KR101728433B1 - 하이브리드 차량의 제어 장치 - Google Patents

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KR101728433B1
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combustion engine
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torque
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겐타 구마자키
아츠시 다바타
도오루 마츠바라
다츠야 이마무라
가즈유키 시이바
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도요타 지도샤（주）
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    • B60W30/186—Preventing damage resulting from overload or excessive wear of the driveline excessive wear or burn out of friction elements, e.g. clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1882—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • F02D41/023—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission in relation with the gear ratio shifting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

하이브리드 차량의 제어 장치(60, 70, 71)는, 실제로 변속 수단에 의한 변속이 실행될 때까지의 소정 기간에 있어서, 내연 기관(200)의 공연비를 판정하는 공연비 판정 수단과, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린인 경우에, 내연 기관의 토크 다운 가능량이 커지도록, 내연 기관 및 전동기 중 적어도 일방을 제어하는 제어 수단을 구비한다. 이에 따라, 변속 시에 발생할 수 있는 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등의 문제점을 적합하게 회피할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치{HYBRID VEHICLE CONTROL DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 내연 기관 및 전동기를 동력원으로서 구비하는 하이브리드 차량을 제어하는 하이브리드 차량의 제어 장치의 기술분야에 관한 것이다.
하이브리드 차량에 있어서, 예를 들면 연료 소비 효율의 향상을 위하여, 내연 기관을 린(lean) 연소시키는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2를 참조).
또한, 변속 시의 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등을 방지하기 위하여, 변속 시에 있어서 내연 기관의 토크 다운 제어를 실행하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 및 4 참조).
일본국 공개특허 특개2009-144575호 공보 일본국 공개특허 특개2007-186197호 공보 일본국 공개특허 특개2008-196502호 공보 일본국 공개특허 특개평6-317194호 공보
내연 기관을 린 연소시킬 경우, 토크 변동이 커지는 것에 기인하여, 예를 들면 점화 시기를 지각(遲角)시킴으로써 토크 다운량이 작아진다. 이 때문에, 내연 기관이 린 연소하고 있는 경우에는, 변속 시에 있어서 토크 다운 제어를 실행하려고 해도, 상기 서술한 문제점을 회피할 수 있을 때까지 토크를 저하시킬 수 없다는 기술적 문제점이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제로는 상기와 같은 것이 일례로서 들어진다. 본 발명은, 린 연소 시에 있어서도 변속 시의 문제점을 회피 가능하게 하는 하이브리드 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
<1> 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치는, 공연비를 변경 가능한 내연 기관 및 전동기를 포함하는 동력원과, 상기 내연 기관의 회전수를 변경 가능한 변속 수단을 구비한 하이브리드 차량을 제어하는 장치로서, 실제로 상기 변속 수단에 의한 변속이 개시될 때까지의 소정 기간에 있어서, 상기 내연 기관의 공연비를 판정하는 공연비 판정 수단과, 상기 소정 기간에 있어서의 상기 내연 기관의 공연비가 린인 경우에, 상기 내연 기관의 토크 다운 가능량이 커지도록, 상기 내연 기관 및 상기 전동기 중 적어도 일방을 제어하는 제어 수단을 구비한다.
본 발명에 관련된 하이브리드 차량은, 구동축에 대하여 동력을 공급 가능한 동력원으로서, 연료 종별, 연료의 공급 양태, 연료의 연소 양태, 흡배기계의 구성 및 기통 배열 등을 불문하고 각종의 양태를 채용할 수 있는 내연 기관과, 예를 들면 모터 제너레이터 등의 전동 발전기로서 구성될 수 있는 전동기를 적어도 구비한 차량이다. 또한, 본 발명에 관련된 내연 기관은, 공연비를 변경 가능한 것으로서 구성되어 있고, 예를 들면 통상보다도 공연비가 낮은 상태에서 연소를 행하는 린 연소 운전이 실현 가능하게 되어 있다.
또한 본 발명에 관련된 하이브리드 차량은, 내연 기관의 회전수를 변경 가능한 변속 수단을 구비하고 있다. 본 발명에 관련된 변속 수단은, 동력원과 구동륜의 사이에 설치되는 기계식의 변속 기구에 한정되지 않고, 예를 들면 등(等)파워로 내연 기관의 회전수만을 변경하는 모의적인 변속을 실행 가능한 것도 포함한다. 변속 수단은, 예를 들면 하이브리드 차량의 차속이나 액셀 개방도 등에 따른 요구 구동력에 의거하여, 적절히 변속을 실행 가능하게 되어 있다.
본 발명에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치는, 이러한 하이브리드 차량을 제어하는 제어 장치로서, 예를 들면 하나 또는 복수의 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit), 각종 프로세서 또는 각종 컨트롤러, 혹은 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 버퍼 메모리 또는 플래시 메모리 등의 각종 기억 수단 등을 적절히 더 포함할 수 있는, 단체(單體)의 혹은 복수의 ECU(Electronic Controlled Unit) 등의 각종 처리 유닛, 각종 컨트롤러 혹은 마이크로 컴퓨터 장치 등 각종 컴퓨터 시스템 등의 형태를 채용할 수 있다.
본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작 시에는, 우선 공연비 판정 수단에 의해, 실제로 변속이 실행될 때까지의 소정 기간에 있어서, 내연 기관의 공연비가 판정된다. 또한, 여기서의 「소정 기간」이란, 변속 수단의 동작을 제어하는 제어부 등으로부터의 변속 지시의 출력 후로부터, 실제로 변속 수단에 의한 변속 동작이 개시될 때까지의 기간을 포함하는 기간이다. 다만, 소정 기간의 기점은, 변속 지시의 출력 시점에 한정되지 않고, 예를 들면 하이브리드 차량의 차속, 가속도, 요구 구동력(액셀 개방도) 등에 의거하여, 일정한 기간 경과 후에 변속이 실행되는 것을 예측할 수 있는 경우에는, 변속을 예측한 시점을 기점으로 해도 상관없다. 공연비 판정 수단은, 적어도 내연 기관의 공연비가 린인지 여부를 판정 가능하게 되어 있다.
그리고, 공연비 판정 수단에 의한 판정의 결과, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린으로 된 경우, 제어 수단에 의해, 내연 기관의 토크 다운 가능량이 커지도록, 내연 기관 및 전동기 중 적어도 일방이 제어된다. 또한, 여기서의 「토크 다운 가능량」이란, 변속을 실행할 때에 저하하는 것이 가능한 토크량을 의미하고 있어, 예를 들면 내연 기관의 제어에 의해 직접적으로 저하하는 것이 가능한 토크량 이어도 되고, 전동기의 토크를 이용하여 간접적으로 저하하는 것이 가능한 토크량이어도 된다.
여기서, 변속을 실행할 때에는, 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등을 방지하기 위하여, 내연 기관의 토크 다운 제어를 실행하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 변속 시의 내연 기관에서는, 예를 들면 점화 시기의 지각에 의해 일시적으로 토크 다운이 의도된다.
그러나, 내연 기관이 린 연소하고 있는 경우, 토크 변동이 커지는 것에 기인하여, 점화 시기를 지각시킴으로써 토크 다운량이 작아진다. 이 때문에, 내연 기관이 린 연소하고 있는 경우에는, 변속 시에 토크 다운 제어를 실행하려고 해도, 상기 서술한 문제점을 회피할 수 있을 때까지 토크를 저하시킬 수 없을 우려가 있다.
