JP4977055B2 - 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、エンジンの出力軸にキャリアが接続されると共に車軸側の駆動軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに回転軸が接続された第1モータと、駆動軸に回転軸が接続された第2モータとを備えるものにおいて、第1モータおよび第2モータと電力のやりとりを行なうバッテリの温度に基づいてエンジンの間欠運転を許可禁止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、バッテリの温度が所定温度以上のときには、バッテリから出力してもよい許容最大電力である出力制限が第1所定値以上に至ったときにエンジンの間欠運転を許可すると共に出力制限が第1所定値からヒステリシス分だけ小さな値未満に至ったときにエンジンの間欠運転を禁止し、バッテリの温度が所定温度未満のときには、バッテリの出力制限が第1所定値より小さい第2所定値以上に至ったときにエンジンの間欠運転を許可すると共に出力制限が第2所定値からヒステリシス分だけ小さな値未満に至ったときにエンジンの間欠運転を禁止している。そして、これにより、エンジンの間欠運転を許可する温度範囲を広くしてエネルギ効率の向上を図っている。
上述の動力出力装置では、エンジンの間欠運転の許可と禁止とを短時間のうちに繰り返すハンチングを防止するためにヒステリシスをもって間欠運転を許可したり禁止しているが、ヒステリシスが大きいと、エンジンの間欠運転を許可するタイミングが遅くなり、エンジンの運転を停止した状態でのモータ走行の領域が必要以上に小さくなり、ヒステリシスが小さいと、エンジンの間欠運転の許可と禁止とがハンチングしてしまうため、ヒステリシスをより適正に設定する必要がある。 In the power output device described above, intermittent operation is permitted or prohibited with hysteresis in order to prevent hunting that repeatedly allows and prohibits intermittent operation of the engine within a short time. If the timing for permitting intermittent operation is delayed, the motor travel area with the engine stopped is unnecessarily small, and if the hysteresis is small, the permission and prohibition of intermittent engine operation will be hunting. It is necessary to set the hysteresis more appropriately.
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、内燃機関の間欠運転の禁止と許可とをより適正に行なうことを主目的とする。 The main object of the power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle of the present invention is to appropriately prohibit and permit the intermittent operation of the internal combustion engine.
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、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power output device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve at least the above-described main 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、
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定するヒステリシス設定手段と、
前記設定された蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第1の所定値から前記設定されたヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の許可を設定する間欠運転禁止許可設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには前記内燃機関の間欠運転を伴っ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動機とを制御し、前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには前記内燃機関の運転を伴っ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 capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power storage means;
An output limit setting means for setting an output limit as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means;
Hysteresis setting means for setting hysteresis when permitting and prohibiting intermittent operation of the internal combustion engine based on the detected temperature of the power storage means;
The prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set as one of the prohibition conditions that the output limit of the set power storage means has reached less than a first predetermined value, and the output limit of the set power storage means is the An intermittent operation prohibition permission setting means for setting permission of intermittent operation of the internal combustion engine by setting one of the permission conditions to be equal to or greater than a second predetermined value that is larger by the set hysteresis than the first predetermined value;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set by the intermittent operation prohibition permission setting means, a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft along with the intermittent operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine and the electric motor are controlled, and when the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set by the intermittent operation prohibition permission setting means, the set required driving force is set with the operation of the internal combustion engine. Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor such that a driving force based on the output 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、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定すると共に蓄電手段の温度に基づいて内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定し、蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、蓄電手段の出力制限が第1の所定値から設定したヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして内燃機関の間欠運転の許可を設定する。そして、内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される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動機とを制御し、内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには内燃機関の運転を伴って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動機とを制御する。即ち、蓄電手段の温度に基づいて設定されるヒステリシスを用いて内燃機関の間欠運転の禁止と許可とを設定するのである。これにより、より適正なヒステリシスを用いて内燃機関の間欠運転の禁止と許可とを行なうことができる。即ち、内燃機関の間欠運転の禁止と許可とをより適正に行なうことができる。 In the power output apparatus of the present invention, an output limit is set as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means, and intermittent operation of the internal combustion engine is permitted based on the temperature of the power storage means and A hysteresis is set for prohibition, and the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set with one of the prohibition conditions that the output limit of the power storage means is less than the first predetermined value. The permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set with one of the permission conditions being that the hysteresis reaches a second predetermined value that is larger by the hysteresis set from the predetermined value of 1. When the permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine and the electric motor are connected so that the drive force based on the required drive force required for the drive shaft is output to the drive shaft with the intermittent operation of the internal combustion engine. When the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the driving force based on the requested driving force is output to the drive shaft along with the operation of the internal combustion engine. That is, the prohibition and permission of the intermittent operation of the internal combustion engine are set using hysteresis set based on the temperature of the power storage means. As a result, it is possible to prohibit and permit the intermittent operation of the internal combustion engine using a more appropriate hysteresis. That is, the prohibition and permission of the intermittent operation of the internal combustion engine can be performed more appropriately.
