JP6630210B2 - ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
ハイブリッド車両では、エンジン及びモータの動作状態の組み合わせを互いに異ならせた複数の走行モードを切り替え可能に構成され得る。ハイブリッド車両では、走行状態に応じて、適宜走行モードを切り替えることによって、例えば、燃費の向上が実現される。このような走行モードの一つとして、駆動用モータの出力によって走行する走行モードが選択され得る。モータは、エンジンと比較して、低回転数で大きいトルクを出力可能な出力特性を有しているので、例えば、車速が比較的低い状態において、当該走行モードが選択される。
まず、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系1の構成及び駆動系1における各種走行モードについて、説明する。
図2は、本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動系1の概略構成の一例を示す模式図である。駆動系1は、エンジン10と、第1のモータジェネレータ(M/G1)20と、第2のモータジェネレータ(M/G2)24と、を備え、エンジン10、第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24を駆動源として併用可能なパワーユニットである。具体的には、エンジン10は、駆動輪80を駆動するための駆動力を出力可能である。また、第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24は、駆動輪80を駆動するための駆動力をそれぞれ独立して出力可能である。駆動系1では、シングルモータEV走行モードと、ツインモータEV走行モードと、エンジン走行モードと、ハイブリッド走行モードと、を切り替えながら、車両の駆動力制御が行われる。
続いて、図3〜図6を参照して、本実施形態に係る駆動系1における各種走行モードにおける各ECUによる制御について、より詳細に説明する。図3〜図6は、本実施形態に係る駆動系1におけるシングルモータEV走行モード、ツインモータEV走行モード、エンジン走行モード、及びハイブリッド走行モードについてそれぞれ説明するための説明図である。図3〜図6において、破線は電力の流れを示し、一点鎖線は動力の流れを示す。
図3に示したように、シングルモータEV走行モードの場合、トランスミッションECU300は、エンジンクラッチ42、第1の伝達クラッチ44及び第2の伝達クラッチ46をすべて開放する。また、モータECU400は、インバータ70を介して第2のモータジェネレータ24を駆動させ、トルクを出力させる。それにより、図3に示したように、高電圧バッテリ50からインバータ70を介して第2のモータジェネレータ24へ電力が供給される。そして、第2のモータジェネレータ24から出力されるトルクが、駆動輪80を駆動するための駆動力として、駆動輪80に伝達される。
図4に示したように、ツインモータEV走行モードの場合、トランスミッションECU300は、エンジンクラッチ42を開放し、第1の伝達クラッチ44及び第2の伝達クラッチ46を締結する。また、モータECU400は、インバータ70を介して第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24をそれぞれ駆動させ、トルクを出力させる。それにより、図4に示したように、高電圧バッテリ50からインバータ70を介して第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24へ電力が供給される。そして、第1のモータジェネレータ20から出力されるトルクが、CVT31を介してモータ軸25に伝達され、第2のモータジェネレータ24から出力されるトルクと合わせて、駆動輪80を駆動するための駆動力として、駆動輪80に伝達される。
図5に示したように、エンジン走行モードの場合、トランスミッションECU300は、エンジンクラッチ42、第1の伝達クラッチ44、及び第2の伝達クラッチ46をすべて締結する。また、エンジンECU200は、エンジン10を駆動させ、トルクを出力させる。それにより、図5に示したように、エンジン10から出力されるトルクが、駆動輪80を駆動するための駆動力として、CVT31を介して駆動輪80に伝達される。なお、エンジン走行モードは、例えば、各モータジェネレータが故障している場合や高電圧バッテリ50の残存容量SOCが不足している場合等により、正常に動作できないときに選択される。
図6に示したように、ハイブリッド走行モードの場合、トランスミッションECU300は、エンジンクラッチ42、第1の伝達クラッチ44、及び第2の伝達クラッチ46をすべて締結する。また、エンジンECU200は、エンジン10を駆動させ、トルクを出力させる。また、モータECU400は、インバータ70を介して第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24のうちの少なくとも一方を駆動させ、トルクを出力させる。それにより、図6に示したように、エンジン10から出力されるトルクが、CVT31を介してモータ軸25に伝達され、第1のモータジェネレータ20及び第2のモータジェネレータ24のうちの少なくとも一方から出力されるトルクと合わせて、駆動輪80を駆動するための駆動力として、駆動輪80に伝達される。
続いて、図7及び図8を参照して、本実施形態に係るハイブリッドECU100の機能構成について説明する。
走行モード設定部102は、車両の走行モードを、走行状態に応じて、設定する。また、走行モード設定部102は、現在設定されている走行モードを示す情報を、第1のモータトルク算出部104、第2のモータトルク算出部108、エンジントルク算出部112、及びクラッチ状態設定部114へ出力する。なお、走行モード設定部102は、走行モードの切り替えに関する判定結果や、走行モードの切り替えの履歴等の走行モードの切り替えに関する情報を、第1のモータトルク算出部104、第2のモータトルク算出部108、エンジントルク算出部112、及びクラッチ状態設定部114へ出力してもよい。