그런데 본 발명에서는, 상기 서술한 바와 같이, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린으로 된 경우, 내연 기관의 토크 다운 가능량이 커지도록, 내연 기관 및 전동기 중 적어도 일방이 제어된다. 즉, 변속의 실행에 대비하여, 토크 다운 가능량에 여유를 가지게 하기 위한 제어가 실행된다. 구체적으로는, 예를 들면 전동기의 출력 배분이 크게 됨으로써, 전동기의 토크를 이용한 내연 기관의 토크 다운 가능량이 크게 된다. 혹은, 내연 기관의 공연비가 리치측으로 변경됨으로써, 내연 기관의 토크 다운 가능량이 크게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 실제로 변속이 실행될 때까지의 기간에 있어서 토크 다운 가능량을 크게 해 둠으로써, 내연 기관이 린 연소하고 있는 경우라도, 변속이 실행될 때에 내연 기관의 충분한 토크 다운을 실현할 수 있다. 따라서, 변속 시에 발생할 수 있는 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등의 문제점을 적합하게 회피할 수 있다.
<2> 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 일 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 내연 기관 및 상기 전동기의 출력 배분에 대하여, 상기 소정 기간에 있어서의 상기 내연 기관의 공연비가 린인 경우는, 상기 내연 기관의 공연비가 리치인 경우와 비교하여 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어한다.
이 양태에 의하면, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린으로 된 경우, 내연 기관의 토크 다운 가능량을 크게 하기 위하여, 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어된다. 구체적으로는, 전동기의 배터리 수지가 방전측으로 제어되고, 전동기가 보다 큰 토크를 출력 가능한 상태가 된다.
상기 서술한 제어에 의하면, 내연 기관 자신의 제어(예를 들면, 점화 시기의 지각 등)에 의해 충분한 토크 다운이 실현되지 않는 경우라도, 전동기로부터 출력되는 토크를 이용하여 내연 기관의 토크 다운이 실현된다.
<3> 상기 서술한 전동기의 출력 배분을 크게 하는 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 내연 기관의 공연비가 린측일수록, 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어해도 된다.
이 경우, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린측일수록(즉, 공연비가 클수록), 전동기의 출력 배분이 크게 된다. 즉, 내연 기관에 있어서의 토크 다운 가능량의 저하에 따라, 전동기에 의한 토크 다운 가능량이 증대된다. 따라서, 불필요한 출력 배분의 변경을 회피하면서, 적합하게 변속 시의 토크 다운 제어를 실현할 수 있다.
<4> 혹은 전동기의 출력 배분을 크게 하는 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 변속을 실행할 때의 상기 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어해도 된다.
이 경우, 변속을 실행할 때의 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 전동기의 출력 배분이 커진다. 즉, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 크고, 변속 시에 요구되는 토크 다운량도 크다고 추정되는 경우에는, 전동기의 출력 배분이 비교적 크게 증가된다. 한편, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 작고, 변속 시에 요구되는 토크 다운량도 작다고 추정되는 경우에는, 전동기의 출력 배분이 비교적 작게 증가된다. 따라서, 불필요한 출력 배분의 변경을 회피하면서, 적합하게 변속 시의 토크 다운 제어를 실현할 수 있다.
또한, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 일정값까지 도달하지 않는 경우(즉, 요구되는 토크 다운량이 작아, 토크 다운 가능량이 저하된 상태에서도 변속에 의한 문제점이 발생하지 않는다고 추정되는 경우)에는, 출력 배분의 제어를 실시하지 않도록 해도 상관없다.
<5> 본 발명의 하이브리드 차량의 제어 장치의 다른 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 내연 기관의 공연비를 리치측으로 변경하고, 또한 상기 전동기의 출력이 저하되도록 제어한다.
이 양태에 의하면, 소정 기간에 있어서의 내연 기관의 공연비가 린으로 된 경우, 내연 기관의 토크 다운 가능량을 크게 하기 위하여, 내연 기관의 공연비가 리치측으로 변경된다. 즉, 공연비를 리치측으로 변경함으로써, 내연 기관의 토크 변동을 작게 하여, 내연 기관 자신의 제어(예를 들면, 점화 시기의 지각 제어 등)에 의한 토크 다운 가능량이 증가된다.
상기 서술한 제어에 의하면, 변속 예측 시점에 있어서는 토크 다운 가능량이 부족했었다고 해도, 변속 시까지 충분한 토크 다운 가능량을 확보할 수 있다. 또한, 내연 기관의 공연비는, 반드시 리치 연소가 될 때까지 변경되지 않아도 되고, 린 연소인 채 공연비를 스토이키오메트릭(stoichiometric) 연소에 근접시키는 것만으로도 상응하는 효과는 얻어진다.
또한 본 양태에서는, 상기 서술한 공연비의 변경에 추가하여, 전동기의 출력이 저하되도록 제어된다. 이에 따라, 공연비를 리치측으로 변경하는 것에 의한 내연 기관의 출력 증대의 영향을 저감할 수 있다.
<6> 상기 서술한 공연비를 리치측으로 제어하는 양태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 변속을 실행할 때의 상기 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 상기 내연 기관의 공연비가 리치측이 되도록 제어해도 된다.
이 경우, 변속을 실행할 때의 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 내연 기관의 공연비가 리치측으로 변경된다. 즉, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 크고, 변속 시에 요구되는 토크 다운량도 크다고 추정되는 경우에는, 내연 기관의 공연비가 비교적 크게 리치측으로 변경된다. 한편, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 작고, 변속 시에 요구되는 토크 다운량도 작다고 추정되는 경우에는, 내연 기관의 공연비가 비교적 작게 리치측으로 변경된다. 따라서, 불필요한 공연비의 변경을 회피하면서, 적합하게 변속 시의 토크 다운 제어를 실현할 수 있다.
또한, 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 일정값까지 도달하지 않는 경우(즉, 요구되는 토크 다운량이 작아, 토크 다운 가능량이 저하된 상태에서도 변속에 의한 문제점이 발생하지 않는다고 추정되는 경우)에는, 공연비의 변경을 실시하지 않도록 해도 상관없다.
본 발명의 작용 및 다른 이득은 이하에 설명하는 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해진다.
도 1은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 전체 구성을 나타내는 골격도이다.
도 2는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 속도선도이다.
도 3은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 작동 계합(engaging)표이다.
도 4는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 내연 기관의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 내연 기관의 운전점을 나타내는 맵이다.
도 6은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 엔진 주행 영역 및 모터 주행 영역을 나타내는 맵이다.
도 7은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서의 변속 예측 방법을 나타내는 변속선도이다.
도 10은, 업 변속 시에 발생하는 과제를 나타내는 타임 차트이다.
도 11은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 업 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 12는, 다운 변속 시에 발생하는 과제를 나타내는 타임 차트이다.
도 13은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 다운 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 14는, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 업 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 16은, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 다운 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 17은, 제 3 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 하이브리드 차량의 제어 장치의 실시 형태에 대하여 설명한다.
<제 1 실시 형태>
제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 대하여, 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
<하이브리드 차량의 전체 구성>
우선, 도 1을 참조하면서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)의 전체 구성(특히, 구동 기구의 구성)에 대하여 설명한다. 여기에 도 1은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 전체 구성을 나타내는 골격도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)은 복수의 동력원을 조합시킨 하이브리드 차량으로서 구성되어 있다. 구체적으로는, 하이브리드 차량(1)은, 엔진(200), 모터 제너레이터(MG1) 및 모터 제너레이터(MG2)를 주행용 동력원으로서 구비하고 있다.
