JP4433042B2 - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド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、この種のハイブリッド車としては、車軸にギヤ機構を介して接続された駆動軸に動力を出力するエンジンと、エンジンをモータリング可能な第1モータと、エンジンの出力軸と第1モータの回転軸と駆動軸に接続された動力分配統合機構と、駆動軸に動力を出力する第2モータとを備え、車両が停止している状態でエンジンをモータリングするときには、エンジンのトルク脈動によりギヤ機構で歯打ち音やガタ打ちが発生するのを抑制するために第2モータから押し当てトルクを出力するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、押し当てトルクを冷却水温に基づいて設定することにより、第2モータから必要最小限の押し当てトルクを出力してギヤ機構における歯打ち音やガタ打ちを抑制することができるようにしている。
上述のハイブリッド車のように、車両が停止している状態でエンジンをモータリングするときには、第2モータから出力すべきトルクに押し当てトルクを加えて出力することにより、ギヤ機構で生じる歯打ち音を抑制することができるが、第2のモータから直ちに押し当てトルクを出力すると、押し当てトルクにより歯打ち音が生じるおそれがある。こうした問題を回避するために、第2モータから出力する押し当てトルクを緩やかに増加させることも考えられるが、この場合、エンジンを始動するまでに時間を要してしまう。 When the engine is motored while the vehicle is stopped as in the hybrid vehicle described above, the rattling noise generated by the gear mechanism is generated by applying a pressing torque to the torque to be output from the second motor. However, if a pressing torque is immediately output from the second motor, a rattling noise may occur due to the pressing torque. In order to avoid such a problem, it is conceivable to gradually increase the pressing torque output from the second motor. However, in this case, it takes time to start the engine.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関を始動するときに生じ得るガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制すると共に迅速に内燃機関を始動することを主目的とする。 The main object of the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention is to suppress the occurrence of rattling shock and rattling noise that can occur when starting the internal combustion engine and to start the internal combustion engine quickly.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention and its control method employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
前記電動機の回転角速度を検出する回転角速度検出手段と、
車両が停止している状態で前記内燃機関の始動が要請されたとき、前記検出された回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記検出された回転角速度が前記所定値未満に至るのを確認した以降から前記電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルクに至った以降は前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと前記所定トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動されるよう前記電動機と前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Power input / output means for inputting and outputting
An electric motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means for exchanging power with the power drive input / output means and the motor;
Rotational angular velocity detection means for detecting the rotational angular velocity of the electric motor;
When the start of the internal combustion engine is requested in a state where the vehicle is stopped, it is a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction until it is confirmed that the detected rotational angular velocity is less than a predetermined value. The motor is controlled so that torque that increases with the amount of change is output from the motor, and after confirming that the detected rotational angular velocity is less than the predetermined value, the torque output from the motor becomes the predetermined torque. The motor is controlled so that a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a second change amount that is larger than the first change amount is output from the motor, and is output from the motor. After the torque reaches the predetermined torque, a torque for motoring the internal combustion engine is output from the electric power input / output means and accompanying the motoring The electric motor and the motor so that the sum of the cancel side torque in the direction to cancel the torque output from the electric power input / output means to the drive shaft and the predetermined torque is output from the electric motor and the internal combustion engine is started. Starting power control means for controlling the power input / output means and the internal combustion engine;
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド車では、車両が停止している状態で内燃機関の始動が要請されたときには、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認した以降から電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。即ち、ガタ打ちのショックや歯打ち音の原因となるギヤ機構などに隙間があるときには、電動機から直ちに大きな駆動力を出力すると、その駆動力によりガタ打ちのショックや歯打ち音が生じるおそれがあるため、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは比較的小さな第1の変化量をもって増加するトルクを電動機から出力してその隙間を詰め、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認した後は比較的大きな第2の変化量をもって増加するトルクを電動機から出力するのである。これにより、ガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制することができると共に電動機から出力するトルクを迅速に所定トルクまで増加させることができる。電動機から出力するトルクが所定トルクに至った以降は電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共にモータリングに伴って電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと所定トルクとの和のトルクが電動機から出力されて内燃機関が始動されるよう電動機と電力動力入出力手段と内燃機関とを制御する。