(ステップS130b)。一方、車速センサ88が正常でないときには変速中であるか否かを判定すると共にフラグFの値を調べ(ステップS140,S160)、フラグFが値0のときには、前回このルーチンが実行されたとき、即ち、車速センサ88が正常でないと判定される直前に車速センサ88から入力された車速(前回V)およびそのときの車速(前回V)の時間微分d(前回V)/dtをそれぞれ格納値Vset,ΔVsetとして格納し(ステップS170b)、ステップS180以降の処理を実行する。ここで、車速Vの時間微分dV/dtは、例えば、前回の車速(前回V)と前々回の車速(前々回V)との差をこのルーチンの実行間隔t1で除することにより設定することができる。また、回転数センサ36を備えない場合、図9の駆動制御ルーチンのステップS110b〜S130bの処理を行なわないものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を変速して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに伝達する変速機60を備えるものとしたが、変速機60に代えて、クラッチや減速機などを備えるものとしてもよいし、これらを備えずにモータMG2からの動力を直接的に駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしてもよい。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を変速機60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39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪39c,39dに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図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39a,39bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例では、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と変速機60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について説明したが、こうした動力出力装置を自動車以外の他の車両や船舶,航空機などに搭載するものとしてもよいし、動力出力装置の形態としてもよいし、動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。
In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、36 回転数センサ、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b,39c,39d 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、48 回転軸、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 変速機、60a ダブルピニオンの遊星歯車機構、60b シングルピニオンの遊星歯車機構、61,65 サンギヤ、62,66 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64,68 キャリア、67 ピニオンギヤ、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、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ、B1,B2 ブレーキ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 36 speed sensor, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position Detection sensor, 48 rotating shaft, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a double pinion planetary gear mechanism, 60b Gurpinion planetary gear mechanism, 61, 65 sun gear, 62, 66 ring gear, 63a first pinion gear, 63b second pinion gear, 64, 68 carrier, 67 pinion gear, 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, 230 pair rotor motor, 232
Claims (12)
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可能な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、
前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出する内燃機関回転数検出手段と、
前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定する駆動軸回転数推定手段と、
前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定する駆動軸回転数変化量推定手段と、
前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定する制御用回転数設定手段と、
前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件を含む所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs 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 capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
An internal combustion engine rotational speed detection means for detecting an internal combustion engine rotational speed that is the rotational speed of the internal combustion engine;
Driving state detecting means for detecting the driving state of the power drive input / output means;
A drive shaft rotational speed estimating means for estimating a drive shaft rotation speed is the rotation speed of said drive shaft,
Drive shaft speed change amount estimating means for estimating the drive shaft speed change amount based on the detected change amount of the internal combustion engine speed and the detected change amount of the driving state of the power drive input / output means. When,
A control rotational speed setting means for setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
Required driving force setting means for setting required driving force to be output to the driving shaft;
When a predetermined condition including a condition in which the detected change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than a predetermined change amount is satisfied, the detected internal combustion engine speed and the detected driving state of the power drive input / output means Control for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using the set rotational speed for control. Means,
A power output device comprising:
前記電動機の回転軸と前記駆動軸との間の動力の伝達を変速比の変更を伴って行なう変速伝達手段と、
前記電動機の回転数である電動機回転数を検出する電動機回転数検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記変速伝達手段の変速比を変更している最中に前記所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記設定された制御用回転数とを用いて前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である
動力出力装置。 The power output device according to claim 1,
Shift transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the electric motor and the drive shaft with a change in gear ratio;
Motor rotation number detecting means for detecting a motor rotation number which is the rotation number of the motor;
With
The control means, when the predetermined condition is satisfied while changing the speed ratio of the speed change transmission means, the detected internal combustion engine speed and the detected driving state of the power power input / output means. A power output device that is a means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the motor, and the shift transmission means using the detected motor speed and the set control speed.
前記駆動軸回転数を検出する駆動軸回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件と前記検出された内燃機関回転数の変化量が前記所定変化量以上である条件とが共に成立したときに前記所定条件が成立したとして制御し、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件が成立しないことにより前記所定条件が成立しないときには前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記検出された駆動軸回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御し、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件は成立するものの前記検出された内燃機関回転数の変化量が前記所定変化量以上である条件が成立しないことにより前記所定条件が成立しないときには前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記検出された電動機回転数と前記推定された駆動軸回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する手段である
動力出力装置。 The power output device according to claim 2,
Drive shaft rotation speed detection means for detecting the drive shaft rotation speed,
Said control means holds the condition the detected engine rotational speed change amount and conditions that can not be detected rotational speed the drive shaft by the drive shaft rotational speed detection means is the predetermined change amount or both When the predetermined condition is not satisfied because the condition that the drive shaft rotational speed detection means cannot detect the drive shaft rotational speed is not satisfied and the predetermined condition is not satisfied, the internal combustion engine is detected. A driving force based on the set required driving force using the engine rotational speed, the detected driving state of the power power input / output means, the detected motor rotational speed and the detected driving shaft rotational speed is The internal combustion engine, the power drive input / output means, the electric motor, and the speed change transmission means are controlled so as to be output to the drive shaft, and the drive shaft is detected by the drive shaft rotational speed detection means. The detected combustion when said detected engine rotational speed variation of those conditions which can not detect the rotation number of established not the predetermined condition is satisfied by the predetermined change amount or more in a condition is not satisfied A driving force based on the set required driving force using the engine rotational speed, the detected driving state of the power power input / output means, the detected motor rotational speed, and the estimated driving shaft rotational speed is A power output device, which is means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means so as to be output to a drive shaft.