엔진(200)은, 하이브리드 차량(1)의 주된 동력원으로서 기능하는, 본 발명에 관련된 「내연 기관」의 일례가 되는 가솔린 엔진이다.
모터 제너레이터(MG1 및 MG2)는, 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 역행 기능과, 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 회생 기능을 구비한, 본 발명에 관련된 「전동기」의 일례인 전동 발전기이다. 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)는, 예를 들면 외주면에 복수 개의 영구 자석을 가지는 로터와, 회전 자계를 형성하는 삼상 코일이 권회(卷回)된 스테이터를 구비하는 전동 발동기로서 구성되지만, 물론 다른 구성을 가지고 있어도 된다.
이하에서는, 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)를 「모터 제너레이터(MG)」라고 총칭하는 경우가 있다. 모터 제너레이터(MG)는 반드시 2개 이상 구비되지 않아도 된다. 또한, 엔진(200)과 모터 제너레이터(MG)의 사이에, 동력 전달을 제어하기 위한 계합 요소를 가지도록 구성되어도 된다.
엔진(200), 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)는, 싱글 피니언형의 유성 기어 기구(300)를 개재하여 서로 연결되어 있다. 유성 기어 기구(300)는, 외치(外齒) 기어인 선 기어(S0)와, 선 기어(S0)와 동축에 배치된 내치(內齒) 기어인 링 기어(R0)와, 이들 선 기어(S0) 및 링 기어(R0)에 맞물리는 피니언을 자전 및 공전 가능하게 유지하는 캐리어(CA0)를 가지고 있다.
엔진(200)의 출력축인 엔진 출력축(5)은, 유성 기어 기구(300)의 캐리어(CA0)에 연결되어 있고, 엔진 출력축(5)은 캐리어(CA1)와 일체 회전한다. 이 때문에, 엔진(200)이 출력하는 엔진 토크는 캐리어(CA1)에 전달된다. 모터 제너레이터(MG1)는, 유성 기어 기구(300)의 선 기어(S0)에 연결되어 있다. 모터 제너레이터(MG2)는, 유성 기어 기구(300)의 링 기어(R0)에 연결된 구동축(6)에 연결되어 있다. 엔진(200), 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)로부터 출력되는 토크는, 구동축(6)을 개재하여 출력된다. 또한, 구동축(6)에는 토크 컨버터가 연결되어 있어도 된다.
구동축(6)에는, 하이브리드 차량의 기어비를 변경하는 변속기(400)에 연결되어 있다. 변속기(400)는, 2개의 유성 기어 기구(구체적으로는, 선 기어(S1), 링 기어(R1) 및 캐리어(CA1)로 이루어지는 유성 기어 기구, 및 선 기어(S2), 링 기어(R2) 및 캐리어(CA2)로 이루어지는 유성 기어 기구)와, 제 1 클러치(C1), 제 2 클러치(C2) 및 제 3 클러치(C3)와, 일방향 클러치(F1)와, 제 1 브레이크(B1) 및 제 2 브레이크(B2)를 구비하여 구성되어 있다.
2개의 유성 기어 기구는, 일방의 캐리어(CA1)와, 타방의 링 기어(R2)가 서로 연결되어 있다. 또한, 일방의 링 기어(R1)와, 타방의 캐리어(CA2)가 서로 연결되어 있다.
제 1 클러치(C1)는, 구동축(6) 및 선 기어(S2)간의 동력 전달 상태를 변경 가능하게 구성되어 있다. 제 2 클러치(C2)는, 구동축(6) 및 캐리어(CA1)간의 동력 전달 상태를 변경 가능하게 구성되어 있다. 제 3 클러치(C3)는, 구동축(6) 및 선 기어(S1)간의 동력 전달 상태를 변경 가능하게 구성되어 있다.
일방향 클러치(F1)는, 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)간의 동력 전달 상태를 소정의 일방향에 대하여 변경 가능하게 구성되어 있다.
제 1 브레이크는, 선 기어(S1)의 회전을 고정 가능하게 구성되어 있다. 제 2 브레이크는, 캐리어(CA1) 및 링 기어(R2)의 회전을 고정 가능하게 구성되어 있다.
변속기(400)를 개재하여 전달되는 토크는, 캐리어(CA2)를 개재하여 차축측에 출력되도록 구성되어 있다.
또한, 상기 서술한 변속기(400)의 구성은 어디까지나 일례이며, 하이브리드 차량의 기어비를 변경하는 기구로서 상이한 형태의 변속기(400)가 이용되어도 상관없다. 또한 기계식의 변속기 이외에도, 예를 들면 등파워인 채로 엔진(200)의 회전수만을 변경시키는 모의적인 변속기가 이용되어도 된다.
<변속기에 의해 실현되는 기어비>
이어서, 도 2 및 3을 참조하면서, 본 실시 형태에 관련된 변속기(400)에 의해 실현 가능한 기어비에 대하여 구체적으로 설명한다. 여기에 도 2는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 속도선도이다. 또한 도 3은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 작동 계합표이다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 변속기(400)는, 하이브리드 차량(1)의 기어비를 4단계(후진 모드도 포함하면 5단계)로 변경 가능하다. 구체적으로는, 제 1 클러치(C1), 제 2 브레이크(B2) 및 일방향 클러치(F1)를 계합함과 함께, 제 2 클러치(C2), 제 3 클러치(C3) 및 제 1 브레이크(B1)를 해방함으로써, 기어비(1ST)(즉, 가장 기어비가 높은 상태)가 실현된다. 제 1 클러치(C1) 및 제 1 브레이크(B1)를 계합함과 함께, 제 2 클러치(C2), 제 3 클러치(C3), 제 2 브레이크(B2) 및 일방향 클러치(F1)를 해방함으로써, 기어비(2ND)(즉, 2번째로 기어비가 높은 상태)가 실현된다. 제 1 클러치(C1) 및 제 2 클러치(C2)를 계합함과 함께, 제 3 클러치(C3), 제 1 브레이크(B1), 제 2 브레이크(B2) 및 일방향 클러치(F1)를 해방함으로써, 기어비(3RD)(즉, 3번째로 기어비가 높은 상태)가 실현된다. 제 2 클러치(C2) 및 제 1 브레이크(B1)를 계합함과 함께, 제 1 클러치(C1), 제 3 클러치(C3), 제 2 브레이크(B2) 및 일방향 클러치(F1)을 해방함으로써, 기어비(4TH)(즉, 가장 기어비가 낮은 상태)가 실현된다. 제 3 클러치(C3) 및 제 2 브레이크(B2)를 계합함과 함께, 제 1 클러치(C1), 제 2 클러치(C2), 제 1 브레이크(B1) 및 일방향 클러치(F1)를 해방함으로써, 후진 모드가 실현된다.
이와 관련하여, 본 실시 형태에 관련된 변속기(400)는, 유단 변속에 추가하여 무단 변속도 실현 가능하다. 무단 변속 시에 있어서는, 기어비(1ST)를 실현할 때의 제 2 브레이크(B2)는 해방된 상태가 된다.
<하이브리드 차량의 엔진의 구성>
이어서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)의 엔진(200) 주위의 구성에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 여기에 도 4는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 내연 기관의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 4에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 엔진(200)은, 컴프레서(110) 및 터빈(120)을 구비하는 과급 엔진으로서 구성되어 있다.
