JP4569566B2 - POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle.
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンの出力軸と車軸に接続された駆動軸にキャリアとリングギヤとが接続された遊星歯車機構としての動力分配統合機構と、動力分配統合機構のサンギヤに接続されたモータMG1と、駆動軸に動力を入出力するモータMG2とを備える車載用のものにおいて、駆動軸に出力する目標トルクの所定時間当たりの変化を制限するトルク上下限値Trtを車速が大きいほど小さくなる傾向に前回の目標トルクの絶対値が小さいほど小さくなる傾向に求めて目標トルクを設定してエンジンと二つのモータMG1,MG2とを制御する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、駆動軸に出力するパワーを滑らかに変化させることによりバッテリの過充電や過放電を抑制すると共に駆動軸の駆動力の正負の切り替えを滑らかに行なうことによりマウントされた機器が振動するのを抑制している。
上述の動力出力装置と同様のハード構成で、燃費の向上と駆動軸に出力するトルクのレスポンスの向上を図るために、エンジンへの燃料噴射を停止した状態でエンジンをある程度の回転数で維持しながら駆動軸の駆動力を正から負に滑らかに変化させようとすると、バッテリの状態によっては過大な電力によるバッテリの充電や放電を抑制するために駆動力を滑らかに変化させることができず、ギヤのガタ打ちによる振動や異音が発生する場合が生じる。こうした振動や異音の発生は、動力出力装置を車両に搭載している場合には乗員に違和感を与えてしまう。 In order to improve fuel efficiency and response of torque output to the drive shaft with the same hardware configuration as the power output device described above, the engine is maintained at a certain number of revolutions while fuel injection to the engine is stopped. However, if the driving force of the drive shaft is changed smoothly from positive to negative, the driving force cannot be changed smoothly to suppress charging or discharging of the battery due to excessive power depending on the state of the battery. There may be a case where vibration or abnormal noise occurs due to gear rattling. The occurrence of such vibrations and abnormal noises gives the passenger a sense of incongruity when the power output device is mounted on a vehicle.
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ると共に振動や異音の発生を抑制することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle that improve fuel consumption and responsiveness of a driving force output to a drive shaft and suppress the occurrence of vibration and abnormal noise.
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
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、
前記駆動軸に接続されると共に前記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と前記出力軸と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可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
所定条件に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記設定された目標回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御している最中に前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記設定された目標回転数より小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
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;
Connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to input / output power to and from the drive shaft and the output shaft together with input / output of electric power and power Power power input / output means to
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Target rotational speed setting means for setting a target rotational speed of the internal combustion engine based on a predetermined condition;
While the fuel injection to the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine rotates at the set target rotational speed, and the drive shaft driving force output to the drive shaft decreases with a change amount equal to or greater than a predetermined change amount. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor, the internal combustion engine is rotated at a rotational speed smaller than the set target rotational speed. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount as the motor rotates.
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、内燃機関への燃料噴射を停止した状態で所定条件に基づいて設定された目標回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御している最中に駆動軸駆動力が値0を超えるときには、目標回転数より小さな回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸駆動力が所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように駆動軸駆動力が値0を超えるときに内燃機関の回転数を小さくすることにより、電力動力入出力手段や電動機による放電を小さくして過大な電力による蓄電手段の充電や放電を抑制すると共に蓄電手段の充放電の制限に伴って駆動軸駆動力が急変するのを抑制することができる。この結果、燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができると共に駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる。 In this power output device of the present invention, the internal combustion engine rotates at a target rotational speed set based on a predetermined condition in a state where fuel injection to the internal combustion engine is stopped, and a drive shaft driving force output to the drive shaft is predetermined. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power drive input / output means and the motor so as to decrease with a change amount equal to or greater than the change amount of the internal combustion engine, the internal combustion engine is operated at a rotational speed smaller than the target rotational speed. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the motor are controlled so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than a predetermined change amount as the engine rotates. In this way, by reducing the rotational speed of the internal combustion engine when the drive shaft driving force exceeds a value of 0, the discharge by the power power input / output means and the electric motor is reduced to suppress the charging and discharging of the power storage means by excessive electric power. In addition, it is possible to suppress a sudden change in the driving shaft driving force due to the limitation of charging / discharging of the power storage means. As a result, it is possible to improve fuel efficiency and responsiveness of the driving force output to the drive shaft, and to suppress the occurrence of vibration and noise due to a sudden change in the drive shaft driving force.
