JP5436330B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関、電動機及び自動変速機を備えたハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an internal combustion engine, an electric motor, and an automatic transmission.
例えば、下記特許文献1には、モータ(電動機)とエンジン(内燃機関)とを駆動源とするハイブリッド車両であって、動力伝達機構として2つの入力軸を備えたデュアルクラッチを含む自動変速機を搭載した車両が開示されている。このハイブリッド車両では、モータの回生による制動(回生制動)を制御する技術が提案されている。 For example, Patent Document 1 below discloses an automatic transmission that is a hybrid vehicle having a motor (electric motor) and an engine (internal combustion engine) as drive sources and includes a dual clutch having two input shafts as a power transmission mechanism. An onboard vehicle is disclosed. In this hybrid vehicle, a technique for controlling braking (regenerative braking) by motor regeneration has been proposed.
しかしながら、電動機へ給電する蓄電池の蓄電量が上限のときは、電動機の回生による蓄電池の充電ができないため、回生制動による制動力が発生しない。上記特許文献1のハイブリッド車両では、回生制動に際して蓄電池の蓄電量を考慮していないので、蓄電池の蓄電量が上限に達したときには、当該車両の制動力が減少する可能性がある。 However, when the storage amount of the storage battery that supplies power to the electric motor is the upper limit, the storage battery cannot be charged by regeneration of the electric motor, and therefore no braking force is generated by regenerative braking. In the hybrid vehicle of Patent Document 1 described above, the amount of electricity stored in the storage battery is not taken into account during regenerative braking. Therefore, when the amount of electricity stored in the storage battery reaches the upper limit, the braking force of the vehicle may decrease.
そこで、本発明は、電動機の回生制動のみで制動を行なっている場合に、蓄電池の蓄電量が上限に達したときでも、当該車両の制動力の減少を抑制するハイブリッド車両を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that suppresses a decrease in braking force of the vehicle even when the amount of power stored in the storage battery reaches an upper limit when braking is performed only by regenerative braking of the electric motor. And
本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両であって、前記電動機の電源であり且つ前記電動機が発電した電力で充電される蓄電池と、前記電動機の駆動力が入力され、前記内燃機関の駆動力が第1断接手段を介して入力される第1入力軸、前記内燃機関の駆動力が第2断接手段を介して入力される第2入力軸、及び前記第1入力軸又は前記第2入力軸が選択的に連結される出力軸を有し、前記内燃機関及び前記電動機から前記第1入力軸又は前記第2入力軸にそれぞれ入力される駆動力を変速して前記出力軸から出力する自動変速機と、当該車両を減速する制動装置と、要求制動力に基づいて制動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記電動機の回生のみによる制動を行なっている場合に、前記蓄電池の蓄電量が所定の値以上のとき又は前記電動機に異常が発生したときには、前記第1断接手段を接続状態にすることで前記内燃機関が回転による制動力を発生させると共に、前記要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力を前記電動機の回生によって発生させるように制御し、前記電動機の回生で制動力を発生しているときに、前記ハイブリッド車両に加速要求が発生し且つ前記蓄電池の蓄電量が所定の値以上である場合は、前記内燃機関を停止し且つ前記第1断接手段を接続状態のまま走行するように制御することを特徴とする(第1発明)。 The present invention is a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, a storage battery that is a power source of the electric motor and is charged with electric power generated by the electric motor, and a driving force of the electric motor is input, A first input shaft to which the driving force of the internal combustion engine is input via the first connection / disconnection means, a second input shaft to which the driving force of the internal combustion engine is input via the second connection / disconnection means, and the first input An output shaft to which the shaft or the second input shaft is selectively connected, and the driving force input from the internal combustion engine and the electric motor to the first input shaft or the second input shaft is changed to change the speed. An automatic transmission that outputs from the output shaft; a braking device that decelerates the vehicle; and a control unit that controls braking based on a required braking force. The control unit performs braking only by regeneration of the electric motor. The storage battery When the amount is equal to or greater than a predetermined value or when an abnormality occurs in the electric motor, the internal combustion engine generates a braking force due to rotation by setting the first connecting / disconnecting means, and the requested braking force The hybrid is controlled so that a braking force obtained by reducing the braking force generated by the rotation of the internal combustion engine and the braking force generated by the braking device is generated by regeneration of the electric motor, and the braking force is generated by regeneration of the electric motor. Control is performed so that the internal combustion engine is stopped and the first connecting / disconnecting means travels in a connected state when an acceleration request is generated in the vehicle and the storage amount of the storage battery is equal to or greater than a predetermined value. (First invention).
本発明によれば、蓄電池の蓄電量が所定の値以上のとき又は電動機に異常が発生したときには、要求制動力から、第1断接手段を接続状態にすることで内燃機関の回転による制動力と制動装置による制動力とを減じた制動力を電動機の回生によって発生させるので、電動機の回生によって発生させる制動力が減少しても当該車両の制動力の減少を抑制することができる。
更に、電動機の回生で制動力を発生しているときに、ハイブリッド車両に加速要求が発生し且つ蓄電池の蓄電量が所定の値以上である場合は、内燃機関を停止して、第1断接手段を接続状態のまま走行することで自動変速機への駆動力と内燃機関を回転させる駆動力とを電動機が出力し、蓄電池の蓄電量を所定の値(例えば、上限値)より増加することを抑制することができる。
According to the present invention, when the storage amount of the storage battery is equal to or greater than a predetermined value or when an abnormality occurs in the electric motor, the braking force due to the rotation of the internal combustion engine is set by connecting the first connecting / disconnecting means from the required braking force. Since the braking force obtained by reducing the braking force by the braking device is generated by the regeneration of the electric motor, even if the braking force generated by the regeneration of the electric motor is reduced, the decrease in the braking force of the vehicle can be suppressed.
Further, when the braking request is generated by the regeneration of the electric motor and the acceleration request is generated in the hybrid vehicle and the storage amount of the storage battery is equal to or higher than the predetermined value, the internal combustion engine is stopped and the first connection / disconnection is performed. The motor outputs the driving force to the automatic transmission and the driving force to rotate the internal combustion engine by running the means while being connected, and the storage amount of the storage battery is increased from a predetermined value (for example, an upper limit value). Can be suppressed.
上記第1発明において、前記制御手段は、要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力が、前記電動機の回生で発生し得る制動力より大きい場合には、前記第2断接手段を接続状態にすることで摩擦力を発生させて制動力を増加させるように制御することが好ましい(第2発明)。 In the first aspect of the invention, the control means is configured such that a braking force obtained by subtracting a braking force generated by rotation of the internal combustion engine and a braking force generated by the braking device from a required braking force is greater than a braking force that can be generated by regeneration of the electric motor. In this case, it is preferable that the second connecting / disconnecting means is controlled to generate a frictional force so as to increase a braking force (second invention).
これによれば、電動機の回生で発生できる制動力よりも大きい制動力を電動機が出力しなければならないとき、第2断接手段を接続状態にすることで摩擦力を発生させて制動力を増加させることで、当該車両の制動力の減少を抑制することができる。 According to this, when the motor must output a braking force larger than the braking force that can be generated by the regeneration of the motor, the frictional force is generated and the braking force is increased by putting the second connecting / disconnecting means in the connected state. By doing so, a decrease in the braking force of the vehicle can be suppressed.
上記第1発明又は第2発明において、前記制御手段は、要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力が、前記電動機の回生で発生できる制動力より大きく且つ運転上必要な場合には、要求制動力を満たすように制御する時間を限定して、前記電動機の発電量又は前記蓄電池の蓄電量が所定の上限値以上になっても前記電動機の回生による制動力を増加させるように制御することが好ましい(第3発明)。 In the first or second aspect of the invention, the control means is a brake that can generate a braking force, which is obtained by subtracting a braking force due to rotation of the internal combustion engine and a braking force due to the braking device from a required braking force, by regeneration of the electric motor. If it is larger than the motive power and necessary for operation, the time required for control to satisfy the required braking force is limited, and the electric motor even if the electric power generation amount of the electric motor or the storage amount of the storage battery exceeds a predetermined upper limit value It is preferable to control so as to increase the braking force due to regeneration (third invention).
これによれば、要求制動力から内燃機関の回転による制動力と制動装置による制動力とを減じた制動力が、電動機の回生で発生できる制動力より大きい場合には、要求制動力に達しないため、車両の制動力が不足する。しかし、例えば、急制動時のように、運転上必要な場合には、蓄電池に過充電が発生しないようにするために、要求制動力を満たすように制御する時間を限定して、電動機の発電量又は蓄電池の蓄電量が所定の上限値以上になっても電動機の回生による制動力を増加させる。これにより、当該車両の制動力の減少を抑制して制動力の不足を補償することができる。 According to this, when the braking force obtained by subtracting the braking force by the rotation of the internal combustion engine and the braking force by the braking device from the requested braking force is larger than the braking force that can be generated by regeneration of the electric motor, the requested braking force is not reached. Therefore, the braking force of the vehicle is insufficient. However, when it is necessary for driving, for example during sudden braking, the power generation of the motor is limited by limiting the control time to satisfy the required braking force in order to prevent overcharging of the storage battery. Even if the amount or the amount of electricity stored in the storage battery exceeds a predetermined upper limit, the braking force due to regeneration of the electric motor is increased. As a result, a decrease in braking force of the vehicle can be suppressed to compensate for a lack of braking force.