これらにより、内燃機関を始動するときに生じ得るガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制すると共に迅速に内燃機関を始動することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the start of the internal combustion engine is requested in a state where the vehicle is stopped, the torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction until it is confirmed that the rotational angular velocity of the electric motor is less than a predetermined value. Then, the motor is controlled so that the torque that increases with the first change amount is output from the motor, and the torque output from the motor reaches the predetermined torque after confirming that the rotational angular velocity of the motor is less than the predetermined value. The motor is controlled so that a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a second change amount larger than the first change amount is output from the motor. That is, when there is a gap in a gear mechanism that causes rattling shock or rattling noise, if a large driving force is immediately output from the electric motor, rattling shock or rattling noise may occur due to the driving force. Therefore, until it is confirmed that the rotational angular velocity of the electric motor is less than the predetermined value, a torque that increases with a relatively small first change amount is output from the electric motor to close the gap, and the rotational angular velocity of the electric motor becomes less than the predetermined value. After confirming that the torque is reached, a torque that increases with a relatively large second variation is output from the motor. As a result, the occurrence of rattling shocks and rattling noise can be suppressed, and the torque output from the electric motor can be quickly increased to a predetermined torque. After the torque output from the electric motor reaches a predetermined torque, torque for motoring the internal combustion engine is output from the power power input / output means, and torque output from the power power input / output means to the drive shaft accompanying motoring is output. The electric motor, the power drive input / output means, and the internal combustion engine are controlled such that the sum of the cancel side torque in the canceling direction and a predetermined torque is output from the electric motor and the internal combustion engine is started. As a result, it is possible to suppress the occurrence of rattling shock and rattling noise that may occur when starting the internal combustion engine and to start the internal combustion engine quickly.
こうした本発明のハイブリッド車において、前記始動時制御手段は、前記検出された回転角速度が第1の所定時間に亘って継続して所定値未満のときに車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the start time control means is a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction when the detected rotational angular velocity is continuously less than a predetermined value for a first predetermined time. It may be a means for controlling the electric motor so that a torque increasing with the first change amount is output from the electric motor.
また、本発明のハイブリッド車において、前記第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されてから第2の所定時間が経過し且つ前記検出された回転角速度が前記所定値未満に至るのを確認した以降に前記第2の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回転角速度が所定値未満に至ったか否かの確認の誤判断を防止することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, a second predetermined time elapses after the torque increasing with the first change amount is output from the electric motor, and the detected rotational angular velocity reaches less than the predetermined value. It is also possible to control the electric motor so that torque that increases with the second change amount is output from the electric motor after confirming the above. By doing so, it is possible to prevent erroneous determination of whether or not the rotational angular velocity of the electric motor has reached a predetermined value.
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記始動時制御手段は、シフトポジションが後進走行用ポジションにないときは車両を前進させる方向を進行方向とし、シフトポジションが後進走行用ポジションにあるときは車両を後進させる方向を進行方向とする手段であるものとすることもできる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the start time control means sets the traveling direction as the traveling direction when the shift position is not in the reverse travel position, and moves the vehicle when the shift position is in the reverse travel position. It can also be a means for setting the direction of backward movement as the traveling direction.
あるいは、本発明のハイブリッド車において、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軸のうちいずれか2軸に入出力した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可能な発電機と、を備える手段であるものとすることができる。 Alternatively, in the hybrid vehicle of the present invention, the power driving input / output means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the rotating shaft of the internal combustion engine, and inputs / outputs to / from any two of the three shafts. It may be a means provided with a triaxial power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on the power and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft.
