WO2019146350A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2019146350A1
WO2019146350A1 PCT/JP2018/047674 JP2018047674W WO2019146350A1 WO 2019146350 A1 WO2019146350 A1 WO 2019146350A1 JP 2018047674 W JP2018047674 W JP 2018047674W WO 2019146350 A1 WO2019146350 A1 WO 2019146350A1
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torque
motor generator
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hybrid vehicle
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PCT/JP2018/047674
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憲治 板垣
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle.
  • Patent Document 1 in a hybrid vehicle equipped with an engine equipped with a supercharger, when the engine is driven in a supercharged state in order to suppress excessive rotation of the motor generator due to a rapid increase in torque, It is disclosed to control the rising speed of the engine speed with a motor generator.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle capable of improving the followability to a target rotational speed when increasing the engine rotational speed. .
  • a hybrid vehicle includes an engine, an output member for transmitting a driving force to a drive wheel, a rotating electrical machine, and a driving force output by the engine.
  • the power split mechanism includes an output member and a power split mechanism for split transmission to the rotating electrical machine, and the power split mechanism includes an input element connected to the engine, a reaction force element coupled to the rotating electrical machine, and the output
  • the engine inertia torque is added to the engine required torque to output the engine torque when increasing the engine speed, including at least three rotating elements with the output element connected to the member, and the reaction force for the engine required torque
  • a hybrid vehicle that outputs torque by the rotating electrical machine, wherein the feed bar forms a feedback system with respect to a target rotational speed of the engine. It is characterized in that for outputting Kutoruku as the reaction torque of the rotating electrical machine.
  • the engine may include a supercharger, and the output torque of the engine may be increased by operating the supercharger.
  • the hybrid vehicle according to the present invention can be performed by the torque of the motor generator with quick response when increasing the engine rotational speed, it can follow the target rotational speed compared to the case where the feedback torque is output from the engine The effect is that it is possible to improve the
  • FIG. 1 is a skeleton diagram showing an example of a powertrain of a hybrid vehicle.
  • FIG. 2 is a collinear diagram of a power split mechanism composed of the single pinion type planetary gear mechanism of FIG.
  • FIG. 3 is a time chart showing an example of changes in the target engine speed, the engine torque, the torque of the first motor generator, and the driving force when accelerating from the steady state traveling.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of control performed by the ECU in order to calculate an engine torque that is actually commanded to the engine.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram showing an example of a powertrain of a hybrid vehicle Ve.
  • the hybrid vehicle Ve includes a plurality of driving power sources of an engine (ENG) 1 as a main prime mover, a first motor generator (MG1) 2 as a rotating electric machine, and a second motor generator (MG 2) 3 as a rotating electric machine. There is.
  • the hybrid vehicle Ve is configured to split and transmit the power output from the engine 1 to the first motor generator 2 side and the drive shaft 5 side by the power split mechanism 4. Further, the electric power generated by the first motor generator 2 can be supplied to the second motor generator 3, and the driving force output from the second motor generator 3 can be applied to the drive shaft 5 and the drive wheel 6 There is.
  • Each of the first motor generator 2 and the second motor generator 3 has a function as a motor that outputs torque by being supplied with driving power, and a function as a generator that generates generated power by being given torque. It has both (power generation function).
  • the first motor generator 2 and the second motor generator 3 are electrically connected to a storage device such as a battery or a capacitor via an inverter (not shown) or the like, and power is supplied or generated from the storage device. It is configured to be able to charge power storage device.
  • the power split mechanism 4 is disposed on the same axis as the engine 1 and the first motor generator 2.
  • An output shaft 1 a of the engine 1 is connected to a carrier 9 which is an input element of a planetary gear mechanism constituting the power split mechanism 4.
  • the output shaft 1 a is an input shaft of the power split mechanism 4 in the power transmission path from the engine 1 to the drive wheel 6.
  • an oil pump is used to supply oil to the carrier 9 for lubricating and cooling the power split mechanism 4 and for cooling the heat generated by the copper loss and iron loss of the first motor generator 2 and the second motor generator 3.
  • the eleven rotating shafts 11a are connected.
  • the first motor generator 2 is disposed adjacent to the power split mechanism 4 and on the opposite side to the engine 1, and a rotor shaft 2 b that rotates integrally with the rotor 2 a of the first motor generator 2 has a planetary gear mechanism It is connected with the sun gear 7 which is a reaction force element of.
  • the rotary shaft of the rotor shaft 2b and the sun gear 7 is a hollow shaft, the rotary shaft 11a of the oil pump 11 is disposed in the hollow portion of the rotary shaft of the rotor shaft 2b and the sun gear 7, and the rotary shaft 11a is hollow It is connected to the output shaft 1a of the engine 1 through the part.
  • a first drive gear 12 of an external gear as an output member is integrally formed with the ring gear 8 on an outer peripheral portion of the ring gear 8 which is an output element of the planetary gear mechanism.
  • a countershaft 13 is disposed in parallel with the rotation axis of the power split mechanism 4 and the first motor generator 2.
  • a counter driven gear 14 meshing with the first drive gear 12 is attached to one end of the counter shaft 13 so as to rotate integrally.
