JP4949918B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents
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Description
内燃機関と、
動力を入出力可能な第1電動機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、
前記第1電動機の回転数である第1回転数を検出する第1回転数検出手段と、
前記第2電動機の回転数である第2回転数を検出する第2回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
所定の固定条件が成立して前記固定手段により前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定している最中に、前記検出された第1回転数が車両の共振周波数帯を含む共振回転数領域外となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには所定の制約に基づいて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域内となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには前記所定の制約より前記第1電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域外となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域内となるときには前記所定の制約より前記第2電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2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。
内燃機関と、動力を入出力可能な第1電動機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
所定の固定条件が成立して前記固定手段により前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定している最中に、前記第1電動機の回転数である第1回転数が車両の共振周波数帯を含む共振回転数領域外となると共に前記第2電動機の回転数である第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには所定の制約に基づいて前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記第1回転数が前記共振回転数領域内となると共に前記第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには前記所定の制約より前記第1電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記第1回転数が前記共振回転数領域外となると共に前記第2回転数が前記共振回転数領域内となるときには前記所定の制約より前記第2電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
Tmax = Wout/Nr (2)
Tlim = |Tm2lim・Gr-Tm1lim/ρ| (3)
T* = max(min(Tr*,Tmax,Tlim),Tmin,-Tlim) (4)
Tm2* = (1-Km1)・T* /Gr (6)
Tm2* ← Tm2*-(Tm1*-Tm1lim)/Gr/ρ (8)
モータMG1が「第1電動機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、クラッチC1が「固定手段」に相当し、モータMG1の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43と回転位置検出センサ43により検出された回転位置に基づいてモータMG1の回転数Nm1を演算するモータECU40とが「第1回転数検出手段」に相当し、モータMG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ44と回転位置検出センサ44により検出された回転位置に基づいてモータMG2の回転数Nm2を演算するモータECU40とが「第2回転数検出手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する図5のクラッチオン時モータ制御ルーチンのステップS110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「要求トルク設定手段」に相当し、クラッチC1がオンのときにモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2のうちいずれか一方が車両の共振回転数領域の範囲内となると共に他方が車両の共振回転数領域の範囲外となるときにはその一方に対応するモータから出力されるトルクがモータMG1,MG2を効率よく駆動するときに出力されるトルクより小さくなるように且つバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づくトルク制限Tmin,TmaxおよびモータMG1,MG2の定格トルクTm1lim,Tm2limの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されて走行するようにモータMG1,MG2を制御する図5のクラッチオン時モータ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とトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。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。「第1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。「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、駆動軸と内燃機関の出力軸と第1電動機の回転軸との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。「第2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ものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「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、第1電動機および第2電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「固定手段」としては、クラッチC1に限定されるものではなく、電磁式や油圧式に拘わらずブレーキなど、内燃機関の出力軸を回転不能に固定するものであれば如何なるものとしても構わない。「第1回転数検出手段」としては、センサとセンサにより検出された回転位置に基づいて回転数を演算するものとの組み合わせに限定されるものではなく、第1電動機の回転数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。「第2回転数検出手段」としては、センサとセンサにより検出された回転位置に基づいて回転数を演算するものとの組み合わせに限定されるものではなく、第2電動機の回転数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。「要求トルク設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「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、「制御手段」としては、クラッチC1がオンのときにモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2のうちいずれか一方が車両の共振回転数領域の範囲内となると共に他方が車両の共振回転数領域の範囲外となるときにはその一方に対応するモータから出力されるトルクがモータMG1,MG2を効率よく駆動するときに出力されるトルクより小さくなるように且つバッテリ50の入出力制限Win,Woutに基づくトルク制限Tmin,TmaxおよびモータMG1,MG2の定格トルクTm1lim,Tm2limの範囲内で駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*が出力されて走行するようにモータMG1,MG2を制御する図5のクラッチオン時モータ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とトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御するモータECU40とに限定されるものではなく、所定の固定条件が成立して固定手段により内燃機関の出力軸を回転不能に固定している最中に第1回転数が車両の共振周波数帯を含む共振回転数領域外となると共に第2回転数が共振回転数領域外となるときには所定の制約に基づいて要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう第1電動機と第2電動機とを制御し、第1回転数が共振回転数領域内となると共に第2回転数が共振回転数領域外となるときには所定の制約より第1電動機から出力されるトルクが小さくなると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう第1電動機と第2電動機とを制御し、第1回転数が共振回転数領域外となると共に第2回転数が共振回転数領域内となるときには所定の制約より第2電動機から出力されるトルクが小さくなると共に要求トルクに基づくトルクが駆動軸に出力されるよう第1電動機と第2電動機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。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。
Claims (3)
- 内燃機関と、
動力を入出力可能な第1電動機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、
前記車軸に連結された前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、
前記第1電動機の回転数である第1回転数を検出する第1回転数検出手段と、
前記第2電動機の回転数である第2回転数を検出する第2回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記蓄電手段の残容量が所定残容量以上になる条件とシフトポジションが後進走行用のポジションにある条件とのうち少なくともいずれかを含む条件である所定の固定条件が成立して前記固定手段により前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定している最中に、前記検出された第1回転数が車両の共振周波数帯を含む共振回転数領域外となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには所定の制約に基づいて前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域内となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには前記所定の制約より前記第1電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域外となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域内となるときには前記所定の制約より前記第2電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。 - 前記制御手段は、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域内となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力される範囲内で前記第1電動機から出力されるトルクが最も小さくなるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記検出された第1回転数が前記共振回転数領域外となると共に前記検出された第2回転数が前記共振回転数領域内となるときには前記設定された要求トルクが前記駆動軸に出力される範囲内で前記第2電動機から出力されるトルクが最も小さくなるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段である請求項1記載の車両。
- 内燃機関と、動力を入出力可能な第1電動機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸との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、前記車軸に連結された前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定する固定手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記蓄電手段の残容量が所定残容量以上になる条件とシフトポジションが後進走行用のポジションにある条件とのうち少なくともいずれかを含む条件である所定の固定条件が成立して前記固定手段により前記内燃機関の出力軸を回転不能に固定している最中に、前記第1電動機の回転数である第1回転数が車両の共振周波数帯を含む共振回転数領域外となると共に前記第2電動機の回転数である第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには所定の制約に基づいて前記駆動軸に要求される要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記第1回転数が前記共振回転数領域内となると共に前記第2回転数が前記共振回転数領域外となるときには前記所定の制約より前記第1電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記第1回転数が前記共振回転数領域外となると共に前記第2回転数が前記共振回転数領域内となるときには前記所定の制約より前記第2電動機から出力されるトルクが小さくなると共に前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるよう前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
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