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段とを備えるハイブリッド車における車両が停止している状態で前記内燃機関の始動が要請されたときの制御方法であって、
前記電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記回転角速度が前記所定値未満に至るのを確認した以降から前記電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルクに至った以降は前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと前記所定トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動されるよう前記電動機と前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle control method of the present invention includes:
An internal combustion engine and a drive shaft connected to an axle and connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft. Vehicle in hybrid vehicle comprising: electric power input / output means for inputting / outputting power to / from shaft; electric motor for inputting / outputting power to / from said drive shaft; and electric power input / output means and power storage means for exchanging electric power with said motor. Is a control method when the start of the internal combustion engine is requested while the engine is stopped,
Until the rotational angular velocity of the motor is confirmed to be less than a predetermined value, the motor is controlled so that a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a first change amount is output from the motor. From the time when it is confirmed that the rotational angular velocity is less than the predetermined value until the torque output from the electric motor reaches the predetermined torque, the torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction is greater than the first change amount. The motor is controlled so that a torque increasing with a change amount of 2 is output from the motor, and after the torque output from the motor reaches the predetermined torque, the internal combustion engine is motored from the power power input / output means. In the direction of canceling the torque output from the power input / output means to the drive shaft along with the motoring. Wherein said electric power-mechanical power input output mechanism and the motor so that the torque of the sum of the Yanseru side torque and said predetermined torque is the internal combustion engine is output from the motor is started for controlling an internal combustion engine,
It is characterized by that.
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、車両が停止している状態で内燃機関の始動が要請されたときには、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御し、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認した以降から電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが電動機から出力されるよう電動機を制御する。即ち、ガタ打ちのショックや歯打ち音の原因となるギヤ機構などに隙間があるときには、電動機から直ちに大きな駆動力を出力すると、その駆動力によりガタ打ちのショックや歯打ち音が生じるおそれがあるため、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは比較的小さな第1の変化量をもって増加するトルクを電動機から出力してその隙間を詰め、電動機の回転角速度が所定値未満に至るのを確認した後は比較的大きな第2の変化量をもって増加するトルクを電動機から出力するのである。これにより、ガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制することができると共に電動機から出力するトルクを迅速に所定トルクまで増加させることができる。電動機から出力するトルクが所定トルクに至った以降は電力動力入出力手段から内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共にモータリングに伴って電力動力入出力手段から駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと所定トルクとの和のトルクが電動機から出力されて内燃機関が始動されるよう電動機と電力動力入出力手段と内燃機関とを制御する。これらにより、内燃機関を始動するときに生じ得るガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制すると共に迅速に内燃機関を始動することができる。 In this hybrid vehicle control method of the present invention, when the start of the internal combustion engine is requested while the vehicle is stopped, the vehicle is moved in the traveling direction until it is confirmed that the rotational angular velocity of the electric motor is less than a predetermined value. The motor is controlled so that the torque to be traveled and increased with the first change amount is output from the motor, and after confirming that the rotational angular velocity of the motor is less than a predetermined value, the torque output from the motor is predetermined. Until the torque is reached, the motor is controlled so that a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a second change amount that is greater than the first change amount is output from the motor. That is, when there is a gap in a gear mechanism that causes rattling shock or rattling noise, if a large driving force is immediately output from the electric motor, rattling shock or rattling noise may occur due to the driving force. Therefore, until it is confirmed that the rotational angular velocity of the electric motor is less than the predetermined value, a torque that increases with a relatively small first change