컴프레서(110)는, 유입된 공기를 압축하고, 압축 공기로서 하류에 공급한다. 터빈(120)은, 엔진(200)으로부터 배기관(115)을 개재하여 공급된 배기를 동력으로 하여 회전한다. 터빈(120)은, 샤프트를 개재하여 컴프레서(110)에 연결되어 있어, 서로 일체로 회전하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 즉, 터빈(120)과 컴프레서(110)에 의하여, 터보 차저가 구성되어 있다.
엔진(200)은, 예를 들면 실린더 블록 내에 실린더(201)가 4개 직렬로 배치되어 이루어지는 직렬 4기통 엔진이다. 또한, 여기서의 상세한 도시는 생략하고 있지만, 엔진(200)은, 각 실린더(201) 내부에 있어서 공기와 연료의 혼합기가 연소함에 있어서 발생하는 피스톤의 왕복 운동을, 커넥팅 로드를 개재하여 크랭크 샤프트의 회전 운동으로 변환하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
컴프레서(110)에 있어서의 입구측(즉, 컴프레서(110)보다 상류측)의 흡기관(101)에는, 에어 플로 미터(102)가 설치되어 있다. 에어 플로 미터(102)는, 외부로부터 흡입된 공기의 양을 검출하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 에어 플로 미터(102)의 후단에는, 흡기 스로틀 밸브(103)가 설치되어 있다. 흡기 스로틀 밸브(103)는, 예를 들면 전자 제어식의 밸브이며, 그 개폐 동작이 도시하지 않은 스로틀 밸브 모터에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 흡기 스로틀 밸브(103)의 개폐 동작에 의해, 흡기관(101)에 유입되는 공기의 양이 조정된다.
컴프레서(110)에 있어서의 출구측(즉, 컴프레서(110)보다 하류측)으로서, 엔진(200)에 있어서의 흡기측(즉, 실린더(201)보다 상류측)의 흡기관(111)에는, 인터쿨러(113)가 설치되어 있다. 인터쿨러(113)는, 흡입 공기를 냉각하여 공기의 과급 효율을 상승시키는 것이 가능하게 구성되어 있다.
엔진(200)에 있어서의 실린더(201) 내의 연소실에는, 흡기관(111)을 개재하여 공급되는 공기와, 인젝터(210)로부터 분사 공급되는 연료가 혼합되어 이루어지는 혼합기가 흡입된다. 흡기측으로부터 실린더(201) 내부에 유도된 혼합기는, 도시하지 않은 점화 플러그나 압축 착화 등에 의해 점화되어져, 실린더(201) 내에서 폭발 공정이 행해진다. 폭발 공정이 행해지면, 연소된 혼합기(일부 미연 상태의 혼합기를 포함함)는, 폭발 공정에 이어지는 배기 공정에 있어서, 도시하지 않은 배기 포트로 배출된다. 배기 포트로 배출된 배기는, 배기관(115)에 유도된다.
터빈(120)에 있어서의 출구측(즉, 터빈(120)보다 하류측)의 배기관(121)에는, 스타트 컨버터(123)와, 후처리 장치(124)에 추가하여, EGR 관(125), EGR 밸브(126), 및 EGR 쿨러(127)로 이루어지는 EGR 시스템이 설치되어 있다.
스타트 컨버터(123)는, 예를 들면 산화 촉매를 포함하여 구성되어 있고, 터빈(120)을 통과한 배기 중에 포함되는 물질을 정화한다.
후처리 장치(124)는, 배기관(122)에 있어서의 스타트 컨버터(123)보다 하류측에 설치되어 있고, 배기 중에 포함되는 입자 형상 물질을 포집하여 감소시킨다.
EGR 관(125)은, 스타트 컨버터(123)의 하류의 배기를, 컴프레서(110)의 입구측인 흡기관(101)에 환류 가능하게 구성되어 있다. EGR 관(125) 상에는, EGR 밸브(126)가 설치되어 있고, EGR 가스의 양이 조절 가능하게 되어 있다. 또한, EGR 관(125) 상에는, 환류되는 EGR 가스를 냉각하는 EGR 쿨러(127)가 설치되어 있다.
<엔진의 연소 모드>
이어서, 도 5를 참조하면서, 상기 서술한 본 실시 형태에 관련된 엔진(200)이 실현할 수 있는 연소 모드에 대하여 설명한다. 여기에 도 5는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 내연 기관의 운전점을 나타내는 맵이다.
도 5에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 엔진(200)은, 상기 서술한 바와 같이 과급 엔진으로서 구성되어 있기 때문에, 통상의 NA(Natural Aspiration) 연소에 추가하여, 과급을 행하면서의 과급 연소가 실현 가능하게 되어 있다. 또한, 이들 NA 연소 및 과급 연소의 각각에 대하여, 이론 공연비에 가까운 농도의 혼합기로 연소를 행하는 스토이키오메트릭 연소, 및 이론 공연비보다 희박한 혼합기로 연소를 행하는 린 연소가 가능하게 되어 있다.
각 연소 상태는, 엔진 회전수 및 엔진 토크의 관계에서, 도면 중의 굵은 실선으로 나타내는 최적 연비 운전점에 가까운 운전을 실현하도록 선택된다. 다만, 반드시 최적 연비 운전점에서의 운전이 실현되지 않아도 되고, 상황이나 사양에 따라 최적 연비 운전점으로부터 벗어난 운전점에서의 운전이 실현되어도 상관없다.
<하이브리드 차량의 주행 모드>
이어서, 도 6을 참조하면서, 하이브리드 차량(1)에 있어서 실현되는 주행 모드에 대하여 설명한다. 여기에 도 6은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 엔진 주행 영역 및 모터 주행 영역을 나타내는 맵이다.
도 6에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)은, 엔진(200)을 정지시켜 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)의 동력만으로 주행하는 EV 모드와, 엔진(200)을 운전시켜 엔진(200), 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)의 동력으로 주행하는 HV 모드를 실현 가능하게 되어 있다.
EV 모드 및 HV 모드는, 하이브리드 차량(1)의 차속 및 요구 구동력에 따라 결정된다. 구체적으로는, 차속 및 요구 구동력이 비교적 낮은 상태에서는, EV 모드가 선택되고, 차속 및 요구 구동력이 비교적 높은 상태에서는, HV 모드가 선택된다. 또한, 도 6에서 나타내는 맵은 통상 시의 것이고, 예를 들면 엔진(200)의 난기 시나 SOC 저하 시에는, 모터 주행 영역이 사라진다(즉, 모터 주행은 실시 불가능하게 된다).
<하이브리드 차량의 제어 장치의 구성>
이어서, 도 7을 참조하면서, 실시 형태에 관련되는 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성에 대하여 설명한다. 여기에 도 7은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)의 각부의 제어는, 각종의 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)로 실행된다.
하이브리드 ECU(60)에는, 차량(1)의 차속에 따른 신호를 출력하는 차속 센서(61), 액셀러레이터 페달의 밟음량에 따른 신호를 출력하는 액셀 개방도 센서(62), 모터 제너레이터(MG1)의 회전 속도에 따른 신호를 출력하는 MG1 회전수 센서(63), 모터 제너레이터(MG2)의 회전 속도에 따른 신호를 출력하는 MG2 회전수 센서(64), 구동축(6)의 회전 속도에 따른 신호를 출력하는 구동축 회전수 센서(65), 도시하지 않은 배터리의 충전량에 따른 신호를 출력하는 SOC 센서(66), 및 엔진(200)의 공연비를 검출하는 공연비 센서(67) 등의 출력 신호가 각각 입력된다.