  • the counter driven gear 14 is formed to have a diameter larger than that of the first drive gear 12, and is configured to amplify the torque transmitted from the first drive gear 12.
  • the counter drive gear 15 is attached to the other end of the countershaft 13 so as to rotate integrally with the countershaft 13.
  • the counter drive gear 15 meshes with the differential ring gear 17 of the differential gear 16. Therefore, the ring gear 8 of the power split mechanism 4 drives the drive shaft 5 and the drive through the output gear train 18 including the first drive gear 12, the countershaft 13, the counter driven gear 14, the counter drive gear 15, and the differential ring gear 17. Power transmission is connected to the wheel 6.
  • the powertrain of hybrid vehicle Ve is configured to be able to add the torque output from second motor generator 3 to the torque transmitted from power split device 4 to drive shaft 5 and drive wheel 6.
  • a rotor shaft 3 b that rotates integrally with the rotor 3 a of the second motor generator 3 is disposed in parallel with the countershaft 13.
  • a second drive gear 19 meshing with the counter driven gear 14 is attached to the tip of the rotor shaft 3 b so as to rotate integrally. Therefore, the second motor generator 3 is coupled to the ring gear 8 of the power split mechanism 4 via the differential ring gear 17 and the second drive gear 19 so that power can be transmitted. That is, the ring gear 8 is coupled to the drive shaft 5 and the drive wheel 6 via the differential ring gear 17 so as to be capable of transmitting power together with the second motor generator 3.
  • the data input to the ECU 20 includes the vehicle speed, the wheel speed, the accelerator opening degree, and the charge remaining amount (SOC) of the power storage device.
  • the data stored in advance by the ECU 20 is a map in which each travel mode is determined, a map in which the optimum fuel consumption operating point of the engine 1 is determined, a map in which the required power Pe_req of the engine 1 is determined.
  • the ECU 20 outputs a command signal for starting or stopping the engine 1, a torque command signal for the first motor generator 2, a torque command signal for the second motor generator 3, a torque command signal for the engine 1, and the like as control command signals. .
  • FIG. 2 is a collinear diagram of the power split mechanism 4 configured of the single pinion type planetary gear mechanism of FIG.
  • a vertical line showing carrier 9 between a vertical line (first motor generator shaft) showing sun gear 7 and a vertical line (second motor generator shaft and output shaft) showing ring gear 8
  • the line (engine shaft) is located and the distance between the vertical line indicating the sun gear 7 and the vertical line indicating the carrier 9 is “1”, the distance between the vertical line indicating the carrier 9 and the vertical line indicating the ring gear 8 is It is an interval corresponding to the gear ratio ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the gear ratio ⁇ is the ratio of the number of teeth of the sun gear 7 to the number of teeth of the ring gear 8 in the planetary gear mechanism constituting the power split mechanism 4.
  • the distance from the base line on the line indicating each of the rotating elements indicates the number of rotations of each of the rotating elements, and a line connecting points indicating the number of rotations of each of the rotating elements is a straight line. Arrows in FIG. 2 indicate the direction of torque of each rotating element.
  • the alignment chart shown in FIG. 2 shows an operating state in the hybrid travel mode.
  • the vehicle travels mainly by the power of the engine 1. That is, the engine 1 outputs the required engine torque Te_req corresponding to the required driving force.
  • the first motor generator 2 functions as a generator, outputs torque in the direction (negative rotation direction) opposite to the rotation direction of the engine 1, and supports the reaction force of the required engine torque Te_req. Function.
  • the relationship between the maximum torque Te_max that can be output by the engine 1 and the maximum torque Tg_max that can be output by the first motor generator 2 is when increasing the engine speed Ne based on the acceleration request.
  • the torque acting on the carrier 9 increases the engine rotation speed Ne based on the acceleration request. It is configured to be larger than the torque acting on the carrier 9 when the torque Tg_max is output.
  • the relationship between the maximum torque Te_max of the engine 1 and the maximum torque Tg_max of the first motor generator 2 can be expressed by the following equation (1) when it is expressed by an equation in consideration of the gear ratio ⁇ .
  • the torque increase for increasing the output torque of the engine 1 is increased by the supercharger 21, for example.
  • a mechanical supercharger (supercharger) driven by the power of the output shaft 1a of the engine 1 an exhaust supercharger (turbocharger) driven by kinetic energy of exhaust gas, etc. are used. be able to.
  • the hybrid travel mode in the hybrid vehicle Ve is a travel mode in which the hybrid vehicle Ve travels mainly using the engine 1 as a motive power source as described above.
  • the motive power output from the engine 1 can be transmitted to the drive wheel 6 by connecting the engine 1 and the power split mechanism 4.
  • the first motor generator 2 applies a reaction force to the power split mechanism 4. Therefore, the sun gear 7 in the power split mechanism 4 functions as a reaction force element so that the torque output from the engine 1 can be transmitted to the drive wheel 6. That is, the first motor generator 2 outputs a reaction torque relative to the required engine torque Te_req in order to apply a torque corresponding to the required engine torque Te_req based on the acceleration request on the drive wheel 6.