amount is output from the electric motor to close the gap, and the rotational angular velocity of the electric motor becomes less than the predetermined value. After confirming that the torque is reached, a torque that increases with a relatively large second variation is output from the motor. As a result, the occurrence of rattling shocks and rattling noise can be suppressed, and the torque output from the electric motor can be quickly increased to a predetermined torque. After the torque output from the electric motor reaches a predetermined torque, torque for motoring the internal combustion engine is output from the power power input / output means, and torque output from the power power input / output means to the drive shaft accompanying motoring is output. The electric motor, the power drive input / output means, and the internal combustion engine are controlled such that the sum of the cancel side torque in the canceling direction and a predetermined torque is output from the electric motor and the internal combustion engine is started. As a result, it is possible to suppress the occurrence of rattling shock and rattling noise that may occur when starting the internal combustion engine and to start the internal combustion engine quickly.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、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、例えば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、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、例えば、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション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。なお、エンジンECU24は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
ギヤ機構60には、ファイナルギヤ60aに取り付けられたパーキングギヤ57と、パーキングギヤ57と噛合してその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングロックポール58とからなるパーキングロック機構56が取り付けられている。パーキングロックポール58は、シフトレバー81の他のポジションから駐車ポジションへの操作信号または駐車ポジションから他のポジションへの操作信号が入力されたハイブリッド用電子制御ユニット70により図示しないアクチュエータが駆動制御されることによって作動し、パーキングギヤ57との噛合およびその解除によりパーキングロックおよびその解除を行なう。ファイナルギヤ60aは、機械的に駆動輪63a,63bに接続されているから、パーキングロック機構56は間接的に駆動輪63a,63bをロックできることになる。
The
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えば例えばモータMG1,MG2の回転子45,46の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子45,46の回転位置θm1,θm2や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、モータMG1,MG2の回転子45,46の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2やモータMG1,MG2の回転子45,46の回転角速度ωm1,ωm2も演算している。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、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)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
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、特にシフトレバー81が前進走行用ポジションに操作されてブレーキペダル85が踏み込まれている状態やシフトレバー81が駐車ポジションに操作されている状態など車両が停止している状態でエンジン22を始動するときの動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により行なわれる停車時始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両が停止している状態でエンジン22の始動指示がなされたときに実行される。
Next, the operation of the
停車時始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、モータMG2の回転角速度ωm2や計時値tなど制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、回転角速度ωm2は、回転位置検出センサ44により検出されたモータMG2の回転子46の回転位置θm2に基づいて演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。また、計時値tは、エンジン22の始動指示がなされてからの時間としてタイマ78により計時された値を入力するものとした。
When the stop-time start control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力した計時値tを閾値trefと比較する(ステップS110)。ここで、閾値trefは、動力分配統合機構30やギヤ機構60,減速ギヤ35などのギヤの隙間を詰めるガタ詰めを行なうときにこれらのギヤが回転し始めるまでに要する時間が経過したか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、50msecや100msecなどの値を用いることができる。モータMG2から出力されるトルクを徐々に増加させてギヤのガタ詰めを行なう場合、トルクがある程度大きくなるまでは各部品の摩擦力によってギヤは回転しないため、ギヤのガタ詰めが完了しているか否かの判定は困難である。ステップS110の計時値tと閾値trefとの比較は、この判定を行なうことができるか否かを判定するものである。
When the data is thus input, the input time value t is compared with the threshold value tref (step S110). Here, the threshold value tref is whether or not the time required for the gears such as the power distribution and
計時値tが閾値tref未満のときには、レート値Trtに比較的小さな値Trt1を設定し(ステップS160)、前回のモータMG2のトルク指令(前回Tm2*)にレート値Trtを加えたものと目標押し当てトルクTpとのうちの小さい方をモータMG2のトルク指令Tm2*に設定すると共に設定したトルク指令Tm2*をモータECU40に送信し(ステップS180)、トルク指令Tm2*を目標押し当てトルクTpと比較する(ステップS190)。いま、計時値tが閾値tref未満のときを考えておりトルク指令Tm2*は値が小さいから、トルク指令Tm2*は押し当てトルクTpに等しくないと判定されて処理はステップS100に戻る。トルク指令Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるよう第2インバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ここで、値Trt1は、モータMG2から出力されるトルクによってギヤのガタ詰めを緩やかに行なうことができる値を用いることができ、動力分配統合機構30やギヤ機構60,減速ギヤ35の特性などに基づいて予め実験などにより定めた値を用いることができる。ところで、ギヤのガタ詰めが完了していないときに直ちにモータMG2から大きなトルクが出力されると、そのトルクによってギヤのガタ打ちのショックや歯打ち音が発生するおそれがある。このため、実施例では、計時値tが閾値tref未満のとき、即ちギヤのガタ詰めが完了しているか否かを判定するのが困難なときには、比較的小さな値Trt1を設定したレート値Trtを用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させるものとした。これにより、モータMG2から出力するトルクによるギヤのガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制することができる。
