JP2008201316A - Hybrid car and its control method - Google Patents
Hybrid car and its control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008201316A JP2008201316A JP2007041131A JP2007041131A JP2008201316A JP 2008201316 A JP2008201316 A JP 2008201316A JP 2007041131 A JP2007041131 A JP 2007041131A JP 2007041131 A JP2007041131 A JP 2007041131A JP 2008201316 A JP2008201316 A JP 2008201316A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- parking brake
- motor
- output
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第3の軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する第1電動機と、前記駆動軸側に動力を入出力する第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備えるハイブリッド車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, a drive shaft connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive wheel, and a third shaft, and is input / output to / from any two of the three shafts. Three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining one shaft based on power, a first motor for inputting / outputting power to / from the third shaft, and a first motor for inputting / outputting power to / from the drive shaft side The present invention relates to a hybrid vehicle including two electric motors and power storage means for exchanging electric power with the first motor and the second motor, and a control method thereof.
従来、この種のハイブリッド車としては、遊星歯車機構にエンジンと第1モータと駆動軸と第2モータとが接続されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、第1モータと第2モータの一方が過回転する回転速度領域に達したときにはエンジンの運転ポイントを最適燃費線に沿って変更することにより、第1モータや第2モータが過回転するのを防止するものとしている。
このように遊星歯車機構にエンジンや第1モータ,駆動軸,第2モータが接続されたタイプのハイブリッド車では、モータの過回転を抑制することが重要な課題の一つとして考えられている。その一例として、エンジンと、このエンジンの出力軸がキャリアが接続されると共に駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のサンギヤに接続された第1モータと、駆動軸に動力を入出力する第2モータと、二つのモータと電力をやり取りするバッテリとを備えるタイプのハイブリッド車において、駆動軸の回転数が急変した場合を考えると、第1モータの回転数も急変し、第1モータが過回転したり場合によっては第1モータで発電する電力が増大してバッテリが過大な電力により充電されたりする現象が生じうる。駆動軸の回転数の急変は、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに限られず、走行中にパーキングブレーキを操作した際にも生じるから、こうした場合でも適切に対応することが求められている。 In such a hybrid vehicle in which the engine, the first motor, the drive shaft, and the second motor are connected to the planetary gear mechanism as described above, it is considered as one of important issues to suppress over-rotation of the motor. As an example, an engine, a planetary gear mechanism in which a carrier is connected to the output shaft of the engine and a ring gear is connected to the drive shaft, a first motor connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, and power to the drive shaft In a hybrid vehicle of the type including a second motor that inputs / outputs and a battery that exchanges power with the two motors, considering the case where the rotational speed of the drive shaft changes suddenly, the rotational speed of the first motor also changes suddenly, There may occur a phenomenon in which the first motor is excessively rotated or in some cases, the electric power generated by the first motor is increased and the battery is charged with excessive electric power. A sudden change in the rotational speed of the drive shaft is not limited to when the driver depresses the brake pedal, but also occurs when the parking brake is operated during traveling.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、第1電動機の過回転を抑制することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、蓄電装置が過大な電力により充電されないようにすることを目的の一つとする。 One object of the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention is to suppress over-rotation of the first electric motor. Another object of the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention is to prevent the power storage device from being charged by excessive electric power.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第3の軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記第3の軸に動力を入出力する第1電動機と、
前記駆動軸側に動力を入出力する第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸に直接または間接に制動力を作用させる駐車ブレーキの操作を検出する駐車ブレーキ操作検出手段と、
前記駐車ブレーキ操作検出手段により駐車ブレーキの操作が検出されていない通常時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記駐車ブレーキ操作検出手段により駐車ブレーキの操作が検出された駐車ブレーキ操作時には前記設定された要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
The output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft side connected to the drive wheels, and a third shaft are connected to the three shafts, and the remaining one is based on the power input / output to / from any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the shaft;
A first electric motor for inputting and outputting power to the third shaft;
A second electric motor that inputs and outputs power to the drive shaft side;
Power storage means for exchanging power with the first motor and the second motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Parking brake operation detecting means for detecting an operation of a parking brake that applies a braking force directly or indirectly to the drive shaft;
When the parking brake operation is not detected by the parking brake operation detecting means, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second motor are output so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft at a normal time. The driving force output to the drive shaft is limited with respect to the set required driving force when the parking brake operation is detected when the parking brake operation is detected by the parking brake operation detecting means. The gist of the invention is that it comprises a control means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor.