  • the first motor generator 2 can arbitrarily control the number of rotations in accordance with the value of the current to be supplied and the frequency thereof. Therefore, the rotational speed of the first motor generator 2 can be controlled to control the engine rotational speed Ne arbitrarily.
  • the required driving force is determined according to the accelerator opening degree, the vehicle speed, etc. determined by the depression amount of the accelerator pedal of the driver. Further, the required power Pe_req of the engine 1 is obtained based on the required driving force. Further, the required engine torque Te_req requested by the driver is obtained from the required power Pe_req of the engine 1 and the current engine rotational speed Ne. Then, the operating point of the engine 1 is determined from the optimum fuel consumption line at which the fuel consumption of the engine 1 becomes good.
  • the rotational speed of the first motor generator 2 is controlled so as to be the operating point of the engine 1 determined as described above. That is, according to the torque transmitted from engine 1 to power split device 4, torque Tg or the number of revolutions of first motor generator 2 is controlled, specifically, engine revolution number Ne is controlled to target engine revolution number Ne_req.
  • the rotational speed of the first motor generator 2 is controlled as follows. In this case, since the rotation speed of the first motor generator 2 can be changed continuously, the engine rotation speed Ne can also be changed continuously.
  • the engine rotation speed Ne is controlled by the first motor generator 2, and the torque Tg of the first motor generator 2 is controlled in accordance with the required engine torque Te_req.
  • the first motor generator 2 functions as a reaction force element as described above.
  • the control of the engine speed Ne requires, for example, an inner torque to increase the engine speed Ne, for example, due to an acceleration request.
  • the inner speed is a positive value, and specifically, the engine speed Ne is increased while the current actual engine speed Ne is lower than the target engine speed Ne_req.
  • the engine speed Ne is controlled by the first motor generator 2 as described above. That is, the first motor generator 2 outputs an inertia torque to maintain or smoothly increase the engine speed Ne. Therefore, assuming that feedback torque Tg_fb when the feedback system is configured with respect to target engine rotational speed Ne_req, and feedforward torque Tg_ff for improving responsiveness of feedback control, the torque output by first motor generator 2 Tg can be expressed as the following equation (2).
  • Tg -( ⁇ / (1 + ⁇ )) ⁇ Te_req + Tg_fb + Tg_ff ... (2)
  • FIG. 3 is a time chart showing an example of changes in the target engine rotational speed Ne_req, the engine torque Te, the torque Tg of the first motor generator 2 and the driving force when acceleration is performed from steady traveling.
  • the hybrid vehicle Ve is HV-traveling, and is steady-running at time t0. Therefore, the target engine rotational speed Ne_req at time t0 becomes a constant rotational speed, and the engine torque Te, the torque Tg of the first motor generator 2, and the parameters of the driving force also become constant outputs.
  • the engine speed Ne is increased.
  • the engine speed Ne is increased at a steep slope from t1 to t2, and the engine torque Te is also output at a steep slope from t1 to t2.
  • the engine torque Te is an engine torque Te_cmd commanded to the engine 1 and is a total torque obtained by adding the feedforward torque Tg_ff converted to the engine shaft to the required engine torque Te_req.
  • the engine torque Te at time t2 is the maximum value.
  • torque Tg of first motor generator 2 from time t1 to time t2 is feedback torque Tg_fb added to the reaction torque with respect to required engine torque Te_req, and is steeply increased from time t1 to time t2.
  • the driving force output from the driving wheel 6 is also increased in a steep slope from time t1 to time t2.
  • the rate of change decreases. That is, it can be determined that the engine speed Ne has increased to a fixed speed. Therefore, as the rate of change of the engine speed Ne decreases, the inertia torque (feed forward torque Tg_ff) also decreases. Further, along with the decrease in the inertia torque, the engine torque Te is also reduced and output from t2 to t3. Further, since the torque Tg of the first motor generator 2 is decreased by the amount of the feedforward torque Tg_ff being intermittently reduced from the time t2 to the time t3, the amount of power generation of the first motor generator 2 is also reduced. Then, as the engine torque Te and the power generation amount of the first motor generator 2 decrease, in addition to the engine torque direct torque, the driving force output from the second motor generator 3 increases, but the change rate decreases.
  • the target engine speed Ne_req becomes substantially constant, and the engine torque Te and the torque Tg of the first motor generator 2 decrease to almost the same output as steady traveling at time t0. Therefore, it can be determined that the acceleration request has ended at time t3.
  • the ECU 20 obtains the required power Pe_req of the engine 1 (step S1).
  • the required power Pe_req of the engine 1 is determined from the required driving force determined based on the accelerator opening degree determined by the driver's depression amount of the accelerator pedal and the vehicle speed, and is determined by referring to, for example, a prepared map. Ru.
  • the required engine torque Te_req is, for example, an engine torque requested by the driver, and is a value obtained based on the driver's operation amount of the accelerator pedal or the like. Therefore, it can be determined from the required driving force and the current engine speed Ne.
  • the ECU 20 obtains a feedback torque Tg_fb for target rotational speed control (step S3).
  • the ECU 20 obtains feedforward torque Tg_ff for target rotation speed control (step S4).
  • the feedback torque Tg_fb and the feedforward torque Tg_ff are torques required for increasing the engine rotational speed Ne based on the acceleration request, and are torques for changing the rotational speed of the engine 1 and the first motor generator 2 Yes, determined by feedback control and feedforward control.
