JP2021084453A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ハイブリッド自動車に関する。 The present disclosure relates to hybrid vehicles.
特開2017−47844号公報(特許文献1)には、エンジンと、第1モータジェネレータと、エンジンと第1モータジェネレータと駆動軸とが接続される遊星歯車機構と、駆動軸に接続される第2モータジェネレータと、第1モータジェネレータおよび第2モータジェネレータと電力の授受を行なうバッテリとを備えたハイブリッド自動車が開示されている。このハイブリッド自動車は、登坂時に第2モータジェネレータが登坂方向のトルクを出力しているにも拘わらず車両が降坂方向に後退する「ずり下がり」時において、第1モータジェネレータを用いてエンジンのモータリングを実行することによって、ずり下がり速度が大きくなることを抑制する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-47844 (Patent Document 1) describes an engine, a first motor generator, a planetary gear mechanism connecting the engine, the first motor generator, and a drive shaft, and a planetary gear mechanism connected to the drive shaft. A hybrid vehicle including a two-motor generator, a first motor generator, a second motor generator, and a battery for transmitting and receiving electric power is disclosed. This hybrid vehicle uses the first motor generator to motor the engine when the vehicle moves backward in the downhill direction even though the second motor generator outputs torque in the uphill direction when climbing a slope. By executing the ring, it is possible to prevent the sliding speed from increasing.
具体的には、ずり下がり時には、第2モータジェネレータが発生する登坂方向のトルクと第2モータジェネレータの回転速度とが逆符号になるので、第2モータジェネレータは回生モード(発電)となる。この場合において、バッテリのSOC(State Of Charge)が高いと、バッテリが受入可能な電力の最大値を示す許容充電電力(Win)が制限されて、第2モータジェネレータが出力できる登坂方向へのトルクに制限がかかり、ずり下がり速度が大きくなり得る。特許文献1に開示されたハイブリッド自動車においては、モータリングを実行することによって、バッテリの電力を消費して第2モータジェネレータのトルクが制限されることを抑制する。 Specifically, at the time of sliding down, the torque in the uphill direction generated by the second motor generator and the rotation speed of the second motor generator have opposite signs, so that the second motor generator is in the regenerative mode (power generation). In this case, if the SOC (State Of Charge) of the battery is high, the allowable charge power (Win), which indicates the maximum value of the power that the battery can receive, is limited, and the torque in the climbing direction that can be output by the second motor generator is limited. Is limited and the sliding speed can be increased. In the hybrid vehicle disclosed in Patent Document 1, by executing motoring, it is possible to prevent the torque of the second motor generator from being limited by consuming the electric power of the battery.
特許文献1に開示されたハイブリッド自動車においては、モータリングにおけるエンジンの目標回転数(目標回転速度)を車速に応じて設定している(特許文献1参照)。換言すれば、特許文献1に開示されたハイブリッド自動車においては、エンジンの目標回転速度の設定に許容充電電力が考慮されていない。そのため、たとえば、許容充電電力の制限が小さい(許容充電電力の絶対値が大きい)場合であっても、許容充電電力の制限が大きい(許容充電電力の絶対値が小さい)場合であっても、車速が同じであれば許容充電電力にかかわらず車速に応じたエンジンの目標回転速度が設定される。許容充電電力の制限が小さい場合には、必要以上にエンジンを高回転させてモータリングが行なわれる可能性がある。騒音および振動に対する性能(NV性能)の観点からすると改善の余地がある。 In the hybrid vehicle disclosed in Patent Document 1, the target rotation speed (target rotation speed) of the engine in motoring is set according to the vehicle speed (see Patent Document 1). In other words, in the hybrid vehicle disclosed in Patent Document 1, the allowable charging power is not taken into consideration in setting the target rotation speed of the engine. Therefore, for example, even if the permissible charge power limit is small (the absolute value of the permissible charge power is large) or the permissible charge power limit is large (the absolute value of the permissible charge power is small). If the vehicle speed is the same, the target rotation speed of the engine is set according to the vehicle speed regardless of the allowable charging power. If the limit of the allowable charging power is small, the engine may be rotated at a higher speed than necessary for motoring. There is room for improvement from the viewpoint of noise and vibration performance (NV performance).
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータリングにおけるNV性能を向上させることである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to improve NV performance in motoring.
この開示に係るハイブリッド自動車は、エンジンと、エンジンの動力を用いて発電する第1モータジェネレータと、走行用の第2モータジェネレータと、第1モータジェネレータおよび第2モータジェネレータと電力の授受を行なうバッテリと、ハイブリッド自動車のずり下がりを検出した場合に、エンジンへの燃料噴射を停止するとともに、第1モータジェネレータを用いてエンジンを回転させる制御を実行する制御装置とを備える。上記制御中におけるエンジンの目標回転速度は、バッテリの許容充電電力に基づいて設定される。 The hybrid vehicle according to this disclosure includes an engine, a first motor generator that generates electricity using the power of the engine, a second motor generator for traveling, and a battery that transfers power to and from the first motor generator and the second motor generator. And, when the sliding down of the hybrid vehicle is detected, the fuel injection to the engine is stopped, and the control device for executing the control to rotate the engine by using the first motor generator is provided. The target rotation speed of the engine during the above control is set based on the allowable charging power of the battery.