図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。図1に示すように、ハイブリッド車両は、エンジンからなる内燃機関ENG、電動機(モータ)MG、モータMGと電力を授受する二次電池からなる蓄電池BATT、自動変速機31、車両の走行速度を減速させるメカブレーキ(制動装置)BRK、及びエンジンENG、モータMG、自動変速機31、メカブレーキBRKの各部を制御する電子制御装置ECU(Electronic Control Unit)21を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle has an internal combustion engine ENG that is an engine, an electric motor (motor) MG, a storage battery BATT that is a secondary battery that exchanges power with the motor MG, an
ECU21は、各種演算処理を実行するCPU21aとこのCPU21aで実行される各種演算プログラム、各種テーブル、演算結果などを記憶するROM及びRAMからなる記憶装置(メモリ)21bとを備え、各種電気信号を入力すると共に、演算結果などに基づいて駆動信号を外部に出力する。
The
本実施形態では、ECU21のCPU21aが、本発明における制御手段21a1として機能する。
In the present embodiment, the
ECU21には、アクセルペダル(図示省略)の操作量を検知するアクセル開度センサ22の出力信号が供給される。
The
メカブレーキBRKは、油圧で動作する油圧式ブレーキで構成され、ブレーキペダル(図示省略)の操作量に応じて当該車両の制動を行なう。メカブレーキBRKが発生する制動力は、ECU21によって制御されている。
The mechanical brake BRK is configured by a hydraulic brake that operates by hydraulic pressure, and brakes the vehicle according to an operation amount of a brake pedal (not shown). The braking force generated by the mechanical brake BRK is controlled by the
メカブレーキBRKは、油圧式ブレーキに限らず、ディスクブレーキなど、制動力を制御することができる装置であればよい。 The mechanical brake BRK is not limited to a hydraulic brake, and may be any device that can control a braking force, such as a disc brake.
尚、ロック機構R1は、シンクロメッシュ機構に限らず、スリーブ等による摩擦係合解除機構の他、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ等のブレーキや、ワンウェイクラッチ、2ウェイクラッチなどで構成してもよい。 The lock mechanism R1 is not limited to the synchromesh mechanism, and includes a friction engagement release mechanism such as a sleeve, a wet multi-plate brake, a hub brake, a band brake, a one-way clutch, a two-way clutch, and the like. May be.
自動変速機31は、エンジンENGの駆動力(出力トルク)が伝達されるエンジン出力軸32と、図外のディファレンシャルギヤを介して駆動輪としての左右の前輪に動力を出力する出力ギヤからなる出力部材33と、変速比の異なる複数のギヤ列G2〜G5とを備える。
The
また、自動変速機31は、変速比順位で奇数番目の各変速段を確立する奇数番ギヤ列G3,G5の駆動ギヤG3a,G5aを回転自在に軸支する第1入力軸34と、変速比順位で偶数番目の変速段を確立する偶数番ギヤ列G2,G4の駆動ギヤG2a,G4aを回転自在に軸支する第2入力軸35と、リバースギヤGRを回転自在に軸支するリバース軸36を備える。尚、第1入力軸34はエンジン出力軸32と同一軸線上に配置され、第2入力軸35及びリバース軸36は第1入力軸34と平行に配置されている。
The
また、自動変速機31は、第1入力軸34に回転自在に軸支されたアイドル駆動ギヤGiaと、アイドル軸37に固定されアイドル駆動ギヤGiaに噛合する第1アイドル従動ギヤGibと、第2入力軸35に固定された第2アイドル従動ギヤGicと、リバース軸36に固定され第1アイドル駆動ギヤGibに噛合する第3アイドル従動ギヤGidとで構成されるアイドルギヤ列Giを備える。尚、アイドル軸37は第1入力軸34と平行に配置されている。
The
自動変速機31は、油圧作動型の乾式摩擦クラッチ又は湿式摩擦クラッチからなる第1クラッチC1及び第2クラッチC2を備える。第1クラッチC1は、エンジン出力軸32に伝達されたエンジンENGの駆動力を第1入力軸34に伝達度合いを変化させて伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第2クラッチC2は、エンジン出力軸32に伝達されたエンジンENGの駆動力を第2入力軸35に伝達度合いを変化させて伝達させることができる伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第2クラッチC2を締結させて伝達状態とすると、エンジン出力軸32は第1アイドル駆動ギヤGib及び第2アイドル駆動ギヤGicを介して第2入力軸35に連結される。
The
両クラッチC1,C2は、素早く状態が切り換えられるように電気式アクチュエータにより作動されるものであることが好ましい。尚、両クラッチC1,C2は、油圧式アクチュエータにより作動されるものであってもよい。 Both clutches C1 and C2 are preferably operated by an electric actuator so that the state can be quickly switched. Both clutches C1 and C2 may be operated by a hydraulic actuator.
また、自動変速機31には、エンジン出力軸32と同軸上に位置させて、差動回転機構である遊星歯車機構PGが配置されている。遊星歯車機構PGは、サンギヤSaと、リングギヤRaと、サンギヤSa及びリングギヤRaに噛合するピニオンPaを自転及び公転自在に軸支するキャリアCaとからなるシングルピニオン型で構成される。
Further, the
遊星歯車機構PGのサンギヤSa、キャリアCa、リングギヤRaからなる3つの回転要素を、速度線図(各回転要素の相対的な回転速度を直線で表すことができる図)におけるギヤ比に対応する間隔での並び順にサンギヤSa側からそれぞれ第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素とすると、第1回転要素はサンギヤSa、第2回転要素はキャリアCa、第3回転要素はリングギヤRaとなる。 Three rotation elements including the sun gear Sa, the carrier Ca, and the ring gear Ra of the planetary gear mechanism PG are separated by a distance corresponding to a gear ratio in a speed diagram (a diagram showing a relative rotation speed of each rotation element as a straight line). Are the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element from the sun gear Sa side in the order in which the first rotating element is the sun gear Sa, the second rotating element is the carrier Ca, and the third rotating element is the ring gear Ra. Become.
そして、遊星歯車機構PGのギヤ比(リングギヤRaの歯数/サンギヤSaの歯数)をgとして、第1回転要素たるサンギヤSaと第2回転要素たるキャリアCaの間の間隔と、第2回転要素たるキャリアCaと第3回転要素たるリングギヤRaの間の間隔との比が、g:1となる。 Then, with the gear ratio of the planetary gear mechanism PG (the number of teeth of the ring gear Ra / the number of teeth of the sun gear Sa) as g, the distance between the sun gear Sa as the first rotating element and the carrier Ca as the second rotating element and the second rotation The ratio between the carrier Ca as the element and the distance between the ring gear Ra as the third rotating element is g: 1.
第1回転要素たるサンギヤSaは、第1入力軸34に固定されている。第2回転要素たるキャリアCaは、3速ギヤ列G3の3速駆動ギヤG3aに連結されている。第3回転要素たるリングギヤRaは、ロック機構R1により変速機ケース等の不動部に解除自在に固定される。
The sun gear Sa as the first rotating element is fixed to the
ロック機構R1は、リングギヤRaが不動部に固定される固定状態、又はリングギヤRaが回転自在な開放状態の何れかの状態に切換自在なシンクロメッシュ機構で構成されている。 The lock mechanism R1 includes a synchromesh mechanism that can be switched between a fixed state in which the ring gear Ra is fixed to the non-moving portion and an open state in which the ring gear Ra is freely rotatable.
尚、ロック機構R1は、シンクロメッシュ機構に限らず、スリーブ等による摩擦係合解除機構の他、湿式多板ブレーキ、ハブブレーキ、バンドブレーキ等のブレーキや、ワンウェイクラッチ、2ウェイクラッチなどで構成してもよい。また、遊星歯車機構PGは、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合し一方がサンギヤ、他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンPa、Pa’を自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるダブルピニオン型で構成してもよい。この場合、例えば、サンギヤ(第1回転要素)を第1入力軸34に固定し、リングギヤ(第2回転要素)を3速ギヤ列G3の3速駆動ギヤG3aに連結し、キャリア(第3回転要素)をロック機構R1で不動部に解除自在に固定するように構成すればよい。
The lock mechanism R1 is not limited to the synchromesh mechanism, and includes a friction engagement release mechanism such as a sleeve, a wet multi-plate brake, a hub brake, a band brake, a one-way clutch, a two-way clutch, and the like. May be. The planetary gear mechanism PG is a double pinion type comprising a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably supports and rotates a pair of pinions Pa and Pa ′ that mesh with each other and engage with the sun gear and the other with the ring gear. You may comprise. In this case, for example, the sun gear (first rotating element) is fixed to the
遊星歯車機構PGの径方向外方には、中空のモータMGが配置されている。換言すれば、遊星歯車機構PGは、中空のモータMGの内方に配置されている。モータMGは、ステータMGaとロータMGbとを備える。 A hollow motor MG is disposed outward in the radial direction of the planetary gear mechanism PG. In other words, the planetary gear mechanism PG is disposed inside the hollow motor MG. The motor MG includes a stator MGa and a rotor MGb.