こうした本発明の動力出力装置において、前記ヒステリシス設定手段は、前記検出された蓄電手段の温度が高いほど小さくなる傾向にヒステリシス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、蓄電手段の温度が高いほど小さな値の第2の所定値を用いて間欠運転の許可を行なうから、蓄電手段の温度が高いときには、内燃機関の間欠運転を許可しやすくして電動機からの動力だけで走行するモータ走行の領域を大きくすることができる。 In such a power output apparatus of the present invention, the hysteresis setting means may be means for setting hysteresis so that the hysteresis tends to decrease as the detected temperature of the power storage means increases. By doing so, the higher the temperature of the power storage means, the smaller the second predetermined value is used for permitting the intermittent operation. Therefore, when the temperature of the power storage means is high, the intermittent operation of the internal combustion engine is easily permitted. It is possible to increase the area of motor travel that travels only with power from the vehicle.
また、本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、前記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を備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との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、を備える手段であるものとすることもできる。 Further, in the power output apparatus of the present invention, power can be exchanged with the power storage means, 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 input / output means for inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft together with power input / output. In this case, the power power input / output means is connected to three axes of a generator capable of inputting / outputting power, the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator, and one of the three axes. It can also be a means provided with 3-axis type power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from the two axes.
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、前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、前記検出された蓄電手段の温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定するヒステリシス設定手段と、前記設定された蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第1の所定値から前記設定されたヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の許可を設定する間欠運転禁止許可設定手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには前記内燃機関の間欠運転を伴っ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動機とを制御し、前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには前記内燃機関の運転を伴っ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 can output power to the drive shaft. An internal combustion engine, an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, a temperature detection means for detecting the temperature of the electric storage means, and a state of the electric storage means Output limit setting means for setting an output limit as allowable maximum power that may be output from the power storage means, and hysteresis when permitting and prohibiting intermittent operation of the internal combustion engine based on the detected temperature of the power storage means The setting of the hysteresis setting means to be set and the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set as one of the prohibition conditions that the output limit of the set power storage means has reached less than a first predetermined value, and the set Intermittent operation for setting permission for intermittent operation of the internal combustion engine with one of the permission conditions being that the output limit of the electric means has reached a second predetermined value that is larger than the first predetermined value by the set hysteresis. When the permission of the intermittent operation of the internal combustion engine is set by the prohibition permission setting means, the required driving force setting means for setting the required driving force required for the drive shaft, and the intermittent operation prohibition permission setting means, the internal combustion engine The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with the intermittent operation of the engine, and the intermittent operation prohibition permission setting means controls the internal combustion engine. When prohibition of intermittent operation is set, the internal combustion engine and the front engine are output so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft along with the operation of the internal combustion engine. Control means for controlling the electric motor, the power output apparatus including a mounting axle is summarized in that made is connected to the drive shaft.