  • the feedback torque Tg_fb is obtained based on the deviation between the actual engine speed Ne in the current routine and the target engine speed Ne_req in the current routine.
  • the feedforward torque Tg_ff is obtained based on the deviation between the current target engine speed Ne_req of the routine and the target engine speed Ne_req + 1 after one routine.
  • the feedforward torque Tg_ff is an inner torque
  • the feedforward torque Tg_ff is set to an increase amount dNe of the target engine rotational speed to be increased during one routine for each inner torque of the engine 1 and the first motor generator 2. It is determined by multiplying the inertia moment Ie obtained by summing up the engine shaft equivalent and further multiplying the conversion coefficient K for converting the shaft torque of the engine 1 into the shaft torque of the first motor generator 2. If this is expressed in a simplified manner, it can be expressed as the following equation (3).
  • Tg_ff Ie ⁇ dNe / dt (3)
  • the target engine speed Ne_req of the engine 1 determined from the required power Pe_req of the engine 1 is the target engine speed Ne_req
  • the feedforward torque Tg_ff is positive. It becomes a value (Tg_ff> 0)
  • terms other than the reaction torque of the engine 1 of said (2) Formula may become as shown to the following (4) Formula.
  • the ECU 20 omits the feedforward torque Tg_ff of the equation (2) from the torque Tg output by the first motor generator 2, and as shown in the following equation (6), A torque obtained by adding the feedforward torque Tg_ff converted to the engine shaft to the required engine torque Te_req is determined as an engine torque Te_cmd and output (step S5).
  • Tg -( ⁇ / (1 + ⁇ )) ⁇ Te_req + Tg_fb ... (5)
  • Te_cmd Te_req + (1 / K) ⁇ Tg_ff (6)
  • the required engine torque Te_req can be transmitted to the drive shaft 5 and the drive wheel 6 without being affected by the inertia torque, so acceleration responsiveness And the like can be suppressed.
  • reaction torque to the required engine torque Te_req can be output by the first motor generator 2
  • the amount of power generated by the first motor generator 2 increases. Therefore, the power that can be supplied to the second motor generator 3 is increased, and the driving power output from the second motor generator 3 can be increased accordingly, so that the acceleration performance can be improved.
  • the maximum torque Te_max (upper limit value of the engine torque Te)
  • the maximum torque Tg_max of the first motor generator 2 (upper limit value of the torque Tg of the first motor generator 2) Is set as in the following equation (7).
  • Tg_max -( ⁇ / (1 + ⁇ )) ⁇ Te_max + ⁇ ... (7)
  • ⁇ is a design margin value.
  • Tg -( ⁇ / (1 + ⁇ )) ⁇ Te_req + Tg_fb + Kge ⁇ Tg_ff ... (8)
  • Te_cmd Te_req + (1 / Kge) ⁇ Tg_ff ... (9)
  • Kge is a distribution ratio of the inner motor to the first motor generator 2 and the engine 1 and satisfies the relationship of 0 ⁇ Kge ⁇ 1.
  • control described in the present embodiment is an engine rotation for turning the turbine of the supercharger 21 in a system combining the engine 1 provided with the supercharger 21 as in the hybrid vehicle Ve according to the present embodiment. This is particularly effective because there is a need to rapidly increase the number Ne.

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Abstract

エンジンと、駆動輪に駆動力を伝達する出力部材と、回転電機と、エンジンが出力した駆動力を出力部材と回転電機とに分割して伝達する動力分割機構とを備え、動力分割機構は、エンジンに連結された入力要素と、回転電機に連結された反力要素と、出力部材に連結された出力要素との少なくとも三つの回転要素を含み、エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、エンジン要求トルクに対する反力トルクを回転電機で出力するハイブリッド車両であって、エンジンの目標回転数に対してフィードバック系を構成しているフィードバックトルクを回転電機の反力トルクとして出力する。

Description

ハイブリッド車両
　本発明は、ハイブリッド車両に関する。
　特許文献１には、過給機を備えたエンジンが搭載されたハイブリッド車両において、急なトルク上昇によりモータジェネレータ過回転となることを抑制するために、過給状態でエンジンを駆動する場合に、エンジン回転数の上昇速度をモータジェネレータで制御することが開示されている。