上記構成によれば、ハイブリッド自動車のずり下がりを検出した場合には、エンジンへの燃料噴射を停止するとともに、第1モータジェネレータを用いてエンジンを回転させる制御(モータリング)が実行される。モータリングにおけるエンジンの目標回転速度は、バッテリの許容充電電力に基づいて設定される。これによって、許容充電電力に適したエンジンの目標回転速度が設定される。たとえば許容充電電力の制限が小さい場合であっても、バッテリの許容充電電力を考慮して目標回転速度が設定されることにより、必要以上に高いエンジンの目標回転速度が設定されることを抑制できる。ゆえに、エンジンの高回転による騒音および振動を抑制することができる。 According to the above configuration, when the sliding down of the hybrid vehicle is detected, the fuel injection to the engine is stopped and the control (motoring) to rotate the engine is executed by using the first motor generator. The target rotation speed of the engine in motoring is set based on the allowable charging power of the battery. As a result, the target rotation speed of the engine suitable for the allowable charging power is set. For example, even when the limit of the allowable charging power is small, it is possible to prevent the target rotation speed of the engine from being set higher than necessary by setting the target rotation speed in consideration of the allowable charging power of the battery. .. Therefore, noise and vibration due to high engine rotation can be suppressed.
本開示によれば、モータリングにおけるNV性能を向上させることができる。 According to the present disclosure, NV performance in motoring can be improved.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
<全体構成>
図1は、本実施の形態に係るハイブリッド自動車の一例を示す全体構成図である。図1を参照して、このハイブリッド自動車(以下、単に「車両」とも称する)10は、エンジン13と、第1モータジェネレータ(以下「第1MG(Motor Generator)」とも称する)14と、第2モータジェネレータ(以下「第2MG」とも称する)15と、遊星歯車機構20とを備える。
<Overall configuration>
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a hybrid vehicle according to the present embodiment. With reference to FIG. 1, the hybrid vehicle (hereinafter, also simply referred to as “vehicle”) 10 includes an
エンジン13は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンおよびロータ等の運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン13は、たとえば、制御装置11(後述)からの制御信号に応じた動力を出力する。
The
第1MG14および第2MG15は、いずれも駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能とを備える。第1MG14および第2MG15としては、交流回転電機が用いられる。交流回転電機は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機を含む。 Both the first MG 14 and the second MG 15 have a function as a motor that outputs torque when driving power is supplied, and a function as a generator that generates generated power when torque is applied. As the first MG14 and the second MG15, an AC rotating electric machine is used. The AC rotary electric machine includes, for example, a permanent magnet type synchronous motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded.
第1MG14および第2MG15は、いずれもPCU(Power Control Unit)81を介してバッテリ18に電気的に接続されている。PCU81は、第1MG14と電力を授受する第1インバータ16と、第2MG15と電力を授受する第2インバータ17と、コンバータ83とを含む。
Both the first MG 14 and the second MG 15 are electrically connected to the
コンバータ83は、バッテリ18と、第1インバータ16および第2インバータ17との間で電力を授受する。コンバータ83は、たとえば、バッテリ18の電力を昇圧して第1インバータ16または第2インバータ17に供給可能に構成される。あるいは、コンバータ83は、第1インバータ16または第2インバータ17から供給される電力を降圧してバッテリ18に供給可能に構成される。
The
バッテリ18は、車両10の駆動電源(すなわち動力源)として車両10に搭載される。バッテリ18は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池(全固体電池)であってもよい。なお、バッテリ18は、再充電可能な直流電源であればよく、大容量のキャパシタも採用可能である。
The
