JP2009184559A - Vehicle, drive unit, and control method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両および駆動装置並びに車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle, a drive device, and a vehicle control method.
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸側のリングギヤ軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続された発電機と、リングギヤ軸に接続された電動機と、システムメインリレーを介して発電機および電動機の各駆動回路に接続されたバッテリと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、バッテリの故障などが生じたときに、システムメインリレーを遮断し、車軸側の要求トルクに基づく目標回転数でエンジンを運転して発電機からの電力を電動機で消費することにより、バッテリを用いない走行を可能なものとしてる。
上述の車両では、エンジンを運転停止して電動機からの動力だけで走行している最中にバッテリの故障などが生じる場合がある。この場合、走行を確保するために動力源としてのエンジンを始動する必要が生じるが、バッテリを用いない走行を継続しながらエンジンを始動すると、予期しない駆動力の出力により、運転者に違和感を与える場合が生じる。 In the above-described vehicle, a battery failure may occur while the engine is stopped and the vehicle is running only with power from the electric motor. In this case, it is necessary to start the engine as a power source in order to ensure traveling. However, if the engine is started while continuing traveling without using a battery, the driver feels uncomfortable due to an unexpected driving force output. Cases arise.
本発明の車両および駆動装置並びに車両の制御方法は、蓄電装置の充放電を行なうことなく走行を継続しながら内燃機関を始動すると共に運転者に違和感を与えるのを抑制することを主目的とする。 The vehicle, the drive device, and the vehicle control method of the present invention are mainly intended to start the internal combustion engine while continuing traveling without charging / discharging the power storage device and to suppress the driver from feeling uncomfortable. .
本発明の車両および駆動装置並びに車両の制御方法は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle, the drive device, and the vehicle control method of the present invention employ the following means in order to achieve at least the above-described main object.
本発明の車両は、
内燃機関と、
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of power input / output;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Control means for executing
It is a summary to provide.
この本発明の車両では、内燃機関の運転を停止した状態で電力動力入出力手段および電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段の充放電が禁止されて蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、内燃機関のクランキングに伴って電力動力入出力手段により入出力される電力が電動機により出入力されると共に駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには過剰な駆動力の少なくとも一部が制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する。これにより、蓄電手段の充放電を行なうことなく走行を継続しながら内燃機関を始動すると共に運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。ここで、「過剰な駆動力」には、電力動力入出力手段を含む回転系の回転変化に基づいて駆動軸に作用する駆動力などが含まれる。 In the vehicle according to the present invention, charging / discharging of the electric power drive input / output means and the electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor is prohibited while the operation of the internal combustion engine is stopped. At the time of non-charging / discharging start in which the internal combustion engine is started while continuing running, the electric power input / output by the electric power input / output means is input / output by the electric motor along with the cranking of the internal combustion engine. An internal combustion engine, power power input / output means, an electric motor, and braking force applying means are arranged so that at least a part of the excessive driving force is canceled by the braking force from the braking force applying means when excessive driving force is applied to the drive shaft. The charge / discharge start control to be controlled is executed. As a result, it is possible to suppress starting of the internal combustion engine while continuing traveling without charging / discharging of the power storage means and giving the driver an uncomfortable feeling. Here, the “excessive driving force” includes a driving force that acts on the driving shaft based on a rotational change of the rotating system including the power driving input / output means.
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記無充放電始動時に車速が所定車速以上のときには前記無充放電始動制御を実行する手段であるものとすることもできる。 In such a vehicle of the present invention, the control means may be means for executing the charge / discharge start control when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed at the start of charge / discharge.
本発明の駆動装置は、
内燃機関と蓄電手段と車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The drive device of the present invention is
A driving device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine, a power storage unit, and a braking force applying unit capable of applying a braking force to the vehicle,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to a drive shaft connected to an axle, and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft. A power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Control means for executing
It is a summary to provide.