この本発明のハイブリッド車では、駐車ブレーキが操作されていない通常時には要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御し、駐車ブレーキが操作された駐車ブレーキ操作時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御する。したがって、駐車ブレーキ操作時に駆動軸の回転数が急変するのを抑制できる。この結果、駆動軸の回転数の急変に伴う第1電動機の過回転を抑制することができる。また、蓄電装置が過大な電力により充電されないようにすることができる。ここで、「駆動力」には、負の駆動力すなわち制動力も含まれる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor are controlled so that the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft in the normal time when the parking brake is not operated. The internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor are controlled so that the driving force output to the driving shaft is limited with respect to the required driving force when the operated parking brake is operated. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the rotational speed of the drive shaft during the parking brake operation. As a result, it is possible to suppress over-rotation of the first electric motor accompanying a sudden change in the rotational speed of the drive shaft. In addition, the power storage device can be prevented from being charged by excessive electric power. Here, “driving force” includes negative driving force, that is, braking force.
こうした本発明のハイブリッド車において、前記駐車ブレーキの操作量を検出する駐車ブレーキ操作量検出手段を備え、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記設定された要求駆動力と前記駐車ブレーキ操作量検出手段により検出された駐車ブレーキの操作量に応じた制動力との和の制動力に基づいて前記駆動軸に出力される制動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数の急変をより適切に抑制することができ、第1電動機の過回転を抑制することができる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記要求駆動力と前記駐車ブレーキの操作量に応じた制動力との和の制動力の大きさが所定値よりも大きいときには該要求駆動力に拘わらず前記駆動軸に制動力が出力されないよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸の回転数がロックするのを抑制することができる。 Such a hybrid vehicle of the present invention includes a parking brake operation amount detection means for detecting an operation amount of the parking brake, and the control means, when the parking brake is operated, sets the required driving force and the parking brake operation amount. The internal combustion engine, the first electric motor, and the first motor are limited so that the braking force output to the drive shaft is limited based on the braking force that is the sum of the braking force corresponding to the amount of operation of the parking brake detected by the detecting means. It can also be a means for controlling two electric motors. If it carries out like this, the sudden change of the rotation speed of a drive shaft can be suppressed more appropriately, and the overspeed of a 1st electric motor can be suppressed. In the hybrid vehicle of this aspect of the present invention, the control means is configured such that, when the parking brake is operated, the magnitude of the braking force that is the sum of the required driving force and the braking force according to the amount of operation of the parking brake is greater than a predetermined value. If it is larger, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor may be controlled so that no braking force is output to the driving shaft regardless of the required driving force. In this way, it is possible to suppress the rotation speed of the drive shaft from being locked.
また、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記設定された要求駆動力を制限した駆動力を実行駆動力に設定し、該設定した実行駆動力を前記駆動軸に出力するための前記内燃機関の目標機関動力を設定し、該設定した目標機関動力が前記内燃機関から出力されると共に前記設定した実行駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the parking brake is operated, the control means sets a driving force that limits the set required driving force as an effective driving force, and sets the effective driving force that is set to the driving shaft. A target engine power of the internal combustion engine to be output to the engine, and the set target engine power is output from the internal combustion engine and a driving force based on the set execution driving force is output to the drive shaft. It may be a means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor.
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記3軸式動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と動力軸と前記第3の軸の3軸に接続され、前記動力軸と前記駆動軸とに接続され、該動力軸からの動力を変速段の変更を伴って該駆動軸に伝達する変速伝達手段を備えるものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、変速段が増速側に変更されるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできるし、前記変速伝達手段は、前記動力軸と前記駆動軸との切り離しが可能な手段であり、前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記動力軸と前記駆動軸とが切り離されるよう前記変速伝達手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力軸の回転数が急変するのをより確実に抑制することができ、第1電動機の過回転を抑制することができる。 Furthermore, in the hybrid vehicle of the present invention, the three-shaft power input / output means is connected to three shafts of the output shaft, the power shaft, and the third shaft of the internal combustion engine, and the power shaft and the drive shaft are connected to each other. It is also possible to provide shift transmission means that is connected and transmits the power from the power shaft to the drive shaft with a change in the gear position. In the hybrid vehicle of this aspect of the present invention, the control means may be means for controlling the shift transmission means so that the gear position is changed to a speed increasing side when the parking brake is operated. The shift transmission means is a means capable of separating the power shaft and the drive shaft, and the control means is configured to disconnect the power shaft and the drive shaft when the parking brake is operated. It can also be a means for controlling. If it carries out like this, it can suppress more reliably that the rotation speed of a power shaft changes rapidly, and can suppress the excessive rotation of a 1st electric motor.
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第3の軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3の軸に動力を入出力する第1電動機と、前記駆動軸側に動力を入出力する第2電動機と、前記第1電動機および前記第2電動機と電力をやり取りする蓄電手段とを備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記駆動軸に直接または間接に制動力を作用させる駐車ブレーキが操作されていない通常時には前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記駐車ブレーキが操作された駐車ブレーキ操作時には前記要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御することを特徴とする。
The hybrid vehicle control method of the present invention includes:
Based on the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft connected to the drive wheels, and the third shaft, which are connected to the three shafts, and input / output to / from any two of the three shafts 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining one shaft; a first motor for inputting / outputting power to / from the third shaft; a second motor for inputting / outputting power to / from the drive shaft; A method for controlling a hybrid vehicle, comprising a power storage means for exchanging electric power with the first motor and the second motor,
The internal combustion engine and the engine are configured so that a driving force based on a required driving force required for the driving shaft is output to the driving shaft at a normal time when a parking brake that directly or indirectly applies a braking force to the driving shaft is not operated. The internal combustion engine and the second electric motor are controlled so that a driving force output to the driving shaft is limited with respect to the required driving force when the parking brake is operated by controlling the first electric motor and the second electric motor. The first motor and the second motor are controlled.