バッテリ18は、バッテリ18の状態を監視する監視ユニット19を含む。監視ユニット19は、バッテリ18の電圧VBを検出する電圧センサと、バッテリ18に入出力される電流IBを検出する電流センサと、バッテリ18の温度TBを検出する温度センサ(いずれも図示せず)とを含む。各センサは、その検出結果を示す信号を制御装置11に出力する。なお、電流センサの出力は、バッテリ18の充電時には負値を示し、バッテリ18の放電時には正値を示すものとする。
The
エンジン13および第1MG14は、遊星歯車機構20に連結されている。遊星歯車機構20は、エンジン13の出力トルクを第1MG14と出力ギヤ21とに分割して伝達するものである。遊星歯車機構20は、たとえばシングルピニオン型の遊星歯車機構を有し、エンジン13の出力軸22と同一の軸線Cnt上に配置されている。
The
遊星歯車機構20は、サンギヤSと、サンギヤSと同軸に配置されたリングギヤRと、サンギヤSおよびリングギヤRに噛み合うピニオンギヤPと、ピニオンギヤPを自転および公転可能に保持するキャリヤCとを含む。エンジン13の出力軸22は、キャリヤCに連結されている。第1MG14のロータ軸23は、サンギヤSに連結されている。リングギヤRは、出力ギヤ21に連結されている。
The
エンジン13の出力トルクが伝達されるキャリヤCが入力要素に、出力ギヤ21にトルクを出力するリングギヤRが出力要素に、第1MG14のロータ軸23が連結されるサンギヤSが反力要素として機能する。すなわち、遊星歯車機構20は、エンジン13の出力を第1MG14側と出力ギヤ21側とに分割する。第1MG14は、エンジン13の出力トルクに応じたトルクを出力するように制御される。
The carrier C to which the output torque of the
カウンタシャフト25は、軸線Cntと平行に配置されている。カウンタシャフト25には、出力ギヤ21に噛み合うドリブンギヤ26が設けられている。また、カウンタシャフト25には、ドライブギヤ27がさらに設けられており、ドライブギヤ27は、デファレンシャルギヤ28におけるリングギヤ29に噛み合っている。ドリブンギヤ26は、第2MG15のロータ軸30に設けられたドライブギヤ31が噛み合っている。したがって、第2MG15の出力トルクが、ドリブンギヤ26において、出力ギヤ21から出力されるトルクに加えられる。このようにして合成されたトルクは、デファレンシャルギヤ28から左右に延びたドライブシャフト32,33を介して駆動輪24に伝達される。駆動輪24に駆動トルクが伝達されることにより、車両10に駆動力が発生する。
The
本実施の形態に係る車両10は、エンジン13および第2MG15を動力源としたHV走行モードと、エンジン13を停止状態にするとともに第2MG15をバッテリ18の電力で駆動して走行するEV走行モードとの2つの走行モードを有する。EV走行モードは、たとえば、低車速かつ要求駆動力が小さい低負荷の運転領域の際に選択される。HV走行モードは、たとえば、高車速かつ要求駆動力が大きい高負荷の運転領域の際に選択される。制御装置11は、走行モードの設定および切り替えを行なう。また、制御装置11は、エンジン13およびPCU81を制御する。以下、制御装置11の構成の詳細について説明する。
The
<制御装置の構成>
図2は、制御装置11の構成の一例を示すブロック図である。図2を参照して、制御装置11は、HV(Hybrid Vehicle)−ECU(Electronic Control Unit)61と、バッテリECU62と、MG−ECU63と、エンジンECU64とを備える。
<Control device configuration>
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the
HV−ECU61は、エンジン13、第1MG14および第2MG15を協調制御するための制御装置である。バッテリECU62は、バッテリ18の状態を管理するための制御装置である。MG−ECU63は、PCU81の動作を制御するための制御装置である。エンジンECU64は、エンジン13の動作を制御するための制御装置である。
The HV-
HV−ECU61、バッテリECU62、MG−ECU63およびエンジンECU64は、いずれも接続された各種センサや他のECUとの信号の授受をする入出力装置、各種の制御プログラムやマップ等の記憶に供されるメモリ、制御プログラムを実行する中央処理装置(CPU(Central Processing Unit))、および計時するためのカウンタ等を備えて構成されている。
The HV-
HV−ECU61には、接続された各種のセンサからの信号が入力される。HV−ECU61に接続される各種のセンサには、たとえば、シフトポジションセンサ71と、アクセルポジションセンサ72と、ブレーキポジションセンサ73と、車速センサ74と、第1MG回転速度センサ75と、第2MG回転速度センサ76と、エンジン回転速度センサ77とが含まれる。
Signals from various connected sensors are input to the HV-
シフトポジションセンサ71は、シフトレバー(図示せず)の操作位置を検出する。アクセルポジションセンサ72は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキポジションセンサ73は、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み量を検出する。車速センサ74は、車両10の速度(車速)Vを検出する。第1MG回転速度センサ75は、第1MG14の回転速度を検出する。第2MG回転速度センサ76は、第2MG15の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ77は、エンジン13の回転速度(以下「エンジン回転速度」とも称する)Neを検出する。各種センサは、検出結果を示す信号をHV−ECU61に出力する。
The
バッテリECU62は、バッテリ18の監視ユニット19から受ける検出結果に基づいて、バッテリ18のSOCを算出する。SOCは、バッテリ18の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で示したものである。SOCの算出方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、または、開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法等、種々の公知の手法を採用できる。バッテリECU62は、算出したSOCを示す信号をHV−ECU61に出力する。
The
また、バッテリECU62は、バッテリ18の入力制限Winおよび出力制限Woutを算出する。入力制限Winは、バッテリ18が受入可能な電力の最大値を示す許容充電電力である。入力制限Winは、0以下の値に設定される。入力制限Winが0であることは、バッテリ18の充電が不可であることを意味する。入力制限Winが小さくなる(入力制限Winの絶対値としては大きくなる)ことは、バッテリ18が受入可能な電力が大きくなることを意味する。出力制限Woutは、バッテリ18から出力可能な電力の最大値を示す許容放電電力である。出力制限Woutは、0以上の値に設定される。出力制限Woutが0であることは、バッテリ18の放電が不可であることを意味する。出力制限Woutが大きくなることは、バッテリ18から出力可能な電力が大きくなることを意味する。