하이브리드 ECU(60)는, 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)에 발생시키는 토크를 산출하고, 발생시키는 토크에 대하여 MG ECU(70)에 지령을 출력한다. 또한, 하이브리드 ECU(60)는, 엔진(200)의 운전 조건을 결정하고, 엔진(200)의 운전 조건에 대하여 엔진 ECU(71)에 지령을 출력한다. 또한, 하이브리드 ECU(60)는, 하이브리드 차량(1)의 차속이나 요구 구동력 등에 따라 실현해야 할 변속비를 결정하고, 변속기(400)에 있어서의 제 1 클러치(C1), 제 2 클러치(C2) 및 제 3 클러치(C3), 및 제 1 브레이크(B1) 및 제 2 브레이크(B2) 등의 계합 상태를 제어한다.
MG ECU(70)는, 하이브리드 ECU(60)로부터 입력된 지령에 의거하여, 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)에 발생시키는 토크에 대응한 전압을 산출하고, 모터 제너레이터(MG1 및 MG2)의 각각에 전압을 출력한다.
엔진 ECU(71)는, 하이브리드 ECU(60)로부터 입력된 지령에 의거하여, 흡기 스로틀 밸브(103), 점화 플러그(72), EGR 밸브(126), 인젝터(210) 등에 대하여 각종 제어를 행한다.
<하이브리드 차량의 제어 장치의 동작>
이어서, 도 8을 참조하면서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작에 대하여 설명한다. 여기에 도 8은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8에 있어서, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작 시에는, HV ECU(60)에 있어서, 변속기(400)에 의한 변속의 예측이 행해진다(단계 S101). 또한, 변속의 예측은, 예를 들면 하이브리드 차량(1)의 속도 및 가속도나, 액셀 개방도 등에 의거하여 실행된다. 이하에서는, 도 9를 참조하여, 변속 예측의 구체적인 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 여기에 도 9는, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 있어서의 변속 예측 방법을 나타내는 변속선도이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량(1)에서는, 차속 및 액셀 개방도에 대응하는 변속선이 미리 설정되어 있다. 구체적으로는, 차속 및 액셀 개방도에 따라 정해지는 점이, 변속선을 걸치도록 변동하는 경우에, 그 변속선에 따른 변속이 실행되도록 설정되어 있다. 따라서, 차속 및 액셀 개방도의 변동을 예측할 수 있으면, 변속의 실행을 예측할 수 있다.
예를 들면 도면 중의 A점에서 주행 중에, 동일한 액셀 개방도로 기어비(1ST)로부터 기어비(2ND)로의 변속선과 교차하는 B점의 차속차(ΔV(= VB-VA))를 계산한다. 이어서, A점에서의 가속도(α)를 계산하고, B점에 도달할 때까지(즉, 변속할 때까지)의 추정 시간(Tup(=ΔV/α))을 계산한다. 그리고, 계산된 추정 시간(Tup)이 소정값 이하인 경우, 기어비(1ST)로부터 기어비(2ND)로의 변속이 곧 개시된다고 예측한다.
혹은, 도면 중의 C점에서 주행 중에, 동일한 속도로 기어비(4TH)로부터 기어비(3RD)로의 변속선과 교차하는 D점의 액셀 개방도차(ΔAcc(=AccD-AccC))를 계산한다. 이어서, C점에서의 액셀 개방도 변화율(δAcc)을 계산하고, D점에 도달할 때까지(즉, 변속할 때까지)의 추정 시간(Tdwn(=ΔAcc/δAcc))을 계산한다. 그리고, 계산된 추정 시간(Tdwn)이 소정값 이하인 경우, 기어비(4TH)로부터 기어비(3RD)로의 변속이 곧 개시된다고 예측한다.
또한, 여기서는 설명의 간단화를 위하여, 액셀 개방도 또는 차속 중 어느 일방이 변화되지 않는 전제로 변속을 예측했지만, 액셀 개방도 및 차속의 양방이 변화되는 경우라도, 상기 서술한 파라미터를 이용하여 변속을 예측할 수 있다.
도 8에 되돌아가, 상기 서술한 변속이 예측되지 않는 경우(단계 S101: NO), 하이브리드 차량(1)에서는 통상 시의 제어가 실행되고(단계 S106), 일련의 처리는 종료한다. 한편, 변속이 예측되면(단계 S101: YES), 공연비 센서(67)에 의해 엔진(200)의 공연비가 검출된다(단계 S102). 즉, 본 실시예에서는, 본 발명의 「소정 기간」의 기점을 변속이 예측된 시점으로 하고 있고, 변속이 예측된 후 실제로 변속이 실행될 때까지(즉, 변속기(400)의 변속 동작이 개시될 때까지)의 기간에 엔진(200)의 공연비가 검출된다. 또한, 변속이 예측된 후의 기간 대신에, 예를 들면 변속기(400)에 대한 변속 지시를 출력한 후의 기간에 공연비를 판정하도록 해도 된다.
공연비가 판정되면, HV ECU(60)에 있어서, 현재의 엔진(200)의 회전수나 변속 후의 기어비 등에 의거하여, 엔진(200)의 회전수의 요구 변화량(즉, 변속에 있어서 변화되는 것이 요구되는 회전수)이 산출된다(단계 S103).
공연비 및 요구 변화량이 얻어지면, HV ECU(60)에서는, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 큰지 여부가 판정된다(단계 S104). 또한, 여기서의 임계값(A)은, 엔진(200)의 공연비가, 변속 시에 있어서의 문제점이 발생할 수 있을 정도로 높은 것을 판정하기 위한 임계값이며, 공연비가 린측이 되는 것에 기인하는 토크 다운 가능량의 저하에 따라 설정된다. 또한 임계값(B)은, 엔진(200)의 요구 변화량이, 토크 다운 제어를 실행해야 할 정도로 크거나, 혹은 현시점에서 토크 다운 제어를 실행해도 토크 다운량이 충분하지 않을 정도로 큰 것을 판정하기 위한 임계값이며, 미리 결정되는 변속 시의 토크 다운량에 따라 설정된다.
공연비가 임계값(A) 이상이 아니거나, 또는 요구 변화량이 임계값(B)보다 크지 않다고 판정되면(단계 S104: NO), 특별한 제어를 실행하지 않아도 문제점은 발생하지 않는다고 판단되어, 통상 시의 제어가 실행된다(단계 S106). 한편, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 크다고 판정되면(단계 S104: YES), 공연비 및 요구 변화량에 의거하여, 모터 제너레이터(MG)의 배터리 수지(收支)가 변경된다(단계 S105). 구체적으로는, 모터 제너레이터(MG)의 배터리 수지가 방전측으로 제어됨으로써, 모터 제너레이터(MG)가, 보다 큰 토크를 출력 가능한 상태가 된다.
여기서, 변속을 실행하는 때에는, 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등을 방지하기 위하여, 엔진(200)의 토크 다운 제어를 실행하는 것이 바람직하지만, 엔진(200)이 린 연소하고 있는 경우(즉, 공연비가 큰 경우), 토크 변동이 커지는 것에 기인하여, 엔진(200) 자신의 제어(예를 들면, 점화 시기의 지각 등)에 의한 토크 다운량이 작아진다. 이 때문에, 엔진(200)이 린 연소하고 있는 경우에는, 변속 시에 토크 다운 제어를 실행하려고 해도, 변속 시의 문제점을 회피할 수 있을 때까지 토크를 저하시킬 수 없을 우려가 있다.