この本発明のハイブリッド車の制御方法によれば、駐車ブレーキが操作されていない通常時には要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御し、駐車ブレーキが操作された駐車ブレーキ操作時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御する。したがって、駐車ブレーキ操作時に駆動軸の回転数が急変するのを抑制できる。この結果、駆動軸の回転数の急変に伴う第1電動機の過回転を抑制することができる。また、蓄電装置が過大な電力により充電されないようにすることができる。 According to the hybrid vehicle control method of the present invention, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor are controlled so that the driving force based on the required driving force is output to the drive shaft in the normal time when the parking brake is not operated. Then, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor are controlled so that the driving force output to the driving shaft is limited with respect to the required driving force when the parking brake is operated. Therefore, it is possible to suppress a sudden change in the rotational speed of the drive shaft during the parking brake operation. As a result, it is possible to suppress over-rotation of the first electric motor accompanying a sudden change in the rotational speed of the drive shaft. In addition, the power storage device can be prevented from being charged by excessive electric power.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である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。第1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、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット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、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して、最終的には車両の駆動輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72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、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,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,機械的な機構により駆動輪39a,39bに制動力を出力するパーキングブレーキ装置90のパーキングブレーキペダル92の踏み込み量を検出するパーキングブレーキペダルポジションセンサ94からのパーキングブレーキペダルポジションPPなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accとブレーキペダル85の踏み込み量に対応するブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、走行中にパーキングブレーキペダル92が踏み込まれた際の動作について説明する。図4はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、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や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,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,パーキングブレーキペダルポジションセンサ94からのパーキングブレーキペダルポジションPPなどの制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTd*を設定する(ステップS110)。要求トルクTd*は、実施例では、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vと要求トルクTd*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTd*を導出して設定するものとした。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is input in this way, the torque required for the vehicle is output to the
次に、入力したパーキングブレーキペダルポジションPPに基づいてパーキングブレーキペダル92が踏み込まれているか否かを判定する(ステップS120)。パーキングブレーキペダル92が踏み込まれていないときには、ステップS110で設定された要求トルクTd*をそのまま実行トルクT*に設定し(ステップS130)、設定した実行トルクT*に基づいてエンジン22から出力すべき要求パワーPe*を設定する(ステップS140)。ここで、要求パワーPe*は、設定した実行トルクT*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものと充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
Next, it is determined whether or not the
続いて、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS150)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図6に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Subsequently, a target rotational speed Ne * and a target torque Te * are set as operating points at which the
次に、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を計算する(ステップS160)。ここで、式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is calculated by the following equation (1) using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1*=ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ρ (1)
Tm1 * = ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
そして、実行トルクT*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(3)により計算すると共に(ステップS170)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(4)および式(5)により計算すると共に(ステップS180)、設定した仮トルクTm2tmpを式(6)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS190)。ここで、式(3)は、図7の共線図から容易に導くことができる。
Then, the torque command Tm1 * set to the execution torque T * is added by dividing the torque command Tm1 * by the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