また、モータMGは、ECU21の指示信号に基づき、パワードライブユニットPDUを介して制御される。ECU21は、パワードライブユニットPDUを、蓄電池BATTの電力を消費してモータMGを駆動させる駆動状態と、ロータMGbの回転力を抑制させて発電し、発電した電力をパワードライブユニットPDUを介して蓄電池BATTに充電する回生状態とに適宜切り換える。
The motor MG is controlled via the power drive unit PDU based on the instruction signal from the
出力部材33を軸支する出力軸33aには、2速駆動ギヤG2a及び3速駆動ギヤG3aに噛合する第1従動ギヤGo1が固定されている。出力軸33aには、4速駆動ギヤG4a及び5速駆動ギヤG5aに噛合する第2従動ギヤGo2が固定されている。
A first driven gear Go1 that meshes with the second speed drive gear G2a and the third speed drive gear G3a is fixed to the
このように、2速ギヤ列G2と3速ギヤ列G3の従動ギヤ、及び4速ギヤ列G4と5速ギヤ列G5の従動ギヤとをそれぞれ1つのギヤGo1,Go2で構成することにより、自動変速機の軸長を短くすることができ、FF(前輪駆動)方式の車両への搭載性を向上させることができる。 Thus, by configuring the driven gears of the second gear train G2 and the third gear train G3 and the driven gears of the fourth gear train G4 and the fifth gear train G5 with one gear Go1, Go2, respectively, The shaft length of the transmission can be shortened, and the FF (front wheel drive) system can be mounted on a vehicle.
また、第1入力軸34には、リバースギヤGRに噛合するリバース従動ギヤGRaが固定されている。
A reverse driven gear GRa that meshes with the reverse gear GR is fixed to the
第1入力軸34には、シンクロメッシュ機構で構成され、3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結した3速側連結状態、5速駆動ギヤG5aと第1入力軸34とを連結した5速側連結状態、3速駆動ギヤG3a及び5速駆動ギヤG5aと第1入力軸34との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第1選択手段である第1噛合機構SM1が設けられている。
The
第2入力軸35には、シンクロメッシュ機構で構成され、2速駆動ギヤG2aと第2入力軸35とを連結した2速側連結状態、4速駆動ギヤG4aと第2入力軸35とを連結した4速側連結状態、2速駆動ギヤG2a及び4速駆動ギヤG4aと第2入力軸35との連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第2選択手段である第2噛合機構SM2が設けられている。
The
リバース軸36には、シンクロメッシュ機構で構成され、リバースギヤGRとリバース軸36とを連結した連結状態と、この連結を断つニュートラル状態の何れかの状態に切換選択自在な第3噛合機構SM3が設けられている。
The
次に、上記のように構成された自動変速機31の作動について説明する。
Next, the operation of the
自動変速機31では、第1クラッチC1を係合させることにより、モータMGの駆動力を用いてエンジンENGを始動させるIMA始動を行うことができる。
In the
エンジンENGの駆動力を用いて1速段を確立する場合には、ロック機構R1により遊星歯車機構PGのリングギヤRaを固定状態とし、第1クラッチC1を締結させて伝達状態とする。 When the first gear is established using the driving force of the engine ENG, the ring gear Ra of the planetary gear mechanism PG is fixed by the lock mechanism R1, and the first clutch C1 is engaged to set the transmission state.
エンジンENGの駆動力は、エンジン出力軸32、第1クラッチC1、第1入力軸34を介して、遊星歯車機構PGのサンギヤSaに入力され、エンジン出力軸32に入力されたエンジンENGの回転数が1/(g+1)に減速されて、キャリアCaを介し3速駆動ギヤG3aに伝達される。
The driving force of the engine ENG is input to the sun gear Sa of the planetary gear mechanism PG via the engine output shaft 32, the first clutch C1, and the
3速駆動ギヤG3aに伝達された駆動力は、3速駆動ギヤG3a及び第1従動ギヤGo1で構成される3速ギヤ列G3のギヤ比(3速駆動ギヤG3aの歯数/第1従動ギヤGo1の歯数)をiとして、1/i(g+1)に変速されて第1従動ギヤGo1及び出力軸33aを介し出力部材33から出力され、1速段が確立される。
The driving force transmitted to the third-speed drive gear G3a is the gear ratio of the third-speed gear train G3 composed of the third-speed drive gear G3a and the first driven gear Go1 (number of teeth of the third-speed drive gear G3a / first driven gear). The number of teeth of Go1) is i, and the gear is shifted to 1 / i (g + 1) and output from the
このように、自動変速機31では、遊星歯車機構PG及び3速ギヤ列で1速段を確立できるため、1速段専用の噛合機構が必要なく、これにより、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
Thus, in the
尚、1速段において、車両が減速状態にあり、且つ蓄電池BATTの残容量(充電率)SOCに応じて、ECU21は、モータMGでブレーキをかけることにより発電を行う減速回生運転を行う。また、蓄電池BATTの残容量SOCに応じて、モータMGを駆動させて、エンジンENGの駆動力を補助するHEV(Hybrid Electric Vehicle)走行、又はモータMGの駆動力のみで走行するEV(Electric Vehicle)走行を行うことができる。
In the first gear, the
また、EV走行中であって車両の減速が許容された状態であり且つ車両速度が一定速度以上の場合には、第1クラッチC1を徐々に締結させることにより、モータMGの駆動力を用いることなく、車両の運動エネルギーを用いてエンジンENGを始動させることができる。 Further, when the vehicle is traveling in EV and the vehicle is allowed to decelerate and the vehicle speed is equal to or higher than a certain speed, the driving force of the motor MG is used by gradually engaging the first clutch C1. Instead, the engine ENG can be started using the kinetic energy of the vehicle.
また、1速段で走行中に2速段にアップシフトされることをECU21が車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報から予測した場合には、第2噛合機構SM2を2速駆動ギヤG2aと第2入力軸35とを連結させる2速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。
Further, when the
エンジンENGの駆動力を用いて2速段を確立する場合には、第2噛合機構SM2を2速駆動ギヤG2aと第2入力軸35とを連結させた2速側連結状態とし、第2クラッチC2を締結して伝達状態とする。これにより、エンジンENGの駆動力が、第2クラッチC2、アイドルギヤ列Gi、第2入力軸35、2速ギヤ列G2及び出力軸33aを介して、出力部材33から出力される。
In the case where the second speed is established using the driving force of the engine ENG, the second meshing mechanism SM2 is brought into a second speed side connection state in which the second speed drive gear G2a and the
尚、2速段において、ECU21がアップシフトを予測している場合には、第1噛合機構SM1を3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結した3速側連結状態又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。
When the
逆に、ECU21がダウンシフトを予測している場合には、第1噛合機構SM1を、第3駆動ギヤG3a及び第5駆動ギヤG5aと第1入力軸34との連結を断つニュートラル状態とする。
Conversely, when the
これにより、アップシフト又はダウンシフトを、第1クラッチC1を伝達状態とし、第2クラッチC2を開放状態とするだけで行うことができ、変速段の切り換えを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。 As a result, the upshift or the downshift can be performed simply by setting the first clutch C1 in the transmission state and the second clutch C2 in the disengaged state, and smoothly switching the shift speed without interrupting the driving force. Can do.
また、2速段においても、車両が減速状態にある場合、蓄電池BATTの残容量SOCに応じて、ECU21は、減速回生運転を行う。2速段において減速回生運転を行う場合には、第1噛合機構SM1が3速側連結状態であるか、ニュートラル状態であるかで異なる。
Even at the second speed, when the vehicle is in a decelerating state, the
第1噛合機構SM1が3速側連結状態である場合には、第2駆動ギヤG2aで回転される第1従動ギヤGo1によって回転する第3駆動ギヤG3aが第1入力軸34を介してモータMGのロータMGbを回転させるため、このロータMGbの回転を抑制しブレーキをかけることにより発電して回生を行う。
When the first meshing mechanism SM1 is in the third speed side connected state, the third drive gear G3a rotated by the first driven gear Go1 rotated by the second drive gear G2a is connected to the motor MG via the
第1噛合機構SM1がニュートラル状態である場合には、ロック機構R1を固定状態とすることによりリングギヤRaの回転数を「0」とし、第1従動ギヤGo1に噛合する3速駆動ギヤG3aと共に回転するキャリアCaの回転数を、サンギヤSaに連結させたモータMGにより発電させることによりブレーキをかけて、回生を行う。 When the first meshing mechanism SM1 is in the neutral state, the rotation speed of the ring gear Ra is set to “0” by setting the lock mechanism R1 in a fixed state, and the gear rotates with the third speed drive gear G3a meshing with the first driven gear Go1. The rotation of the carrier Ca to be performed is generated by the motor MG connected to the sun gear Sa, so that the brake is applied and regeneration is performed.