この本発明の駆動装置では、内燃機関の運転を停止した状態で電力動力入出力手段および電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段の充放電が禁止されて蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、内燃機関のクランキングに伴って電力動力入出力手段により入出力される電力が電動機により出入力されると共に駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには過剰な駆動力の少なくとも一部が制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する。これにより、蓄電手段の充放電を行なうことなく走行を継続しながら内燃機関を始動すると共に運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。ここで、「過剰な駆動力」には、電力動力入出力手段を含む回転系の回転変化に基づいて駆動軸に作用する駆動力などが含まれる。 In the driving device of the present invention, the charging / discharging of the electric power drive input / output means and the electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, so At the time of non-charging / discharging start-up in which the internal combustion engine is started while continuing running while the engine is running, the electric power input / output by the electric power input / output means is input / output by the electric motor in accordance with the cranking of the internal combustion engine. In addition, when an excessive driving force is applied to the drive shaft, at least a part of the excessive driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit, the internal combustion engine, the power power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit. Uncharge / discharge start control is performed to control As a result, it is possible to suppress starting of the internal combustion engine while continuing traveling without charging / discharging of the power storage means and giving the driver an uncomfortable feeling. Here, the “excessive driving force” includes a driving force that acts on the driving shaft based on a rotational change of the rotating system including the power driving input / output means.
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
Connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, the drive shaft and the output with input and output of electric power and power Electric power motive power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the shaft, an electric motor capable of inputting / outputting motive power to / from the drive shaft, the electric power motive power input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, a vehicle A braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle,
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Run the
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、内燃機関の運転を停止した状態で電力動力入出力手段および電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段の充放電が禁止されて蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、内燃機関のクランキングに伴って電力動力入出力手段により入出力される電力が電動機により出入力されると共に駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには過剰な駆動力の少なくとも一部が制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する。これにより、蓄電手段の充放電を行なうことなく走行を継続しながら内燃機関を始動すると共に運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。ここで、「過剰な駆動力」には、電力動力入出力手段を含む回転系の回転変化に基づいて駆動軸に作用する駆動力などが含まれる。 In the vehicle control method of the present invention, charging / discharging of the power storage means is performed by prohibiting charging / discharging of the power drive input / output means and the power storage means capable of exchanging power with the electric motor in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped. When starting up the internal combustion engine while continuing to travel without charging and discharging, the electric power input / output by the power input / output means accompanying the cranking of the internal combustion engine is input / output by the motor. In addition, when an excessive driving force acts on the drive shaft, at least a part of the excessive driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit, the internal combustion engine, the power power input / output unit, the electric motor, and the braking force application The charge / discharge start control for controlling the means is executed. As a result, it is possible to suppress starting of the internal combustion engine while continuing traveling without charging / discharging of the power storage means and giving the driver an uncomfortable feeling. Here, the “excessive driving force” includes a driving force that acts on the driving shaft based on a rotational change of the rotating system including the power driving input / output means.