Further, the
入力制限Winは、たとえば、バッテリ18のSOCおよびバッテリ18の温度TBに基づいて設定される。入力制限Winは、バッテリ18のSOCが高いほど、大きくなるように(絶対値としては小さくなるように)設定される。また、入力制限Winは、バッテリ18の温度TBが低いほど、大きくなるように(絶対値としては小さくなるように)設定される。
The input limit Win is set based on, for example, the SOC of the
出力制限Woutは、たとえば、バッテリ18のSOCおよびバッテリ18の温度TBに基づいて設定される。出力制限Woutは、バッテリ18のSOCが低いほど、小さくなるように設定される。また、出力制限Woutは、バッテリ18の温度TBが低いほど、小さくなるように設定される。
The output limit Wout is set based on, for example, the SOC of the
バッテリECU62は、算出した入力制限Winおよび出力制限Woutを示す信号をHV−ECU61に出力する。
The
HV−ECU61は、入力制限Winに従ってバッテリ18への入力電力を制御する。具体的には、HV−ECU61は、バッテリ18への入力電力が入力制限Winを超えないように、MG−ECU63およびエンジンECU64に指令を出力する。また、HV−ECU61は、出力制限Woutに従ってバッテリ18への出力電力を制御する。具体的には、HV−ECU61は、バッテリ18からの出力電力が出力制限Woutを超えないように、MG−ECU63に指令を出力する。
The HV-
<走行制御>
HV−ECU62は、アクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度等に基づいて要求駆動力を算出する。HV−ECU62は、算出された要求駆動力および車速等に基づいて車両10の要求走行パワーを算出する。HV−ECU62は、要求走行パワーにバッテリ18の充放電要求パワーを加算した値を要求システムパワーとして算出する。なお、バッテリ18の充放電要求パワーは、たとえばバッテリ18のSOCに応じて設定される。
<Driving control>
The HV-
HV−ECU61は、算出された要求システムパワーに応じてエンジン13の作動が要求されるか否かを判定する。HV−ECU61は、たとえば、要求システムパワーが閾値を超える場合にはエンジン13の作動が要求されると判定する。HV−ECU62は、エンジン13の作動が要求される場合には、走行モードにHV走行モードを設定する。HV−ECU61は、エンジン13の作動が要求されない場合には、走行モードにEV走行モードを設定する。
The HV-
HV−ECU61は、エンジン13の作動が要求される場合には(すなわち、HV走行モードが設定される場合には)、エンジン13に対する要求パワー(以下、「要求エンジンパワー」とも称する)を算出する。HV−ECU61は、たとえば、要求システムパワーを要求エンジンパワーとして算出する。HV−ECU61は、算出された要求エンジンパワーをエンジン運転状態指令としてエンジンECU64に出力する。
The HV-
エンジンECU64は、HV−ECU61から入力されたエンジン運転状態指令に基づき、スロットル弁、インジェクタおよび点火プラグ等、エンジン13の各部に対して各種の制御を行なう。
The
また、HV−ECU61は、算出された要求エンジンパワーを用いてエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとによって規定される座標系におけるエンジン13の動作点を設定する。HV−ECU61は、たとえば、当該座標系において要求エンジンパワーと等出力の等パワーラインと、予め定められた動作ラインとの交点をエンジン13の動作点として設定する。予め定められた動作ラインは、当該座標系における、エンジン回転速度Neの変化に対するエンジントルクの変化軌跡を示す。
Further, the HV-
HV−ECU61は、設定されたエンジン13の動作点に対応するエンジン回転速度Neを目標エンジン回転速度Netとして設定する。
The HV-
HV−ECU61は、目標エンジン回転速度Netが設定されると、現在のエンジン回転速度Neを目標エンジン回転速度Netにするための第1MG14のトルク指令値Tgを設定する。HV−ECU61は、たとえば、現在のエンジン回転速度Neと目標エンジン回転速度Netとの差分に基づくフィードバック制御によって第1MG14のトルク指令値Tgを設定する。
When the target engine rotation speed Net is set, the HV-
HV−ECU61は、設定された第1MG14のトルク指令値TgからエンジントルクTeの駆動輪24への伝達分を算出し、要求駆動力を満足するように第2MG15のトルク指令値Tmを設定する。第2MG15のトルク指令値Tmを設定するにあたり、HV−ECU61は、バッテリECU62から受けた入力制限Winおよび出力制限Woutを考慮する。具体的には、HV−ECU61は、第1MG14の出力電力をPg、第2MGの出力電力をPmとすると、以下の式(1)を満たすようにトルク指令値Tmを設定する。
The HV-
Win≦Pg+Pm≦Wout…(1)
第1MG14の出力電力Pgは、たとえば、トルク指令値Tgと第1MG14の回転速度Neとの積に第1MG14の損失を加算した値としてもよい。第2MG15の出力電力Pmは、たとえば、トルク指令値Tmと第2MG15の回転速度Nmとの積に第2MG15の損失を加算した値としてもよい。HV−ECU61は、設定した第1MG14および第2MG15のトルク指令値をそれぞれ第1MGトルク指令および第2MGトルク指令としてMG−ECU63に出力する。
Win ≤ Pg + Pm ≤ Wout ... (1)
The output power Pg of the
MG−ECU63は、HV−ECU61から入力された第1MGトルク指令Tgおよび第2MGトルク指令Tmに基づき、第1MG14および第2MG15に発生させるトルクに対応した電流値およびその周波数を算出し、算出した電流値およびその周波数を含む信号をPCU81に出力する。
The MG-
なお、図2では、HV−ECU62、バッテリECU62、MG−ECU63およびエンジンECU64を分けた構成を一例として説明しているが、これらを集約した1つのECUによって構成されてもよい。
Although the configuration in which the HV-
<ずり下がり時の制御>
上記のような走行制御を実行する車両10において、登坂路で登坂方向の車両駆動トルクが登坂に必要とされるトルクよりも小さい場合には、車両10は降坂方向へ後退する(ずり下がる)ことが起こり得る。このずり下がり時において、第2MG15の出力トルクは、車両10を前進させる方向(以下「正方向」とも称する)であるのに対し、第2MG15の回転方向は、車両10が後退する方向(以下「負方向」とも称する)となる。すなわち、第2MG15が発生する正方向のトルクと第2MG15の回転速度とが逆符号になるので、第2MG15は回生モード(発電)となる。なお、ずり下がりは、車両10がバックでの登坂時に降坂方向へ移動する場合にも生じる。
