JP6969324B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、駆動装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, a motor, and a drive device.
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、モータ(第1モータ・ジェネレータ)と、駆動装置(第1インバータ)と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。モータは、エンジンをモータリングする。駆動装置は、モータを駆動する。この車両では、エンジンの始動要求がなされると、モータでエンジンをモータリングして始動する。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, a vehicle including an engine, a motor (first motor / generator), and a drive device (first inverter) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The motor motors the engine. The drive device drives the motor. In this vehicle, when an engine start request is made, the engine is motorized by a motor to start the engine.
上述のハイブリッド車両では、エンジンの運転を停止してモータからの動力で走行するモータ走行モードでの走行中に、気温の変化などで駆動装置が適正な動作が保証される保証温度未満になると、駆動装置でモータを駆動することができなくなり、モータでエンジンをモータリングしてエンジンを始動することができなくなる。エンジンを始動できなくなってモータ走行モードでの走行が継続すると、モータへ電力を供給するバッテリの蓄電量が枯渇して、走行を継続することが困難になってしまう。 In the above-mentioned hybrid vehicle, if the temperature drops below the guaranteed temperature at which the drive unit is guaranteed to operate properly due to changes in temperature, etc., while driving in the motor driving mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power from the motor. It becomes impossible to drive the motor by the drive device, and it becomes impossible to start the engine by motorizing the engine with the motor. If the engine cannot be started and the vehicle continues to run in the motor running mode, the amount of electricity stored in the battery that supplies electric power to the motor is exhausted, and it becomes difficult to continue running.
本発明のハイブリッド車両は、低温下において、走行を継続することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to continue traveling at a low temperature.
本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のハイブリッド車両は、
エンジンと、
前記エンジンをモータリングするモータと、
前記モータを駆動する駆動装置と、
前記エンジンの運転を伴って前記エンジンおよび前記モータからの動力で走行するハイブリッド走行モードと、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力で走行するモータ走行と、を含む複数の走行モードで走行するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記モータ走行モードでの走行中に外気温が前記駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より1℃高い所定温度以下であるときには、前記エンジンが始動するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
With the engine
The motor that motors the engine and
The drive device that drives the motor and
In a plurality of driving modes including a hybrid driving mode in which the engine is driven by power from the engine and the motor, and a motor driving in which the engine is stopped and the motor is driven by the motor. A control device that controls the engine and the drive device so as to travel,
It is a hybrid vehicle equipped with
The control device and the engine so as to start the engine when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature 1 ° C. higher than the lower limit of the guaranteed temperature range of the drive device while traveling in the motor running mode. Control the drive,
The gist is that.
この本発明のハイブリッド車両では、モータ走行モードでの走行中に外気温が駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より1℃高い所定温度以下であるときには、エンジンが始動するようにエンジンと駆動装置とを制御する。これにより、駆動装置が保証温度範囲の下限の温度以下となる前に、モータでエンジンをモータリングして始動することができる。これにより、ハイブリッド走行モードで走行することが可能となり、低温下でも走行を継続することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the engine and the drive device are started so that the engine is started when the outside air temperature is 1 ° C. higher than the lower limit temperature of the guaranteed temperature range of the drive device while driving in the motor drive mode. And control. As a result, the engine can be motorized and started by the motor before the driving device becomes the temperature below the lower limit of the guaranteed temperature range. As a result, it becomes possible to run in the hybrid running mode, and running can be continued even at a low temperature.