この本発明の車両では、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、より適正なヒステリシスを用いて内燃機関の間欠運転の禁止と許可とを行なうことができる効果、即ち、内燃機関の間欠運転の禁止と許可とをより適正に行なう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 of the present invention, for example, the intermittent operation of the internal combustion engine can be performed using more appropriate hysteresis. It is possible to achieve the same effect as the effect of enabling the prohibition and the permission, that is, the effect of appropriately prohibiting and permitting the intermittent operation of the internal combustion engine.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定すると共に前記蓄電手段の温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定し、
(b)前記設定した出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、前記設定した出力制限が前記第1の所定値から前記設定されたヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の許可を設定し、
(c)前記内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには前記内燃機関の間欠運転を伴っ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動機とを制御し、前記内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには前記内燃機関の運転を伴っ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:
A control method of a power output device comprising: an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the motor;
(A) Setting an output limit as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means, and permitting and prohibiting the intermittent operation of the internal combustion engine based on the temperature of the power storage means Set the hysteresis when
(B) The prohibition of the intermittent operation of the internal combustion engine is set based on one of the prohibition conditions that the set output limit is less than the first predetermined value, and the set output limit is the first predetermined value. From the above, a permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set as one of the permission conditions for reaching a second predetermined value larger than the set hysteresis.
(C) When permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine is configured so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with the intermittent operation of the internal combustion engine. The motor is controlled, and when prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set, the driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft along with the operation of the internal combustion engine. Controlling the internal combustion engine and the electric motor;
This is the gist.
この本発明の動力出力装置の制御方法では、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定すると共に蓄電手段の温度に基づいて内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定し、蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、蓄電手段の出力制限が第1の所定値から設定したヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして内燃機関の間欠運転の許可を設定する。そして、内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには内燃機関の間欠運転を伴って駆動軸に要求される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動機とを制御し、内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには内燃機関の運転を伴って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動機とを制御する。即ち、蓄電手段の温度に基づいて設定されるヒステリシスを用いて内燃機関の間欠運転の禁止と許可とを設定するのである。これにより、より適正なヒステリシスを用いて内燃機関の間欠運転の禁止と許可とを行なうことができる。即ち、内燃機関の間欠運転の禁止と許可とをより適正に行なうことができる。 In this power output device control method of the present invention, an output limit is set as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means, and the internal combustion engine is intermittently operated based on the temperature of the power storage means. Is set to prohibit the intermittent operation of the internal combustion engine, and the output of the power storage means is set as one of the prohibition conditions that the output limit of the power storage means is less than the first predetermined value. The permission of intermittent operation of the internal combustion engine is set with one of the permission conditions that the limit has reached a second predetermined value or more which is larger by the hysteresis set from the first predetermined value. When the permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine and the electric motor are connected so that the drive force based on the required drive force required for the drive shaft is output to the drive shaft with the intermittent operation of the internal combustion engine. When the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the driving force based on the requested driving force is output to the drive shaft along with the operation of the internal combustion engine. That is, the prohibition and permission of the intermittent operation of the internal combustion engine are set using hysteresis set based on the temperature of the power storage means. As a result, it is possible to prohibit and permit the intermittent operation of the internal combustion engine using a more appropriate hysteresis. That is, the prohibition and permission of the intermittent operation of the internal combustion engine can be performed more appropriately.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の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。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2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。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