When the measured time t is less than the threshold value tref, a relatively small value Trt1 is set to the rate value Trt (step S160), and the target value is set to the value obtained by adding the rate value Trt to the previous motor MG2 torque command (previous Tm2 *). The smaller of the applied torque Tp is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2, and the set torque command Tm2 * is transmitted to the motor ECU 40 (step S180), and the torque command Tm2 * is compared with the target applied torque Tp. (Step S190). Now, considering that the measured value t is less than the threshold value tref, the torque command Tm2 * has a small value. Therefore, it is determined that the torque command Tm2 * is not equal to the pressing torque Tp, and the process returns to step S100. The
ステップS110で計時値tが閾値tref以上のときには、モータMG2の回転角速度ωm2を閾値ωrefと比較し(ステップS120)、回転角速度ωm2が閾値ωref以上のときには、カウンタCを値0にリセットし(ステップS130)、レート値Trtに比較的小さな値Trt1を設定すると共に(ステップS160)、設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信し(ステップS180)、トルク指令Tm2*を目標押し当てトルクTpと比較し(ステップS190)、トルク指令Tm2*が押し当てトルクTpに等しくないときにはステップS100に戻る。ここで、閾値ωrefは、モータMG2の回転子46が回転しているか否かを判定するために用いられるものであり、モータMG2の回転子46が回転していないと判断できる角速度の上限近傍の値などを用いることができる。また、カウンタCについては後述する。モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref以上のときは、ギヤの隙間が埋められている最中であるため、このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させることにより、モータMG2から出力するトルクによるギヤのガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制することができる。
When the measured value t is greater than or equal to the threshold value tref in step S110, the rotational angular velocity ωm2 of the motor MG2 is compared with the threshold value ωref (step S120), and when the rotational angular velocity ωm2 is greater than or equal to the threshold value ωref, the counter C is reset to 0 (step S120). In step S130, a relatively small value Trt1 is set as the rate value Trt (step S160), and the torque increased by the rate processing using the set rate value Trt is set in the torque command Tm2 * of the motor MG2 to set the
ステップS120で回転角速度ωm2が閾値ωref以上のときには、カウンタCを値1だけインクリメントすると共に(ステップS140)、このカウンタCを閾値Crefと比較する(ステップS150)。ここで、閾値Crefは、回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至ったのを確認するのに要する時間に対応するカウント値であり、ステップS100〜S190の繰り返し時間やギヤの特性,回転位置検出センサ44の精度などに基づいて予め実験などにより定めた値を用いることができる。カウンタCが閾値Cref未満のときには、レート値Trtに比較的小さな値Trt1を設定すると共に(ステップS160)、設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信し(ステップS180)、カウンタCが閾値Cref以上のときには、前述の値Trt1より大きな値Trt2をレート値Trtに設定する共に(ステップS170)、設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信し(ステップS180)、トルク指令Tm2*が目標押し当てトルクTpに至るまで(ステップS190)、ステップS100〜S190の処理を繰り返し実行する。また、値Trt2は、トルク指令Tm2*を迅速に目標押し当てトルクTpまで増加させるために用いられるものであり、予め実験などにより定めた値を用いることができる。このように、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認するまでは、比較的小さな値Trt1を設定したレート値Trtを用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させることにより、モータMG2から出力されるトルクによりギヤのガタ打ちのショックや歯打ち音が発生することを抑制しながらガタ詰めをすることができる。また、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認した後は、比較的大きな値Trt2を設定したレート値Trtを用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させることにより、モータMG2から出力されるトルクを迅速に目標押し当てトルクTpまで増加させることができる。また、カウンタCを用いることによりノイズなどによって一時的に回転角速度ωm2が閾値ωref未満になったときにギヤのガタ詰めが完了したと判定されるのを回避することができる。
When the rotational angular velocity ωm2 is greater than or equal to the threshold value ωref in step S120, the counter C is incremented by 1 (step S140), and the counter C is compared with the threshold value Cref (step S150). Here, the threshold value Cref is a count value corresponding to the time required to confirm that the rotational angular velocity ωm2 has become less than the threshold value ωref. The repetition time of steps S100 to S190, the characteristics of the gear, the rotational
こうしてステップS190でモータMG2のトルク指令Tm2*が目標押し当てトルクTpに等しくなると、図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されてエンジンECU24から通信により入力されたエンジン22の回転数Neのデータを入力し(ステップS200)、モータMG1のトルク指令Tm1*にエンジン22のモータリング用のトルクTcrを設定し(ステップS210)、モータMG1によるエンジン22のモータリングに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力される反力トルクをキャンセルするためのトルクと目標押しあてトルクTpとに基づいて次式(1)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定すると共に(ステップS220)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する(ステップS230)。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ここで、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。エンジン22を始動する際の動力分配統合機構30の各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図3に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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、ギヤ機構60や減速ギヤ35のガタ詰めを行なった状態でエンジン22をモータリングして始動することができる。