Tm2tmp = (T * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (6)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS200)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTd*を出力して走行することができる。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS120でパーキングブレーキペダル92が踏み込まれていると判定されたときには、パーキングブレーキ装置90から駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用する制動トルクを含めてリングギヤ軸32aに作用する制動トルクTbを推定する(ステップS210)。ここで、制動トルクTbは、実施例では、パーキングブレーキペダル92の踏み込みによってリングギヤ軸32aに作用する制動トルクとしてのパーキングブレーキトルクTpbを推定し、推定したパーキングブレーキトルクTpbとステップS110で設定した要求トルクTd*との和により計算するものとした。なお、パーキングブレーキトルクTpbは、パーキングブレーキペダルポジションPPとパーキングブレーキトルクTpbとの関係を予め求めてマップとしてROM74に記憶しておき、パーキングブレーキペダルポジションPPが与えられるとマップから対応するパーキングブレーキトルクTpbを導出して設定することができる。このマップの一例を図8に示す。
When it is determined in step S120 that the
制動トルクTbを推定すると、推定した制動トルクTbと閾値T1,T2とを比較する(ステップS220)。ここで、閾値T1,T2は、要求トルクTd*を実行トルクT*としてエンジン22とモータMG1,MG2とを制御したときにパーキングブレーキペダル92の踏み込みによりリングギヤ軸32aに作用するパーキングブレーキトルクTpbを含めてリングギヤ軸32aに作用する制動トルクTbによりリングギヤ軸32aの回転数Nrが急変あるいはロックするか否かを段階的に判定するための閾値であり、閾値T1,T2は共に負の値として閾値T2の絶対値が閾値T1の絶対値よりも大きくなるようその値が設定されている。
When the braking torque Tb is estimated, the estimated braking torque Tb is compared with the threshold values T1 and T2 (step S220). Here, the thresholds T1 and T2 are the parking brake torque Tpb that acts on the
制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満のときには、制動トルクTbの大きさはリングギヤ軸32aの回転数Nrを急変させるおそれがある程度のものと判断し、要求トルクTd*に所定のトルク制限係数αを乗じたものを実行トルクT*に設定し(ステップS230)、ステップS140〜S200の処理を実行して本ルーチンを終了する。ここで、所定のトルク制限係数αは、リングギヤ軸32aの回転数Nrの急変を抑制するためのものであり、値0〜値1の範囲内で例えば0.4や0.5,0.6などのように設定されている。いま、ブレーキペダル85を踏み込まれた状態でパーキングブレーキペダル92も踏み込まれた場合を考える。図9に、ブレーキペダル85が踏み込まれた状態でパーキングブレーキペダル92が踏み込まれた際の動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す。この場合、要求トルクTd*には負のトルク(制動トルク)が設定されると共にパーキングブレーキペダル92の踏み込みに伴うパーキングブレーキトルクTpbがリングギヤ軸32aに作用する。このため、要求トルクTd*を実行トルクT*としてこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御すると、パーキングブレーキトルクTpbに加えて要求トルクTd*に基づく制動トルクがリングギヤ軸32aに作用し、リングギヤ軸32aの回転数Nrが急変したり場合によってはリングギヤ軸32aがロックする。リングギヤ軸32aの回転数Nrの急変やリングギヤ軸32aのロックは、モータMG1の過回転を招くと共に場合によってはモータMG1の発電電力が過大となってバッテリ50に過大な電力が入力される。実施例では、要求トルクTd*とパーキングブレーキトルクTpbとの和のトルクとしての制動トルクTbに基づいて要求トルクTd*に制限を加えて実行トルクT*を設定すると共にこの実行トルクTd*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御することにより、リングギヤ軸32aの回転数Nrの急変を抑制し、上述した不都合の発生を抑制しているのである。
When the braking torque Tb is greater than or equal to the threshold T2 and less than the threshold T1, it is determined that the magnitude of the braking torque Tb is likely to cause a sudden change in the rotational speed Nr of the
制動トルクTbが閾値T2未満のときには、制動トルクTbの大きさはリングギヤ軸32aの回転数Nrをロックさせる程度のものと判断し、要求トルクTd*に拘わらず実行トルクT*に値0を設定し(ステップS240)、エンジン22が自立運転するようエンジンECU24に指示し(ステップS250)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS260)、ステップS170〜S200の処理を実行して本ルーチンを終了する。この場合、実行トルクT*とモータMG1のトルク指令Tm1*に共に値0が設定されるから、前述した式(3)〜式(6)によりモータMG2のトルク指令Tm2*にも値0が設定される。これにより、モータMG1やモータMG2からはリングギヤ軸32aに何らの制動トルクも出力されないから、リングギヤ軸32aの回転数Nrの急変が抑制され、上述した不具合の発生を抑制することができる。
When the braking torque Tb is less than the threshold value T2, it is determined that the magnitude of the braking torque Tb is sufficient to lock the rotational speed Nr of the
なお、制動トルクTbが閾値T1以上のときには、制動トルクTbの大きさはリングギヤ軸32aの回転数Nrを急変させるほどではないと判断し、実行トルクT*に要求トルクTd*を設定し(ステップS130)、ステップS140〜S200の処理を実行して本ルーチンを終了する。
When the braking torque Tb is equal to or greater than the threshold T1, it is determined that the magnitude of the braking torque Tb does not change the rotation speed Nr of the
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれていないときには要求トルクTd*を実行トルクT*に設定してこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御し、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれたときには要求トルクTd*を実行トルクT*としてエンジン22とモータMG1,MG2とを制御したときにパーキングブレーキ装置90からリングギヤ軸32aに作用するパーキングブレーキトルクTpbを含めてリングギヤ軸32aに作用する制動トルクTbに基づいて要求トルクTd*に制限を加えて実行トルクT*を設定してこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するから、リングギヤ軸32aの回転数Nrの急変やロックを抑制することができる。この結果、リングギヤ軸32aの回転数Nrが急変したりロックしたりすることによる不都合、例えば、モータMG1が過回転したりバッテリ50に過大な電力が入力されたりするのを抑制することができる。
According to the