特開２０１５－１０７６８５号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されたハイブリッド車両においては、モータジェネレータトルクで制限される以上のエンジントルクを過渡的に出力するように制御した場合に、どのようにモータジェネレータを制御すべきかについて改良の余地があった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン回転数を増大させる際に、目標回転数への追従性を向上させることができるハイブリッド車両を提供することである。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジンと、駆動輪に駆動力を伝達する出力部材と、回転電機と、前記エンジンが出力した駆動力を前記出力部材と前記回転電機とに分割して伝達する動力分割機構とを備え、前記動力分割機構は、前記エンジンに連結された入力要素と、前記回転電機に連結された反力要素と、前記出力部材に連結された出力要素との少なくとも三つの回転要素を含み、エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、該エンジン要求トルクに対する反力トルクを前記回転電機で出力するハイブリッド車両であって、前記エンジンの目標回転数に対してフィードバック系を構成しているフィードバックトルクを前記回転電機の前記反力トルクとして出力することを特徴とするものである。
　また、上記において、前記エンジンは過給機を備えており、前記過給機を作動させることにより前記エンジンの出力トルクを増大させるように構成してもよい。
　これにより、過給機のタービンを回すためにエンジン回転数を素早く上昇させることができる。
　本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン回転数を増大させる際に、応答の早いモータジェネレータのトルクで行うことができるため、フィードバックトルクをエンジンから出力させる場合に比べて、目標回転数への追従性を向上させることができるという効果を奏する。
図１は、ハイブリッド車両のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。 図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構についての共線図である。 図３は、定常走行から加速した場合における、目標エンジン回転数、エンジントルク、第１モータジェネレータのトルク、及び、駆動力の変化の一例を示したタイムチャートである。 図４は、エンジンに実際に指令するエンジントルクを演算するために、ＥＣＵが行う制御の一例を示したフローチャートである。
　以下に、本発明に係るハイブリッド車両の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
　図１は、ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。ハイブリッド車両Ｖｅは、主原動機としてエンジン（ＥＮＧ）１、及び、回転電機である第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２並びに回転電機である第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３の複数の駆動力源を備えている。ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータジェネレータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータジェネレータ２で発生した電力を第２モータジェネレータ３に供給し、第２モータジェネレータ３が出力する駆動力を駆動軸５及び駆動輪６に付加することができるように構成されている。
　第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能（発電機能）との両方を兼ね備えている。なお、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、図示しないインバータなどを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が供給されたり、発電した電力を蓄電装置に充電したりすることができるように構成されている。
　動力分割機構４は、エンジン１及び第１モータジェネレータ２と同一軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構の入力要素であるキャリア９に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。出力軸１ａは、エンジン１から駆動輪６にいたる動力伝達経路において動力分割機構４の入力軸となる。また、キャリア９には、動力分割機構４の潤滑及び冷却のためや、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３の銅損や鉄損により生じる熱を冷却するためのオイルを供給するオイルポンプ１１の回転軸１１ａが連結されている。
　第１モータジェネレータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側に配置されており、第１モータジェネレータ２のロータ２ａと一体となって回転するロータ軸２ｂが、遊星歯車機構の反力要素であるサンギヤ７と連結されている。ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸は中空軸になっており、ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸の中空部に、オイルポンプ１１の回転軸１１ａが配置されていて、回転軸１１ａは前記中空部を通ってエンジン１の出力軸１ａに連結されている。
　遊星歯車機構の出力要素であるリングギヤ８の外周部分に、出力部材である外歯歯車の第１ドライブギヤ１２が、リングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４及び第１モータジェネレータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。カウンタシャフト１３の一方の端部には、第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方の端部には、カウンタドライブギヤ１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、デファレンシャルギヤ１６のデフリングギヤ１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、及び、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ列１８を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
　ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンは、動力分割機構４から駆動軸５及び駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータジェネレータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータジェネレータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、カウンタシャフト１３と平行に配置されている。また、ロータ軸３ｂの先端に、カウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、デフリングギヤ１７及び第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータジェネレータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータジェネレータ３と共に、デフリングギヤ１７を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
　ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１を主に動力源としたハイブリッド走行モード（ＨＶ走行）や、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３を蓄電装置の電力で駆動して走行する電気走行モード（ＥＶ走行）などの走行形態が可能である。このような、各走行モードの設定や切り替えはＥＣＵ（電子制御装置）２０によって実行される。ＥＣＵ２０は、制御指令信号を伝送するように、エンジン１や第１モータジェネレータ２や第２モータジェネレータ３などと電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータ及びプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。ＥＣＵ２０に入力されるデータは、車速、車輪速、アクセル開度、及び、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）などである。また、ＥＣＵ２０が予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費運転点を決めてあるマップ、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑを決めてあるマップなどである。ＥＣＵ２０は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータジェネレータ２のトルク指令信号、第２モータジェネレータ３のトルク指令信号、及び、エンジン１のトルク指令信号などを出力する。