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記蓄電手段の状態に基づいて補正回転数を設定し、前記設定された目標回転数より前記設定した補正回転数だけ小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の状態に応じた回転数で内燃機関を回転させることができ、より適正に蓄電手段の充放電の制限に伴って駆動軸駆動力が急変するのを抑制すると共に過大な電力による蓄電手段の充電や放電を抑制することができる。この結果、より確実に燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができると共に駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる。 In such a power output apparatus of the present invention, when the drive shaft driving force exceeds a value of 0, the control means sets a correction rotational speed based on the state of the power storage means, and the control means sets the correction rotational speed from the set target rotational speed. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that the internal combustion engine rotates at a rotational speed that is smaller by a set correction rotational speed and the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount. It can also be a means for controlling. In this way, the internal combustion engine can be rotated at the number of revolutions according to the state of the power storage means, and more appropriately, the drive shaft driving force can be prevented from suddenly changing due to charging / discharging of the power storage means and excessive. Charging and discharging of the storage means by electric power can be suppressed. As a result, it is possible to improve the fuel consumption and the responsiveness of the driving force output to the drive shaft more reliably, and to suppress the occurrence of vibration and noise due to a sudden change in the drive shaft driving force.
補正回転数を設定す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、前記蓄電手段の充放電可能な上下限である入出力制限に基づいて前記補正回転数を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記蓄電手段の充放電可能な上下限である入出力制限の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に前記補正回転数を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適正に蓄電手段の充放電の制限に伴って駆動軸駆動力が急変するのを抑制すると共に過大な電力による蓄電手段の充電や放電を抑制し、より確実に燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができると共に駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる。 In the power output apparatus of the present invention in which the correction rotational speed is set, the control means is a means for setting the correction rotational speed based on an input / output limit that is an upper and lower limit of charge and discharge of the power storage means. It can also be. In this case, the control means may be means for setting the correction rotational speed such that the smaller the absolute value of the input / output limit, which is the upper and lower limit of charge / discharge of the power storage means, tends to increase. In this way, the drive shaft driving force is prevented from suddenly changing due to the charging / discharging of the power storage means more appropriately, and charging and discharging of the power storage means due to excessive electric power is suppressed, so that fuel consumption and drive shaft are more reliably ensured. In addition, it is possible to improve the response of the driving force output to the power source and to suppress the occurrence of vibration and abnormal noise due to a sudden change in the driving shaft driving force.
本発明の動力出力装置において、前記目標回転数設定手段は、前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態のときにはシフトポジションに基づく最低回転数を前記目標回転数として設定する手段であるものとすることもできる。 In the power output apparatus of the present invention, the target rotational speed setting means is a means for setting a minimum rotational speed based on a shift position as the target rotational speed when fuel injection to the internal combustion engine is stopped. You can also.
また、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、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と回転軸との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電動機と、を備える手段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 shafts of the drive shaft, the output shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft, and enters 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 output power and an electric motor for inputting / outputting power to / from the rotating shaft.
本発明の車両は、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、前記駆動軸に接続されると共に前記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と前記出力軸と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可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、所定条件に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記設定された目標回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御している最中に前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記設定された目標回転数より小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、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 vehicle of the present invention is the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to the drive shaft, and is connected to the internal combustion engine and the drive shaft. Power input / output connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and input / output power to / from the drive shaft and the output shaft together with input / output of power and power Means, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, the electric power driving input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and setting a target rotational speed of the internal combustion engine based on predetermined conditions A target rotational speed setting means for rotating the internal combustion engine at the set target rotational speed in a state where fuel injection to the internal combustion engine is stopped, and a drive shaft driving force output to the drive shaft with a predetermined change Decrease with the amount of change more than the amount When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor, the internal combustion engine is rotated at a rotational speed smaller than the set target rotational speed. A power output device comprising: a control means for controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount as the engine rotates. And the axle is connected to the drive shaft.
