JP2000225860A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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JP2000225860A
JP2000225860A JP11026452A JP2645299A JP2000225860A JP 2000225860 A JP2000225860 A JP 2000225860A JP 11026452 A JP11026452 A JP 11026452A JP 2645299 A JP2645299 A JP 2645299A JP 2000225860 A JP2000225860 A JP 2000225860A
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JP
Japan
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engine
transmission capacity
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torque transmission
electric motor
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Koji Ando
孝司 安藤
Kaoru Sawase
薫 澤瀬
Yuichi Nochida
祐一 後田
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/543Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の加速応答性を十分に確保してドライバ
ビリティの向上を図ったハイブリッド車両を提供する。 【解決手段】 エンジン1と電動機2を有し、車両駆動
用出力を出力する車両駆動力源20に対する要求出力を
要求出力検出手段22,23で検出し、この検出結果が
電動機単独モードでの走行中の要求出力増加の場合でエ
ンジンを始動させた時は、制御手段15を用いて車両駆
動力源20と駆動車輪側3との間に介装したトルク伝達
容量が可変の発進クラッチ4のトルク伝達容量をエンジ
ン始動前の要求出力に対応したトルク伝達容量以上で且
つ、発進クラッチにスリップが生じるトルク伝達容量に
制限し、その後スリップが発生しないトルク伝達容量に
増加させることで、エンジン回転上昇時の負荷を軽減し
てエンジン出力を素早く上昇させ、この上昇した出力を
駆動車輪側3へと伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機とエンジン
を備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題等に対応する車両とし
て、電動機及びエンジンを備えたハイブリッド車両が種
々提案されている。このようなハイブリッド車両の駆動
方式は、大別すると、電動機が駆動車輪側に接続され電
動機からの駆動出力だけで駆動車輪を駆動し、エンジン
は電動機用の発電機を駆動するために用いるものや、エ
ンジンと電動機とを選択的に駆動車輪側に接続して、電
動機の駆動出力とエンジンの駆動出力とを駆動車輪側に
伝達するものがある。例えば、特開平6−17727号
公報には、電動機及びエンジンを備えたハイブリッド車
両において、電動機による単独走行中にエンジンと電動
機との間に介装されたクラッチを結合してエンジンを始
動する場合に、電動機の回転トルクを大きくするように
補正してエンジン始動時における駆動車輪側への出力ト
ルクの落ち込みを抑えることで、エンジン始動時にショ
ックのない安定した走行を可能とする技術が提案されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン運転中はエンジン及び電動機が駆動車輪系に直結され
ているため、エンジンの回転速度上昇に対して常に車輪
駆動系が負荷になり、エンジン回転速度を上昇させる場
合の応答性に問題がある。例えば、低車速走行中に大加
速が要求されてエンジンを始動する必要が生じた場合等
においては、エンジンを始動しても最初はエンジン回転
速度が低く、十分なエンジン出力が得られるエンジン回
転速度になるまでに時間がかかってしまい、車両の加速
応答性を十分に確保できない問題が生じ易い。つまり、
モータ単独での走行状態からエンジンを駆動して走行す
るエンジン走行状態への運転切換時におけるエンジンの
応答性にタイムラグがあり、エンジンだけを駆動源とす
る車両と比してドライバビリティに問題を残している。
本発明は、車両の加速応答性を十分に確保してドライバ
ビリティの向上を図ったハイブリッド車両を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明は、電動機及びエンジンを有しエンジン及び電動
機の少なくとも一方から車両駆動用出力を出力する車両
駆動力源が電動機単独モードでの走行中に、車両駆動力
源に対する要求出力を検出する要求出力検出手段で要求
出力が増加したことを検出してエンジンを始動させた時
に、車両駆動力源と駆動車輪側との間に介装したトルク
伝達容量可変の発進クラッチのトルク伝達容量を、エン
ジン始動前の要求出力に対応したトルク伝達容量以上で
且つ、発進クラッチにスリップが生じるトルク伝達容量
に制限した後、スリップが発生しないトルク伝達容量に
増加させる制御手段を備えているので、エンジン始動直
後において、車輪側への出力トルクを低下させることな
く発進クラッチ側でスリップが生じることになり、エン
ジン回転速度を上昇させる際のエンジンの対する負荷が