Thus, when the torque command Tm2 * of the motor MG2 becomes equal to the target pressing torque Tp in step S190, the rotational speed Ne of the
Tm2*=Tm1*/ρ+Tp (1) Tm2 * = Tm1 * / ρ + Tp (1)
こうしてトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信すると、エンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nfire以上に至るのを待って(ステップS240)、エンジン22に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始するためにその制御信号をエンジンECU24に送信し(ステップS250)、エンジン22が完爆するのを待って(ステップS260)、停車時始動制御ルーチンを終了する。制御信号を受信したエンジンECU24は、エンジン22が完爆するよう吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the
図4は、車両が停止している状態でエンジン22を始動するときに設定されるモータMG2のトルク指令Tm2*と回転角速度ωm2と回転子46の回転位置θm2の時間変化の様子の一例を示す説明図である。なお、図4には、参考のために、一定のレート値(値Trt1)を用いてトルク指令Tm2*を緩やかに増加させるものについて比較例として点線で併せて示した。比較例では、エンジン22の始動指示がなされた時刻t0から比較的小さな値Trt1を用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させ、トルク指令Tm2*が目標押し当てトルクTpに至った時刻t5以降にモータMG1によるエンジン22のモータリングを伴ってエンジン22を始動する。この場合、ギヤのガタ打ちや歯打ち音を抑制することはできるが、モータMG2のトルク指令Tm2*を目標押し当てトルクTpまで増加させるのに時間を要してしまう。一方、実施例では、実線に示すように、エンジン22の始動指示がなされた時刻t0から比較的小さな値Trt1を用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を緩やかに増加させ、動力分配統合機構30やギヤ機構60,減速ギヤ35などのギヤが回転し始める程度にモータMG2のトルク指令Tm2*が大きくなった時刻t1以降に、回転角速度ωm2が閾値ωref未満となったときにそのことを確認する(時刻t2〜t3)。そして、その確認をした後は比較的大きな値Trt2を用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を急増させ、トルク指令Tm2*が目標押し当てトルクTpに至った時刻t4以降にモータMG1によるエンジン22のモータリングを伴ってエンジン22を始動する。したがって、実施例では、ギヤのガタ打ちや歯打ち音を抑制することができると共にモータMG2のトルク指令Tm2*をより迅速に目標押し当てトルクTpまで増加させることができる。
FIG. 4 shows an example of how the torque command Tm2 *, the rotational angular velocity ωm2 of the motor MG2 and the rotational position θm2 of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、車両が停止している状態でエンジン22の始動が要請されたときには、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認するまでは比較的小さな値Trt1を設定したレート値Trtを用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させることにより、モータMG2から出力するトルクによりギヤのガタ打ちのショックや歯打ち音が発生することを抑制しながらギヤのガタ詰めを行なうことができる。また、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認した後は比較的大きな値Trt2を設定したレート値Trtを用いてレート処理によりモータMG2のトルク指令Tm2*を増加させることにより、トルク指令Tm2*を迅速に目標押し当てトルクTpまで増加させることができる。さらに、モータMG2から出力するトルクが目標押し当てトルクTpに至った後にモータMG1によりエンジン22を始動するから、これらにより、エンジン22を始動するときに生じ得るガタ打ちのショックや歯打ち音の発生を抑制すると共に迅速にエンジン22を始動することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81が前進走行用ポジションに操作されてブレーキペダル85が踏み込まれている状態やシフトレバー81が駐車ポジションに操作されている状態でエンジン22を始動するときについて説明したが、シフトレバー81がリバースポジションに操作されていてブレーキペダル85が踏み込まれている状態でエンジン22を始動するときにも同様に行なうことができる。この場合、値Trt1,Trt2や目標押し当てトルクTpを負の値とすればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至ったことの確認は、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満でカウンタCが閾値Cref以上のときに行なうものとしたが、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満の状態で所定時間tref2が経過したときに行なうものとしてもよいし、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至ったときに行なうものとしてもよい。なお、所定時間tref2は、閾値Crefに相当する時間を用い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、回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至ったことの確認は、計時値tが閾値tref以上のとき(エンジン22の始動指示がなされてから閾値trefが経過した以降)に行なうものとしたが、モータMG2のトルク指令Tm2*が閾値Tref以上に至った以降に行なうものとしてもよい。ここで、閾値Trefは、ギヤのガタ詰めが行なわれていないときに、動力分配統合機構30やギヤ機構60,減速ギヤ35などのギヤが回転し始めるトルクを用い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、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
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63a,63b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5の変形例のハイブリッド自動車120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132と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ134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130を備えるものとしてもよい。
In the
ここで、実施例や変形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する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1が「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、回転位置検出センサ44と回転位置検出センサ44により検出される回転位置θm2に基づいてモータMG2の回転角速度ωm2を演算するモータECU40とが「回転角速度検出手段」に相当し、車両が停止している状態でエンジン22の始動が要請されたときには、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認するまでは比較的小さな値Trt1を設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信し、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認した後は比較的大きな値Trt2を設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定してモータECU40に送信し、トルク指令Tm2*が目標押し当てトルクTpに至った後はモータMG1によりエンジン22をモータリングすると共にこのモータリングに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクを打ち消す方向のトルクと目標押し当てトルクTpとの和のトルクがモータMG2から出力されてエンジン22が始動されるようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信し、エンジン22の回転数Neが閾値Neref以上になったときエンジン22に対する燃料噴射制御や点火制御などを開始するための制御信号をエンジンECU24に送信する図2の停車時始動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、制御信号を受信してエンジン22を完爆するように燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なうエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「始動時制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、さらに、対ロータ電動機130も「電力動力入出力手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiments and the modified examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1との組み合わせによるものや対ロータ電動機130に限定されるものではなく、回転軸に接続されると共に回転軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って回転軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、回転軸に回転子が接続され固定子の回転磁界により回転子を回転駆動させて回転軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電力動力入出力手段および電動機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「回転角速度検出手段」としては、回転位置検出センサ44と回転位置検出センサ44により検出される回転位置θm2に基づいてモータMG2の回転角速度ωm2を演算するモータECU40に限定されるものではなく、電動機の回転角速度を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「始動時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「始動時制御手段」としては、車両が停止している状態でエンジン22の始動が要請されたときには、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認するまでは比較的小さな値Trt1を設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2から出力し、モータMG2の回転角速度ωm2が閾値ωref未満に至るのを確認した後は比較的大きな値Trt2を設定したレート値Trtを用いてレート処理により増加させたトルクをモータMG2から出力し、モータMG2から出力するトルクが目標押し当てトルクTpに至った後はモータMG1によりエンジン22がモータリングされると共にこのモータリングに伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクを打ち消す方向のトルクと目標押し当てトルクTpとの和のトルクがモータMG2から出力されてエンジン22が始動されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものに限定されるものではなく、車両が停止している状態で前記内燃機関の始動が要請されたとき、前記検出された回転角速度が所定値未満に至るのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加させたトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記検出された回転角速度が前記所定値未満に至るのを確認した以降から前記電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加させたトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルクに至った以降は前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと前記所定トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動されるよう前記電動機と前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれかに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ものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。なお、実施例や変形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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明について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り、実施例は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ないものである。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “power power input / output means” is not limited to a combination of the power distribution and
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.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、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、45,46 回転子、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、56 パーキングロック機構、57 パーキングギヤ、58 パーキングロックポール、60 ギヤ機構、60a ファイナルギヤ、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、78 タイマ、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、130 対ロータ電動機、132 インナーロータ 134 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 45, 46 Rotor, 50 Battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU) , 54 Electric power line, 56 Parking lock mechanism, 57 Parking gear, 58 Parking lock pole, 60 gear mechanism, 60a final gear, 62 differential gear, 63a, 63b Drive wheel, 70 hive Electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 78 timer, 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, 130 Counter rotor motor, 132
Claims (6)
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸および前記出力軸に動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
前記電動機の回転角速度を検出する回転角速度検出手段と、
車両が停止している状態で前記内燃機関の始動が要請されたとき、前記内燃機関の始動指示がなされてから前記電動機に接続された回転系が回転し始めるまでに要する時間として予め設定された所定時間が経過した後に前記検出された回転角速度が所定値未満であるのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記所定時間を経過した後に前記検出された回転角速度が前記所定値未満であるのを確認した以降から前記電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルクに至った以降は前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと前記所定トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動されるよう前記電動機と前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する始動時制御手段と、
を備えるハイブリッド車。 An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Power input / output means for inputting and outputting
An electric motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means for exchanging power with the power drive input / output means and the motor;
Rotational angular velocity detection means for detecting the rotational angular velocity of the electric motor;