また、2速段においてHEV走行する場合には、例えば、第1噛合機構SM1を3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結させた3速側連結状態として、ロック機構R1を開放状態とすることにより遊星歯車機構PGを各回転要素が相対回転不能な状態とし、モータMGの駆動力を3速ギヤ列G3を介して出力部材33に伝達することにより行うことができる。あるいは、第1噛合機構SM1をニュートラル状態として、ロック機構R1を固定状態としてリングギヤRaの回転数を「0」とし、モータMGの駆動力を1速段の経路で第1従動ギヤGo1に伝達することによっても、2速段によるHEV走行を行うことができる。
Further, when HEV traveling is performed at the second speed, for example, the first meshing mechanism SM1 is set to the third speed side connected state in which the third speed drive gear G3a and the
エンジンENGの駆動力を用いて3速段を確立する場合には、第1噛合機構SM1を3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結させた3速側連結状態として、第1クラッチC1を締結させて伝達状態とする。これにより、エンジンENGの駆動力は、エンジン出力軸32、第1クラッチC1、第1入力軸34、第1噛合機構SM1、3速ギヤ列G3を介して、出力部材33に伝達され、1/iの回転数で出力される。
When the third speed is established using the driving force of the engine ENG, the first meshing mechanism SM1 is set to the third speed side connection state in which the third speed drive gear G3a and the
3速段においては、第1噛合機構SM1が3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結させた3速側連結状態となっているため、遊星歯車機構PGのサンギヤSaとキャリアCaとが同一回転となる。
At the third speed, the first meshing mechanism SM1 is in the third speed side connected state in which the third speed drive gear G3a and the
従って、遊星歯車機構PGの各回転要素が相対回転不能な状態となり、モータMGでサンギヤSaにブレーキをかければ減速回生となり、モータMGでサンギヤSaに駆動力を伝達させれば、HEV走行を行うことができる。また、第1クラッチC1を開放して、モータMGの駆動力のみで走行するEV走行も可能である。 Accordingly, each rotating element of the planetary gear mechanism PG becomes a state in which relative rotation is impossible, and if the sun gear Sa is braked by the motor MG, deceleration regeneration is performed, and if the driving force is transmitted to the sun gear Sa by the motor MG, HEV traveling is performed. be able to. Further, EV traveling is also possible in which the first clutch C1 is opened and the vehicle travels only with the driving force of the motor MG.
3速段において、ECU21は、車両速度やアクセルペダルの開度等の車両情報に基づきダウンシフトが予測される場合には、第2噛合機構SM2を2速駆動ギヤG2aと第2入力軸35とを連結する2速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とし、アップシフトが予測される場合には、第2噛合機構SM2を4速駆動ギヤG4aと第2入力軸35とを連結する4速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。
In the third speed, the
これにより、第2クラッチC2を締結させて伝達状態とし、第1クラッチC1を開放させて開放状態とするだけで、変速段の切換えを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。 As a result, it is possible to change the gear position simply by engaging the second clutch C2 and setting the transmission state, and releasing the first clutch C1 and setting the transmission state, thereby smoothly shifting without interrupting the driving force. It can be carried out.
エンジンENGの駆動力を用いて4速段を確立する場合には、第2噛合機構SM2を4速駆動ギヤG4aと第2入力軸35とを連結させた4速側連結状態とし、第2クラッチC2を締結させて伝達状態とする。
In the case where the fourth speed is established using the driving force of the engine ENG, the second meshing mechanism SM2 is set to the fourth speed side coupling state in which the fourth speed driving gear G4a and the
4速段で走行中は、ECU21が車両情報からダウンシフトを予測している場合には、第1噛合機構SM1を3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結した3速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。
If the
逆に、ECU21が車両情報からアップシフトを予測している場合には、第1噛合機構SM1を5速駆動ギヤG5aと第1入力軸34とを連結した5速側連結状態、又は、この状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、第1クラッチC1を締結させて伝達状態とし、第2クラッチC2を開放させて開放状態とするだけで、ダウンシフト又はアップシフトを行うことができ、駆動力が途切れることなく変速をスムーズに行うことができる。
Conversely, when the
4速段で走行中に減速回生又はHEV走行を行う場合には、動力伝達装置ECU21がダウンシフトを予測しているときには、第1噛合機構SM1を3速駆動ギヤG3aと第1入力軸34とを連結した3速側連結状態とし、モータMGでブレーキをかければ減速回生、駆動力を伝達すればHEV走行を行うことができる。
When performing deceleration regeneration or HEV traveling during traveling at the fourth speed, when the power transmission device ECU21 predicts a downshift, the first meshing mechanism SM1 is connected to the third speed driving gear G3a and the
ECU21がアップシフトを予測しているときには、第1噛合機構SM1を5速駆動ギヤG5aと第1入力軸34とを連結した5速側連結状態とし、モータMGによりブレーキをかければ減速回生、モータMGから駆動力を伝達させればHEV走行を行うことができる。
When the
エンジンENGの駆動力を用いて5速段を確立する場合には、第1噛合機構SM1を5速駆動ギヤG5aと第1入力軸34とを連結した5速側連結状態とする。5速段においては、第1クラッチC1が伝達状態とされることによりエンジンENGとモータMGとが直結された状態となるため、モータMGから駆動力を出力すればHEV走行を行うことができ、モータMGでブレーキをかけ発電すれば減速回生を行うことができる。
When the fifth speed is established using the driving force of the engine ENG, the first meshing mechanism SM1 is set in the fifth speed connected state in which the fifth speed driving gear G5a and the
尚、5速段でEV走行を行う場合には、第1クラッチC1を開放状態とすればよい。また、5速段でのEV走行中に、第1クラッチC1を徐々に締結させることにより、エンジンENGの始動を行うこともできる。 In addition, what is necessary is just to make the 1st clutch C1 into an open state, when performing EV driving | running | working at the 5th gear stage. Further, the engine ENG can be started by gradually engaging the first clutch C1 during EV traveling at the fifth speed.
ECU21は、5速段で走行中に車両情報から4速段へのダウンシフトが予測される場合には、第2噛合機構SM2を4速駆動ギヤG4aと第2入力軸35とを連結させた4速側連結状態、又はこの状態に近付けるプリシフト状態とする。これにより、4速段へのダウンシフトを駆動力が途切れることなくスムーズに行うことができる。
The
エンジンENGの駆動力を用いて後進段を確立する場合には、ロック機構R1を固定状態とし、第3噛合機構SM3をリバースギヤGRとリバース軸36とを連結した連結状態として、第2クラッチC2を締結させて伝達状態とする。これにより、エンジン出力軸32の駆動力が、第2クラッチC2、アイドルギヤ列Gi、リバースギヤGR、リバース従動ギヤGRa、サンギヤSa、キャリアCa、3速ギヤ列G3及び出力軸33aを介して後進方向の回転として、出力部材33から出力され、後進段が確立される。
When the reverse speed is established using the driving force of the engine ENG, the second clutch C2 is set with the lock mechanism R1 in the fixed state and the third meshing mechanism SM3 in the connected state in which the reverse gear GR and the
図2は、蓄電池BATTのSOCに基づき、最大蓄電量を複数の領域(ゾーン)に分割した例を示す。 FIG. 2 shows an example in which the maximum power storage amount is divided into a plurality of regions (zones) based on the SOC of the storage battery BATT.
各領域は、具体的には、通常の使用領域であり基準領域となるAゾーン、Aゾーンより蓄電池BATTのSOCが小さく放電が一部制限される放電一部制限領域であるBゾーン、Bゾーンより更に蓄電池BATTのSOCが小さく放電が制限される放電制限領域であるCゾーン、及び、Aゾーンより蓄電池BATTのSOCが大きく充電が制限される充電制限領域であるDゾーンに区分されている。 Specifically, each area is a normal use area and a reference zone A zone, B zone B zone and B zone which is a discharge partial restriction area where the SOC of storage battery BATT is smaller than A zone and discharge is partially restricted Further, the storage battery BATT is divided into a C zone which is a discharge limiting region where the SOC is limited and discharge is limited, and a D zone which is a charging limiting region where the SOC of the storage battery BATT is larger than the A zone and charging is limited.
温度によって充放電の特性が変化するため、最大蓄電量をSOCの他に、温度を加味して分割してもよい。 Since the charge / discharge characteristics change depending on the temperature, the maximum charged amount may be divided in consideration of the temperature in addition to the SOC.
Aゾーンは、更に、蓄電池BATTのSOCが最適な中間領域AゾーンM、AゾーンMより蓄電池BATTのSOCが小さいAゾーンL、及び、AゾーンMより蓄電池BATTのSOCが大きいAゾーンHに区分されている。 The A zone is further divided into an intermediate zone A zone M where the SOC of the storage battery BATT is optimum, an A zone L where the SOC of the storage battery BATT is smaller than the A zone M, and an A zone H where the SOC of the storage battery BATT is larger than the A zone M. Has been.