この本発明の車両は、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、燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができる効果や駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effects of the power output device according to the present invention, for example, the responsiveness of the driving force output to the drive shaft or the fuel efficiency. It is possible to achieve the same effect as the effect that can be improved and the effect that the generation of vibration and noise due to a sudden change in the driving shaft driving force can be suppressed.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に前記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と前記出力軸と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可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で所定条件に基づいて設定された目標回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御している最中に前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記設定された目標回転数より小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine is connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and power is supplied to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Control of a power output device comprising: power power input / output means for inputting / outputting; an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and a power storage means capable of exchanging power with the electric power power input / output means and the motor. A method,
While the fuel injection to the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine rotates at a target rotational speed set based on a predetermined condition, and the drive shaft driving force output to the drive shaft changes by a predetermined amount or more. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so as to decrease with the amount, the rotational speed is smaller than the set target rotational speed. And controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount as the internal combustion engine rotates.
It is characterized by that.
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関への燃料噴射を停止した状態で所定条件に基づいて設定された目標回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御している最中に駆動軸駆動力が値0を超えるときには、目標回転数より小さな回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸駆動力が所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように駆動軸駆動力が値0を超えるときに内燃機関の回転数を小さくすることにより、電力動力入出力手段や電動機による放電を小さくして過大な電力による蓄電手段の充電や放電を抑制すると共に蓄電手段の充放電の制限に伴って駆動軸駆動力が急変するのを抑制することができる。この結果、燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができると共に駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる。 In the control method for the power output apparatus of the present invention, the drive shaft drive that outputs to the drive shaft while the internal combustion engine rotates at a target rotational speed set based on a predetermined condition in a state where fuel injection to the internal combustion engine is stopped. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power power input / output means and the electric motor so that the force decreases with a change amount equal to or greater than a predetermined change amount, the rotation speed is smaller than the target rotation speed. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine rotates by a number and the drive shaft driving force decreases with a change amount less than a predetermined change amount. In this way, by reducing the rotational speed of the internal combustion engine when the drive shaft driving force exceeds a value of 0, the discharge by the power power input / output means and the electric motor is reduced to suppress the charging and discharging of the power storage means by excessive electric power. In addition, it is possible to suppress a sudden change in the driving shaft driving force due to the limitation of charging / discharging of the power storage means. As a result, it is possible to improve fuel efficiency and responsiveness of the driving force output to the drive shaft, and to suppress the occurrence of vibration and noise due to a sudden change in the drive shaft driving force.
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記蓄電手段の状態に基づいて補正回転数を設定し、前記設定された目標回転数より前記設定した補正回転数だけ小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御することを特徴とするものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の状態に応じた回転数で内燃機関を回転させることができ、より適正に蓄電手段の充放電の制限に伴って駆動軸駆動力が急変するのを抑制すると共に過大な電力による蓄電手段の充電や放電を抑制することができる。この結果、より確実に燃費や駆動軸に出力する駆動力の応答性の向上を図ることができると共に駆動軸駆動力が急変することによる振動や異音の発生を抑制することができる。この場合、前記補正回転数は前記蓄電手段の充放電可能な上下限である入出力制限の絶対値が小さいほど大きくなる傾向に設定することを特徴とするものとすることもできる。 In such a control method for a power output apparatus of the present invention, when the driving shaft driving force exceeds a value of 0, a correction rotational speed is set based on the state of the power storage means, and the set rotational speed is set based on the set target rotational speed. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the motor are controlled so that the internal combustion engine rotates at a rotational speed that is smaller by the correction rotational speed and the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount. It can also be characterized by. In this way, the internal combustion engine can be rotated at the number of revolutions according to the state of the power storage means, and more appropriately, the drive shaft driving force can be prevented from suddenly changing due to charging / discharging of the power storage means and excessive. Charging and discharging of the storage means by electric power can be suppressed. As a result, it is possible to improve the fuel consumption and the responsiveness of the driving force output to the drive shaft more reliably, and to suppress the occurrence of vibration and noise due to a sudden change in the drive shaft driving force. In this case, the correction rotational speed may be set so as to increase as the absolute value of the input / output restriction, which is the upper and lower limit of charge / discharge of the power storage means, decreases.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。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、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト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
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、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)や入出力制限Win,Woutも演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51からの電池温度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。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
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
また、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、前進走行用の通常のドライブポジション(以下、「Dポジション」という)の他に、シーケンシャルシフトポジション(以下、「Sポジション」という)、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションSPとしてDポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22が効率よく運転されるように駆動制御される。また、シフトポジションSPとしてSポジションを選択すれば、主として減速時に、車速Vに対するエンジン22の回転数の比を例えば6段階(SP1〜SP6)に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー81がSポジションにセットされると、シフトポジションSPが5段目のSP5とされ、シフトポジションセンサ82によりシフトポジションSP=SP5である旨が検出される。以後、シフトレバー81がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ上げられる(アップシフトされる)一方、シフトレバー81がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ下げられ(ダウンシフトされ)、シフトポジションセンサ82は、シフトレバー81の操作に応じて現在のシフトポジションSPを出力する。
In the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、シフトポジションSPがDポジションのときには、基本的には、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。
When the shift position SP is in the D position, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にシフトレバー81がSポジションにセットされている状態で踏み込んでいたアクセルペダル83が離されたとき(アクセルオフ時)の動作について説明する。図4は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるアクセルオフ時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)に繰り返し実行される。なお、シフトレバー81がSポジションにセットされているときのアクセルオフ時では、エンジン22は燃料噴射を停止した状態(フューエルカット)で後述する目標回転数Ne*で回転するようモータMG1によりモータリングされる。
Next, the operation of the
アクセルオフ時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、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、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。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the accelerator-off time control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したシフトポジションSPと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき目標トルクTtgを設定する(ステップS110)。目標トルクTtgは、実施例では、シフトポジションSP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、シフトポジションSP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目標トルクTtgを導出して設定するものとした。図5に目標トルク設定用マップの一例を示す。アクセルオフ時を考えているから、目標トルクTtgは制動用のトルク(負の値のトルク)として設定される。
When the data is thus input, the target torque Ttg to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the
次に、前回このルーチンで設定した要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref以上であるか否かを判定する(ステップS120)。要求トルクTr*は、実際に駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用させるトルクであり、時間の経過をもって目標トルクTtgに一致させるべきトルクである。即ち、リングギヤ軸32aに作用させるトルクを目標トルクTtgとすると、目標トルクTtgが急変したときに大きなトルクショックが生じるため、目標トルクTtgに向けてレート処理を用いて実際にリングギヤ軸32aに作用させるトルクとして要求トルクTr*を設定するのである。閾値Trefは、要求トルクTr*が値0近傍であるか否かを判定するものであり、比較的小さな値が用いられる。 Next, it is determined whether or not the absolute value of the required torque Tr * previously set in this routine is greater than or equal to a threshold value Tref (step S120). The required torque Tr * is a torque that is actually applied to the ring gear shaft 32a as a drive shaft, and is a torque that should be matched with the target torque Ttg with the passage of time. That is, assuming that the torque to be applied to the ring gear shaft 32a is the target torque Ttg, a large torque shock occurs when the target torque Ttg changes suddenly. Therefore, the torque is actually applied to the ring gear shaft 32a using the rate processing toward the target torque Ttg. The required torque Tr * is set as the torque. The threshold value Tref is used to determine whether or not the required torque Tr * is near 0, and a relatively small value is used.