軽減される。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1に示す車両は、エンジン1と電
動機2を有し電動機単独モードを含む複数の駆動モード
でエンジン1及び電動機2の少なくとも一方から車両駆
動用出力を出力する車両駆動力源20を備えている。こ
の車両駆動力源20と駆動車輪側となるデフ3との間に
は、トルク伝達容量が可変の発進クラッチ4が介装され
ている。電動機2は、ここではモータと発電機とに切り
換えられるものである。エンジン1には、希薄燃焼エン
ジンや筒内直接噴射ガソリンエンジンを用いるのが好ま
しい。電動機2としては、モータ単体を用いても良い
が、この場合には発電機を個別に設ける必要がある。
【0006】モータの回転子2aには、出力軸7が連結
されている。この出力軸7は、変速機8の図示しない入
力軸に連結されている。エンジン1のクランクシャフト
5の端部には、ダンパ付きのフライホイール6を介して
メインシャフト6aが連結されている。メインシャフト
6aは、後述のメインコントローラで制御されるクラッ
チ24を介して出力軸7と断続可能に設けられている。
【0007】変速機8の出力軸9には、発進クラッチ4
の出力部材を構成するスリーブ19が回転自在に支持さ
れている。このスリーブ19には、デフ3のリングギア
11に噛合する出力ギア10が設けられている。
【0008】発進クラッチ4は、出力軸9とスリーブ1
9との間を断続する周知の油圧クラッチから構成されて
いて、その油圧制御部21を制御されることで出力軸9
とスリーブ19の間におけるトルク伝達容量を可変する
ように構成されている。トルク伝達容量は、電動機2で
発生する最大トルクとエンジンで発生する最大トルクと
を加算した駆動源最大トルクを伝達でき得る最大容量に
設定されている。
【0009】発進クラッチ4よりも車両駆動力源20側
となる上流側と、発進クラッチ4よりもデフ3側となる
下流側には、回転センサ12,13が配置されている。
回転センサ12はここでは出力軸9の回転速度を検出
し、回転センサ13はスリーブ19の回転速度を検知し
ている。
【0010】電動機2のコイル部2bには、インバータ
14を介して高電圧のメインバッテリー16が接続され
ている。メインバッテリー16には、DC−DCコンバ
ータ17を介して車両のライトや計器類等の一般電源と
なるバッテリー18が接続されている。インバータ14
は、メインバッテリー16の直流電流を、電動機2をモ
ータとして使用する場合の交流電流に変換する機能と、
電動機2が発電機として機能する場合に、発電機からの
交流電流を直流電流に変換するコンバート機構とを備え
ている。メインバッテリー16は、ここでは主に電動機
2がモータとして動作する際の電源をなしている。
【0011】インバータ14、メインバッテリー16
は、制御手段としてのメインコントローラ15にそれぞ
れ接続されている。メインコントローラ15は、周知の
マイクロコンピュータからその要部を構成されていて、
インバータ14の内部回路を切換えて、電動機2をモー
タや発電機に切換えると共に、電動機2による発電量や
駆動出力を変更する機能を備えている。
【0012】メインコントローラ15には、回転センサ
12,13、油圧制御部21と共に、エンジン回転速度
Neを検出してその信号を出力するエンジン回転速度セ
ンサ19と、車速情報Vを出力する車速センサ22と、
アクセル開度情報APSを出力するアクセル開度センサ
23とがそれぞれ接続されている。車速センサ22とア
クセル開度センサ23は車両駆動力源20に対する運転
者の要求出力を検出する要求出力検出手段を構成してい
る。
【0013】本形態における車両は、電動機2をモータ
として機能させて、その駆動トルクで走行する電動機単
独モードと、電動機2のトルクにエンジン1の駆動トル
クを付加して走行するエンジン走行モードとが設定され
ている。メインコントローラ15は、各種情報を記憶す
るメモリ25と、車両駆動力源20に対する運転者の要
求出力を車速情報Vとアクセル開度情報APSとから算
出する要求出力算出部26と、モータ限界走行を判断す
る判断部27と、要求出力発生回転判断部28とを備え
ている。また、メインコントローラ15では、回転セン
サ12,13から回転情報を基に発進クラッチ4の上流
側と下流側の回転差とを算出して発進クラッチ4のスリ
ップの有無を検知している。
【0014】このような構成の制御装置による制御を図
2に示すフローチャートに沿って説明する。この制御は
車両走行中に実行される。ステップM1においてアクセ
ル開度情報APSと車速情報Vとを読み込み、ステップ
M2で要求出力算出部26でアクセル開度情報APSと
車速情報Vとから要求出力を算出してステップM3に進
む。ステップM3では、算出された要求出力にエンジン
始動トルクを加算して目標トルクを求め、この目標トル
クを電動機(モータ)が出力できるかを判断部27で判
断する。この結果、モータ出力のみで満足できる場合に
は、ステップM4に進んでモータ走行が続行され、ステ
ップM5において、要求出力相当を必要クラッチ容量と
してメモリ25に記憶し、ステップM6において、油圧
制御部21を制御して発進クラッチ容量を最大、すなわ
ち直結状態としてリターンする。このため、デフ3側に
は、要求出力が確実に伝達されることになる。
【0015】次に、ステップM3において、モータ単独
で目標トルクを出力できない場合には、ステップM7に
おいてエンジン走行モードが選択されてクラッチ24が
接続動作し、エンジン1が始動してエンジン走行が行わ
れる。そしてステップM8において、その時のエンジン
回転速度が要求出力発生回転判断部28によって判断さ
れる。この結果、要求出力を発生するのに十分なエンジ
ン回転速度でないと判断された場合、すなわち目標エン