図3に示すように、ECU21は、これらの領域に基づいて減速時の回生動作を許可又は制限する。回生動作は、CゾーンからAゾーンHまでは許可され、Dゾーンでは制限付きで実行される。回生動作により蓄電池BATTが充電されるため、Dゾーン以外ではSOCの低下を抑制するために充電を行なう。
As shown in FIG. 3, the
Dゾーンのときは、蓄電池BATTの充電を行なわないようにするため、原則として回生動作を禁止するが、後述のように、回生制動の制動力Tmgが回生制動の上限として設定された制動力Tmgmaxを超えたときには、例外的に、回生動作を行なわせる場合がある。 In the D zone, in order not to charge the storage battery BATT, the regenerative operation is prohibited in principle. However, as will be described later, the braking force Tmgmax in which the braking force Tmg for regenerative braking is set as the upper limit of regenerative braking is used. In some cases, the regenerative operation may be performed exceptionally.
当該車両は、ECU21の制御手段21a1の制御によって、メカブレーキBRKによる制動、エンジンENGが始動しているときに第1クラッチC1又は第2クラッチC2を締結することで発生する回転抵抗(以下、「エンジンブレーキ」という)による制動、及び上述したモータMGの発電による回生制動の3種類の制動を制御して制動力を発生する。
The vehicle is controlled by the control means 21a1 of the
蓄電池BATTのSOCが低下するとモータMGの駆動力によって車両を駆動することができなくなるため、可能な限り、車両の減速時にモータMGによる回生制動のみで制動を行なう。こうすることで減速に使用するエネルギーを効率良く蓄電池BATTに回収できる。 When the SOC of the storage battery BATT decreases, the vehicle cannot be driven by the driving force of the motor MG. Therefore, as much as possible, braking is performed only by regenerative braking by the motor MG when the vehicle is decelerated. By doing so, the energy used for deceleration can be efficiently collected in the storage battery BATT.
しかし、上述のように蓄電池BATTのSOCが上限に達した場合は、回生制動の制動力が発生しなくなる。 However, when the SOC of the storage battery BATT reaches the upper limit as described above, the regenerative braking force is not generated.
そこで、蓄電池BATTのSOCが上限に達する前に、制御手段21a1は、エンジンブレーキ、メカブレーキBRKによる制動を行ない、車両の制動力の減少を抑制する。モータMGの回生制動力のみで制動を行なうことをEモード、モータMGの回生に加え、エンジンブレーキ、メカブレーキBRKの制動力によって制動を行なうことをMモードという。Mモードでは、エンジンブレーキ、メカブレーキBRKの制動力のみで制動を行なう場合もある。以下、詳細に説明する。 Therefore, before the SOC of the storage battery BATT reaches the upper limit, the control means 21a1 performs braking by the engine brake and the mechanical brake BRK to suppress a decrease in the braking force of the vehicle. Performing braking with only the regenerative braking force of the motor MG is referred to as E mode, and performing braking with the braking force of the engine brake and mechanical brake BRK in addition to regeneration of the motor MG is referred to as M mode. In the M mode, braking may be performed only with the braking force of the engine brake and mechanical brake BRK. Details will be described below.
図4は、Mモード及びEモードと要求制動力Treqに対する各制動力の割合を示す。Mモードでは、ECU21は、第1クラッチC1を接続し、エンジンブレーキ制動力Teng、メカブレーキ制動力Tme及び回生制動力Tmgを合わせて要求制動力Treqになるように制御する。Eモードでは、ECU21は、第1クラッチC1を開放し、回生制動力Tmgを要求制動力Treqになるように制御する。
FIG. 4 shows the ratio of each braking force to the M mode, the E mode, and the required braking force Treq. In the M mode, the
Eモードによる制動を行なっているときに、蓄電池BATTのSOCがある所定の値α以上になった場合、Mモードに切り替える。 When braking in the E mode is performed, if the SOC of the storage battery BATT exceeds a predetermined value α, the mode is switched to the M mode.
所定値αは、蓄電池BATTのSOCの上限以下の値に設定する。本実施形態では、AゾーンHとDゾーンとの境界値を所定値αとして設定している。これは、所定値α以上であることを確認してから、実際に回生を行なわないようにするまでの移行時間が存在するためである。所定値αは、この移行時間を考慮して設定される。所定値αは、固定値でもよいし、車速に応じて変更可能であってもよい。また、蓄電池BATTのSOCが所定値α以下になった場合、Eモードへ切り替える。 The predetermined value α is set to a value equal to or lower than the upper limit of the SOC of the storage battery BATT. In the present embodiment, the boundary value between the A zone H and the D zone is set as the predetermined value α. This is because there is a transition time from when it is confirmed that the value is equal to or greater than the predetermined value α to when the regeneration is not actually performed. The predetermined value α is set in consideration of this transition time. The predetermined value α may be a fixed value or may be changed according to the vehicle speed. Further, when the SOC of the storage battery BATT becomes equal to or less than the predetermined value α, the mode is switched to the E mode.
Mモードでは、まず、第1クラッチC1を徐々に締結することによってエンジンブレーキの制動力Tengを徐々に増加させる。このとき、エンジンブレーキを発生させるために、エンジンENGが始動していないときはエンジンENGの始動を行なう。その後、メカブレーキBRKによる制動を徐々に作動させ、回生制動の制動力Tmgを0にする。 In the M mode, first, the braking force Teng of the engine brake is gradually increased by gradually engaging the first clutch C1. At this time, in order to generate the engine brake, the engine ENG is started when the engine ENG is not started. Thereafter, the braking by the mechanical brake BRK is gradually operated, and the braking force Tmg for regenerative braking is set to zero.
エンジンブレーキを徐々に作動させることで、急な制動の変化によるショックの発生を抑制し、スムーズにメカブレーキBRKの制動へ移行することができる。また、車両に加速要求が発生した場合、エンジンブレーキを作動させることによって、エンジンENGが回転しているため、モータMG及びエンジンENGによる駆動をスムーズに行なうことができる。 By gradually operating the engine brake, it is possible to suppress the occurrence of a shock due to a sudden change in braking and smoothly shift to the braking of the mechanical brake BRK. When an acceleration request is generated in the vehicle, the engine ENG is rotated by operating the engine brake, so that the motor MG and the engine ENG can be driven smoothly.
図5は、本実施形態における、蓄電池BATTのSOCが所定値αを超えたときの各制動力の時間変化の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of a time change of each braking force when the SOC of the storage battery BATT exceeds a predetermined value α in the present embodiment.
横軸は制動を開始してからの経過時間を表し、縦軸は車両の制動力を表す。 The horizontal axis represents the elapsed time since the start of braking, and the vertical axis represents the braking force of the vehicle.
図示のとおり、制御手段21a1は、回生制動の制動力Tmgとエンジンブレーキの制動力TengとメカブレーキBRKとの制動力Tmeの合計が、要求制動力Treqになるように各制動力を制御する。 As shown in the figure, the control means 21a1 controls each braking force such that the sum of the braking force Tmg of regenerative braking, the braking force Teng of the engine brake, and the braking force Tme of the mechanical brake BRK becomes the required braking force Treq.
制御手段21a1は、時刻T1で蓄電池BATTのSOCが所定値αを超え、第1クラッチC1を徐々に締結開始することでエンジンブレーキを徐々に作動する。このとき、回生制動の制動力Tmgは徐々に弱めるように制御する。回生制動の制動力Tmgは、モータMGに接続されたインバータ(図示省略)に構成された、電力を熱として消費させるトランジスタ回路に流す電流を制御することによって調整を行なう。流す電流の値を大きくすることで回生制動の制動力Tmgを減少させ、小さくすることで回生制動の制動力Tmgを増加させる。 The control means 21a1 gradually operates the engine brake by gradually starting engagement of the first clutch C1 when the SOC of the storage battery BATT exceeds the predetermined value α at time T1. At this time, control is performed so that the braking force Tmg for regenerative braking is gradually weakened. The braking force Tmg for regenerative braking is adjusted by controlling a current flowing in a transistor circuit that consumes electric power as heat, which is configured in an inverter (not shown) connected to the motor MG. The braking force Tmg for regenerative braking is decreased by increasing the value of the flowing current, and the braking force Tmg for regenerative braking is increased by decreasing it.
時刻T2で、徐々にメカブレーキの作動を開始し、時刻T3で回生制動の制動力Tmgを0にする。 At time T2, the mechanical brake operation is gradually started, and the regenerative braking force Tmg is set to 0 at time T3.
上記の時間変化に対する、各制動力の変化は、要求制動力Treqや当該車両の走行速度に応じて、それぞれをテーブルとしてメモリ21bに保存している。
Each change in the braking force with respect to the above time change is stored in the
Mモードでは、上記テーブルを使用して、エンジンブレーキの制動力Teng及びメカブレーキBRKの制動力Tmeを決定し、その合計の制動力を要求制動力Treqから減じて回生制動の制動力Tmgを決定する。 In the M mode, the braking force Teng of the engine brake and the braking force Tme of the mechanical brake BRK are determined using the above table, and the total braking force is subtracted from the required braking force Treq to determine the braking force Tmg for regenerative braking. To do.