<Control when sliding down>
In the
この場合に、バッテリ18のSOCが高いと、入力制限Winが大きな値に設定される(すなわち許容充電電力が制限される)。そのため、第2MG15が出力できる正方向へのトルクに制限がかかる。第2MG15のトルクに制限がかかると、ずり下がりを解消することができない。これを回避するために、本実施の形態に係る車両10は、ずり下がりを検出した場合に、エンジン13への燃料噴射を停止するとともに、第1MG14を用いてエンジン13を回転させる制御(モータリング)を実行する。モータリングを実行することによってバッテリ18の電力を消費できるので、第2MG15のトルクに制限がかかることを抑制することができる。これによって、ずり下がりを解消させることができる。
In this case, if the SOC of the
ここで、騒音および振動に対する性能(NV性能)の観点からすると、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netは重要な指標である。たとえば、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netを車速に基づいて設定することが考えられる。しかしながら、この場合には、入力制限Winが大きい場合であっても、入力制限Winが小さい場合であっても、車速が同じであれば入力制限Winにかかわらず、車速に応じた目標エンジン回転速度Netが設定される。そのため、入力制限Winが小さい場合、すなわち許容充電電力の制限が小さくバッテリ18が受入可能な電力が大きい場合には、必要以上にエンジンを高回転させてモータリングが行なわれる可能性がある。
Here, from the viewpoint of performance against noise and vibration (NV performance), the target engine rotation speed Net in motoring is an important index. For example, it is conceivable to set the target engine rotation speed Net in motoring based on the vehicle speed. However, in this case, regardless of whether the input limit Win is large or the input limit Win is small, the target engine rotation speed according to the vehicle speed is the same regardless of the input limit Win. Net is set. Therefore, when the input limit Win is small, that is, when the limit of the allowable charging power is small and the power that can be received by the
そこで、本実施の形態に係る車両10においては、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netを入力制限Winおよび車速Vに基づいて設定する。モータリングにおける目標エンジン回転速度Netの設定に入力制限Winを考慮することにより、入力制限Winに適した目標エンジン回転速度が設定される。たとえば入力制限Winが大きい(許容充電電力の制限が小さい)場合であっても、バッテリ18の入力制限Winを考慮して目標エンジン回転速度が設定されることにより、必要以上に高い目標エンジン回転速度が設定されることを抑制できる。ゆえに、エンジン13の高回転による騒音および振動を抑制することができる。
Therefore, in the
図3は、第2MG15が正方向にトルクを出力している場合においてHV−ECU61において実行される処理の手順を示すフローチャートである。HV−ECU61は、上述の車両10の走行制御の実行と並行して、図3のフローチャートの処理を実行する。図3のフローチャートの処理は、シフトポジションがDレンジであり、かつ、第2MG15が正方向にトルクを出力している場合に、所定の制御周期毎にHV−ECU61によって繰り返し実行される。図3のフローチャートの各ステップ(以下ステップを「S」と略す)は、HV−ECU61によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がHV−ECU61内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure executed by the HV-
HV−ECU61は、バッテリ18の電圧VB、SOC、入力制限Winおよび車速Vを取得する(S100)。具体的には、HV−ECU61は、バッテリECU62から電圧VB、SOCおよび入力制限Winを取得する。また、HV−ECU61は、車速センサ74から車速Vを取得する。
The HV-
次いで、HV−ECU61は、車速Vを第1閾速度Vref1と比較する(S110)。第1閾速度Vref1は、車両10のずり下がりの仮検知に用いられる閾値であり、負の値に設定される。第1閾速度Vref1は、たとえば、−0.7km/h、−1km/hまたは−1.3km/h等の値に設定することができる。車速Vが第1閾速度Vref1よりも大きい場合には(S110においてNO)、HV−ECU61は、ずり下がりが生じていないと判定して処理を終了する。
Next, the HV-
一方、車速Vが第1閾速度Vref1以下である場合には(S110においてYES)、HV−ECU61は、ずり下がりが生じている可能性がある(仮検知)と判定して、処理をS120に進める。
On the other hand, when the vehicle speed V is equal to or less than the first threshold speed Vref1 (YES in S110), the HV-
HV−ECU61は、入力制限Winを第1閾電力Wref1(<0)と比較する(S120)。第1閾電力Wref1は、第2MG15からのトルクが比較的小さい値に制限されるか否かを判定するための閾値であり、負の値に設定される。第1閾電力Wref1は、入力制限Winが0kWから−30kW程度の範囲内で設定される場合には、たとえば、−4.7kW、−5kWまたは−5.3kW等の値に設定することができる。入力制限Winが第1閾電力Wref1未満である場合(S120においてNO)、すなわち許容充電電力の制限が比較的小さい場合には、HV−ECU61は、第2MG15のトルクが比較的小さい値に制限される可能性は低いと判定して、処理を終了させる。