　図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構４についての共線図である。図２に示す共線図において、サンギヤ７を示す縦線（第１モータジェネレータ軸）と、リングギヤ８を示す縦線（第２モータジェネレータ軸及び出力軸）との間に、キャリア９を示す縦線（エンジン軸）が位置し、サンギヤ７を示す縦線とキャリア９を示す縦線との間隔を「１」とした場合、キャリア９を示す縦線とリングギヤ８を示す縦線との間隔がギヤ比ρに相当する間隔となっている。なお、ギヤ比ρは、動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるサンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比である。これら各回転要素を示す線上における基線からの距離がそれぞれの回転要素の回転数を示し、各回転要素の回転数を示す点を結んだ線は直線となる。なお、図２における矢印は、各回転要素のトルクの方向を示す。
　また、図２に示した共線図は、ハイブリッド走行モードでの動作状態を示している。ハイブリッド走行モードでは、主にエンジン１の動力で走行する。つまり、エンジン１は、要求駆動力に応じた要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを出力する。その場合、第１モータジェネレータ２は発電機として機能して、エンジン１の回転方向とは反対方向（負回転方向）のトルクを出力し、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑの反力を支持する反力受けとして機能する。
　また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクのほうが、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係を、ギヤ比ρを考慮して数式で表すと下記（１）式のように示すことができる。
　Ｔｅ＿ｍａｘ＞－（（１＋ρ）／ρ）×Ｔｇ＿ｍａｘ　・・・・（１）
　なお、エンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば、過給機２１によって増大される。過給機２１としては、エンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）や、排気ガスの運動エネルギーにより駆動させる排気式過給機（ターボチャージャ）などを用いることができる。
　ハイブリッド車両Ｖｅにおけるハイブリッド走行モードは、上述したように主にエンジン１を動力源としてハイブリッド車両Ｖｅを走行させる走行モードである。具体的には、エンジン１と動力分割機構４とを連結することにより、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達することができる。このように、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する際には、第１モータジェネレータ２から反力を動力分割機構４に作用させる。そのため、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができるように、動力分割機構４におけるサンギヤ７を反力要素として機能させる。すなわち、第１モータジェネレータ２は、加速要求に基づく要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じたトルクを駆動輪６に作用させるべく、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに対する反力トルクを出力する。
　また、第１モータジェネレータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができる。そのため、第１モータジェネレータ２の回転数を制御して、エンジン回転数Ｎｅを任意に制御することができる。具体的には、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速などに応じて要求駆動力が求められる。また、その要求駆動力に基づいてエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑが求められる。さらに、そのエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑと現在のエンジン回転数Ｎｅとから運転者の要求する要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが求められる。そして、エンジン１の燃費が良好になる最適燃費線からエンジン１の運転点を定める。また、前述のように定められたエンジン１の運転点となるように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。つまり、エンジン１から動力分割機構４に伝達されるトルクに応じて、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇまたは回転数が制御され、具体的には、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑに制御するように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。この場合、第１モータジェネレータ２の回転数は連続的に変化させることができるため、エンジン回転数Ｎｅも連続的に変化させることができる。
　上述のように、エンジン回転数Ｎｅは第１モータジェネレータ２によって制御され、及び、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じて第１モータジェネレータ２のトルクＴｇが制御される。その場合、第１モータジェネレータ２は上述したように反力要素として機能する。さらに、エンジン回転数Ｎｅの制御は、例えば、加速要求などにより、エンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクを要求する。この場合、イナーシャトルクは正の値であって、具体的には、現在の実際のエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑよりも低い状態でエンジン回転数Ｎｅを増大させる。
　例えば、定常走行の場合や滑らかな加速要求の場合は、上述したように第１モータジェネレータ２によってエンジン回転数Ｎｅを制御する。つまり、エンジン回転数Ｎｅを維持もしくは滑らかに増大させるためのイナーシャトルクを第１モータジェネレータ２によって出力する。したがって、目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑに対してフィードバック系を構成している場合のフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂとし、フィードバック制御の応答性を向上させるためのフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆとすると、第１モータジェネレータ２が出力するトルクＴｇは、下記（２）式のように示すことができる。
　Ｔｇ＝－（ρ／（１＋ρ））×Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｇ＿ｆｂ＋Ｔｇ＿ｆｆ　
                                                         ・・・（２）
　なお、上記（２）式の「－（ρ／（１＋ρ））×Ｔ＿ｒｅｑ」は、上述した反力トルクを示している。また、前述した動力分割機構４を構成している遊星歯車機構における各回転要素のトルクの関係は、そのギヤ比ρ（サンギヤ７の波数とリングギヤ８の歯数との比）に基づいて決まることから、上記（２）式を利用して第１モータジェネレータ２によって出力するトルクＴｇを求めることができる。
　図３は、定常走行から加速した場合における、目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑ、エンジントルクＴｅ、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇ、及び、駆動力の変化の一例を示したタイムチャートである。
　まず、ハイブリッド車両Ｖｅは、ＨＶ走行しており、ｔ０時点では定常走行している。したがって、このｔ０時点での目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑは一定の回転数となり、エンジントルクＴｅ、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇ、及び、駆動力の各パラメータも一定の出力となる。