次に、第2実施例のハイブリッド自動車20Bについて説明する。図10は、第2実施例のハイブリッド自動車20Bの構成の概略を示す構成図である。第2実施例のハイブリッド自動車20Bは、リングギヤ軸32aと駆動軸36とに接続された変速機60を備える点とハイブリッド用電子制御ユニット70Bにおける処理が一部異なる点を除いて第1実施例のハイブリッド自動車20と同様に構成されている。したがって、第2実施例のハイブリッド自動車20Bのうち第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
Next, the
変速機60は、動力軸としてのリングギヤ軸32aと駆動軸36との間の変速段の変更を伴う動力の伝達およびリングギヤ軸32aと駆動軸36との接続の解除を行なうことができるように構成されている。変速機60の構成の一例を図11に示す。図示するように、変速機60は、シングルピニオンの遊星歯車機構62,64,66と二つのクラッチC1,C2と三つのブレーキB1,B2,B3とにより構成されている。遊星歯車機構62は、外歯歯車のサンギヤ62sと、このサンギヤ62sと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62rと、サンギヤ62sに噛合すると共にリングギヤ62rに噛合する複数のピニオンギヤ62pと、複数のピニオンギヤ62pを自転かつ公転自在に保持するキャリア62cとを備えており、サンギヤ62sはクラッチC2のオンオフによりリングギヤ軸32aに接続または接続の解除ができるようになっていると共にブレーキB1のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア62cはブレーキB2のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっている。遊星歯車機構64は、外歯歯車のサンギヤ64sと、このサンギヤ64sと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ64rと、サンギヤ64sに噛合すると共にリングギヤ64rに噛合する複数のピニオンギヤ64pと、複数のピニオンギヤ64pを自転かつ公転自在に保持するキャリア64cとを備えており、サンギヤ64sは遊星歯車機構62のサンギヤ62sに接続され、リングギヤ64rはクラッチC1のオンオフによりリングギヤ軸32aに接続またはその解除ができるようになっており、キャリア64cは遊星歯車機構62のリングギヤ62rに接続されている。遊星歯車機構66は、外歯歯車のサンギヤ66sと、このサンギヤ66sと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66rと、サンギヤ66sに噛合すると共にリングギヤ66rに噛合する複数のピニオンギヤ66pと、複数のピニオンギヤ66pを自転かつ公転自在に保持するキャリア66cとを備えており、サンギヤ66sは遊星歯車機構64のリングギヤ64rに接続され、リングギヤ66rはブレーキB3のオンオフによりその回転を停止または自由にできるようになっており、キャリア66cは遊星歯車機構62のリングギヤ62rと遊星歯車機構64のキャリア64cと駆動軸36とに接続されている。変速機60は、クラッチC1,C2とブレーキB1,B2,B3とを全てオフにすることによりリングギヤ軸32aと駆動軸36とを切り離すことができ、クラッチC1とブレーキB3とをオンとすると共にクラッチC2とブレーキB1,B2とをオフとすることによりリングギヤ軸32aの回転を比較的大きな減速比で減速して駆動軸36に伝達し(以下、この状態を1速の状態という)、クラッチC1とブレーキB2とをオンとすると共にクラッチC2とブレーキB1,B3とをオフとすることによりリングギヤ軸32aの回転を1速より小さな減速比で減速して駆動軸36に伝達し(以下、この状態を2速の状態という)、クラッチC1とクラッチB1とをオンとすると共にクラッチC2とブレーキB2,B3とをオフとすることによりリングギヤ軸32aの回転を2速より小さな減速比で減速して駆動軸36に伝達し(以下、この状態を3速の状態という)、クラッチC1,C2をオンとすると共にクラッチB1,B2,B3をオフとすることによりリングギヤ軸32aの回転をそのまま駆動軸36に伝達する(以下、この状態を4速の状態という)。また、この変速機60は、クラッチC2とブレーキB3とをオンとすると共にクラッチC1とブレーキB1,B2とをオフとすることによりリングギヤ軸32aの回転を反転かつ減速して駆動軸36に伝達する(以下、この状態をリバースの状態という)。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70Bは、CPU72B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、CPU72Bの他に処理プログラムを記憶するROM74Bと、データを一時的に記憶するRAM76Bと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70Bには、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,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,機械的な機構により駆動輪39a,39bに制動力を出力するパーキングブレーキ装置90のパーキングブレーキペダル92の踏み込み量を検出するパーキングブレーキペダルポジションセンサ94からのパーキングブレーキペダルポジションPPなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70Bからは、変速機60の二つのクラッチC1,C2や三つのブレーキB1,B2,B3のアクチュエータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
The hybrid
次に、こうして構成された第2実施例のハイブリッド自動車20Bの動作について説明する。図12は、第2実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70Bにより実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。駆動制御ルーチンでは、ステップS110でアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求される要求トルクTd*を設定した後に、設定した要求トルクTd*と車速Vとに基づいて目標変速段n*を設定して(ステップS300)、ステップS120以降の処理を実行し、ステップS220で要求トルクTd*とパーキングブレーキトルクTpbとの和のトルクとしての制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満と判定されたときには、所定のトルク制限係数αを要求トルクTd*に乗じたものを実行トルクT*に設定すると共に(ステップS230)、変速機60の目標変速段n*をアップシフト段(現在の変速段が1速のときには2速,現在の変速段が2速のときには3速,現在の変速段が3速のときには4速に設定)に設定して(ステップS310)、ステップS140以降の処理を実行し、図8の駆動制御ルーチンのステップS200に代えて、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信すると共に設定した目標変速段n*となるよう変速機60のアクチュエータを駆動制御して(ステップS200B)、本ルーチンを終了する。これにより、制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満のときに変速機60をアップシフトしないものに比して駆動軸36に比較的大きな回転数の変化が生じても動力軸としてのリングギヤ軸32aには比較的小さな回転数の変化しか生じないから、モータMG1が過回転するのを抑制することができる。なお、第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、駆動軸36が変速機60を介してリングギヤ軸32aに接続されると共にモータMG2がリングギヤ軸32aに直接接続されていることから、図12の駆動制御ルーチンのステップS160Bでは前述した式(1)に代えて次式(7)を用いてモータMG1の目標回転数Nm1*が計算され、ステップS170Bでは前述した式(3)に代えて次式(8)を用いてモータMG2の仮モータトルクTm2tmpが計算される。ここで、式(8)中の「G(n)」は、変速機60の現在の変速段がn速のときの減速比を示す。
Next, the operation of the thus configured
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2 (7)
Tm2tmp=T*/G(n)+Tm1*/ρ (8)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 (7)
Tm2tmp = T * / G (n) + Tm1 * / ρ (8)