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実施例のハイブリッド自動車20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)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the thus configured
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,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の温度(電池温度)tb,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により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置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、バッテリ50の温度tbは温度センサ51により検出された電池温度tbをバッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、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, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ50の電池温度tbに基づいて、バッテリ50の出力制限Woutに対してエンジン22の間欠運転を禁止したり許可したりする際の閾値におけるヒステリシスhisを設定する(ステップS110)。実施例では、ヒステリシスhisは、電池温度tbとヒステリシスhisとの関係を予め定めてヒステリシス設定用マップとしてROM74に記憶しておき、電池温度tbが与えられるとマップから対応するヒステリシスhisを導出することにより設定するものとした。ヒステリシス設定用マップの一例を図5に示す。実施例では、図示するように、ヒステリシスhisは電池温度tbが高くなると小さくなる傾向に設定される。これは、電池温度tbが高くなるとバッテリ50が十分に性能を発揮することができることから、エンジン22の間欠運転の許可を迅速に行なってモータ走行の領域を大きくするためである。
When data is input in this way, based on the input battery temperature tb of the
ヒステリシスhisを設定すると、バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wrefとこれにヒステリシスhisを加えた閾値(Wref+his)とにより区別される3つの領域、即ち、閾値Wref未満の領域,閾値Wref以上で閾値(Wref+his)未満の領域,閾値(Wref+his)以上の領域の何れに属するかを判定し(ステップS120)、バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を禁止しているか許可しているかを示す許可禁止フラグFに間欠運転を禁止する値1を設定し(ステップS130)、バッテリ50の出力制限Woutが閾値(Wref+his)以上の領域に属するときには許可禁止フラグFに間欠運転を許可する値0を設定し(ステップS140)、バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上で閾値(Wref+his)未満の領域に属するときには許可禁止フラグFがそのときの値を保持するよう新たな設定は行なわない。
When the hysteresis his is set, the output limit Wout of the
次に、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に出力すべき要求トルクTr*と車両に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS150)。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6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*にリングギヤ軸32aの回転数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。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数を乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
Next, the required torque Tr * to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the
続いて、許可禁止フラグFの値を調べ(ステップS160)、許可禁止フラグFが値0のときには、エンジン22の間欠運転が許可されていると判断し、要求パワーPe*を閾値Prefと比較する(ステップS170)。ここで、閾値Prefは、エンジン22の特性などにより定められ、エンジン22を効率よく運転可能なパワーの下限値などに設定される。要求パワーPe*が閾値Pref以上のときには、エンジン22が停止されているか否かを判定し(ステップS180)、エンジン22が停止されているときにはモータMG1によりエンジン22をモータリングして始動し(ステップS190)、設定した要求パワー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S200)。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7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。
Subsequently, the value of the permission prohibition flag F is checked (step S160). When the permission prohibition flag F is 0, it is determined that intermittent operation of 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S210)。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8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、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 target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + 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S240)、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S250)、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S260)。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8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)
こうしてエンジン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*を設定すると、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S270)、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。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS170で要求パワーPe*が閾値Pref未満であると判定されたときには、エンジン22の運転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*に値0を設定すると共に(ステップS220)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS230)、前述したステップS240〜S270の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。値0の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信したエンジンECU24は、エンジン22が運転されているときにはエンジン22の運転を停止し、エンジン22の運転が停止されているときにはその状態(運転停止状態)を保持する。このように、ステップS160で許可禁止フラグFが値0と判定されたときには、エンジン22の間欠運転が許可されていると判断し、要求パワーPe*に応じてエンジン22を間欠運転するのである。この結果、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
When it is determined in step S170 that the required power Pe * is less than the threshold value Pref, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
一方、ステップS160で許可禁止フラグFが値1であると判定されたときには、エンジン22の間欠運転は禁止されていると判断し、ステップS200,S210,S240〜S270の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。この場合には、エンジン22の運転を継続する。
On the other hand, when it is determined in step S160 that the permission prohibition flag F is a