The HV-
一方、入力制限Winが第1閾電力Wref1以上である場合(S120においてYES)、すなわち許容充電電力の制限が大きい場合には、第2MG15のトルクが比較的小さい値に制限される可能性が高いため、ずり下がり速度が比較的大きくなり易い。この場合には、HV−ECU61は、第2MG15のトルクが比較的小さい値に制限される可能性が高いと判定して、処理をS130に進める。
On the other hand, when the input limit Win is equal to or higher than the first threshold power Wref1 (YES in S120), that is, when the limit of the allowable charging power is large, the torque of the second MG15 is likely to be limited to a relatively small value. Therefore, the sliding speed tends to be relatively high. In this case, the HV-
HV−ECU61は、エンジン13が回転停止しているか否かを判定する(S130)。
The HV-
エンジン13が回転停止している場合には(S130においてYES)、HV−ECU61は、エンジン13を始動させる(S140)。エンジン13は、たとえば、第1MG14によってエンジン13をクランキングさせ、エンジン13の回転速度が所定速度(たとえば600rpmまたは800rpm等)以上に至ったときに燃料噴射および点火を開始させることによって始動される。HV−ECU61は、エンジン13を始動させると、その後、少なくとも車両10のずり下がりが検知されなくなるまで(車速Vが第1閾速度Vref1よりも大きくなるまで)、エンジン13の回転停止を禁止する。
When the
エンジン13を始動させると、HV−ECU61は、エンジン13の自立運転指令をMG−ECU63およびエンジンECU64に出力する(S150)。エンジンECU64は、自立運転指令を受信すると、エンジン13が規定の回転速度(たとえば1000rpm、1200rpm等)で作動するように、スロットル弁、インジェクタおよび点火プラグ等を制御する。MG−ECU63は、自立運転指令を受信すると、第1MG14へのトルク指令値を0に設定して、この値で第1MG14が駆動するようにPCU81を制御する。
When the
S130において、エンジン13が回転停止していない場合には(S130においてNO)、HV−ECU61は、車速Vを第2閾速度Vref2と比較する(S160)。第2閾速度Vref2は、車両10のずり下がりの検知(本検知)に用いられる閾値であり、第1閾速度Vref1よりも小さい値に設定される(Vref1>Vref2)。第2閾速度Vref2は、たとえば、−1.7km/h、−2km/hまたは−2.3km/h等の値に設定することができる。車速Vが第2閾速度Vref2よりも大きい場合には(S160においてNO)、HV−ECU61は、車両10のずり下がりの仮検知をしているものの、ずり下がりは生じていないと判定して、処理をS150に進める。
In S130, when the
一方、車速Vが第2閾速度Vref2以下である場合には(S160においてYES)、HV−ECU61は、ずり下がりが生じていると判定して、処理をS170に進める。
On the other hand, when the vehicle speed V is equal to or less than the second threshold speed Vref2 (YES in S160), the HV-
HV−ECU61は、入力制限Winを第2閾電力Wref2と比較する(S170)。第2閾電力Wref2は、第2MG15からのトルクが比較的小さい値に制限されるか否かを判定するための閾値であり、第1閾電力Wref1以上の値に設定される(Wref1≦Wref2)。第2閾電力Wref2は、入力制限Winが0kWから−30kW程度の範囲内で設定される場合には、たとえば、−3.7kW、−4kWまたは−3.3kW等の値に設定することができる。入力制限Winが第2閾電力Wref2未満である場合には(S170においてNO)、HV−ECU61は、モータリングを行なうことなく、処理をS150に進める。
The HV-
入力制限Winが第2閾電力Wref2以上である場合には(S170においてYES)、HV−ECU61は、処理をS180に進める。
When the input limit Win is the second threshold power Wref2 or more (YES in S170), the HV-
HV−ECU61は、バッテリ18の電圧VBを閾電圧VBrefと比較する(S180)。閾電圧VBrefは、たとえばバッテリ18の制御上の下限電圧、または、下限電圧に一定のマージンをもたせた値に設定することができる。バッテリ18の電圧VBが閾電圧VBref未満である場合には(S180においてNO)、HV−ECU61は、モータリングを行なうことなく、処理をS150に進める。
The HV-
バッテリ18の電圧VBが閾電圧VBref以上である場合には(S180においてYES)、HV−ECU61は、処理をS190に進める。
When the voltage VB of the
HV−ECU61は、バッテリ18のSOCをSOC閾値Srefと比較する(S190)。SOC閾値Srefは、たとえばバッテリ18の制御上の下限SOC、または、下限SOCに一定のマージンをもたせた値に設定することができる。バッテリ18のSOCがSOC閾値Sref未満である場合には(S190においてNO)、HV−ECU61は、モータリングを行なうことなく、処理をS150に進める。
The HV-
バッテリ18の電圧VBが閾電圧VBref未満である場合(S180においてNO)、および、バッテリ18のSOCがSOC閾値Sref未満である場合(S190においてNO)にモータリングを行なわないのは以下の理由による。第1MG14によってエンジン13のモータリングを行なうと、第1MG14の消費電力の大きさによってはバッテリ18の電圧VBおよびSOCがさらに低下する可能性がある。そのため、バッテリ18の電圧VBまたはSOCが、それぞれに対して設定された閾値を下回っている場合には、モータリングを行なわない。これにより、バッテリ18の保護および劣化の抑制を図っている。
Motoring is not performed when the voltage VB of the
バッテリ18のSOCがSOC閾値Sref以上である場合には(S190においてYES)、HV−ECU61は、処理をS200に進める。
When the SOC of the
HV−ECU61は、車速Vおよび入力制限Winに基づいて目標エンジン回転速度Netを設定する(S200)。本実施の形態では、目標エンジン回転速度Netを設定するためのマップMPが準備される。車速Vおよび入力制限Winを変化させた場合の目標エンジン回転速度Netを予め求めておくことによって、マップMPを準備することができる。