前回の要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref以上であると判定されたときには、前回の要求トルクTr*からレート値Trt1を減じた値を仮要求トルクTrtmpとして設定すると共に(ステップS130)、設定した仮要求トルクTrtmpと目標トルクTtgとのうちの大きい方を今回の要求トルクTr*として設定し(ステップS140)、シフトポジションSPと車速Vとに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*を設定する(ステップS150)。レート値Trt1は、要求トルクTr*を滑らかに目標トルクTtgに移行させるためのレート値であり、アクセルオフ時制御ルーチンを繰り返し実行する間隔やエンジン22,モータMG1,MG2の性能などにより定めることができる。なお、設定した仮要求トルクTrtmpと目標トルクTtgとのうちの大きい方を今回の要求トルクTr*として設定するのは、踏み込んでいたアクセルペダル83が離されたときには比較的大きな要求トルクTr*で駆動しているときに負の値の目標トルクTtgが設定されて要求トルクTr*を目標トルクTtgに滑らかに一致させる処理となり、これをレート処理で行なう際の下限が目標トルクTtgとなるためである。また、エンジン22の目標回転数Ne*は、実施例では、シフトポジションSPと車速Vと目標回転数Ne*との関係を予め定めて目標回転数設定用マップとしてRAM76に記憶しておき、シフトポジションSPと車速Vとが与えられるとマップから対応する目標回転数Ne*を導出することにより設定するものとした。図6に目標回転数設定用マップの一例を示す。このように、エンジン22の目標回転数Ne*をシフトポジションSPと車速Vとに応じて設定するから、次にアクセルペダル83が踏み込まれたときに迅速にエンジン22からパワーを出力することができる。なお、アクセルオフではエンジン22はフューエルカットされているから、車両の燃費の向上を図ることができる。
When it is determined that the absolute value of the previous request torque Tr * is equal to or greater than the threshold value Tref, a value obtained by subtracting the rate value Trt1 from the previous request torque Tr * is set as the temporary request torque Trtmp (step S130). The larger of the provisional required torque Trtmp and the target torque Ttg is set as the current required torque Tr * (step S140), and the target rotational speed Ne * of the
こうして要求トルクTr*とエンジン22の目標回転数Ne*とを設定すると、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(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S190)。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。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(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 required torque Tr * and the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ 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の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS200)、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS210)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS220)。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の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、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, the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS230)、アクセルオフ時制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように制御することにより、フューエルカットの状態のエンジン22を目標回転数Ne*で回転させながら駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力することができる。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (step S230), and the accelerator off time control routine is terminated. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the
ステップS120で前回の要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref未満であると判定されたときには、前回の要求トルクTr*からレート値Trt1より小さなレート値Trt2を減じた値を要求トルクTr*として設定し(ステップS160)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいて補正回転数ΔNを設定すると共に(ステップS170)、図6の目標回転数設定用マップを用いて得られるエンジン22の目標回転数Ne*から設定した補正回転数ΔNを減じたものをエンジン22に目標回転数Ne*として設定し(ステップS180)、設定した要求トルクTr*とエンジン22の目標回転数Ne*とを用いてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する処理などのステップS190以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。ここで、前回の要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref未満であるときに小さなレート値Trt2を用いてレート処理により要求トルクTr*を設定するは、要求トルクTr*が値0をゆっくり超えるようにするためである。レート値Trt2は、レート値Trt1より小さければよいので、例えば、レート値Trt1の1/3や1/4,1/10などの値を用いることができる。補正回転数ΔNは、実施例では、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと補正回転数ΔNとの関係を予め定めて補正回転数設定用マップとしてRAM76に記憶しておき、バッテリ50の入出力制限Win,Woutが与えられるとマップから対応する補正回転数ΔNを導出して設定するものとした。補正回転数設定用マップにおける補正回転数ΔNの大小関係の傾向を図8に示す。補正回転数ΔNとしては、例えば、値0〜1000rpm程度の範囲内で定めることができる。要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref未満のときにエンジン22の目標回転数Ne*を補正回転数ΔNだけ小さくするのは、要求トルクTr*が値0となる近傍では、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるためにモータMG1が力行駆動(電力消費を伴う駆動)されると共にこのモータMG1の駆動により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ためにモータMG2も力行駆動されるため、バッテリ50から比較的大きな電力が放電されることになり、このバッテリ50からの放電電力を小さくするためである。このように、エンジン22の目標回転数Ne*を小さくしないと、バッテリ50の放電電力が大きくなりバッテリ50の出力制限Woutを超える場合が生じ、その場合には、モータMG2のトルク指令Tm2*が制限されために駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクが急峻に値0を超えることとなり、動力分配統合機構30のギヤの歯打ち音やデファレンシャルギヤ62の歯打ち音などの異音が生じたり、急峻なトルク変化に伴って車両に振動が生じたりする。したがって、要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref未満のときにエンジン22の目標回転数Ne*を小さくすることにより、バッテリ50の放電電力がその出力制限Woutを超えないようにし、異音や振動の発生を抑制するのである。なお、エンジン22の目標回転数Ne*は補正回転数ΔNだけしか小さくされないから、次にアクセルペダル83が踏み込まれたときでも迅速にエンジン22からパワーを出力することができる。即ち、駆動軸としてのリングギヤ軸32aの駆動力の応答性を良好にすることができる。