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、バッテリ50の電池温度tbに基づいてエンジン22の間欠運転を禁止したり許可したりする際の閾値におけるヒステリシスhisを設定し、バッテリ50の出力制限Woutがヒステリシスhisを用いた3つの領域のうちの閾値Wref未満の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を禁止し、バッテリ50の出力制限Woutが閾値(Wref+his)以上の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を許可することにより、より適正なヒステリシスを用いてエンジン22の間欠運転の禁止と許可とを行なうことができる。しかも、バッテリ50の温度tbが高いほど小さくなる傾向のヒステリシスhisを設定して用いるから、電池温度tbが高くなったときにエンジン22の間欠運転の許可を迅速に行なってモータ走行の領域を大きくすることができる。これらにより、エンジン22の間欠運転の禁止と許可とをより適正に行なうことができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の間欠運転の禁止や許可をバッテリ50の出力制限Woutがバッテリ50の温度tbに基づいて設定されたヒステリシスhisを用いた3つの領域のうちの何れに属するかにより設定するものとしたが、こうしたバッテリ50の出力制限Woutに対する条件だけでなく、暖房要求によってエンジン22の間欠運転を禁止したり、エンジン22の排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒暖機のためにエンジン22の間欠運転を禁止するなど、複数の間欠運転を禁止する条件の一つが成立したときにエンジン22の間欠運転を禁止し、暖房要求の解除によりエンジン22の間欠運転を許可したり、触媒暖機が完了したことによりエンジン22の間欠運転を許可するなど、複数の間欠運転を許可する条件の全てが成立したときにエンジン22の間欠運転を許可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、バッテリ50の温度tbが高くなるほど小さくなる傾向の値をヒステリシスhisとして設定するものとしたが、ヒステリシスhisはバッテリ50の温度tbに対して連続的に変化するものとしたり、閾値により断続的に変化するものとしたりしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の温度tbに拘わらずにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満に至ったときにエンジン22の間欠運転を禁止するものとしたが、バッテリ50の温度tbに基づいて変化する値を閾値Wrefとして用いてエンジン22の間欠運転を禁止するものとしてもよい。この場合、電池温度tbが低いほど小さくなる傾向の値を閾値Wrefとして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、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9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9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10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、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、温度センサ51が「温度検出手段」に相当し、バッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算するバッテリECU52が「出力制限設定手段」に相当し、バッテリ50の電池温度tbが高くなるほど小さくなる傾向にエンジン22の間欠運転を禁止したり許可したりする際の閾値におけるヒステリシスhisを設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS110を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「ヒステリシス設定手段」に相当し、バッテリ50の出力制限Woutがヒステリシスhisを用いた3つの領域のうちの閾値Wref未満の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を禁止するために許可禁止フラグFに値1を設定し、バッテリ50の出力制限Woutが閾値(Wref+his)以上の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を許可するために許可禁止フラグFに値0を設定する図4の駆動制御ルーチンのステップS120〜S140を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「間欠運転禁止許可設定手段」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4の駆動制御ルーチンのステップS150を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、許可禁止フラグFに値0が設定されているときには要求パワーPe*に基づくエンジン22の間欠運転を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するようエンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信し、許可禁止フラグFに値1が設定されているときにはエンジン22の運転の継続を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するようエンジン22の目標回転数Ne*,目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する図4の駆動制御ルーチンのステップS160〜S270を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と受信した目標回転数Ne*,目標トルクTe*に基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と受信したトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、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MG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the 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
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、発電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。「温度検出手段」としては温度センサ51に限定されるものではなく、蓄電手段の温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。「出力制限設定手段」としては、バッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算するものに限定されるものではなく、残容量(SOC)や電池温度tbの他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限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。「ヒステリシス設定手段」としては、バッテリ50の電池温度tbが高くなるほど小さくなる傾向にヒステリシスhisを設定するものに限定されるものではなく、蓄電手段の温度に基づいて内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシス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。「間欠運転禁止許可設定手段」としては、バッテリ50の出力制限Woutがヒステリシスhisを用いた3つの領域のうちの閾値Wref未満の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を禁止するために許可禁止フラグFに値1を設定し、バッテリ50の出力制限Woutが閾値(Wref+his)以上の領域に属するときにはエンジン22の間欠運転を許可するために許可禁止フラグFに値0を設定するものに限定されるものではなく、蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、蓄電手段の出力制限が第1の所定値からヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして内燃機関の間欠運転の許可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。「要求駆動力設定手段」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駆動力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、許可禁止フラグFに値0が設定されているときには要求パワーPe*に基づくエンジン22の間欠運転を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、許可禁止フラグFに値1が設定されているときにはエンジン22の運転の継続を伴ってバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するようエンジン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、間欠運転禁止許可設定手段により内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには内燃機関の間欠運転を伴って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動機とを制御し、間欠運転禁止許可設定手段により内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには内燃機関の運転を伴って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。「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とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、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。「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。
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 “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can input and output power to the drive shaft, such as an induction motor. . The “power storage means” is not limited to the