また、Mモードによる制動は、蓄電池BATTのSOCが所定値αを超えたときだけではなく、ブレーキペダルが一定以上踏込まれたとき、すなわち要求制動力が所定の値βを超えたときにも行なう。これは、回生制動によって発生できる制動力は、要求制動力Treqよりも小さいためである。従って、エンジンブレーキやメカブレーキBRKを作動させて要求制動力Treqまで制動力を増加させる必要がある。 Further, braking in the M mode is performed not only when the SOC of the storage battery BATT exceeds the predetermined value α, but also when the brake pedal is depressed more than a certain amount, that is, when the required braking force exceeds the predetermined value β. . This is because the braking force that can be generated by regenerative braking is smaller than the required braking force Treq. Therefore, it is necessary to increase the braking force up to the required braking force Treq by operating the engine brake or the mechanical brake BRK.
所定値βは、回生制動の上限の制動力に設定してもよいし、Mモードによる制動を開始してから実際に制動力を出力するまでに、回生制動が上限に達しないように設定してもよい。また、所定値βを車両の走行速度や要求制動力Treqに応じて変更可能なようにしてもよい。 The predetermined value β may be set to the upper limit braking force of the regenerative braking, or set so that the regenerative braking does not reach the upper limit from when the braking in the M mode is started until the actual braking force is output. May be. Further, the predetermined value β may be changed according to the traveling speed of the vehicle and the required braking force Treq.
更に、Mモードによる制動は、モータMGに異常が発生したときにも行なう。モータMGの異常とは、モータMGの電流の開閉を行なっているコンタクタ(電磁接触器)に異常が発生し、開放することができないことを指す。この異常が発生すると、車両の減速時に常に発電が行なわれ、蓄電池BATTのSOCに関わらず充電が行なわれる。そのため、蓄電池BATTのSOCが高い場合でも充電が行なわれ、過充電によって蓄電池BATTが損傷する可能性が高くなる。 Further, braking in the M mode is also performed when an abnormality occurs in the motor MG. The abnormality of the motor MG means that an abnormality has occurred in the contactor (electromagnetic contactor) that opens and closes the current of the motor MG and cannot be opened. When this abnormality occurs, power is always generated when the vehicle is decelerated, and charging is performed regardless of the SOC of the storage battery BATT. Therefore, even when the SOC of the storage battery BATT is high, charging is performed, and the possibility that the storage battery BATT is damaged due to overcharging increases.
従って、モータMGに異常が発生したときに、Mモードによる制動を行なうことによって過充電が発生することを抑制する。 Therefore, when an abnormality occurs in the motor MG, the occurrence of overcharging is suppressed by performing braking in the M mode.
異常が発生したか否かの判定は、モータMGに接続された電流センサが検知したモータMGの電流値が予め定めた範囲外か否かを判定することによって行なう。範囲外のときは異常状態、範囲内のときは正常状態として判定する。 Whether or not an abnormality has occurred is determined by determining whether or not the current value of the motor MG detected by the current sensor connected to the motor MG is outside a predetermined range. When it is outside the range, it is judged as an abnormal state, and when it is within the range, it is judged as a normal state.
また、Mモードによる制動を行なっているとき、上述のように決定された回生制動の制動力Tmgが実際に回生制動の上限として設定された制動力Tmgmaxを超えることがある。この場合には、制動力を増加させる必要がある。 When braking in the M mode, the braking force Tmg determined as described above may exceed the braking force Tmgmax actually set as the upper limit of the regenerative braking. In this case, it is necessary to increase the braking force.
上記制動力を増加させる方法は、2つある。 There are two methods for increasing the braking force.
1つは、第2クラッチC2を徐々に締結させることによって発生する摩擦力によって制動力を増加する方法である。上述のように、第1クラッチC1を締結して駆動するときは、第1入力軸34から出力軸33aに回転が伝わる。このとき、プリシフトが行なわれている場合は、2速側又は4速段連結状態になっている。従って、出力軸33aの回転が、第2入力軸35、Gic、Gibを介してGiaに伝わっている。この状態で、第2クラッチC2を徐々に締結させると摩擦が発生する。この摩擦を制動に利用する(第2発明の制動力の制御に相当)。
One is a method of increasing the braking force by the frictional force generated by gradually engaging the second clutch C2. As described above, when the first clutch C1 is engaged and driven, rotation is transmitted from the
もう1つは、モータMGの発電量を増加させることで制動力を増加する方法である。モータMGの発電量を増加させると電気エネルギーの発生が増加するため、制動力が増加する。発電量の増加は、上述のように、モータMGに接続されたインバータに構成された、電力を熱として消費させるトランジスタ回路に流す電流を減少させることで行なう(第3発明の制動力の制御に相当)。 The other is a method of increasing the braking force by increasing the power generation amount of the motor MG. When the amount of power generated by the motor MG is increased, the generation of electrical energy increases, so that the braking force increases. As described above, the amount of power generation is increased by reducing the current flowing in the transistor circuit that is configured in the inverter connected to the motor MG and that consumes power as heat (for controlling the braking force of the third invention). Equivalent).
過充電による蓄電池BATTの損傷を保護するための発電量の上限や蓄電池BATTのSOCの上限は、余裕を持って設定されるため、予め設定された上限を多少超えたとしても直ちに蓄電池BATTが損傷しないように設定される。例えば、蓄電池BATTのSOCの上限を、AゾーンHとDゾーンとの境界値と100%との中間に設定する。 The upper limit of the amount of power generation and the upper limit of the SOC of the storage battery BATT to protect the damage of the storage battery BATT due to overcharging are set with a margin, so even if the preset upper limit is slightly exceeded, the storage battery BATT is immediately damaged. It is set not to. For example, the upper limit of the SOC of the storage battery BATT is set between the boundary value between the A zone H and the D zone and 100%.
但し、長い期間上限を超えた状態で回生を続けると蓄電池BATTが損傷する可能性が高くなるため、短時間(例えば、10秒)で制動が終了するような場合に用いる。従って、例えば、急制動時のようにブレーキペダルが最大近くまで踏込まれたときに行なう。このようにすることで運転上必要な場合に、制動力の減少を抑制して制動力の不足を補償する。また、車両の走行速度が低いときなどに行なってもよい。また、ある所定の時間を超えたときに、第2クラッチC2を徐々に締結して制動力を増加する方法に移行してもよい。 However, if regeneration is continued in a state where the upper limit is exceeded for a long period of time, there is a high possibility that the storage battery BATT will be damaged. Therefore, it is used when braking is completed in a short time (for example, 10 seconds). Therefore, for example, it is performed when the brake pedal is depressed to the maximum as in sudden braking. In this way, when it is necessary for driving, a decrease in braking force is suppressed to compensate for a lack of braking force. Alternatively, it may be performed when the traveling speed of the vehicle is low. Further, when a predetermined time is exceeded, the second clutch C2 may be gradually engaged to shift to a method of increasing the braking force.
上記のように、ECU21は、回生制動の制動力Tmgが回生制動の上限として設定された制動力Tmgmaxを超えたときに回生による制動を行なうため、蓄電池BATTのSOCがDゾーンにある場合でも減速回生を禁止せず、減速回生を実行する。
As described above, the
Eモードによる制動を行なう場合には、Mモードで接続状態にしていた第1クラッチC1を開放状態に移行することで、エンジンブレーキによる制動力を0にする。 When braking in the E mode, the braking force by the engine brake is set to 0 by shifting the first clutch C1 that has been in the connected state in the M mode to the released state.
次に、本実施形態のECU21のCPU21aによって実行される制動制御の処理について説明する。
Next, a brake control process executed by the
本実施形態では、CPU21aが、本発明における制御手段21a1として動作する。
In the present embodiment, the
図6は、CPU21aが実行する本発明の制御手段の処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートで示される制御処理プログラムは、所定時間(例えば、10msec)毎に呼び出されて実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the control means of the present invention executed by the
最初のステップST1は、アクセル開度、車両の走行速度、シフト位置、エンジン回転数を検知する。 The first step ST1 detects the accelerator opening, the traveling speed of the vehicle, the shift position, and the engine speed.
次にステップST2に進み、車両が減速すべきか否かを判定する。ステップST1で検知したアクセル開度、車両の走行速度又はエンジン回転数が減少しているときに減速すべきと判定する。また、ブレーキペダルが操作されたときにも減速すべきと判定する。減速すべきではない場合は本制御を終了し、減速すべき場合はステップST3に進む。 Next, it progresses to step ST2 and it is determined whether the vehicle should decelerate. It is determined that the vehicle should be decelerated when the accelerator opening, the vehicle traveling speed, or the engine speed detected in step ST1 is decreasing. It is also determined that the vehicle should be decelerated when the brake pedal is operated. If it should not be decelerated, this control is terminated, and if it should be decelerated, the process proceeds to step ST3.