The HV-
図4は、目標エンジン回転速度Netを設定するためのマップMPの概念図である。図4を参照して、車速Vと入力制限Winとから目標エンジン回転速度Netを設定するためのマップMPがHV−ECU61のメモリ(図示せず)に記憶されている。マップMPは、3次元マップとして準備される。目標エンジン回転速度Netは、車速Vが小さいほど(ずり下がり速度としては大きいほど)大きくなるように設定される。また、目標エンジン回転速度Netは、入力制限Winが大きいほど、換言すれば、許容充電電力が制限されるほど大きくなるように設定される。HV−ECU61は、車速Vおよび入力制限WinをマップMPに照合させることによって、目標エンジン回転速度Netを設定することができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a map MP for setting a target engine rotation speed Net. With reference to FIG. 4, a map MP for setting the target engine rotation speed Net from the vehicle speed V and the input limit Win is stored in the memory (not shown) of the HV-
再び図3を参照して、目標エンジン回転速度Netを設定すると、HV−ECU61は、第1MG14へのトルク指令Tm1を設定する(S210)。具体的には、HV−ECU61は、エンジン回転速度Neと、目標エンジン回転速度Netとを用いて、以下の式(2)に従ってトルク指令Tm1を設定する。
When the target engine rotation speed Net is set with reference to FIG. 3 again, the HV-
Tm1=K1×(Net−Ne)+K2×∫(Net−Ne)dt…(2)
上記式(2)は、エンジン13を目標エンジン回転速度Netで回転させるための回転速度フィードバック制御における関係式である。上記式(2)における、K1は比例項のゲインであり、K2は積分項のゲインである。
Tm1 = K1 × (Net-Ne) + K2 × ∫ (Net-Ne) dt… (2)
The above equation (2) is a relational expression in the rotation speed feedback control for rotating the
次いで、HV−ECU61は、エンジン13の燃料カット指令およびトルク指令Tm1を出力する(S220)。具体的には、HV−ECU61は、エンジン13の燃料カット指令をエンジンECU64に出力する。また、HV−ECU61は、トルク指令Tm1をMG−ECU63に出力する。
Next, the HV-
エンジンECU64は、燃料カット指令を受信すると、燃料噴射を停止させる。MG−ECU63は、トルク指令Tm1を受信すると、第1MG14がトルク指令Tm1のトルクを出力するようにPCU81を制御する。つまり、燃料噴射が停止された状態のエンジン13を第1MG14を用いて目標エンジン回転速度Netで回転させる(モータリング)。これによって第1MG14によってバッテリ18の電力が消費される。そのため、ずり下がり時において、入力制限Winに起因して、第2MG15から出力される正方向(登坂方向)へのトルクが制限されることを抑制することができる。
When the
モータリングにおける目標エンジン回転速度Netは、入力制限Winおよび車速Vに基づいて設定される。モータリングにおける目標エンジン回転速度Netの設定に入力制限Winを考慮することにより、入力制限Winに適した目標エンジン回転速度が設定される。たとえば入力制限Winが大きい(許容充電電力の制限が小さい)場合であっても、バッテリ18の入力制限Winを考慮して目標エンジン回転速度が設定されることにより、必要以上に高い目標エンジン回転速度が設定されることを抑制できる。ゆえに、エンジン13の高回転による騒音および振動を抑制することができる。
The target engine rotation speed Net in motoring is set based on the input limit Win and the vehicle speed V. By considering the input limit Win in the setting of the target engine rotation speed Net in motoring, the target engine rotation speed suitable for the input limit Win is set. For example, even when the input limit Win is large (the limit of the allowable charging power is small), the target engine rotation speed is set in consideration of the input limit Win of the
以上のように、本実施の形態に係る車両10においては、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netの設定に、入力制限Winが用いられる。具体的には、入力制限Winおよび車速Vに基づいてモータリングにおける目標エンジン回転速度Netが設定される。たとえば入力制限Winが大きい(許容充電電力の制限が小さい)場合であっても、バッテリ18の入力制限Winを考慮して目標エンジン回転速度が設定されることにより、必要以上に高い目標エンジン回転速度が設定されることを抑制できる。ゆえに、エンジン13の高回転による騒音および振動を抑制することができる。
As described above, in the
また、本実施の形態に係る車両10においては、車両10のずり下がりを仮検知した(車速Vが閾速度Vref1以下に至った)場合にエンジン13が停止していれば、エンジン13を始動させて自立運転を開始させる。ずり下がりを仮検知した時点でエンジン13を作動させておくことによって、ずり下がりを検知して(車速Vが閾速度Vref2以下に至った)モータリングを開始した場合に、エンジン13の回転速度を迅速に目標エンジン回転速度Netに到達させることができる。そのため、第1MG14による電力消費を迅速に大きくすることができる。これにより、第2MG15から出力される正方向(登坂方向)へのトルクが制限されることを抑制することができる。
Further, in the
なお、実施の形態においては、車両10は、スプリット方式のハイブリッドシステムを有するハイブリッド自動車である例について説明した。しかしながら、車両10は、シリーズ方式のハイブリッドシステムを有するハイブリッド自動車であってもよい。