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、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、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、駆動輪63a,63bや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ92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。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
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60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63b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とをシステムメインリレー56を介して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、平滑コンデンサ55によりその電圧が平滑された状態で、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。
The
ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキペダル85の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ90の圧力(ブレーキ圧)と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪63a,63bや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したり、ブレーキペダル85の踏み込みに無関係に、駆動輪63a,63bや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキ用電子制御ユニット(以
下、ブレーキECUという)94により制御されている。ブレーキECU94は、駆動輪63a,63bや従動輪に取り付けられた図示しない車輪速センサからの各車輪速,図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル85を踏み込んだときに駆動輪63a,63bや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能(ABS)や運転者がアクセルペダル83を踏み込んだときに駆動輪63a,63bのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール(TRC),車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御(VSC)なども行なう。ブレーキECU94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ブレーキアクチュエータ92を駆動制御したり、各車輪速に関する信号や必要に応じてブレーキアクチュエータ92の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
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、平滑コンデンサ55の端子間に設置された電圧センサ55aからの端子間電圧Vcや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70からは、システムメインリレー56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。なお、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,ブレーキECU94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,ブレーキECU94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
また、実施例のハイブリッド自動車20は、バッテリ50の破損やその他の理由によりバッテリ50の充放電が禁止されたときにはシステムメインリレー56をオフしてバッテリ50を電力ライン54から切り離し、平滑コンデンサ55の容量の範囲内でエンジン22やモータMG1,MG2を駆動制御して要求トルクに基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力して走行する。即ち、基本的には、エンジン22からの出力された動力の一部をモータMG1とモータMG2とによる動力−電力、電力−動力の変換を伴って要求トルクをリングギヤ軸32aに出力して走行し、要求トルクの変化に対しては平滑コンデンサ55の容量の範囲内の平滑コンデンサ55の充放電を伴って要求トルクに応じたトルクをリングギヤ軸32aに出力して走行するのである。以下、この走行をバッテリレス走行と称する。
Further, in the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータ運転モードで走行(以下、モータ走行という)している最中にバッテリ50の充放電が禁止されエンジン22を始動する際の動作について説明する。図2はハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるバッテリレス時始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、モータ走行中にバッテリ50の充放電が禁止されてシステムメインリレー56がオフされたときに実行される。なお、モータ走行中にシステムメインリレー56がオフされると、バッテリ50の充放電を行なうことなく走行する状態となる。
Next, during the operation of the
バッテリレス時始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、車速センサ88からの車速Vを入力すると共に入力した車速Vをエンジン22の始動を開始するときの開始時車速V1として設定し(ステップS100)、図示しないタイマTをスタートさせて(ステップS110)、エンジン22の回転数NeやモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,平滑コンデンサ55の端子間電圧Vcなど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S120)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクポジションセンサからの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、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。