第1のモータトルク算出部104は、第1のモータジェネレータ20のトルクの指令値である第1トルク指令値を算出し、モータECU400へ出力する。それにより、モータECU400により、第1のモータジェネレータ20によって出力されるトルクが当該第1トルク指令値となるように、第1のモータジェネレータ20が制御される。
第1の出力制限部106は、第1のモータジェネレータ20の温度が制限温度を上回った場合に、第1のモータジェネレータ20の出力を制限する。具体的には、第1の出力制限部106は、第1のモータジェネレータ20の温度が制限温度を上回った場合に、第1のモータトルク算出部104へ動作指令を出力することによって、第1のモータジェネレータ20の出力を減少させる。それにより、第1のモータジェネレータ20の破損が生じ得る高温状態が生じている際に、第1のモータジェネレータ20の出力を低下させることによって、第1のモータジェネレータ20へ供給される電力を低下させることができる。ゆえに、第1のモータジェネレータ20の破損を防止することができる。
第2のモータトルク算出部108は、第2のモータジェネレータ24のトルクの指令値である第2トルク指令値を算出し、モータECU400へ出力する。それにより、モータECU400により、第2のモータジェネレータ24によって出力されるトルクが当該第2トルク指令値となるように、第2のモータジェネレータ24が制御される。
第2の出力制限部110は、第2のモータジェネレータ24の温度が制限温度を上回った場合に、第2のモータジェネレータ24の出力を制限する本発明に係る出力制限部の一例である。具体的には、第2の出力制限部110は、第2のモータジェネレータ24の温度が制限温度を上回った場合に、第2のモータトルク算出部108へ動作指令を出力することによって、第2のモータジェネレータ24の出力を減少させる。それにより、第2のモータジェネレータ24の破損が生じ得る高温状態が生じている際に、第2のモータジェネレータ24の出力を低下させることによって、第2のモータジェネレータ24へ供給される電力を低下させることができる。ゆえに、第2のモータジェネレータ24の破損を防止することができる。
エンジントルク算出部112は、エンジン10のトルクの指令値であるエンジントルク指令値を算出し、エンジンECU200へ出力する。それにより、エンジンECU200により、エンジン10によって出力されるトルクが当該エンジントルク指令値となるように、エンジン10が制御される。
クラッチ状態設定部114は、各クラッチの断接状態を設定し、当該各クラッチの断接状態を示す情報を、制御指令として、トランスミッションECU300へ出力する。それにより、トランスミッションECU300により、各クラッチの断接状態が当該制御指令に対応する状態となるように、各クラッチの作動油の油圧が制御される。
続いて、図9〜図11を参照して、本実施形態に係るハイブリッドECU100が行う処理の流れについて説明する。
上述した駆動系1では、第2のモータジェネレータ24のモータ軸25は、第2の伝達クラッチ46を介して、セカンダリ軸36に連設されているが、第2のモータジェネレータ24の配置は係る例に限定されない。以下、駆動系1と比較して、第2のモータジェネレータ24の配置が異なる変形例に係る駆動系2について説明する。
以上説明したように、本実施形態によれば、走行モード設定部102は、第2のモータジェネレータ24の出力によって駆動輪80を駆動する第1の走行モード中において、第2のモータジェネレータ24の温度が閾値を上回った場合に、少なくとも第1のモータジェネレータ20の出力を用いて駆動輪80を駆動する第2の走行モードへ切り替える。それにより、第2のモータジェネレータ24がロックした際に、駆動輪80を駆動するための駆動力を第1のモータジェネレータ20に出力させることができる。ゆえに、第2のモータジェネレータ24がロックした際に、エンジン10を始動させることなく、第2のモータジェネレータ24の出力の低下による目標トルクの不足分を補償することができる。従って、駆動モータがロックした際に、運転者へ違和感を与えることなく、駆動モータの出力の低下による目標トルクの不足分を補償することが可能となる。
10 エンジン
11 クランクシャフト
15 オイルポンプ
20 第1のモータジェネレータ(M/G1)
21 モータ軸
24 第2のモータジェネレータ(M/G2)
25 モータ軸
28 オイルポンプ
30 自動変速装置
31 無段変速機(CVT)
33 プライマリプーリ
34 プライマリ軸
35 セカンダリプーリ
36 セカンダリ軸
37 動力伝達部材
42 エンジンクラッチ
44 第1の伝達クラッチ
46 第2の伝達クラッチ
50 高電圧バッテリ
55 DC/DCコンバータ
60 低電圧バッテリ
70 インバータ
80 駆動輪
91 第1の温度センサ
93 第2の温度センサ
95 アクセル開度センサ
97 車速センサ
99 バッテリ残存容量センサ
100 ハイブリッド制御ユニット(ハイブリッドECU)
102 走行モード設定部
104 第1のモータトルク算出部
106 第1の出力制限部
108 第2のモータトルク算出部
110 第2の出力制限部
112 エンジントルク算出部
114 クラッチ状態設定部
200 エンジン制御ユニット(エンジンECU)
300 トランスミッション制御ユニット(トランスミッションECU)
400 モータ制御ユニット(モータECU)
Claims (9)
- 駆動輪を駆動するための駆動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪を駆動するための駆動力をそれぞれ独立して出力可能な第1のモータジェネレータ及び第2のモータジェネレータと、
を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の走行モードを、走行状態に応じて、設定する走行モード設定部を備え、