ジン回転速度に達しない場合には、ステップM11にお
いて、発進クラッチ4の伝達容量を前回のメモリ値+α
とし、これを必要クラッチ容量としてメモリ25に記憶
する共に、油圧制御部21を制御して発進クラッチ4の
容量を変更する。なお、αは、α≧0とし、クラッチ容
量はステップM8におけるエンジン回転速度における予
想出力+電動機2(モータ)出力よりも小とする。この
ため、発進クラッチ4の伝達容量が、現在の駆動トルク
に対して低くなるので、変速機8の出力軸9がスリーブ
19に対してスリップしてエンジン1に対する負荷が軽
減される。これによりステップM12において、エンジ
ン回転速度が増加されてリターンする。このエンジン回
転速度の増加は、再度制御ルーチンが実行され、ステッ
プM8において目標エンジン回転速度となるまで上昇す
る。
【0016】ステップM8において要求出力を発生する
のに十分なエンジン回転速度、すなわち目標エンジン回
転速度に達した場合には、ステップM9において要求出
力相当を必要クラッチ容量としてメモリ25に記憶し、
ステップM10において、油圧制御部21を制御して発
進クラッチ容量を最大、すなわち直結状態としてリター
ンする。このため、デフ3側には、要求出力が確実に伝
達されることになる。
【0017】このため、エンジン始動直後において、デ
フ3側への出力トルクを低下させることなく、すなわ
ち、走行に必要に駆動トルクは確保されつつ発進クラッ
チ4でスリップが生じることになり、エンジン回転速度
を上昇させる際のエンジン1に対する負荷が軽減される
ことになる。従って、エンジン1の回転速度が素早く上
昇してエンジン始動時の早期に十分なエンジン出力を発
生させることができる。そして、その後は油圧制御部2
1が制御されることで発進クラッチ4のトルク伝達容量
がスリップが発生しないトルク伝達容量に増加されるの
で、十分に発生したエンジン出力を効率的に発進クラッ
チ4を介してデフ3側へ伝達でき加速性を上昇すること
ができ、ドライバビリティが向上する。
【0018】ステップM8における目標エンジン回転速
度とは、要求出力から電動機2の駆動トルクを引いたト
ルクを発生するエンジン回転速度として説明したが、車
両に搭載したエンジンの最高トルクが出力できるエンジ
ン回転速度であっても良い。このようにすればエンジン
1から最大限に駆動トルクを出力させることができ、よ
り加速性を上昇することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、電動機単独モードでの
走行中に車両駆動源に対する要求出力が増加したことを
検知してエンジンを始動させた時は、発進クラッチのト
ルク伝達容量をエンジン始動前の要求出力に対応したト
ルク伝達容量以上で且つ発進クラッチにスリップが生じ
るトルク伝達容量に制限することで、エンジン始動直後
は車輪側への出力トルクを低下させることなく発進クラ
ッチ側でスリップが生じることになり、エンジン回転速
度を上昇させる際のエンジンの対する負荷が軽減される
ので、エンジンの回転速度を素早く上昇させてエンジン
始動時の早期に十分なエンジン出力を発生させることが
できる。そして、その後は発進クラッチにスリップが発
生しないトルク伝達容量に増加させるので、十分に発生
したエンジン出力を効率的に発進クラッチを介して駆動
車輪側へ伝達でき加速性を上昇することができ、ドライ
バビリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態を示すハイブリッド車両の制御
装置の概略構成図である。
【図2】制御手段による制御の一形態を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 エンジン 2 電動機 4 発進クラッチ 15 制御手段 20 車両駆動力源 22,23 要求出力検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/02 B60K 9/00 E F16D 48/02 F16D 25/14 640K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機及びエンジンを有し電動機単独モー
    ドを含む複数のモードで上記エンジン及び電動機の少な
    くとも一方から車両駆動用出力を出力する車両駆動力源
    と、 上記車両駆動力源と駆動車輪側との間に介装されたトル
    ク伝達容量可変の発進クラッチと、 上記車両駆動力源に対する要求出力を検出する要求出力
    検出手段と、 上記電動機単独モードでの走行中に上記要求出力が増加
    したことを検出して上記エンジンを始動した時に、上記
    発進クラッチのトルク伝達容量をエンジン始動前の要求
    出力に対応したトルク伝達容量以上で且つ、上記発進ク
    ラッチにスリップが生じるトルク伝達容量に制限した
    後、上記スリップが発生しないトルク伝達容量に増加さ
    せる制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド
    車両の制御装置。
JP11026452A 1999-02-03 1999-02-03 ハイブリッド車両の制御装置 Withdrawn JP2000225860A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100772314B1 (ko) 2005-11-07 2007-12-11 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 하이브리드 차량의 제어 장치
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