When the batteryless start control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、エンジン22を始動するために、エンジン22の始動開始からの経過時間としてのタイマTの値に基づいて始動時のトルクマップを用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS130)。エンジン22の始動時にモータMG1のトルク指令Tm1*に設定するトルクマップの一例とエンジン22の回転数Neの変化の様子の一例とを図3に示す。実施例のトルクマップは、本ルーチンの実行が開始されたときにエンジン22の始動指示がなされたものとして、エンジン22の始動指示がなされた時間t11の直後からレート処理を用いて比較的大きなトルクをトルク指令Tm1*に設定してエンジン22の回転数Neを迅速に増加させる。エンジン22の回転数Neが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間t12にエンジン22を安定して回転数Nref以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Tm1*に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸32aにおける反力を小さくする。そして、エンジン22の回転数Neが回転数Nrefに至った時間t13からレート処理を用いてトルク指令Tm1*を値0とし、エンジン22の完爆が判定された時間t14から発電用のトルクをトルク指令Tm1*に設定する。ここで、回転数Nrefは、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数である。なお、本ルーチンの実行を開始するのと同時にエンジン22の始動を開始するのは、モータ走行中にシステムメインリレー56がオフされるとバッテリ50からの電力を用いて走行することができなくなるため、走行用の動力源としてのエンジン22が停止した状態では走行を継続することができずに車両は減速し停止してしまうからである。
When data is input in this way, in order to start
続いて、設定したトルク指令Tm1*にモータMG1の回転数Nm1を乗じて、エンジン22をクランキングするモータMG1により発電または消費される電力Pm1を計算し(ステップS140)、計算した電力Pm1をモータMG2の回転数Nm2で除したものに補正トルクTvcを加えたトルクをモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する(ステップS150)。ここで、補正トルクTvcは、平滑コンデンサ55の端子間電圧Vcがその耐圧以下となるように調整するトルクであり、例えば、平滑コンデンサ55の端子電圧Vcと耐圧より小さい基準電圧との差に比例ゲインを乗じることにより求めることができる。
Subsequently, the set torque command Tm1 * is multiplied by the rotational speed Nm1 of the motor MG1 to calculate electric power Pm1 generated or consumed by the motor MG1 cranking the engine 22 (step S140), and the calculated electric power Pm1 is used as the motor. Torque obtained by adding the correction torque Tvc to the value divided by the rotation speed Nm2 of MG2 is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S150). Here, the correction torque Tvc is a torque that is adjusted so that the inter-terminal voltage Vc of the smoothing
次に、設定した開始時車速V1を閾値Vrefと比較し(ステップS160)、開始時車速V1が閾値Vref未満のときには、ブレーキアクチュエータ92の制御(以下、油圧ブレーキという)によりリングギヤ軸32aに制動トルクを作用させるためのブレーキトルク指令Tb*に値0を設定する(ステップS180)。ここで、閾値Vrefは、エンジン22の始動開始時に車速が十分に高いか否かを判断するためのものであるが、その詳細については後述する。
Next, the set starting vehicle speed V1 is compared with a threshold value Vref (step S160). When the starting vehicle speed V1 is less than the threshold value Vref, the braking torque applied to the
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*やブレーキトルク指令Tb*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に、設定したブレーキトルク指令Tb*についてはブレーキECU94に、それぞれ送信する(ステップS190)。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。また、ブレーキトルク指令Tb*を受信したブレーキECU94は、リングギヤ軸32aにブレーキトルク指令Tb*に相当する制動トルクが作用するようブレーキアクチュエータ92を制御する。いまは、ブレーキトルク指令Tb*に値0が設定されているから、油圧ブレーキによる制動トルクはリングギヤ軸32aに作用しない。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * and the brake torque command Tb * of the motors MG1 and MG2 are set in this way, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are set in the
続いて、エンジン22の回転数Neが燃料噴射制御や点火制御を開始する回転数Nref以上に至っているか否かを判定する(ステップS200)。いま、エンジン22の始動開始時を考えているから、エンジン22の回転数Neは小さく回転数Nrefには至っていない。よって、この判定では否定的な結論がなされ、ステップS120の処理に戻り、ステップS120からS200の処理を繰り返し実行することになる。このとき、ステップS160で開始時車速V1が閾値Vref未満であると一旦判定された以降は、ステップS160の判定では同じ結論がなされることになる。
Subsequently, it is determined whether or not the rotational speed Ne of the
その後、エンジン22の回転数Neが回転数Nref以上に至ると、エンジン22の燃料噴射制御と点火制御とが開始されるよう制御信号をエンジンECU24に送信する(ステップS210)。この制御信号を受信したエンジンECU24は、エンジン22の燃料噴射制御と点火制御とを開始する。そして、エンジン22が完爆に至ったか否かを判定し(ステップS220)、エンジン22が完爆に至っていないときにはステップS120に戻る。更にその後、エンジン22が完爆に至ったときには、バッテリレス時始動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、バッテリ50の充放電を行なうことなく走行を継続しながらエンジン22を始動することができる。なお、バッテリレス時始動制御ルーチンを終了すると、図示しないバッテリレス走行用の駆動制御ルーチンの実行が開始される。
Thereafter, when the rotational speed Ne of the