When it is determined in step S120 that the absolute value of the previous request torque Tr * is less than the threshold value Tref, a value obtained by subtracting a rate value Trt2 smaller than the rate value Trt1 from the previous request torque Tr * is set as the request torque Tr *. (Step S160), the correction rotational speed ΔN is set based on the input / output limits Win and Wout of the battery 50 (Step S170), and the target rotational speed of the
図9は、アクセルオフ時に要求トルクTr*が値0を超える際の車速Vとエンジン22の回転数Neと要求トルクTr*の時間変化を模式的に示す説明図である。図示するように、要求トルクTr*は、レート値Trt1を用いたレート処理により減少し、要求トルクTr*が閾値Trefに至った時間T1からレート値Trt1より小さなレート値Trt2を用いたレート処理により減少する。要求トルクTr*は、要求トルクTr*がマイナス側の閾値Trefに至った時間T2以降は、元のレート値Trt1を用いたレート処理により目標トルクTtgに至る時間T3まで減少し、時間T3以降は目標トルクTtgに一致する。一方、エンジン22の回転数Neは、時間T1までは図6の目標回転数設定用マップから導出される回転数とされ、時間T1以降は目標回転数設定用マップから導出される回転数より補正回転数ΔNだけ小さくされる。そして、時間T2以降は再び目標回転数設定用マップから導出される回転数とされる。このように、要求トルクTr*が値0をゆっくり超えるようにすると共にその際にエンジン22の目標回転数Ne*を小さくすることにより、バッテリ50の放電電力がその出力制限Woutを超えないようにすることができ、リングギヤ軸32aに出力されるトルクが急峻に値0を超えることにより生じうる異音や振動の発生を抑制することができる。なお、実施例では、要求トルクTr*が値0をゆっくり超える際のエンジン22の回転数Neの運転席への表示については、この間のなましの程度(緩変化の程度)を大きくすることにより、エンジン22の回転数Neの表示が大きく変化しないようにしている。即ち、この間のエンジン22の回転数Neがあまり変化しないようにすることにより、運転者に違和感を生じさせないようにしているのである。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing temporal changes in the vehicle speed V, the rotational speed Ne 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、アクセルオフ時に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*の絶対値が閾値Tref未満のときには、要求トルクTr*を減少させるレート値を小さくすると共にエンジン22の目標回転数Ne*を補正回転数ΔNだけ小さくすることにより、バッテリ50の放電電力がその出力制限Woutを超えるのを抑制してギヤの歯打ち音などの異音やリングギヤ軸32aに出力されるトルクが急変することによる車両の振動の発生を抑制することができる。これにより、運転者や乗員に異音や振動による違和感を与えるのを抑制することができる。しかも、バッテリ50の入出力制限Win,Woutに応じて補正回転数ΔNを設定するから、バッテリ50の充放電電力が入出力制限Win,Woutを超えるのをより確実に抑制することができる。もとより、エンジン22の目標回転数Ne*をシフトポジションSPや車速Vに応じて設定するから、アクセルオンの際の応答性を良好なものとすることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、アクセルオフ時に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*の絶対値が閾値Tref未満のときには、バッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づいて設定した補正回転数ΔNを目標回転数設定用マップから導出される回転数から減じてエンジン22の目標回転数Ne*を設定するものとしたが、バッテリ50の入出力制限Win,Woutに拘わらず、所定回転数の補正回転数ΔNを目標回転数設定用マップから導出される回転数から減じてエンジン22の目標回転数Ne*を設定す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、アクセルオフ時に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*の絶対値が閾値Tref未満のときには、エンジン22の目標回転数Ne*をシフトポジションSPと車速Vとに基づいて設定するものとしたが、エンジン22の目標回転数Ne*を、シフトポジションSPに拘わらず、車速Vだけに基づいて設定するものとしてもよいし、逆に車速Vに拘わらず、シフトポジションSPだけに基づいて設定するものとしてもよい。また、エンジン22の目標回転数Ne*を、シフトポジションSPや車速Vに拘わらず、他の要因によって設定したり、所定回転数となるよう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、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
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11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する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
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。 In addition, it is not limited to those applied to such hybrid vehicles, but is incorporated into non-moving equipment such as forms of power output devices mounted on moving bodies such as vehicles other than automobiles, ships, and aircraft, and construction equipment. A power output device may be used. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a power output device.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。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とが「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、図6の目標回転数設定用マップを用いてエンジン22の目標回転数Ne*を設定する図4のアクセルオフ時制御ルーチンのステップS150,S180の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「目標回転数設定手段」に相当し、アクセルオフ時に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*の絶対値が閾値Tref以上のときにはレート値Trt1によるレート処理により要求トルクTr*を減少してリングギヤ軸32aに出力すると共にエンジン22を目標回転数Ne*で回転させるようエンジン22とモータMG1,モータMG2を制御し、アクセルオフ時にリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*の絶対値が閾値Tref未満のときにはレート値Trt1より小さなレート値Trt2によるレート処理により要求トルクTr*を減少して要求トルクTr*がゆっくり値0を超えるよう要求トルクTr*をリングギヤ軸32aに出力すると共にエンジン22の目標回転数Ne*を補正回転数ΔNだけ小さくしてエンジン22を回転させるようエンジン22とモータMG1,モータMG2を制御する図4のアクセルオフ時制御ルーチンのステップS120〜S230の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とハイブリッド用電子制御ユニット70からのトルク指令Tm1*,Tm2*によりモータMG1,MG2を駆動制御するモータECU40とエンジン22を制御するエンジンECU24とが「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「電動機」に相当する。変形例の対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。