When the start of the internal combustion engine is requested in a state where the vehicle is stopped, a time required until the rotation system connected to the electric motor starts rotating after the start instruction of the internal combustion engine is set in advance is set. A torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a first change amount is output from the motor until it is confirmed that the detected rotational angular velocity is less than a predetermined value after a predetermined time has elapsed. The motor is controlled so that after the predetermined time elapses, it is confirmed that the detected rotational angular velocity is less than the predetermined value, and then the vehicle proceeds until the torque output from the electric motor reaches the predetermined torque. The motor is controlled so that a torque that travels in a direction and increases with a second change amount that is greater than the first change amount is output from the motor. After the torque output from the electric motor reaches the predetermined torque, torque for motoring the internal combustion engine is output from the power power input / output means, and the power power input / output means is accompanied by the motoring from the power power input / output means. The electric motor, the electric power power input / output means, and the electric power input / output means so that the sum of the cancel side torque in the direction to cancel the torque output to the drive shaft and the predetermined torque is output from the electric motor and the internal combustion engine is started. A start-up control means for controlling the internal combustion engine;
A hybrid car with
前記内燃機関の始動指示がなされてから前記電動機に接続された回転系が回転し始めるまでに要する時間として予め設定された所定時間が経過した後に前記電動機の回転角速度が所定値未満であるのを確認するまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって第1の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記所定時間を経過した後に前記回転角速度が前記所定値未満であるのを確認した以降から前記電動機から出力するトルクが所定トルクに至るまでは車両を進行方向に走行させるトルクであって前記第1の変化量より大きい第2の変化量をもって増加するトルクが前記電動機から出力されるよう該電動機を制御し、前記電動機から出力するトルクが前記所定トルクに至った以降は前記電力動力入出力手段から前記内燃機関をモータリングするトルクが出力されると共に該モータリングに伴って前記電力動力入出力手段から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消す方向のキャンセル側トルクと前記所定トルクとの和のトルクが前記電動機から出力されて前記内燃機関が始動されるよう前記電動機と前記電力動力入出力手段と前記内燃機関とを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
An internal combustion engine and a drive shaft connected to an axle and connected to an output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft. Vehicle in hybrid vehicle comprising: electric power input / output means for inputting / outputting power to / from shaft; electric motor for inputting / outputting power to / from said drive shaft; and electric power input / output means and power storage means for exchanging electric power with said motor. Is a control method when the start of the internal combustion engine is requested in a state where the engine is stopped,
The rotational angular velocity of the electric motor is less than a predetermined value after a predetermined time has elapsed as a time required for the rotation system connected to the electric motor to start rotating after the start instruction of the internal combustion engine is issued. Until confirmation, the motor is controlled so that a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a first change amount is output from the motor, and after the predetermined time has elapsed, the rotational angular velocity is After confirming that the torque is less than a predetermined value, the torque output from the electric motor reaches a predetermined torque, which is a torque that causes the vehicle to travel in the traveling direction and increases with a second change amount that is greater than the first change amount. The motor is controlled so that the torque to be output from the electric motor, and after the torque output from the electric motor reaches the predetermined torque, the electric power A torque for motoring the internal combustion engine is output from the input / output means, and a cancel side torque in a direction to cancel the torque output from the power power input / output means to the drive shaft along with the motoring and the predetermined torque Controlling the electric motor, the electric power input / output means, and the internal combustion engine so that the sum torque is output from the electric motor and the internal combustion engine is started.
A control method for a hybrid vehicle.
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