ステップST3では、車両のブレーキペダルの操作量から要求制動力Treqを検知する。 In step ST3, the required braking force Treq is detected from the operation amount of the brake pedal of the vehicle.
次にステップST4に進み、要求制動力Treqが所定値β以上か否かを判定する。判定結果がYESのときは、ステップST5に進む。 Next, the process proceeds to step ST4, where it is determined whether the required braking force Treq is equal to or greater than a predetermined value β. When the determination result is YES, the process proceeds to step ST5.
ステップST5では、モータMGに異常が発生しているか否かを判定する。異常が発生していないときは、ステップST6に進む。判定は、上述のように電流センサが検知した値によって行なう。 In step ST5, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the motor MG. If no abnormality has occurred, the process proceeds to step ST6. The determination is made based on the value detected by the current sensor as described above.
ステップST6では、蓄電池BATTのSOCが所定値α以上か否かを判定する。判定結果がYESのときは、ステップST7に進む。 In step ST6, it is determined whether or not the SOC of the storage battery BATT is equal to or greater than a predetermined value α. When the determination result is YES, the process proceeds to step ST7.
ステップST7では、EモードからMモードへの切り替え、又はMモードからEモードへの切り替えがあるか否かを判定する。減速するために、これからモードの切り替えが必要になると予想されるとき判定結果がYESとなり、モードの切り替え後、モードが維持されるとき判定結果がNOとなる。 In step ST7, it is determined whether or not there is a switch from the E mode to the M mode, or a switch from the M mode to the E mode. The determination result is YES when it is predicted that mode switching will be required in order to decelerate, and the determination result is NO when the mode is maintained after mode switching.
ステップST5又はST7の判定結果がYESのとき、ステップST8に進み、第1クラッチC1のクラッチストロークCstを検知する。次にステップST9に進み、アクセル開度に応じた実際のエンジントルクTengbを検知する。 When the determination result in step ST5 or ST7 is YES, the process proceeds to step ST8, and the clutch stroke Cst of the first clutch C1 is detected. In step ST9, the actual engine torque Tengb corresponding to the accelerator opening is detected.
次にステップST10に進み、クラッチストロークCst、エンジントルクTengb、クラッチストロークCstに応じて決定されるクラッチ伝達トルク換算マップに応じて、現在の第1クラッチC1の締結状態(半クラッチの繋がり具合)に応じて、実際に発生するエンジンブレーキ制動力Tengを検知する。このとき、現在の変速段の変速比も考慮に入れる。クラッチ伝達トルク換算マップは、クラッチストロークCstの値に対するクラッチの伝達可能なトルクがテーブル化され、メモリ21bに保存されている。このテーブルから得た伝達可能なトルクと変速段の変速比によって、エンジンブレーキの制動力Tengを決定する。
Next, the process proceeds to step ST10, and the current engagement state of the first clutch C1 (half clutch engagement state) is determined according to the clutch transmission torque conversion map determined according to the clutch stroke Cst, the engine torque Tengb, and the clutch stroke Cst. In response, the actually generated engine brake braking force Teng is detected. At this time, the gear ratio of the current gear stage is also taken into consideration. In the clutch transmission torque conversion map, torque that can be transmitted by the clutch with respect to the value of the clutch stroke Cst is tabulated and stored in the
次にステップST11に進み、上述のように、メモリ21bに保存しているテーブルを検索することによってメカブレーキの制動力Tmeを検知する。
Next, proceeding to step ST11, as described above, the braking force Tme of the mechanical brake is detected by searching the table stored in the
次にステップST12に進み、要求制動力Treqから上記ステップST10、ST11で決定したエンジンブレーキの制動力Teng及びメカブレーキの制動力Tmeを減じて、回生制動力Tmgを決定する。 Next, the process proceeds to step ST12, and the regenerative braking force Tmg is determined by subtracting the braking force Teng of the engine brake and the braking force Tme of the mechanical brake determined in steps ST10 and ST11 from the required braking force Treq.
ステップST10、ST11によって決定されるエンジンブレーキの制動力Teng、メカブレーキBRKの制動力Tmeは、図5のように制動開始からの経過時間によって変化する。ステップST8〜ST12の処理が呼び出されるたびに、図5に示したように、エンジンブレーキの制動力Teng、メカブレーキBRKの制動力Tme、モータMGの回生制動力Tmgを徐々に変化させるために、クラッチストロークCst(クラッチの締結状態)も変化するようにECU21に制御される。
The braking force Teng of the engine brake and the braking force Tme of the mechanical brake BRK determined in steps ST10 and ST11 vary depending on the elapsed time from the start of braking as shown in FIG. In order to gradually change the braking force Teng of the engine brake, the braking force Tme of the mechanical brake BRK, and the regenerative braking force Tmg of the motor MG, as shown in FIG. The
ステップST7の判定結果がNOのとき、ステップST13に進み、現在の制動のモードがEモードか否かを判定する。 If the decision result in the step ST7 is NO, the process advances to a step ST13 to decide whether or not the current braking mode is the E mode.
ステップST4の判定結果がNO、ステップST6の判定結果がNO、又はステップST13の判定結果がYESのとき、ステップST14に進み、モータMGの回生制動力Tmgを要求制動力Treqと同じ値に決定にする。 When the determination result of step ST4 is NO, the determination result of step ST6 is NO, or the determination result of step ST13 is YES, the process proceeds to step ST14, and the regenerative braking force Tmg of the motor MG is determined to be the same value as the required braking force Treq. To do.
ステップST13の判定結果がNOのとき、ステップST15に進み、メカブレーキの制動力Tme、エンジンブレーキの制動力Tengを検知する。検知の方法は、前記ステップST8からステップST11と同様である。 When the determination result in step ST13 is NO, the process proceeds to step ST15, and the braking force Tme of the mechanical brake and the braking force Teng of the engine brake are detected. The detection method is the same as in steps ST8 to ST11.
ステップST12又はST14の処理が終了したら、ステップST16に進み、回生制動力Tmgが回生制動力の上限Tmgmaxより大きいか否かを判定する。判定結果がYESのときは、ステップST17に進み、制動力の増加を行なう。制動力の増加は、上述のように、第2クラッチC2を徐々に締結させることで増加させて行なう。 When the process of step ST12 or ST14 ends, the process proceeds to step ST16, and it is determined whether or not the regenerative braking force Tmg is greater than the upper limit Tmgmax of the regenerative braking force. When the determination result is YES, the process proceeds to step ST17 to increase the braking force. As described above, the braking force is increased by gradually engaging the second clutch C2.
また、急制動であると判断した場合(要求制動力Treqが上限に近い場合)、モータMGの発電量を増加させて制動力の増加を行ない、急制動ではないと判断した場合、第2クラッチC2を徐々に締結させて制動力の増加を行なってもよい。 When it is determined that the braking is sudden (when the required braking force Treq is close to the upper limit), the power generation amount of the motor MG is increased to increase the braking force. When it is determined that the braking is not sudden, the second clutch The braking force may be increased by gradually fastening C2.
ステップST16、ST17の処理が、第2発明及び第3発明の制動力の制御に相当する。 The processes of steps ST16 and ST17 correspond to the braking force control of the second and third inventions.
ステップST16の判定結果がNOのとき、ステップST17の処理が終了、又はステップST15の処理が終了したらステップST18に進む。本ステップでは、上述のステップの処理によって、制動のモードに応じて検知又は決定された、エンジンブレーキ、メカブレーキBRK及びモータMGの回生の制動力によって車両の制動を行なう。 When the determination result in step ST16 is NO, the process proceeds to step ST18 when the process in step ST17 ends or when the process in step ST15 ends. In this step, the vehicle is braked by the regenerative braking force of the engine brake, the mechanical brake BRK, and the motor MG detected or determined in accordance with the braking mode by the processing in the above step.
例えば、Eモードのときは、ステップST14で決定されたモータMGの回生制動力Tmgによる制動を行なう。Mモードのときは、ステップST15で検知されたメカブレーキBRKの制動力Tme及びエンジンブレーキの制動力Tengによって制動を行なう。制動モードの切り替えがあるときは、ステップST10、ST11、ST12で決定されたモータMGの回生制動力Tmg、エンジンブレーキの制動力Teng、メカブレーキBRKの制動力Tmeによって制動を行なう。また、ステップST17で制動力が増加されたときは、増加された制動力によって制動を行なう。 For example, in the E mode, braking is performed with the regenerative braking force Tmg of the motor MG determined in step ST14. In the M mode, braking is performed by the braking force Tme of the mechanical brake BRK and the braking force Teng of the engine brake detected in step ST15. When the braking mode is switched, braking is performed using the regenerative braking force Tmg of the motor MG, the braking force Teng of the engine brake, and the braking force Tme of the mechanical brake BRK determined in steps ST10, ST11, and ST12. When the braking force is increased in step ST17, braking is performed with the increased braking force.