In the embodiment, an example in which the
また、実施の形態のおいては、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netを車速Vおよび入力制限Winに基づいて設定する例について説明した。しかしながら、モータリングにおける目標エンジン回転速度Netは、入力制限Winに基づいて設定することも可能である。この場合には、入力制限Winと目標エンジン回転速度Netとの関係を示すマップが準備されて、HV−ECU61のメモリに記憶される。たとえば、当該マップにおいて、目標エンジン回転速度Netは、入力制限Winが大きいほど、換言すれば、許容充電電力が制限されるほど、大きくなるように設定される。
Further, in the embodiment, an example in which the target engine rotation speed Net in motoring is set based on the vehicle speed V and the input limit Win has been described. However, the target engine rotation speed Net in motoring can also be set based on the input limit Win. In this case, a map showing the relationship between the input limit Win and the target engine rotation speed Net is prepared and stored in the memory of the HV-
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 車両、11 制御装置、13 エンジン、14 第1MG、15 第2MG、16 第1インバータ、17 第2インバータ、18 バッテリ、19 監視ユニット、20 遊星歯車機構、21 出力ギヤ、22 出力軸、23,30 ロータ軸、24 駆動輪、25 カウンタシャフト、26 ドリブンギヤ、27,31 ドライブギヤ、28 デファレンシャルギヤ、29 リングギヤ、32,33 ドライブシャフト、61 HV−ECU、62 バッテリECU、63 MG−ECU、64 エンジンECU、71 シフトポジションセンサ、72 アクセルポジションセンサ、73 ブレーキポジションセンサ、74 車速センサ、75 第1MG回転速度センサ、76 第2MG回転速度センサ、77 エンジン回転速度センサ、81 PCU、83 コンバータ、C キャリヤ、P ピニオンギヤ、R リングギヤ、S サンギヤ。 10 Vehicles, 11 Control Units, 13 Engines, 14 1st MG, 15 2nd MG, 16 1st Inverter, 17 2nd Inverter, 18 Battery, 19 Monitoring Unit, 20 Planetary Gear Mechanism, 21 Output Gear, 22 Output Shaft, 23, 30 rotor shaft, 24 drive wheels, 25 counter shaft, 26 driven gear, 27, 31 drive gear, 28 differential gear, 29 ring gear, 32, 33 drive shaft, 61 HV-ECU, 62 battery ECU, 63 MG-ECU, 64 engine ECU, 71 shift position sensor, 72 accelerator position sensor, 73 brake position sensor, 74 vehicle speed sensor, 75 1st MG rotation speed sensor, 76 2nd MG rotation speed sensor, 77 engine rotation speed sensor, 81 PCU, 83 converter, C carrier, P pinion gear, R ring gear, S sun gear.
Claims (1)
エンジンと、
前記エンジンの動力を用いて発電する第1モータジェネレータと、
走行用の第2モータジェネレータと、
前記第1モータジェネレータおよび前記第2モータジェネレータと電力の授受を行なうバッテリと、
前記ハイブリッド自動車のずり下がりを検出した場合に、前記エンジンへの燃料噴射を停止するとともに、前記第1モータジェネレータを用いて前記エンジンを回転させる制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御の実行中における前記エンジンの目標回転速度は、前記バッテリの許容充電電力に基づいて設定される、ハイブリッド自動車。 It ’s a hybrid car,
With the engine
A first motor generator that generates electricity using the power of the engine,
The second motor generator for running and
A battery that transfers power to and from the first motor generator and the second motor generator,
The hybrid vehicle is provided with a control device that stops fuel injection to the engine and executes control to rotate the engine by using the first motor generator when the sliding down of the hybrid vehicle is detected.
A hybrid vehicle in which the target rotation speed of the engine during execution of the control is set based on the allowable charging power of the battery.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4242496A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Suzuki Motor Corporation | Control device of vehicle |
-
2019
- 2019-11-25 JP JP2019212438A patent/JP2021084453A/en active Pending
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