一方、ステップS160でエンジン22の始動を開始するときの開始時車速V1が閾値Vref以上のときには、開始時車速V1とエンジン22の始動開始からの経過時間としてのタイマTの値とに基づいてリングギヤ軸32aに作用するイナーシャトルクTiを設定すると共に設定したイナーシャトルクTiの正負を反転させたものをブレーキトルク指令Tb*に設定し(ステップS170)、ステップS190以降の処理を実行して、バッテリレス時始動制御ルーチンを終了する。ここで、イナーシャトルクTiは、モータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ32を介してリングギヤ軸32aに作用する車両を駆動する方向の駆動トルクとして、次式(1)により計算されるトルクである。このイナーシャトルクTiは、実施例では、開始時車速V1とエンジン22の始動開始からの経過時間とイナーシャトルクTiとの関係を予め実験等により求めてイナーシャトルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、開始時車速V1とタイマTの値とが与えられると記憶したマップから対応するイナーシャトルクTiを導出して設定するものとした。式(1)の右辺の中括弧中、第1項は、サンギヤ31側の回転系の慣性モーメントIgとサンギヤ31の回転角速度ωgとその回転角加速度との積として計算されるサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づくパワーであり、第2項は、エンジン22を含むキャリア33側の回転系の慣性モーメントIeとキャリア33の回転角速度ωeとその回転角加速度との積として計算されるキャリア33側の回転系の回転変化に基づくパワーである。式(1)は、この両パワーとリングギヤ32の回転角速度ωrとリングギヤ32に作用するトルクをリングギヤ軸32aに作用するトルクに換算するための換算係数kiとを用いてイナーシャトルクTiが計算される関係を示している。なお、モータ走行中のエンジン始動時は、基本的には、式(1)の右辺を展開したときの第1項が絶対値として比較的大きな正側のトルクとなり、第2項が絶対値として比較的小さな負側のトルクとなるため、リングギヤ32aには正側の駆動トルクが作用する。
On the other hand, if the starting vehicle speed V1 when starting the
Ti=−ki・[Ig・ωg・(dωg/dt)+ Ie・ωe・(dωe/dt)]/ωr (1) Ti = −ki ・ [Ig ・ ωg ・ (dωg / dt) + Ie ・ ωe ・ (dωe / dt)] / ωr (1)
図4に、比較的高車速でモータ走行中にバッテリ50の充放電が禁止された状態でモータMG1によりエンジン22をモータリングしながら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の力学的な関係を示す共線図を示す。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。R軸上の4つの太線矢印のうち、内側の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(−Tm1/ρ)と、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35(ギヤ比Gr)を介してリングギヤ軸32aに作用するトルク(Tm2・Gr)とを示し、外側の2つの太線矢印は、駆動トルクとしてリングギヤ軸32aに作用するイナーシャトルクTiと、制動トルクとしてリングギヤ軸32aに作用する油圧ブレーキによるブレーキトルクTbとを示す。エンジン22の始動に際して、モータMG1の回転数Nm1が急変すると、即ち、サンギヤ31の回転角速度ωgが急変すると、式(1)に示したように、リングギヤ軸32aにはイナーシャトルクTiが作用する。このイナーシャトルクTiは、車両の飛び出し感などの違和感を運転者に与える場合があるため、キャンセルするのが好ましいが、バッテリ50の充放電が禁止されてシステムメインリレー56がオフされた状態では、発電を伴うモータMG2からのトルクによってはキャンセルすることができない。このため、実施例のハイブリッド自動車20では、油圧ブレーキによって、運転者に違和感を与える過剰なイナーシャトルクTiをキャンセルするものとしたのである。ところで、エンジン22の始動開始時の開始時車速V1が低く、始動処理中にモータMG1の回転数Nm1が値0を超えて負側から正側になるような場合には、式(1)の右辺を展開したときの第1項が負側のトルクになって、リングギヤ軸32aには駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiは作用しなくなり、始動処理中に違和感を与える時間も比較的短くなる。このため、開始時車速V1が十分に高い場合にのみ、油圧ブレーキによりイナーシャトルクTiをキャンセルするものとしたのである。したがって、ステップS160の判定で用いる閾値Vrefは、実施例では、エンジン22の完爆判定により始動処理が終了したときであってもモータMG1の回転数Nm1が負側にある程に高い始動開始時の車速として予め実験等により求めた値(例えば、50km/hや70km/hなど)を用いるものとした。こうした制御により、バッテリ50の充放電を行なうことなく走行を継続しながらエンジン22を始動すると共に、過剰な駆動トルクにより運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
FIG. 4 shows the rotation of the rotating element of the power distribution and
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータ走行中にバッテリ50の充放電が禁止されたときには、システムメインリレー56をオフし、モータMG1によりエンジン22を始動すると共にエンジン22の始動に際してモータMG1から出力される電力が平滑コンデンサ55の耐圧以下となる範囲内でモータMG2により消費されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、さらに、エンジン22の始動開始時の開始時車速V1が閾値Vref以上のときには、モータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクを油圧ブレーキによりキャンセルするようブレーキアクチュエータ94を制御するから、バッテリ50の充放電を行なうことなく走行を継続しながらエンジン22を始動すると共に、過剰な駆動トルクによる違和感を運転者に与えるのを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、イナーシャトルクTiの全てを油圧ブレーキによりキャンセルするものとしたが、イナーシャトルクTiの一部を油圧ブレーキによりキャンセルするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の始動開始時の開始時車速V1が閾値Vref以上のときには駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiを油圧ブレーキによりキャンセルするものとしたが、開始時車速V1にかかわらずに駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiを油圧ブレーキによりキャンセルするものとしてもよい。この場合、制動トルクとしてのイナーシャトルクTiはキャンセルしないものとすればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ軸32aに作用する過剰な駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiを油圧ブレーキによりキャンセルするものとしたが、バッテリ50の充放電が行なわれないよう設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*によって、モータMG1からのトルクTm1*がリングギヤ軸32aに作用するトルク(−Tm1*/ρ)よりもモータMG2からのトルクTm2*がリングギヤ軸32aに作用するトルク(Tm2*・Gr)が絶対値として大きい場合には、この絶対値として大きなトルク分(Tm2*・Gr−Tm1*/ρ)を過剰な駆動トルクとして油圧ブレーキによりキャンセルするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ軸32aに作用する過剰な駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiを油圧ブレーキによりキャンセルするものとしたが、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて設定されるリングギヤ軸32aへの要求トルクTr*よりもリングギヤ軸32aに作用するモータMG1とモータMG2とからの和のトルク(Tm2*・Gr−Tm1*/ρ)が大きい場合には、このトルク分((Tm2*・Gr−Tm1*/ρ)−Tr*)を過剰なトルクとして油圧ブレーキによりキャンセルするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の充放電が禁止されてシステムメインリレー56がオフされたときの制御として説明したが、システムメインリレー56の固着などの理由によりバッテリ50の充放電が禁止されたときにはシステムメインリレー56をオフすることなく同様の制御を行なうものとしてもよい。また、システムメインリレー56をオフしない場合、システムメインリレー56を備えないハード構成としても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸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