이에 비해 본 실시 형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 변속 예측 후에 있어서의 엔진(200)의 공연비가 임계값(A) 이상이며, 요구 변화량도 임계값(B)보다 크다고 판정된 경우(즉, 변속 시의 문제점이 발생할 우려가 있다고 추정된 경우), 모터 제너레이터(MG)의 배터리 수지가 방전측으로 변경된다. 따라서, 엔진(200) 자신의 제어에 의해 충분한 토크 다운이 실현되지 않는 경우라도, 모터 제너레이터(MG)로부터 출력되는 토크를 이용하여, 엔진(200)의 토크 다운을 실현할 수 있다.
또한, 배터리 수지를 어느 정도 방전측으로 변경할지는, 토크 다운 가능량의 부족분에 따라 결정되면 된다. 예를 들면, 공연비가 보다 큰 경우(즉, 보다 린측인 경우)에는, 보다 크게 방전측으로 변경하고, 엔진의 회전수에 대한 요구 변화량이 보다 큰 경우에는, 보다 크게 방전측으로 변경하면 된다.
<변속 시 제어의 구체예>
이어서, 도 10 내지 도 13을 참조하면서, 변속 시에 발생할 수 있는 문제점 및 그것을 해소하기 위한 본 실시 형태에 관련된 제어의 구체예에 대하여 설명한다. 여기에 도 10은, 업 변속 시에 발생하는 과제를 나타내는 타임 차트이며, 도 11은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 업 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다. 또한 도 12은, 다운 변속 시에 발생하는 과제를 나타내는 타임 차트이며, 도 13은, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 다운 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 업 변속 시에 있어서 상기 서술한 본 실시 형태에 관련된 변속 시의 제어(즉, 토크 다운 가능량에 여유를 가지게 하기 위한 제어)를 실행할 수 없는 것으로 하면, 도면에 나타내는 바와 같이 배터리 수지가 충전 제한값에 가까운 상태였을 경우에, 모터 제너레이터(MG1)로부터 충분한 토크를 출력할 수 없는 상황이 발생해 버린다. 즉, 배터리의 충전 제한에 의해 모터 제너레이터(MG1)의 동작이 제한되어 버려, 이너셔상(inertia phase)에 있어서, 엔진(200)의 토크를 저하시키기 위한 반대 토크를 충분하게 출력할 수 없는 상황에 빠진다. 이 결과, 엔진 회전수의 저하가 지연되어, 변속 시에 있어서의 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등이 발생해 버린다.
이에 비해 본 실시 형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 업 변속이 예측된 시점에서 배터리 수지가 방전측으로 변경된다. 이 때문에, 모터 제너레이터(MG1)에 있어서의 출력 토크에 어느 정도의 여유가 발생한다. 따라서, 엔진(200)의 토크를 저하시켜야 할 이너셔상에 있어서, 충분한 반대 토크를 출력하는 것이 가능해진다. 따라서, 도 10에서 나타낸 바와 같은 변속 시에 있어서의 문제점의 발생을 회피할 수 있다. 또한, 변속이 종료되 후에는, 다시 배터리 수지를 충전측으로 되돌리는 제어가 실행된다.
덧붙여서 말하면, 변속 예측 시의 배터리 수지 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크를 감소시켜, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 증가시키도록 토크 분담을 변경하면 된다. 마찬가지로, 변속 종료 후의 배터리 수지 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크를 증가시켜, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 감소시키도록 토크 분담을 변경하면 된다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 다운 변속 시에 있어서 상기 서술한 본 실시 형태에 관련된 변속 시의 제어를 실행할 수 없는 것으로 하면, 도면에 나타내는 바와 같이 배터리 수지가 충전 제한값에 가까운 상태였을 경우에, 모터 제너레이터(MG2)로부터 충분한 토크를 출력할 수 없는 상황이 발생해 버린다. 즉, 배터리의 충전 제한에 의해 모터 제너레이터(MG2)의 동작이 제한되어 버려, 이너셔상의 종료 근방에 있어서, 엔진(200)의 토크를 저하시키기 위한 반대 토크를 충분하게 출력할 수 없는 상황에 빠진다. 이 결과, 상기 서술한 업 변속 시와 마찬가지로, 변속 시에 있어서의 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등이 발생해 버린다.
이에 비해 본 실시 형태에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 다운 변속이 예측된 시점에서 배터리 수지가 방전측으로 변경된다. 이 때문에, 모터 제너레이터(MG2)에 있어서의 출력 토크에 어느 정도의 여유가 발생한다. 따라서, 엔진(200)의 토크를 저하시켜야 할 이너셔상에 있어서, 충분한 반대 토크를 출력하는 것이 가능해진다. 따라서, 도 12에서 나타낸 바와 같은 변속 시에 있어서의 문제점의 발생을 회피할 수 있다. 또한, 변속이 종료된 후에는, 다시 배터리 수지를 충전측으로 되돌리는 제어가 실행된다.
덧붙여서 말하면, 변속 예측 시의 배터리 수지 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크를 감소시켜, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 증가시키도록 토크 분담을 변경하면 된다. 마찬가지로, 변속 종료 후의 배터리 수지 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크를 증가시켜, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 감소시키도록 토크 분담을 변경하면 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제 1 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 변속을 예측하여 배터리 수지를 변경함으로써, 토크 다운 가능량을 크게 할 수 있다. 따라서, 엔진(200)이 린 연소하고 있는 경우라도, 변속이 실행될 때에 충분한 토크 다운 제어가 실현된다. 따라서, 변속 시에 발생할 수 있는 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등의 문제점을 적합하게 회피할 수 있다.
<제 2 실시 형태>
계속해서, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 대하여, 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 또한, 제 2 실시 형태는, 상기 서술한 제 1 실시 형태와 비교하여 일부의 동작이 상이할 뿐이며, 다른 동작이나 장치 구성에 대해서는 대략 동일하다. 이 때문에, 이하에서는 제 1 실시 형태와 상이한 부분에 대하여 상세하게 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 적절히 설명을 생략하는 것으로 한다.
<하이브리드 차량의 제어 장치의 동작>
우선, 도 14를 참조하면서, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작에 대하여 설명한다. 여기에 도 14는, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 14에 있어서, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작 시에는, HV ECU(60)에 있어서, 변속기(400)에 의한 변속의 예측이 행해진다(단계 S201). 또한, 변속의 예측에 대해서는, 제 1 실시 형태와 동일하기 때문에(도 9 참조), 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
변속이 예측되지 않는 경우(단계 S201: NO), 하이브리드 차량(1)에서는 통상 시의 제어가 실행되고(단계 S207), 일련의 처리는 종료한다. 한편, 변속이 예측되면(단계 S201: YES), 공연비 센서(67)에 의해 엔진(200)의 공연비가 검출된다(단계 S202). 또한, HV ECU(60)에 있어서, 현재의 엔진(200)의 회전수나 변속 후의 기어비 등에 의거하여, 엔진(200)의 회전수의 요구 변화량(즉, 변속 시에 있어서 변화되는 것이 요구되는 회전수)이 산출된다(단계 S203).
공연비 및 요구 변화량이 얻어지면, HV ECU(60)에서는, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 큰지 여부가 판정된다(단계 S204). 즉, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 변속 시의 문제점이 발생할 수 있는 상황인지 여부가 판정된다.