ステップS220で制動トルクTbが閾値T2未満と判定されたときには、要求トルクTd*に拘わらず実行トルクT*に値0を設定し(ステップS240)、変速機60の目標変速段n*にニュートラルを設定(クラッチC1,C2とブレーキB1,B2,B3とを全てオフ)し(ステップS320)、エンジン22を自立運転するようエンジンECU24に指示し(ステップS250)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS260)、ステップS170B〜S200Bの処理を実行して本ルーチンを終了する。この場合、変速機60の動力軸としてのリングギヤ軸32aと駆動軸36とを切り離すから、パーキングブレーキペダル92の踏み込みによって駆動軸36の回転数に変化が生じたとしてもリングギヤ軸32aはその影響を受けない。
When it is determined in step S220 that the braking torque Tb is less than the threshold value T2, the execution torque T * is set to 0 regardless of the required torque Td * (step S240), and the target gear stage n * of the
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車20Bによれば、図4の駆動制御ルーチンと同様の図12の駆動制御ルーチンを実行することにより、第1実施例のハイブリッド自動車20と同様の効果を奏することができる。加えて、要求トルクTd*とパーキングブレーキトルクTpbとの和のトルクとしての制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満のときには変速機60の目標変速段n*にアップシフト段を設定するから、駆動軸36の回転数の急変に対してリングギヤ軸32aの回転数Nrが急変するのを抑制することができ、モータMG1が過回転したりバッテリ50に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。また、制動トルクTbが閾値T2未満のときには変速機60の目標変速段n*をニュートラルに設定して動力軸としてのリングギヤ軸32aと駆動軸36とを切り離すから、制動トルクTbが比較的大きなものであってもモータMG1が過回転したりバッテリ50に過大な電力が入力されるのを抑制することができる。
According to the
第1実施例のハイブリッド自動車20や第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、要求トルクTd*とパーキングブレーキトルクTpbとの和のトルクとしての制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満のときには要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定し制動トルクTbが閾値T2未満のときには実行トルクT*に値0を設定するものとしたが、制動トルクTbが閾値T2以上で閾値T1未満のときでも実行トルクT*に値0を設定するものとしてもよいし、制動トルクTbが閾値T2未満のときでも要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定するものとしてもよい。なお、要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定する場合、制動トルクTbの大きさに応じて要求トルクTd*を制限する程度を変更するものとしてもよい。
In the
第1実施例のハイブリッド自動車20や第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、要求トルクTd*に所定のトルク制限係数αを乗じたものを実行トルクT*に設定するものとしたが、要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定すればよいから、要求トルクTd*に所定の制動トルクを減じたものを実行トルクT*に設定するなどとしてもよい。
In the
第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、要求トルクTd*とパーキングブレーキトルクTpbとの和のトルクとしての制動トルクTbが閾値T2未満のときには、変速機60の目標変速段n*にニュートラルを設定してリングギヤ軸32aと駆動軸36とを切り離すものとしたが、必ずしもニュートラルに設定する必要はなく、目標変速段n*にアップシフト段を設定するなどするものとしてもよい。また、制動トルクTbに拘わらず目標変速段n*を変更しないものとしても構わない。
In the
第1実施例のハイブリッド自動車20や第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
In the
第2実施例のハイブリッド自動車20Bでは、変速機60として4段変速のものを用いるものとしたが、2段変速や3段変速,5段変速以上のものを用いるものとしてもよい。
In the
ここで、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「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当し、モータMG1が「第1電動機」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて要求トルクTd*を設定する図2の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70や図12の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70Bが「要求駆動力設定手段」に相当し、パーキングブレーキペダルポジションセンサ94が「駐車ブレーキ操作検出手段」に相当し、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれていないときには要求トルクTd*を実行トルクT*としてこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御し、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれたときにはパーキングブレーキ装置90からリングギヤ軸32aに作用するパーキングブレーキトルクTpbと要求トルクTd*との和の制動トルクTbに基づいて要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定してこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット70(ハイブリッド用電子制御ユニット70B)とエンジンECU24とモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、パーキングブレーキペダルポジションセンサ94が「駐車ブレーキ操作量検出手段」に相当する。また、変速機60が「変速伝達手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述した動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、内燃機関の出力軸と駆動軸側と第1電動機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「第1電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、第3の軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「第2電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸側に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、第1電動機および第2電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて要求トルクTd*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度AccやブレーキペダルポジションBPだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「駐車ブレーキ」としては、足踏み式のパーキングブレーキ装置90に限定されるものではなく、手動によるレバー式のパーキングブレーキやステッキ式のパーキングブレーキなど、駆動軸に直接または間接に制動力を作用させるものであれば如何なるものでも構わない。