前記駆動軸回転数変化量推定手段は、前記内燃機関を始動してから所定時間を経過するまでは、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができなくなる直前に前記駆動軸回転数検出手段により検出された駆動軸回転数の変化量に基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定する手段であり、
前記制御手段は、前記駆動軸回転数検出手段により前記駆動軸回転数を検出することができない条件と前記前記内燃機関を始動してから所定時間を経過していない条件とが共に成立したときには前記内燃機関回転数の変化量が前記所定変化量以上である条件が成立しなくても前記所定条件が成立したとして制御する手段である
動力出力装置。 The power output device according to claim 4 or 5,
The drive shaft rotational speed change amount estimation means immediately before the drive shaft rotational speed detection means cannot detect the drive shaft rotational speed until a predetermined time has elapsed after starting the internal combustion engine. Means for estimating a change amount of the drive shaft rotation speed based on a change amount of the drive shaft rotation speed detected by the drive shaft rotation speed detection means;
When the condition that the drive shaft rotational speed cannot be detected by the drive shaft rotational speed detection means and the condition that the predetermined time has not elapsed since the start of the internal combustion engine are both satisfied, power output apparatus is a means for controlling the said without conditions the amount of change in engine speed is the predetermined change amount or more is satisfied a predetermined condition is satisfied.
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回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機と、を備え、
前記駆動状態検出手段は、前記発電機の回転数を検出する手段である
動力出力装置。 The power output device according to any one of claims 1 to 7,
The power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft, and the rotating shaft, and the remaining shaft based on the power input / output to / from any two of the three shafts Three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the rotary shaft, and a generator for inputting / outputting power to / from the rotating shaft,
The driving state detecting means is means for detecting the rotational speed of the generator.
(a)前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出し、
(b)前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出し、
(c)前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定し、
(d)前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定し、
(e)前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、
(f)前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
(g)前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件を含む所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力され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
動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine, and power power input / output means connected to the output shaft and drive shaft of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input and output of power and power An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft, and a control method of a power output device comprising:
(A) detecting an internal combustion engine rotational speed which is the rotational speed of the internal combustion engine;
(B) detecting a driving state of the power driving input / output means;
(C) estimates the drive shaft rotation speed is the rotation speed of said drive shaft,
(D) estimating the change amount of the drive shaft rotation speed based on the detected change amount of the internal combustion engine rotation speed and the detected change amount of the driving state of the electric power drive input / output means;
(E) setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
(F) setting a required driving force to be output to the driving shaft;
(G) When a predetermined condition including a condition that the detected change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than a predetermined change amount is satisfied, the detected internal combustion engine speed and the detected power drive input / output means The internal combustion engine, the electric power power input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft using a driving state and the set control rotational speed. Control method for controlling the power output device.
(a)前記内燃機関の回転数である内燃機関回転数を検出し、
(b)前記電力動力入出力手段の駆動状態を検出し、
(c)前記電動機の回転数である電動機回転数を検出し、
(d)前記駆動軸の回転数である駆動軸回転数を推定し、
(e)前記検出された内燃機関回転数の変化量と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態の変化量とに基づいて前記駆動軸回転数の変化量を推定し、
(f)前記推定された駆動軸回転数と前記推定された駆動軸回転数の変化量とに基づいて制御用回転数を設定し、
(g)前記駆動軸に出力すべき要求駆動力を設定し、
(h)前記変速伝達手段の変速比を変更している最中に前記検出された内燃機関回転数の変化量が所定変化量以上である条件を含む所定条件が成立したとき、前記検出された内燃機関回転数と前記検出された電力動力入出力手段の駆動状態と前記設定された電動機回転数と前記設定された制御用回転数とを用いて前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記変速伝達手段とを制御する
動力出力装置の制御方法。
An internal combustion engine and an electric power / power input / output means connected to an output shaft and a drive shaft of the internal combustion engine and capable of outputting at least a part of the power from the internal combustion engine to the drive shaft with input / output of electric power and power A power output device comprising: an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and transmission transmission means for transmitting power between the rotating shaft of the motor and the drive shaft with a change in a gear ratio. Control method,
(A) detecting an internal combustion engine rotational speed which is the rotational speed of the internal combustion engine;
(B) detecting a driving state of the power driving input / output means;
(C) detecting a motor rotation speed which is the rotation speed of the motor;
(D) estimating the drive shaft rotation speed is the rotation speed of said drive shaft,
(E) estimating the amount of change in the rotational speed of the drive shaft based on the detected amount of change in the rotational speed of the internal combustion engine and the detected amount of change in the driving state of the power drive input / output means;
(F) setting a control rotational speed based on the estimated drive shaft rotational speed and the amount of change in the estimated drive shaft rotational speed;
(G) setting a required driving force to be output to the driving shaft;
(H) When a predetermined condition including a condition that the detected change amount of the internal combustion engine speed is equal to or greater than a predetermined change amount while changing the speed ratio of the shift transmission means is detected A driving force based on the set required driving force is determined using the internal combustion engine speed, the detected driving state of the power power input / output means, the set motor speed and the set control speed. A control method for a power output device, wherein the internal combustion engine, the power power input / output means, the electric motor, and the shift transmission means are controlled so as to be output to the drive shaft.
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