　次に、ｔ１時点で、急加速など比較的大きな加速要求がされ、エンジン回転数Ｎｅが増大される。具体的には、エンジン回転数Ｎｅがｔ１時点からｔ２時点にわたって急勾配で増大され、またそれに伴って、エンジントルクＴｅもｔ１時点からｔ２時点にわたって急勾配で出力される。なお、このエンジントルクＴｅは、エンジン１に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄであって、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑにエンジン軸に変換したフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆを加算した合算トルクである。そして、このタイムチャートでは、ｔ２時点でのエンジントルクＴｅが最大値となっている。
　さらに、ｔ１時点からｔ２時点での第１モータジェネレータ２のトルクＴｇは、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに対する反力トルクにフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂが加算され、ｔ１時点からｔ２時点にわたって急勾配で増大される。そして、駆動輪６から出力される駆動力もｔ１時点からｔ２時点にわたって急勾配で増大される。これにより、エンジン直達トルクが減少しないことに加えて、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇが減少しないことにより第１モータジェネレータ２の発電量も増加する。したがって、エンジントルク直達トルクに加えて、第２モータジェネレータ３で出力する駆動力も増大するため、結果的にハイブリッド車両Ｖｅ全体として駆動輪６から出力される駆動力も増大する。
　次に、ｔ２時点からｔ３時点の過渡期における目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑは増大するものの、その変化率は減少する。つまり、エンジン回転数Ｎｅが一定の回転数まで増大したと判断できる。したがって、そのエンジン回転数Ｎｅの変化率が減少することによりイナーシャトルク（フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆ）も減少する。また、このようにイナーシャトルクが減少することに伴って、ｔ２時点からｔ３時点にわたってエンジントルクＴｅも減少して出力される。また、ｔ２時点からｔ３時点にわたって、断続的にフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆが減少する分、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇが減少するため、第１モータジェネレータ２の発電量も減少する。そして、エンジントルクＴｅや第１モータジェネレータ２の発電量が減少することに伴って、エンジントルク直達トルクに加えて、第２モータジェネレータ３で出力する駆動力は増大するものの変化率は減少する。
　そして、ｔ３時点で目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑはほぼ一定となり、エンジントルクＴｅ及び第１モータジェネレータ２のトルクＴｇがｔ０時点における定常走行とほぼ同様の出力に減少する。したがって、このｔ３時点で加速要求が終了したと判断できる。
　図４は、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄを演算するために、ＥＣＵ２０が行う制御の一例を示したフローチャートである。
　まず、ＥＣＵ２０は、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑを求める（ステップＳ１）。このエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑは、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速に基づいて求まる要求駆動力から求められ、例えば、予め用意されたマップなどを参照することにより決定される。
　次に、ＥＣＵ２０は、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを求める（ステップＳ２）。この要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑは、例えば、運転者の要求するエンジントルクであって、運転者のアクセルペダルの操作量などに基づいて求まる値である。したがって、要求駆動力と現在のエンジン回転数Ｎｅとから求めることができる。
　次に、ＥＣＵ２０は、目標回転数制御のフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂを求める（ステップＳ３）。次に、ＥＣＵ２０は、目標回転数制御のフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆを求める（ステップＳ４）。なお、フィードバックトルクＴｇ＿ｆｂ及びフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に要するトルクであって、エンジン１や第１モータジェネレータ２の回転数を変化させるためのトルクであり、フォードバック制御及びフィードフォワード制御により求める。フィードバックトルクＴｇ＿ｆｂは、現在のルーチンにおける実際のエンジン回転数Ｎｅと現在のルーチンにおける目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑとの偏差に基づいて求まる。また、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、現在のルーチンの目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑと、１ルーチン後の目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑ＋１との偏差に基づいて求まる。
　なお、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆをイナーシャトルクとした場合、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、１ルーチンの間に増大させるべき目標エンジン回転数の増加量ｄＮｅに、エンジン１及び第１モータジェネレータ２の各イナーシャトルクのエンジン軸相当分を合計したイナーシャモーメントＩｅを掛け合わせ、さらにエンジン１の軸トルクを第１モータジェネレータ２の軸トルクに変換するための変換係数Ｋを掛けて求められる。これを簡略化して表すと、下記（３）式のように示すことができる。
　Ｔｇ＿ｆｆ＝Ｉｅ×ｄＮｅ／ｄｔ　・・・・（３）
　なお、上記（３）式において、第２モータジェネレータ３の回転軸における回転変動に与える影響は比較的少ないため考慮しない。
　ここで、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑから決まるエンジン１の目標回転数を目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑとすると、現在のエンジン回転数Ｎｅよりも目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑが大きい場合、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆが正の値（Ｔｇ＿ｆｆ＞０）となり、この場合、上記（２）式のエンジン１の反力トルク以外の項は、下記（４）式に示したようになる場合がある。
　Ｔｇ＿ｆｂ＋Ｔｇ＿ｆｆ＞０　・・・・（４）
　この上記（４）式の関係を満たす場合には、第１モータジェネレータ２が発生する反力トルクを減少させることになり、駆動力の減少につながる。
　そのため、ＥＣＵ２０は、下記（５）式に示すように、上記（２）式のフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆを、第１モータジェネレータ２が出力するトルクＴｇから省き、下記（６）式に示すように、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに、エンジン軸に変換したフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆを加算したトルクを、エンジントルクＴｅ＿ｃｍｄとして確定し出力する（ステップＳ５）。
　Ｔｇ＝－（ρ／（１＋ρ））×Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｇ＿ｆｂ　
                                                      ・・・・（５）
　Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ＋（１／Ｋ）×Ｔｇ＿ｆｆ　・・・・（６）