「駐車ブレーキ操作検出手段」としては、パーキングブレーキペダルポジションセンサ94に限定されるものではなく、駐車ブレーキの操作を検出するものであれば如何なるものであっても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70(ハイブリッド用電子制御ユニット70B)とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれていないときには要求トルクTd*を実行トルクT*としてこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御し、パーキングブレーキペダル92が踏み込まれたときにはパーキングブレーキ装置90からリングギヤ軸32aに作用するパーキングブレーキトルクTpbと要求トルクTd*との和の制動トルクTbに基づいて要求トルクTd*に制限を加えて得られるトルクを実行トルクT*に設定してこの実行トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するものに限定されるものではなく、駆動軸に直接または間接に制動力を作用させる駐車ブレーキが操作されていない通常時には駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御し駐車ブレーキが操作された駐車ブレーキ操作時には要求駆動力に対して駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう内燃機関と第1電動機と第2電動機とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。「変速伝達手段」としては、4段変速の変速機60に限定されるものではなく、2段変速の変速機や3段変速の変速機,5段変速以上の変速機など、動力軸と駆動軸とに接続され動力軸からの動力を変速段の変更を伴って駆動軸に伝達するものであれば如何なるものであっても構わない。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最良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。
Here, 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 problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良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。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、自動車産業に利用可能である。 The present invention is applicable to the automobile industry.
20,20B ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、36 駆動軸、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 変速機、62,64,66 遊星歯車機構、62s,64s,66s サンギヤ、62c,64c,66c キャリア、62r,64r,66r リングギヤ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、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、90 パーキングブレーキ装置、92 パーキングブレーキペダル、94 パーキングブレーキペダルポジションセンサ、MG1,MG2 モータ、C1,C2 クラッチ、B1,B2,B3 ブレーキ。 20, 20B Hybrid car, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 Reduction gear, 36 drive shaft, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature Sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 62, 64, 66 planetary gear mechanism, 62s, 64s, 66s sun gear, 62c, 64c, 66c carrier, 62r, 4r, 66r ring gear, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 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, 90 parking brake device, 92 parking brake pedal, 94 parking brake pedal position sensor, MG1, MG2 motor, C1, C2 clutch, B1, B2, B3 brake.
Claims (8)
該内燃機関の出力軸と駆動輪に連結された駆動軸側と第3の軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記第3の軸に動力を入出力する第1電動機と、
前記駆動軸側に動力を入出力する第2電動機と、
前記第1電動機および前記第2電動機と電力をやり取りする蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記駆動軸に直接または間接に制動力を作用させる駐車ブレーキの操作を検出する駐車ブレーキ操作検出手段と、
前記駐車ブレーキ操作検出手段により駐車ブレーキの操作が検出されていない通常時には前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記駐車ブレーキ操作検出手段により駐車ブレーキの操作が検出された駐車ブレーキ操作時には前記設定された要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する制御手段と
を備えるハイブリッド車。 An internal combustion engine;
The output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft side connected to the drive wheels, and a third shaft are connected to the three shafts, and the remaining one is based on the power input / output to / from any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the shaft;
A first electric motor for inputting and outputting power to the third shaft;
A second electric motor that inputs and outputs power to the drive shaft side;
Power storage means for exchanging power with the first motor and the second motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Parking brake operation detecting means for detecting an operation of a parking brake that applies a braking force directly or indirectly to the drive shaft;
When the parking brake operation is not detected by the parking brake operation detecting means, the internal combustion engine, the first electric motor, and the second motor are output so that a driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft at a normal time. The driving force output to the drive shaft is limited with respect to the set required driving force when the parking brake operation is detected when the parking brake operation is detected by the parking brake operation detecting means. A hybrid vehicle comprising: an internal combustion engine, control means for controlling the first electric motor and the second electric motor.