공연비가 임계값(A) 이상이 아니거나, 또는 요구 변화량이 임계값(B)보다 크지 않다고 판정되면(단계 S204: NO), 특별한 제어를 실행하지 않아도 문제점은 발생하지 않는다고 판단되어, 통상 시의 제어가 실행된다(단계 S206). 한편, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 크다고 판정되면(단계 S204: YES), 배터리의 충전 제한에 일정한 여유가 있는지 여부가 판정된다(단계 S205). 구체적으로는, 후술하는 공연비의 변경 제어에 수반하는 배터리 수지의 변동에 대응할 수 있을 정도로, 배터리의 충전 제한에 여유가 있는지 여부가 판정된다.
배터리의 충전 제한에 여유가 없다고 판정되면(단계 S205: NO), 이후의 처리는 행해지지 않고, 통상 시의 제어가 실행된다(단계 S207). 한편, 배터리의 충전 제한에 여유가 있다고 판정되면(단계 S205: YES), 공연비가 린으로부터 스토이키오메트릭으로(즉, 리치측으로) 변경됨과 함께, 모터 제너레이터(MG2)의 토크 다운 제어가 실행된다(단계 S206).
상기 서술한 제어에 의하면, 변속 예측 시점에 있어서는 토크 다운 가능량이 부족했었다고 해도, 변속 시까지 충분한 토크 다운 가능량을 확보할 수 있다. 즉, 린 연소이기 때문에 감소하고 있던 토크 다운 가능량이, 스토이키오메트릭 연소로 변경됨으로써 증가하여, 충분한 토크 다운 가능량이 확보된다. 또한, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크가 저하되도록 제어되어, 공연비를 리치측으로 변경하는 것에 의한 엔진(200)의 출력 증대의 영향이 저감된다.
또한, 공연비를 어느 정도 리치측으로 변경할지는, 토크 다운 가능량의 부족분에 따라 결정되면 된다. 예를 들면, 공연비가 보다 큰 경우(즉, 보다 린측인 경우)에는, 보다 크게 리치측으로 변경하고, 엔진의 회전수에 대한 요구 변화량이 보다 큰 경우에는, 보다 크게 리치측으로 변경하면 된다.
<변속 시 제어의 구체예>
이어서, 도 15 및 도 16을 참조하면서, 제 2 실시 형태에 관련된 변속 시의 제어의 구체예에 대하여 설명한다. 여기에 도 15은, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 업 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다. 또한 도 16은, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의한 다운 변속 시의 제어를 나타내는 타임 차트이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 의하면, 업 변속이 예측된 시점에서 공연비가 리치측으로 변경된다. 이 때문에, 엔진(200)에 있어서의 토크 변동이 감소하고, 토크 다운 가능량이 증가한다. 따라서, 변속 시에 있어서, 엔진(200) 자신의 제어(예를 들면, 점화 시기의 지각 제어 등)에 의해 토크 다운 제어를 적합하게 실행할 수 있다. 또한, 변속이 종료된 후에는, 다시 공연비를 변경 전의 상태(즉, 린측)로 되돌리는 제어가 실행된다.
덧붙여서 말하면, 변속 예측 시의 공연비 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크가 증가하기 때문에, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 감소시킴으로써 총 출력 토크가 조정된다. 마찬가지로, 변속 종료 후의 공연비 제어에 있어서는, 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(200)의 출력 토크를 감소하기 위하여, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 증가시킴으로써 총 출력 토크가 조정된다.
또한 도 16에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 의하면, 다운 변속이 예측된 시점에서 공연비가 리치측으로 변경된다. 이 때문에, 엔진(200)에 있어서의 토크 변동이 감소하고, 토크 다운 가능량이 증가한다. 따라서, 변속 시에 있어서, 엔진(200) 자신의 제어(예를 들면, 점화 시기의 지각 제어 등)에 의해 토크 다운 제어를 적합하게 실행할 수 있다. 또한, 변속이 종료된 후에는, 다시 공연비를 변경 전의 상태(즉, 린측)으로 되돌리는 제어가 실행된다.
또한, 업 변속 시와 마찬가지로, 변속 예측 시의 공연비 제어에 있어서는, 엔진(200)의 출력 토크가 증가하기 때문에, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 감소시킴으로써 총 출력 토크가 조정된다. 또한, 변속 종료 후의 공연비 제어에 있어서는, 엔진(200)의 출력 토크를 감소시키기 위하여, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크를 증가시킴으로써 총 출력 토크가 조정된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제 2 실시 형태에 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 변속을 예측하여 공연비를 변경함으로써, 엔진 자신의 제어에 의한 토크 다운 가능량을 크게 할 수 있다. 따라서, 변속 예측 시의 엔진(200)이 린 연소하고 있는 경우라도, 변속이 실행될 때에 충분한 토크 다운 제어가 실현된다. 따라서, 변속 시에 발생할 수 있는 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등의 문제점을 적합하게 회피할 수 있다.
<제 3 실시 형태>
계속해서, 제 3 실시 형태와 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 대하여, 도 17을 참조하여 설명한다. 또한, 제 3 실시 형태는, 상기 서술한 제 1 및 제 2 실시 형태와 비교하여 일부의 동작이 상이할 뿐이며, 다른 동작이나 장치 구성에 대해서는 대략 동일하다. 이 때문에, 이하에서는 제 1 및 제 2 실시 형태와 상이한 부분에 대하여 상세하게 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 적절히 설명을 생략하는 것으로 한다.
<하이브리드 차량의 제어 장치의 동작>
우선, 도 17을 참조하면서, 제 3 실시 형태와 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작에 대하여 설명한다. 여기에 도 17은, 제 3 실시 형태와 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 17에 있어서, 제 3 실시 형태와 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치의 동작 시에는, HV ECU(60)에 있어서, 변속기(400)에 의한 변속의 예측이 행해진다(단계 S301). 또한, 변속의 예측에 대해서는, 제 1 실시 형태와 동일하기 때문에(도 9 참조), 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
변속이 예측되지 않는 경우(단계 S301: NO), 하이브리드 차량(1)에서는 통상 시의 제어가 실행되고(단계 S309), 일련의 처리는 종료한다. 한편, 변속이 예측되면(단계 S301: YES), 공연비 센서(67)에 의해 엔진(200)의 공연비가 검출된다(단계 S302). 또한 HV ECU(60)에 있어서, 현재의 엔진(200)의 회전수나 변속 후의 기어비 등에 의거하여, 엔진(200)의 회전수의 요구 변화량(즉, 변속 시에 있어서 변화되는 것이 요구되는 회전수)이 산출된다(단계 S303).
공연비 및 요구 변화량이 얻어지면, HV ECU(60)에서는, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 큰지 여부가 판정된다(단계 S304). 즉, 제 1 및 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 변속 시의 문제점이 발생할 수 있는 상황인지 여부가 판정된다.
공연비가 임계값(A) 이상이 아니거나, 또는 요구 변화량이 임계값(B)보다 크지 않다고 판정되면(단계 S304: NO), 특별한 제어를 실행하지 않아도 문제점은 발생하지 않는다고 판단되어, 통상 시의 제어가 실행된다(단계 S309). 한편, 공연비가 임계값(A) 이상이며, 또한 요구 변화량이 임계값(B)보다 크다고 판정되면(단계 S304: YES), 배터리의 방전 제한에 일정한 여유가 있는지 여부가 판정된다(단계 S305). 구체적으로는, 제 1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이 배터리 수지를 방전측으로 제어한 경우에, 배터리의 방전 제한이 문제가 되지 않는지가 판정된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 변경 예측 시점에서의 배터리 수지가 배터리의 방전 제한값에 가까운 경우, 배터리 수지를 방전측으로 변경하면, 배터리의 방전 제한값에 걸려 버린다. 따라서, 배터리 수지를 충분하게 방전측으로 변경할 수 없다. 따라서, 이러한 경우에는, 배터리의 방전 제한에 여유는 없다고 판정된다.