　これにより、エンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑへの追従を行うための制御は、応答の早い第１モータジェネレータ２のトルクＴｇで行うことができるため、上記（２）式のようにフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂをエンジン１から出力させる場合に比べて、目標回転数への追従性を向上させることができる。また、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、エンジン１側で補償するため、その分、上記（４）式で示した反力以外の項を減らすことができ、駆動力の減少を抑えることができる。
　本実施形態においては、エンジン回転数Ｎｅが低回転からの加速時に、イナーシャトルクに影響されることなく、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを駆動軸５及び駆動輪６に伝達することができるため、加速応答性などの加速性能が低下することを抑制することができる。
　また、第１モータジェネレータ２で要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに対する反力トルクを出力することができることにより、第１モータジェネレータ２によって発電する発電量は増加する。そのため、第２モータジェネレータ３に供給可能な電力が増大し、それに伴って第２モータジェネレータ３から出力される駆動力を増加させることができるため、加速性能を向上させることができる。
　ここで、従来の設計手法の場合、最大トルクＴｅ＿ｍａｘ（エンジントルクＴｅの上限値）が決まると、それに合わせて第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘ（第１モータジェネレータ２のトルクＴｇの上限値）は、下記（７）式のように設定される。
　Ｔｇ＿ｍａｘ＝－（ρ／（１＋ρ））×Ｔｅ＿ｍａｘ＋α　
                                                     ・・・・（７）
　なお、上記（７）式のαは設計余裕値である。
　そして、上記（７）式のように、第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘを設定した後、最大トルクＴｅ＿ｍａｘが、これよりも大きな値Ｔｅ＿ｍａｘ２に増加された場合、例えば、電気系システム及びトランスミッションは同じまま、高トルクエンジンに変更した場合、定常時には第１モータジェネレータ２で受けきれないエンジン１の余剰トルクを、上記（６）式の（１／Ｋ）×Ｔｇ＿ｆｆとして利用することができる。また、本実施形態においては、エンジントルクＴｅの向上のみでも動力性能を向上させることができる。
　なお、上記（５）式及び上記（６）式を、下記（８）式及び下記（９）式のようにしてもよい。
　Ｔｇ＝－（ρ／（１＋ρ））×Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｇ＿ｆｂ＋Ｋｇｅ×Ｔｇ＿ｆｆ
                                                     ・・・・（８）
　Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ＋（１／Ｋｇｅ）×Ｔｇ＿ｆｆ　
                                                     ・・・・（９）
　上記（８）式及び上記（９）式において、Ｋｇｅはイナーシャトルクの第１モータジェネレータ２とエンジン１に対する分配比であり、０≦Ｋｇｅ＜１の関係を満たす。
　これにより、分配比Ｋｇｅを大きくしていくと、第１モータジェネレータ２側で一定量のイナーシャトルクを分担することになり、第１モータジェネレータ２の最大トルクに対して余裕を持つことができる。また、この場合、フィードバックトルクＴｇ＿ｆｂが負側に大きくなっても、第１モータジェネレータ２の最大トルクを超える頻度が減り、目標回転数制御の目標値への追従性を向上させることができる。
　また、本実施形態で説明した制御は、本実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅのように、過給機２１を備えたエンジン１を組み合わせたシステムにおいて、過給機２１のタービンを回すためにエンジン回転数Ｎｅを素早く上昇させたいニーズがあるため、特に有効である。
　本発明によれば、エンジン回転数を増大させる際に、目標回転数への追従性を向上させることができるハイブリッド車両を提供することができる。
１　エンジン
２　第１モータジェネレータ
３　第２モータジェネレータ
４　動力分割機構
５　駆動軸
６　駆動輪
７　サンギヤ
８　リングギヤ
９　キャリア
１２　第１ドライブギヤ
２０　ＥＣＵ
２１　過給機
Ｖｅ　ハイブリッド車両

Claims (2)

  1. 　エンジンと、
    　駆動輪に駆動力を伝達する出力部材と、
    　回転電機と、
    　前記エンジンが出力した駆動力を前記出力部材と前記回転電機とに分割して伝達する動力分割機構とを備え、
    　前記動力分割機構は、前記エンジンに連結された入力要素と、前記回転電機に連結された反力要素と、前記出力部材に連結された出力要素との少なくとも三つの回転要素を含み、
    　エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、該エンジン要求トルクに対する反力トルクを前記回転電機で出力するハイブリッド車両であって、
    　前記エンジンの目標回転数に対してフィードバック系を構成しているフィードバックトルクを前記回転電機の前記反力トルクとして出力することを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 　前記エンジンは過給機を備えており、
    　前記過給機を作動させることにより前記エンジンの出力トルクを増大させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2594274A (en) * 2020-04-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Inertia compensation method for vehicles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001054208A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Mazda Motor Corp 車両の駆動装置
WO2013171841A1 (ja) * 2012-05-15 2013-11-21 トヨタ自動車 株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2014111397A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp 車両の駆動力制御装置
US20170247025A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Ford Global Technologies, Llc System and method for modeling and estimating engine cranking torque disturbances during starts and stops

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001054208A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Mazda Motor Corp 車両の駆動装置
WO2013171841A1 (ja) * 2012-05-15 2013-11-21 トヨタ自動車 株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2014111397A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Toyota Motor Corp 車両の駆動力制御装置
US20170247025A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Ford Global Technologies, Llc System and method for modeling and estimating engine cranking torque disturbances during starts and stops

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2594274A (en) * 2020-04-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Inertia compensation method for vehicles
GB2594274B (en) * 2020-04-21 2022-07-13 Jaguar Land Rover Ltd Inertia compensation method for vehicles

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