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図5の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図5における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などの車両の形態やこうした車両に搭載される駆動装置,車両の制御方法の形態としても構わない。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle, It does not matter as a form of vehicles, such as a train other than a motor vehicle, the drive device mounted in such a vehicle, and the control method of a vehicle.
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とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、ブレーキマスターシリンダ90と駆動輪63a,63bや図示しない従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整するブレーキアクチュエータ92とブレーキホイールシリンダ96a〜96dとにより構成されるものが「制動力付与手段」に相当し、モータ走行中にバッテリ50の充放電が禁止されシステムメインリレー56がオフされたときにエンジン22を始動するために始動時のトルクマップを用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定しエンジン22をクランキングするモータMG1により発電または消費される電力Pm1をモータMG2の回転数Nm2で除したものに平滑コンデンサ55の端子間電圧Vcがその耐圧以下となるように調整する補正トルクTvcを加えてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定しエンジン22の始動開始時の開始時車速V1が閾値Vref以上のときにはモータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ軸32aに作用する過剰な駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiをキャンセルするよう油圧ブレーキによるブレーキトルク指令Tb*を設定して各設定値を送信し、エンジン22の回転数Neが回転数Nref以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御を開始するよう指示してエンジン22の完爆を判定する図2のバッテリレス時始動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とブレーキトルク指令Tb*に基づいてブレーキアクチュエータ92を制御するブレーキECU94とが「制御手段」に相当する。また、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。
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
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。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「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、電力動力入出力手段および電動機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「制動力付与手段」としては、ブレーキマスターシリンダ90と駆動輪63a,63bや図示しない従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ96a〜96dの油圧を調整するブレーキアクチュエータ92とブレーキホイールシリンダ96a〜96dとにより構成されるものに限定されるものではなく、車両に制動力を付与可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とブレーキECU94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、モータ走行中にバッテリ50の充放電が禁止されシステムメインリレー56がオフされたときにエンジン22を始動するために始動時のトルクマップを用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定しエンジン22をクランキングするモータMG1により発電または消費される電力Pm1をモータMG2の回転数Nm2で除したものに平滑コンデンサ55の端子間電圧Vcがその耐圧以下となるように調整する補正トルクTvcを加えてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定しエンジン22の始動開始時の開始時車速V1が閾値Vref以上のときにはモータMG1を含む動力分配統合機構30よりサンギヤ31側の回転系の回転変化に基づいてリングギヤ軸32aに作用する過剰な駆動トルクとしてのイナーシャトルクTiをキャンセルするよう油圧ブレーキによるブレーキトルク指令Tb*を設定して各設定値に基づいてモータMG1,MG2とブレーキアクチュエータ92とを制御し、エンジン22の回転数Neが回転数Nref以上に至ったときにエンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始しエンジン22の完爆を判定するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転を停止した状態で蓄電手段の充放電が禁止されて蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、内燃機関のクランキングに伴って電力動力入出力手段により入出力される電力が電動機により出入力されると共に駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには過剰な駆動力の少なくとも一部が制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機と制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構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、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され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。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 “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “power power input / output means” is not limited to the combination of the power distribution and