なお「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として説明したエンジン22だけでなく、他の燃料により動力を出力するもの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との組み合わせや対ロータ電動機230に限定されるものではなく、デファレンシャルギヤのような3軸式の動力入出力器とモータとの組み合わせなど、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続されて電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであればいかなるものであっても構わない。「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、誘導電動機など駆動軸に動力を入出力可能な電動機であれば如何なるタイプのものであっても構わない。「蓄電手段」としては、電力動力入出力手段および電動機と電力のやりとりが可能であれば、鉛蓄電池やニッケル水素電池,リチウム電池などの二次電池やキャパシタなどの蓄電装置などいかなるものであっても構わない。「目標回転数設定手段」は、シフトポジションSPや車速Vに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*を設定するものに限定されるものではなく、上述したように、種々の手法によりエンジン22の目標回転数Ne*を設定するなど、如何なる手法により内燃機関の目標回転数を設定するものであっても構わない。「制御手段」としては、内燃機関への燃料噴射を停止した状態で目標回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御している最中に駆動軸駆動力が値0を超えるときには目標回転数より小さな回転数で内燃機関が回転すると共に駆動軸駆動力が所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するものであれば、如何なるものでもよく、実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70とモータECU40とエンジンECU24とのように、複数の電子制御ユニットによって構成するものとしてもよいし、単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。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 correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
本発明は、動力出力装置や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 power output apparatus and the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34
Claims (10)
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に前記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と前記出力軸と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可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
所定条件に基づいて前記内燃機関の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で前記設定された目標回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御している最中に前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記設定された目標回転数より小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
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;
Connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to input / output power to and from the drive shaft and the output shaft together with input / output of electric power and power Power power input / output means to
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Target rotational speed setting means for setting a target rotational speed of the internal combustion engine based on a predetermined condition;
While the fuel injection to the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine rotates at the set target rotational speed, and the drive shaft driving force output to the drive shaft decreases with a change amount equal to or greater than a predetermined change amount. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor, the internal combustion engine is rotated at a rotational speed smaller than the set target rotational speed. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount as the motor rotates.
A power output device comprising:
前記内燃機関への燃料噴射を停止した状態で所定条件に基づいて設定された目標回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸に出力される駆動軸駆動力が所定の変化量以上の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御している最中に前記駆動軸駆動力が値0を超えるときには、前記設定された目標回転数より小さな回転数で前記内燃機関が回転すると共に前記駆動軸駆動力が前記所定の変化量未満の変化量をもって減少するよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine is connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and power is supplied to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Control of a power output device comprising: power power input / output means for inputting / outputting; an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and a power storage means capable of exchanging power with the electric power power input / output means and the motor. A method,
While the fuel injection to the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine rotates at a target rotational speed set based on a predetermined condition, and the drive shaft driving force output to the drive shaft changes by a predetermined amount or more. When the drive shaft driving force exceeds a value of 0 during the control of the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor so as to decrease with an amount, the rotational speed is smaller than the set target rotational speed. And controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that the drive shaft driving force decreases with a change amount less than the predetermined change amount as the internal combustion engine rotates.
A control method for a power output apparatus.
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