こうした本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記ハイブリッド走行モードでの走行中に外気温が前記所定温度以下であるときには、前記ハイブリッド走行モードから前記モータ走行モードへの移行を禁止して前記ハイブリッド走行モードでの走行を継続するように前記エンジンと前記モータとを制御してもよい。こうすれば、外気温が所定温度以下であるときにハイブリッド走行モードからモータ走行モードへ移行して走行が継続できなくなることを抑制することができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, when the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature during traveling in the hybrid traveling mode, the control device prohibits the transition from the hybrid traveling mode to the motor traveling mode. The engine and the motor may be controlled so as to continue traveling in the hybrid travel mode. By doing so, it is possible to suppress the shift from the hybrid driving mode to the motor driving mode and the inability to continue traveling when the outside air temperature is equal to or lower than the predetermined temperature.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の実施例としての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、モータ30と、インバータ32と、クラッチ36と、変速機40と、バッテリ60と、電子制御ユニット70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや経由などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。
The
モータ30は、例えば同期発電電動機として構成されている。
The
インバータ32は、複数のスイッチング素子(例えば、IGBTなど)を備え、モータ30に接続されると共に電力ライン61に接続されている。インバータ32は、電子制御ユニット70によって複数のスイッチング素子がスイッチング制御されている。こうしたスイッチング制御により、モータ30は、回転駆動される。
The
クラッチ36は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト23とモータ30の回転軸との接続および接続の解除を行なう。
The
変速機40は、モータ30の回転軸に接続された入力軸41と駆動軸46とに接続され、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素(クラッチ,ブレーキ)と、を有する。この変速機40は、複数の摩擦係合要素の係脱により第1速から第6速までの前進段や後進段を形成して入力軸41と駆動軸46との間で動力を伝達する。駆動軸46は、駆動輪50a,50bに車軸56およびデファレンシャルギヤ57を介して接続されている。
The
バッテリ60は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ32と共に電力ライン61に接続されている。
The
電子制御ユニット70は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポートを備える。
Although not shown, the
電子制御ユニット70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット70に入力される信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフト23の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrや、モータ30の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ(例えばレゾルバ)30aからのモータ30の回転子の回転位置θmを挙げることができる。また、バッテリ60の端子間に取り付けられた電圧センサからのバッテリ60の電圧Vbやバッテリ60の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ60の電流Ibも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、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,車外の気温を検出する外気温センサ90からの外気温Tatmも挙げることができる。
Signals from various sensors are input to the
電子制御ユニット70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット70から出力される信号としては、例えば、エンジン22への制御信号を挙げることができる。また、インバータ32への制御信号,クラッチ36への制御信号,変速機40への制御信号も挙げることができる。電子制御ユニット70は、クランクポジションセンサ23aからのエンジン22のクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したり、回転位置検出センサ30aからのモータ30の回転子の回転位置θmに基づいてモータ30の回転数Nm(変速機40の入力軸41の回転数Natin)を演算したりしている。
Various control signals are output from the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、クラッチ36がオフの状態でモータ30からの動力を用いて走行するモータ走行(EV走行)モードや、クラッチ36がオンの状態でエンジン22およびモータ30からの動力を用いて走行するハイブリッド走行(HV走行)モードで走行する。
In the
EV走行モードでは、基本的には以下のように制御する。まず、アクセル開度Accと車速Vとに対する変速線に基づいて変速機40の目標変速段n*を設定し、変速機40の変速段(n)が目標変速段(n*)であるときにはその変速段(n)を保持し、変速機40の変速段(n)が目標変速段(n*)ではないときには変速が許可されているのを条件に変速段(n)が目標変速段(n*)となるように変速機40を制御する。また、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸46(変速機40の出力軸)の要求トルクTp*を設定し、駆動軸46の要求トルクTp*と変速機40の変速段(n)のギヤ比ρ(n)とに基づいて変速機40の入力軸41の要求トルクTin*を計算する。変速機40の変速段(n)のギヤ比ρ(n)は、予め定められているものを用いることができる。そして、要求トルクTin*が入力軸41に出力されるようにモータ30のトルク指令Tm*を設定し、モータ30がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ32の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。EV走行モードでの走行中に、バッテリ60の蓄電割合(バッテリ60の全容量に対する蓄電されている容量の割合)SOCが所定割合SOC1(例えば、15%,20%,25%など)以下になったときには、エンジン22を始動してHV走行モードでの走行へ移行する。エンジン22の始動は、クラッチ36をオンとしてモータ30によりエンジン22をモータリングしてエンジン22の回転数Ne(=モータ30の回転数Nm)を所定回転数Nref(例えば、800rpm,1000rpm,2000rpmなど)まで増加させて、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nrefに至ったときに、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。