前記走行モード設定部は、
前記第2のモータジェネレータの出力によって前記駆動輪を駆動する第1の走行モード中において、前記第2のモータジェネレータの温度が第1の閾値を上回った場合に、前記第1のモータジェネレータの出力を少なくとも用いて前記駆動輪を駆動する第2の走行モードへ切り替え、
前記第2の走行モード中において、前記第1のモータジェネレータの温度が第2の閾値を上回った場合に、前記第1の走行モードへ切り替える、
ハイブリッド車両の制御装置。 - 駆動輪を駆動するための駆動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪を駆動するための駆動力をそれぞれ独立して出力可能な第1のモータジェネレータ及び第2のモータジェネレータと、
を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の走行モードを、走行状態に応じて、設定する走行モード設定部を備え、
前記走行モード設定部は、前記第2のモータジェネレータの出力によって前記駆動輪を駆動する第1の走行モード中に、前記第2のモータジェネレータの温度が第1の閾値を上回った場合において、前記第1のモータジェネレータの温度が所定の第2の温度より低く、かつ、前記第1のモータジェネレータへ電力を供給するバッテリの残存容量が所定の残存容量以上である場合に、前記第1のモータジェネレータの出力を少なくとも用いて前記駆動輪を駆動する第2の走行モードへ切り替える、
ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記第1のモータジェネレータのトルクの指令値である第1トルク指令値を算出する第1のモータトルク算出部と、
前記第2のモータジェネレータのトルクの指令値である第2トルク指令値を算出する第2のモータトルク算出部と、
を備え、
前記第2のモータトルク算出部は、前記第2の走行モードへの切り替えが行われた場合に、前記第2トルク指令値を減少させ、
前記第1のモータトルク算出部は、前記第2の走行モードへの切り替えが行われた場合に、前記駆動輪へ伝達されるトルクの目標値である目標トルクから前記第2トルク指令値を減算して得られる値を、前記第1トルク指令値として算出する、
請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 駆動輪を駆動するための駆動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪を駆動するための駆動力をそれぞれ独立して出力可能な第1のモータジェネレータ及び第2のモータジェネレータと、
を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の走行モードを、走行状態に応じて、設定する走行モード設定部と、
前記第1のモータジェネレータのトルクの指令値である第1トルク指令値を算出する第1のモータトルク算出部と、
前記第2のモータジェネレータのトルクの指令値である第2トルク指令値を算出する第2のモータトルク算出部と、
を備え、
前記走行モード設定部は、前記第2のモータジェネレータの出力によって前記駆動輪を駆動する第1の走行モード中において、前記第2のモータジェネレータの温度が第1の閾値を上回った場合に、前記第1のモータジェネレータの出力を少なくとも用いて前記駆動輪を駆動する第2の走行モードへ切り替え、
前記第2の走行モードへの切り替えが行われた場合に、
前記第2のモータトルク算出部は、前記第2トルク指令値を減少させ、
前記第1のモータトルク算出部は、前記駆動輪へ伝達されるトルクの目標値である目標トルクから前記第2トルク指令値を減算して得られる値を、前記第1トルク指令値として算出し、
前記第2の走行モード中において、前記第1のモータジェネレータの温度が第2の閾値を上回った場合に、
前記第1のモータトルク算出部は、前記第1トルク指令値を減少させ、
前記第2のモータトルク算出部は、前記駆動輪へ伝達されるトルクの目標値である目標トルクから前記第1トルク指令値を減算して得られる値を、前記第2トルク指令値として算出する、
ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記第2のモータトルク算出部は、前記第2の走行モードへの切り替えが行われた場合に、前記第2トルク指令値が所定の値に近づくように、前記第2トルク指令値を減少させる、請求項3又は4に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記第1の閾値は、前記第2のモータジェネレータの破損が生じ得る高温状態が生じているか否かを判別するための温度である前記第2のモータジェネレータの制限温度に設定される、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記第1の閾値は、前記第2のモータジェネレータの破損が生じ得る高温状態が生じているか否かを判別するための温度である前記第2のモータジェネレータの制限温度より低い温度に設定される、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記走行モード設定部は、前記第2の走行モード中において、前記第2のモータジェネレータの温度が所定の第1の温度を下回った場合に、前記第1の走行モードへ切り替える、請求項1〜7のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 駆動輪を駆動するための駆動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動輪を駆動するための駆動力をそれぞれ独立して出力可能な第1のモータジェネレータ及び第2のモータジェネレータと、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置と、
を備えるハイブリッド車両。
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