배터리의 방전 제한에 여유가 있다고 판정되면(단계 S305: YES), 공연비 및 요구 변화량에 의거하여, 모터 제너레이터(MG)의 배터리 수지가 변경된다(단계 S306). 즉, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 모터 제너레이터(MG)의 배터리 수지가 방전측으로 제어됨으로써, 모터 제너레이터(MG)가, 보다 큰 토크를 출력 가능한 상태가 된다. 따라서, 변속 시의 토크 다운 제어를 적합하게 실행하는 것이 가능해진다.
한편, 배터리의 방전 제한에 여유가 없다고 판정되면(단계 S306: NO), 배터리의 충전 제한에 일정한 여유가 있는지 여부가 판정된다(단계 S307). 즉, 배터리 수지의 변경에 의한 토크 다운 가능량의 증가는 예상할 수 없다고 판단되어, 제 2 실시 형태에서 설명한 공연비의 변경 제어를 실행할 수 있을지 여부가 판정된다.
배터리의 충전 제한에 여유가 있다고 판정되면(단계 S307: YES), 공연비가 린으로부터 스토이키오메트릭으로(즉, 리치측으로) 변경됨과 함께, 모터 제너레이터(MG2)의 토크 다운 제어가 실행된다(단계 S206). 즉, 린 연소이기 때문에 감소하고 있었던 토크 다운 가능량이, 스토이키오메트릭 연소로 변경됨으로써 증가하여, 충분한 토크 다운 가능량이 확보된다. 또한, 모터 제너레이터(MG2)의 출력 토크가 저하되도록 제어되어, 공연비를 리치측으로 변경함으로써 엔진(200)의 출력 증대의 영향이 저감된다.
또한, 배터리의 충전 제한에 여유가 없다고 판정되면(단계 S307: NO), 배터리 수지의 변경도, 공연비의 변경도 실행할 수 없다고 판단되어, 통상 시의 제어가 실행된다(단계 S309).
이상에서 설명한 바와 같이, 제 3 실시 형태와 관련된 하이브리드 차량의 제어 장치에 의하면, 변속을 예측했을 때에, 조건에 따라, 배터리 수지의 변경 제어 또는 공연비의 변경 제어 중 어느 것이 적절히 선택되어 실행된다. 따라서, 배터리 수지의 변경 제어 또는 공연비의 변경 제어 중 어느 일방의 제어를 실행할 수 없는 상황이여도, 타방의 제어에 의해 확실하게 토크 다운 가능량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 변속 시에 발생할 수 있는 토크 쇼크나 마찰재의 내구성 악화 등의 문제점을 더 바람직하게 회피할 수 있다.
본 발명은, 상기 서술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위 및 명세서 전체로부터 알 수 있는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하며, 그러한 변경을 수반하는 하이브리드 차량의 제어 장치도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.
1 하이브리드 차량
6 구동축
60 HV ECU
61 차속 센서
62 액셀 개방도 센서
63 MG1 회전수 센서
64 MG2 회전수 센서
65 구동축 회전수 센서
66 SOC 센서
67 공연비 센서
70 MG ECU
71 엔진 ECU
72 점화 플러그
101, 111 흡기관
102 에어 플로 미터
103 흡기 스로틀 밸브
110 컴프레서
113 인터 쿨러
120 터빈
115, 121 배기관
123 스타트 컨버터
124 후처리 장치
125 EGR 관
126 EGR 밸브
127 EGR 쿨러
200 엔진
201 실린더
210 인젝터
300 유성 기어 기구
400 변속기
MG1, MG2 모터 제너레이터
S0, S1, S2 선 기어
CA0, CA1, CA2 캐리어
R0, R1, R2 링 기어
C1, C2, C3 클러치
F1 일방향 클러치
B1, B2 브레이크

Claims (6)

  1. 공연비를 변경 가능한 내연 기관 및 전동기를 포함하는 동력원과,
    상기 내연 기관의 회전수를 변경 가능한 변속 수단을 구비한 하이브리드 차량을 제어하는 장치로서,
    실제로 상기 변속 수단에 의한 변속이 개시될 때까지의 소정 기간에 있어서, 상기 내연 기관의 공연비를 판정하는 공연비 판정 수단과,
    상기 소정 기간에 있어서의 상기 내연 기관의 공연비가 린인 경우에, 상기 내연 기관의 토크 다운 가능량이 커지도록, 상기 내연 기관 및 상기 전동기 중 적어도 일방을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 내연 기관 및 상기 전동기의 출력 배분에 대하여, 상기 소정 기간에 있어서의 상기 내연 기관의 공연비가 린인 경우는, 상기 내연 기관의 공연비가 리치인 경우와 비교하여 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 내연 기관의 공연비가 린측일수록, 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 변속을 실행할 때의 상기 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 상기 전동기의 출력 배분이 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 내연 기관의 공연비를 리치측으로 변경하고, 또한 상기 전동기의 출력이 저하되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 상기 변속을 실행할 때의 상기 내연 기관에 대한 회전수의 요구 변화량이 클수록, 상기 내연 기관의 공연비가 리치측이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6287802B2 (ja) * 2014-12-12 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6323418B2 (ja) * 2015-09-07 2018-05-16 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
DE102016207480A1 (de) * 2016-05-02 2017-11-02 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
JP7027937B2 (ja) * 2018-02-16 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
GB201817229D0 (en) * 2018-10-23 2018-12-05 Rolls Royce Plc Epicyclic gearbox
JP7183928B2 (ja) * 2019-04-10 2022-12-06 トヨタ自動車株式会社 車両
JP7287233B2 (ja) * 2019-10-03 2023-06-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186197A (ja) 2007-02-01 2007-07-26 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
WO2008032195A2 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and method of controlling same
JP2009144575A (ja) 2007-12-12 2009-07-02 Toyota Motor Corp 車両用動力伝達装置の制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6000378A (en) * 1991-02-25 1999-12-14 Hitachi, Ltd. Change gear control device using acceleration and gear ratio as parameters for automatic transmission in a motor vehicle and the method therefor
JP3302776B2 (ja) * 1993-05-10 2002-07-15 マツダ株式会社 自動変速機の制御装置
JP3085065B2 (ja) * 1993-12-14 2000-09-04 トヨタ自動車株式会社 自動変速機付内燃機関の制御装置
JP3166595B2 (ja) 1995-12-28 2001-05-14 トヨタ自動車株式会社 自動変速機付内燃機関の制御装置
JP3661071B2 (ja) * 1996-04-10 2005-06-15 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP3915809B2 (ja) * 2004-09-21 2007-05-16 トヨタ自動車株式会社 リーンリミットを低電力消費にて達成するハイブリッド車
JP2007168495A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Toyota Motor Corp 動力出力装置及びその制御方法並びに車両
JP5003411B2 (ja) * 2007-10-26 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
JP2008196502A (ja) * 2008-05-19 2008-08-28 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008032195A2 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and method of controlling same
JP2007186197A (ja) 2007-02-01 2007-07-26 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2009144575A (ja) 2007-12-12 2009-07-02 Toyota Motor Corp 車両用動力伝達装置の制御装置

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