In the EV driving mode, the control is basically as follows. First, the target shift stage n * of the
HV走行モードでは、基本的には以下のように制御する。変速機40の制御についてはEV走行モードと同様に制御する。エンジン22とモータ30の制御は、まず、EV走行モードと同様に入力軸41の要求トルクTin*を計算し、エンジン22の回転数Ne(=モータ30の回転数Nm)および燃費動作ラインに基づいてエンジン22の目標トルクTe*を設定し、要求トルクTin*が入力軸41に出力されるようにモータ30のトルク指令Tm*を設定する。ここで、エンジン22の燃費動作ラインは、エンジン22を効率よく運転することができるエンジン22のパワーPeと回転数NeとトルクTeとの関係を定めたラインである。そして、エンジン22が目標トルクTe*で運転されるようにエンジン22を制御すると共にモータ30がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ32の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。HV走行モードでの走行中に、バッテリ60の蓄電割合SOCが所定割合SOC1より高い所定割合SOC2(例えば、75%,80%,85%など)以上になったときには、エンジン22の運転を停止してクラッチ36をオフとしてEV走行モードでの走行へ移行する。
In the HV driving mode, the control is basically as follows. The control of the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、低温下で走行している際の動作について説明する。図2は、電子制御ユニット70のCPUにより実行するEV走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。EV走行時処理ルーチンは、EV走行モードでの走行中に繰り返し実行される。図3は、電子制御ユニット70のCPUにより実行するHV走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。HV走行時処理ルーチンは、HV走行モードでの走行中に繰り返し実行される。最初にEV走行時処理ルーチンについて説明し、続いて、HV走行時処理ルーチンについて説明する。
Next, the operation of the
図2に例示するEV走行時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70のCPUは、外気温Tatmを入力する処理を実行する(ステップS100)。外気温Tatmは、外気温センサ90により検出されたものを入力している。
When the EV traveling processing routine illustrated in FIG. 2 is executed, the CPU of the
続いて、入力した外気温Tatmが所定温度Tref以下であるか否かを判定する(ステップS110)。所定温度Trefは、モータ30を駆動するインバータ32を構成する各種部品(例えば、スイッチング素子としてIGBTなど)の動作が適正に行なわれることを保証される温度の範囲(保証温度範囲)の下限(例えば、−35℃など)より1℃高い温度(例えば、−34℃など)である。
Subsequently, it is determined whether or not the input outside air temperature Tam is equal to or lower than the predetermined temperature Tref (step S110). The predetermined temperature Tref is the lower limit (for example, the guaranteed temperature range) of the temperature range (for example, the guaranteed temperature range) in which various parts (for example, IGBT as a switching element) constituting the
ステップS110で外気温Tatmが所定温度Trefより高いときには、モータ30を駆動するインバータ32を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が低いと判断して、EV走行時処理ルーチンを終了する。
When the outside air temperature Tamm is higher than the predetermined temperature Tref in step S110, it is determined that the temperature of various parts constituting the
ステップS110で外気温Tatmが所定温度Tref以下であるときには、インバータ32を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性があると判断して、エンジン22を始動して(ステップS120)、EV走行時処理ルーチンを終了する。エンジン22の始動については、上述している。こうした処理により、モータ30を駆動するインバータ32を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る前に、EV走行モードによる走行からHV走行モードによる走行へ移行することができる。これにより、外気温Tatmが所定温度Tref以下である低温下において、走行を継続することができる。
When the outside air temperature Tam is equal to or lower than the predetermined temperature Tref in step S110, it is determined that the temperature of various parts constituting the
次に、図3に例示するHV走行時処理ルーチンについて説明する。HV走行時処理ルーチンが実行されると、図2のステップS100と同様の処理で、外気温Tatmを入力し(ステップS200)、図2のステップS110と同様の処理で、入力した外気温Tatmが所定温度Tref以下であるか否かを判定する(ステップS210)。外気温Tatmが所定温度Trefより高いときには、インバータ32を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が低いからEV走行モードへ移行しても差し支えないと判断して、EV走行モードでの走行を許可して(ステップS220)、HV走行時処理ルーチンを終了する。EV走行モードでの走行を許可すると、上述したように、HV走行モードでの走行中にバッテリ60の蓄電割合SOCが所定割合SOC2以上となったときには、EV走行モードでの走行へ移行する。
Next, the HV traveling processing routine illustrated in FIG. 3 will be described. When the HV traveling processing routine is executed, the outside air temperature Tam is input by the same processing as in step S100 of FIG. 2 (step S200), and the input outside air temperature Tam is input by the same processing as step S110 of FIG. It is determined whether or not the temperature is below the predetermined temperature Tref (step S210). When the outside air temperature Tamm is higher than the predetermined temperature Tref, it is unlikely that the temperature of various parts constituting the