前記駐車ブレーキの操作量を検出する駐車ブレーキ操作量検出手段を備え、
前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記設定された要求駆動力と前記駐車ブレーキ操作量検出手段により検出された駐車ブレーキの操作量に応じた制動力との和の制動力に基づいて前記駆動軸に出力される制動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御する手段である
ハイブリッド車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
A parking brake operation amount detecting means for detecting an operation amount of the parking brake;
When the parking brake is operated, the control means is based on a braking force which is the sum of the set required driving force and a braking force corresponding to the parking brake operation amount detected by the parking brake operation amount detection means. A hybrid vehicle which is means for controlling the internal combustion engine, the first electric motor, and the second electric motor so that a braking force output to the drive shaft is limited.
前記3軸式動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と動力軸と前記第3の軸の3軸に接続され、
前記動力軸と前記駆動軸とに接続され、該動力軸からの動力を変速段の変更を伴って該駆動軸に伝達する変速伝達手段を備える
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The three-axis power input / output means is connected to three axes of an output shaft, a power shaft, and the third shaft of the internal combustion engine,
A hybrid vehicle comprising shift transmission means connected to the power shaft and the drive shaft, and transmitting power from the power shaft to the drive shaft with a change in gear.
前記変速伝達手段は、前記動力軸と前記駆動軸との切り離しが可能な手段であり、
前記制御手段は、前記駐車ブレーキ操作時には、前記動力軸と前記駆動軸とが切り離されるよう前記変速伝達手段を制御する手段である
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to claim 5 or 6,
The shift transmission means is means capable of separating the power shaft and the drive shaft,
The control means is means for controlling the shift transmission means so that the power shaft and the drive shaft are disconnected when the parking brake is operated.
前記駆動軸に直接または間接に制動力を作用させる駐車ブレーキが操作されていない通常時には前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御し、前記駐車ブレーキが操作された駐車ブレーキ操作時には前記要求駆動力に対して前記駆動軸に出力される駆動力が制限されるよう前記内燃機関と前記第1電動機と前記第2電動機とを制御することを特徴とする
ハイブリッド車の制御方法。 Based on the internal combustion engine, the output shaft of the internal combustion engine, the drive shaft connected to the drive wheels, and the third shaft, which are connected to the three shafts, and input / output to / from any two of the three shafts 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining one shaft; a first motor for inputting / outputting power to / from the third shaft; a second motor for inputting / outputting power to / from the drive shaft; A method for controlling a hybrid vehicle, comprising a power storage means for exchanging electric power with the first motor and the second motor,
The internal combustion engine and the engine are configured so that a driving force based on a required driving force required for the driving shaft is output to the driving shaft at a normal time when a parking brake that directly or indirectly applies a braking force to the driving shaft is not operated. The internal combustion engine and the second electric motor are controlled so that a driving force output to the driving shaft is limited with respect to the required driving force when the parking brake is operated by controlling the first electric motor and the second electric motor. A control method for a hybrid vehicle, wherein the first motor and the second motor are controlled.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007041131A JP2008201316A (en) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Hybrid car and its control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007041131A JP2008201316A (en) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Hybrid car and its control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008201316A true JP2008201316A (en) | 2008-09-04 |
Family
ID=39779239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007041131A Pending JP2008201316A (en) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Hybrid car and its control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008201316A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017218010A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
-
2007
- 2007-02-21 JP JP2007041131A patent/JP2008201316A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017218010A (en) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4229165B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP4888154B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP4228122B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, VEHICLE, AND DRIVE DEVICE | |
JP2013035370A (en) | Hybrid vehicle | |
JP2008265652A (en) | Hybrid automobile and method for controlling the same | |
JP2006262585A (en) | Hybrid vehicle and control method therefor | |
JP2008149742A (en) | Vehicle and driving device, and method for controlling them | |
JP2009248914A (en) | Vehicle, and control method thereof and drive device | |
JP4209375B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP4825639B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE | |
JP4063285B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, STATE DETECTION DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE | |
JP2008201315A (en) | Hybrid car and its control method | |
JP2010195255A (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2009149154A (en) | Vehicle and control method therefor | |
JP4597043B2 (en) | Vehicle, drive device, and vehicle control method | |
JP4176102B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, VEHICLE, AND DRIVE DEVICE | |
JP4182061B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, AUTOMOBILE MOUNTING THE SAME, DRIVE DEVICE, AND CONTROL METHOD FOR POWER OUTPUT DEVICE | |
JP5387460B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP5071273B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP2008162346A (en) | Power output unit, control method therefor, and vehicle | |
JP2009137369A (en) | Vehicle, driving device, and control method for vehicle | |
JP2007131047A (en) | Hybrid car and driving device and hybrid control method | |
JP2009023527A (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP2008201316A (en) | Hybrid car and its control method | |
JP4864744B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, VEHICLE, AND DRIVE DEVICE |