次にステップST19に進み、加速要求が有り且つ蓄電池BATTのSOCが所定値α以上か否かを判定する。加速要求が有るか否かは、アクセル開度センサ22の出力信号によって得られるアクセルペダルの操作量が所定の値以上増加したときは加速要求が有ると判定し、それ以外は加速要求が無いと判定する。この所定値は0でもよいし、加速要求とは認められない程度の値でもよい。 Next, the process proceeds to step ST19, where it is determined whether there is an acceleration request and the SOC of the storage battery BATT is equal to or greater than a predetermined value α. Whether or not there is an acceleration request is determined when there is an acceleration request when the operation amount of the accelerator pedal obtained by the output signal of the accelerator opening sensor 22 increases by a predetermined value or more, and there is no acceleration request otherwise. judge. The predetermined value may be 0 or a value that is not recognized as an acceleration request.
加速要求が有ったときは、ステップST20に進み、エンジンENGを停止する。このとき、第1クラッチC1は係合状態とする。これによって、モータMGは、自動変速機31へ駆動力を出力するとともに、エンジンENGのクランクシャフトを回転させる。すなわち、エンジンENGのクランクシャフトを回転させる抵抗分だけ駆動力が必要になるため、第1クラッチC1が開放状態にあるときよりも、蓄電池BATTの電力を使用することになる。これによって、蓄電池BATTのSOCを低下させ、上限に近い状態を回避することができる。ステップST19の所定値αは、ステップST6の所定値αとは異なる値に設定してもよい。
When there is an acceleration request, the process proceeds to step ST20 and the engine ENG is stopped. At this time, the first clutch C1 is engaged. As a result, the motor MG outputs a driving force to the
ステップST19、ST20の処理が、第1発明の制御の一部に相当する。
Steps ST19 and ST20 correspond to a part of the control of the first invention.
ステップST19の判定結果がNOのとき、又はステップST20の処理が終了したら本制動制御処理を終了する。 When the determination result of step ST19 is NO, or when the process of step ST20 is completed, the brake control process is terminated.
以上のように、車両の減速時に、モータMGに異常があるとき、蓄電池BATTのSOCが所定値α以上であるとき、及び要求制動力Treqが所定値β以上であるときは、制動をMモードへ切り替えて制動を行なう。 As described above, when the motor MG is abnormal during deceleration of the vehicle, when the SOC of the storage battery BATT is greater than or equal to the predetermined value α, and when the required braking force Treq is greater than or equal to the predetermined value β, braking is performed in the M mode. Switch to and brake.
Mモードの制動では、エンジンブレーキの制動力Tengを検知し(ステップST10)、メカブレーキの制動力Tmeを検知し(ステップST11)、上記Teng、Tmeの合計の制動力を要求制動力Treqから減じて回生制動力Tmgを決定し(ステップST12)、制動を実行する(ステップST18)。 In braking in M mode, the braking force Teng of the engine brake is detected (step ST10), the braking force Tme of the mechanical brake is detected (step ST11), and the total braking force of Teng and Tme is subtracted from the required braking force Treq. The regenerative braking force Tmg is determined (step ST12), and braking is executed (step ST18).
回生制動力Tmgが回生制動力の上限Tmgmax以上であったときは、第2クラッチC2を締結するか、モータMGの発電量を増加することで制動力の増加を行ない(ステップST17)、協調制動を実行する(ステップST18)。 When the regenerative braking force Tmg is equal to or greater than the upper limit Tmgmax of the regenerative braking force, the braking force is increased by engaging the second clutch C2 or increasing the power generation amount of the motor MG (step ST17), and cooperative braking. Is executed (step ST18).
協調制動中に加速要求が有り、蓄電池BATTのSOCが所定値α以上のときは(ステップST19)、エンジンENGを停止し(ステップST20)、モータMGにエンジンENGを回転させることで蓄電池BATTのSOCが上限に近い状態を回避する。 When there is an acceleration request during coordinated braking and the SOC of the storage battery BATT is equal to or greater than the predetermined value α (step ST19), the engine ENG is stopped (step ST20), and the motor ENG is rotated to rotate the engine ENG. Avoid situations where is close to the upper limit.
従って、電動機の回生制動のみで制動を行なっている場合に、蓄電池の蓄電量が上限に達した場合でも、当該車両の制動力の減少を抑制することができる。 Therefore, when braking is performed only by regenerative braking of the electric motor, even when the storage amount of the storage battery reaches the upper limit, it is possible to suppress a decrease in the braking force of the vehicle.
21…ECU、21a…CPU、21a1…制御手段、21b…メモリ、31…自動変速機、34…第1入力軸、35…第2入力軸、BATT…蓄電池、BRK…メカブレーキ(制動装置)、C1…第1クラッチ(第1断接手段)、C2…第2クラッチ(第2断接手段)、ENG…エンジン(内燃機関)、MG…モータ(電動機)。 21 ... ECU, 21a ... CPU, 21a1 ... control means, 21b ... memory, 31 ... automatic transmission, 34 ... first input shaft, 35 ... second input shaft, BATT ... storage battery, BRK ... mechanical brake (braking device), C1: first clutch (first connecting / disconnecting means), C2: second clutch (second connecting / disconnecting means), ENG: engine (internal combustion engine), MG: motor (electric motor).
Claims (3)
前記電動機の電源であり且つ前記電動機が発電した電力で充電される蓄電池と、
前記電動機の駆動力が入力され、前記内燃機関の駆動力が第1断接手段を介して入力される第1入力軸、前記内燃機関の駆動力が第2断接手段を介して入力される第2入力軸、及び前記第1入力軸又は前記第2入力軸が選択的に連結される出力軸を有し、前記内燃機関及び前記電動機から前記第1入力軸又は前記第2入力軸にそれぞれ入力される駆動力を変速して前記出力軸から出力する自動変速機と、
当該車両を減速する制動装置と、
要求制動力に基づいて制動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電動機の回生のみによる制動を行なっている場合に、前記蓄電池の蓄電量が所定の値以上のとき又は前記電動機に異常が発生したときには、前記第1断接手段を接続状態にすることで前記内燃機関が回転による制動力を発生させると共に、前記要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力を前記電動機の回生によって発生させるように制御し、前記電動機の回生で制動力を発生しているときに、前記ハイブリッド車両に加速要求が発生し且つ前記蓄電池の蓄電量が所定の値以上である場合は、前記内燃機関を停止し且つ前記第1断接手段を接続状態のまま走行するように制御することを特徴とするハイブリッド車両。 A hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
A storage battery that is a power source of the electric motor and is charged with electric power generated by the electric motor;
A driving force of the electric motor is input, a driving force of the internal combustion engine is input via a first connection / disconnection means, a first input shaft, and a driving force of the internal combustion engine is input via a second connection / disconnection means. A second input shaft, and an output shaft to which the first input shaft or the second input shaft is selectively connected; and from the internal combustion engine and the electric motor to the first input shaft or the second input shaft, respectively. An automatic transmission that shifts an input driving force and outputs it from the output shaft;
A braking device for decelerating the vehicle;
Control means for controlling braking based on the required braking force,
In a case where braking is performed only by regeneration of the electric motor, the control means connects the first connecting / disconnecting means when the storage amount of the storage battery exceeds a predetermined value or when an abnormality occurs in the electric motor. Thus, the internal combustion engine generates a braking force by rotation, and a braking force obtained by subtracting the braking force by the rotation of the internal combustion engine and the braking force by the braking device from the required braking force is generated by regeneration of the electric motor. When the acceleration request is generated in the hybrid vehicle and the storage amount of the storage battery is not less than a predetermined value when the braking force is generated by the regeneration of the electric motor, the internal combustion engine is A hybrid vehicle characterized in that the vehicle is controlled so as to stop and travel with the first connecting / disconnecting means connected .
前記制御手段は、要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力が、前記電動機の回生で発生できる制動力より大きい場合には、前記第2断接手段を接続状態にすることで摩擦力を発生させて制動力を増加させるように制御することを特徴とするハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the braking force obtained by subtracting the braking force by the rotation of the internal combustion engine and the braking force by the braking device from the required braking force is greater than the braking force that can be generated by regeneration of the electric motor, the control means A hybrid vehicle, characterized in that a braking force is increased by generating a frictional force by bringing the connecting / disconnecting means into a connected state.
前記制御手段は、要求制動力から前記内燃機関の回転による制動力と前記制動装置による制動力とを減じた制動力が、前記電動機の回生で発生できる制動力より大きく且つ運転上必要な場合には、要求制動力を満たすように制御する時間を限定して、前記電動機の発電量又は前記蓄電池の蓄電量が所定の上限値以上になっても前記電動機の回生による制動力を増加させるように制御することを特徴とするハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
When the braking force obtained by subtracting the braking force generated by the rotation of the internal combustion engine and the braking force generated by the braking device from the required braking force is greater than the braking force that can be generated by regeneration of the electric motor and is necessary for operation. Limits the control time to satisfy the required braking force, and increases the braking force due to regeneration of the motor even if the power generation amount of the motor or the storage amount of the storage battery exceeds a predetermined upper limit value. A hybrid vehicle characterized by controlling.
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