ステップS210で外気温Tatmが所定温度Tref以下であるときには、インバータ32を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が高くEV走行モードへ移行するとインバータ32を駆動できなくなり走行を継続できなくると判断して、EV走行モードへの移行を禁止して(ステップS230)、HV走行時処理ルーチンを終了する。EV走行モードへの移行を禁止すると、HV走行モードでの走行中にバッテリ60の蓄電割合SOCが所定割合SOC2以上となっても、EV走行モードでの走行へ移行せずにHV走行モードでの走行を継続する。これにより、外気温Tatmが所定温度Tref以下の低温下であるときでも、走行を継続することができる。
When the outside air temperature Tam is equal to or lower than the predetermined temperature Tref in step S210, there is a high possibility that the temperatures of the various components constituting the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、EV走行モードでの走行中に外気温Tatmがインバータ32の保証温度範囲の下限より1℃高い所定温度Tref以下であるときには、エンジン22が始動するようにエンジン22とインバータ32とを制御することにより、低温下において走行を継続することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置としてバッテリ60を用いているが、バッテリ60に代えてキャパシタを用いてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機40を備えているが、変速機40を備えていなくてもよい。
The
実施例では、本発明をエンジン22のクランクシャフト23とモータ30の回転軸とがクラッチ36を介して接続されているタイプのハイブリッド自動車20へ適用する場合を例示しているが、エンジンと2つのモータがプラネタリギヤを介して接続されているタイプのハイブリッド車両など、エンジンと、エンジンをモータリングするモータと、モータを駆動する駆動装置と、を備えるハイブリッド車両であれば、如何なるタイプのものへ適用しても構わない。
In the embodiment, a case where the present invention is applied to a
実施例では、本発明をハイブリッド自動車20の形態で説明しているが、ハイブリッド自動車20の制御方法の形態としても構わない。
In the embodiment, the present invention is described in the form of the
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「エンジン」に相当し、モータ30が「モータ」に相当し、インバータ32が「駆動装置」に相当し、電子制御ユニット70が「制御装置」に相当する。
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 will be described. In the embodiment, 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。 As for the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problems of the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.
以上、本発明を実施するため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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course it can be done.
本発明は、ハイブリッド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 manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクシャフト、23a クランクポジションセンサ、30 モータ、30a 回転位置検出センサ、32 インバータ、36 クラッチ、40 変速機、41 入力軸、46 駆動軸、50a,50b 駆動輪、56 車軸、57 デファレンシャルギヤ、60 バッテリ、61 電力ライン、70 電子制御ユニット、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、外気温センサ90。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank shaft, 23a crank position sensor, 30 motor, 30a rotation position detection sensor, 32 inverter, 36 clutch, 40 transmission, 41 input shaft, 46 drive shaft, 50a, 50b drive wheel, 56 Axle, 57 differential gear, 60 battery, 61 power line, 70 electronic control unit, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor , 88 Vehicle speed sensor, outside temperature sensor 90.
Claims (1)
前記エンジンをモータリングするモータと、
前記モータを駆動する駆動装置と、
前記エンジンの運転を伴って前記エンジンおよび前記モータからの動力で走行するハイブリッド走行モードと、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力で走行するモータ走行モードと、を含む複数の走行モードで走行するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記モータ走行モードでの走行中に外気温が前記駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より1℃高い所定温度以下であるときには、前記エンジンが始動するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する、
ハイブリッド車両。
With the engine
The motor that motors the engine and
The drive device that drives the motor and
A plurality of traveling modes including a hybrid travel mode in which the vehicle travels by the power from the engine and the motor with the operation of the engine, and a motor travel mode in which the vehicle travels by the power from the motor to stop the operation of the engine, the A control device that controls the engine and the drive device so as to travel on the
It is a hybrid vehicle equipped with
The control device and the engine so as to start the engine when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature 1 ° C. higher than the lower limit of the guaranteed temperature range of the drive device while traveling in the motor running mode. Control the drive,
Hybrid vehicle.
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