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、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of vehicles and drive devices.
20,120,220 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、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、55 平滑コンデンサ、55a 電圧センサ、56 システムメインリレー、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、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 ブレーキマスターシリンダ、92 ブレーキアクチュエータ、94 ブレーキ用電子制御ユニット(ブレーキECU)、96a〜96d ブレーキホイールシリンダ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 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
Claims (6)
車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
車両に制動力を付与可能な制動力付与手段と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power Power power input / output means capable of power input / output;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Braking force applying means capable of applying braking force to the vehicle;
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Control means for executing
A vehicle comprising:
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する制御手段と、
を備える駆動装置。 A driving device mounted on a vehicle together with an internal combustion engine, a power storage unit, and a braking force applying unit capable of applying a braking force to the vehicle,
Power can be exchanged with the power storage means, connected to a drive shaft connected to an axle, and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be able to rotate independently of the drive shaft. A power power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft,
An electric motor capable of exchanging electric power with the power storage means and capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Control means for executing
A drive device comprising:
前記内燃機関の運転を停止した状態で前記蓄電手段の充放電が禁止されて該蓄電手段の充放電を行なうことなく走行している最中に走行を継続しながら前記内燃機関を始動する無充放電始動時のときには、前記内燃機関のクランキングに伴って前記電力動力入出力手段により入出力される電力が前記電動機により出入力されると共に前記駆動軸に過剰な駆動力が作用するときには該過剰な駆動力の少なくとも一部が前記制動力付与手段からの制動力によってキャンセルされるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機と前記制動力付与手段とを制御する無充放電始動制御を実行する、
ことを特徴とする車両の制御方法。 Connected to the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, the drive shaft and the output with input and output of electric power and power Electric power motive power input / output means capable of inputting / outputting power to / from the shaft, an electric motor capable of inputting / outputting motive power to / from the drive shaft, the electric power motive power input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, a vehicle A braking force applying means capable of applying a braking force to the vehicle,
The charging / discharging of the power storage means is prohibited in a state where the operation of the internal combustion engine is stopped, and the internal combustion engine is started while continuing traveling while the power storage means is traveling without charging / discharging. At the time of discharge start, when the internal combustion engine is cranked, the electric power input / output by the electric power driving input / output means is input / output by the electric motor and the excessive driving force is applied to the driving shaft. Charge / discharge start control for controlling the internal combustion engine, the electric power input / output unit, the electric motor, and the braking force applying unit so that at least a part of the driving force is canceled by the braking force from the braking force applying unit Run the
A method for controlling a vehicle.
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