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。 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 problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. It is an example for specifically explaining the best mode for doing so, and does not limit the elements of the invention described in the column of means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
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 (6)
前記駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段と、
前記検出された蓄電手段の温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定するヒステリシス設定手段と、
前記設定された蓄電手段の出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、前記設定された蓄電手段の出力制限が前記第1の所定値から前記設定されたヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の許可を設定する間欠運転禁止許可設定手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには前記内燃機関の間欠運転を伴っ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動機とを制御し、前記間欠運転禁止許可設定手段により前記内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには前記内燃機関の運転を伴っ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 capable of outputting power to the drive shaft;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power storage means;
An output limit setting means for setting an output limit as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means;
Hysteresis setting means for setting hysteresis when permitting and prohibiting intermittent operation of the internal combustion engine based on the detected temperature of the power storage means;
The prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set as one of the prohibition conditions that the output limit of the set power storage means has reached less than a first predetermined value, and the output limit of the set power storage means is the An intermittent operation prohibition permission setting means for setting permission of intermittent operation of the internal combustion engine by setting one of the permission conditions to be equal to or greater than a second predetermined value that is larger by the set hysteresis than the first predetermined value;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set by the intermittent operation prohibition permission setting means, a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft along with the intermittent operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine and the electric motor are controlled, and when the prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set by the intermittent operation prohibition permission setting means, the set required driving force is set with the operation of the internal combustion engine. Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor such that a driving force based on the output is output to the drive shaft;
A power output device comprising:
(a)前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段から出力してもよい許容最大電力としての出力制限を設定すると共に前記蓄電手段の温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転を許可および禁止する際のヒステリシスを設定し、
(b)前記設定した出力制限が第1の所定値未満に至ったのを禁止条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の禁止を設定し、前記設定した出力制限が前記第1の所定値から前記設定されたヒステリシスだけ大きい第2の所定値以上に至ったのを許可条件の一つとして前記内燃機関の間欠運転の許可を設定し、
(c)前記内燃機関の間欠運転の許可が設定されているときには前記内燃機関の間欠運転を伴っ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動機とを制御し、前記内燃機関の間欠運転の禁止が設定されているときには前記内燃機関の運転を伴っ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動機とを制御する、
動力出力装置の制御方法。 A control method of a power output device comprising: an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft; an electric motor capable of outputting power to the drive shaft; and an electric storage means capable of exchanging electric power with the motor;
(A) Setting an output limit as an allowable maximum power that may be output from the power storage means based on the state of the power storage means, and permitting and prohibiting the intermittent operation of the internal combustion engine based on the temperature of the power storage means Set the hysteresis when
(B) The prohibition of the intermittent operation of the internal combustion engine is set based on one of the prohibition conditions that the set output limit is less than the first predetermined value, and the set output limit is the first predetermined value. From the above, a permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set as one of the permission conditions for reaching a second predetermined value larger than the set hysteresis.
(C) When permission for intermittent operation of the internal combustion engine is set, the internal combustion engine is configured so that a driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft with the intermittent operation of the internal combustion engine. The motor is controlled, and when prohibition of intermittent operation of the internal combustion engine is set, the driving force based on the set required driving force is output to the drive shaft along with the operation of the internal combustion engine. Controlling the internal combustion engine and the electric motor;
Control method of power output device.
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