JP3945456B2 - Hybrid vehicle mode transition control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モード選択手段により現在選択されている走行モードとは異なる走行モードが選択されるとシーケンス制御により新たな走行モードへのモード遷移を行うハイブリッド車のモード遷移制御装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術では、走行モードを予測して、変速ショックを無くすべく、エンジンとモータのトルクを加減して、スムーズに変速させるようにしてる。ここで、トルクの加減の詳細は、エンジントルクの誤差をモータトルクで補正するというものである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−315552号公報。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車のモード遷移制御装置においては、変速ショックの低減方法しか述べられていない。よって、瞬時にしか変わらない走行モードを含む走行モード遷移(走行モードA→走行モードB→走行モードC)が必ず発生するため、エンジン始動及び運転点遷移による燃費の無駄とモータの運転点遷移による電力の無駄が発生するという問題があった。
【0005】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、瞬時にしか変わらない走行モードを含む走行モード遷移になることが予測される場合、エンジン始動及び運転点遷移による燃費の無駄とモータの運転点遷移による電力の無駄を無くすこことができるハイブリッド車のモード遷移制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと少なくとも1つのモータによる動力源と、
前記各動力源がそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列と、締結することで固定変速比を得る係合要素と、を有する差動歯車変速機と、
複数設定された走行モードのうち、いずれかの走行モードを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段により現在選択されている走行モードとは異なる走行モードが選択されるとシーケンス制御により新たな走行モードへのモード遷移を行うモード遷移制御手段と、
を備えたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
車速を検出する車速手段と、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、を設け、
前記モード選択手段は、
車速とスロットル開度の検出値に基づき、駆動力を検索する駆動力検索部と、
車速とスロットル開度の検出値に基づき、所定時間後の車速を予測する先読み車速演算部と、
駆動力と車速と走行モードマップにより、通常目標走行モードを検索する目標走行モード検索部と、
駆動力と先読み車速と走行モードマップにより、近い将来に選択されるであろう将来目標走行モードを検索する将来走行モード検索部と、
通常目標走行モードと将来目標走行モードを比較判定する走行モード比較判定部と、
前記走行モード比較判定部の結果に基づき、現時点で選択されている走行モードから瞬時に通過してしまう走行モードをスキップして目標とする走行モードを決定する走行モード決定部と、
を有することを特徴とする。
【0007】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置にあっては、モード選択手段において、近い将来に選択されるであろう将来目標走行モードを予測し、現時点で選択されている走行モードから瞬時に通過してしまう走行モードを介して将来目標走行モードに移行すると判定された場合、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップするため、瞬時にしか変わらない走行モードを含む走行モード遷移になることが予測される場合、エンジン始動及び運転点遷移による燃費の無駄とモータの運転点遷移による電力の無駄を無くすこことができる。
また、先読み車速を用いた将来目標走行モードの予測により、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップすることにより、燃費と電力の節約を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置を実現する実施の形態を、図面に示す第1実施例に基づいて説明する。
【0009】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
【0010】
[ハイブリッドシステム構成]
図1は第1実施例のハイブリッド車のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図である。第1実施例装置の駆動系は、図1に示すように、動力源として、エンジン1と同軸多層モータ2(モータ)を有し、変速機として、差動歯車変速機3を有し、出力機構として、出力ギヤ4(出力部材)と、カウンターギヤ5と、ドライブギヤ6と、ディファレンシャル7と、ドライブシャフト8,8と、を有して構成されている。
【0011】
前記エンジン1は、エンジン出力軸10とエンジンクラッチECを介して、前記差動歯車変速機3の第2リングギヤR2に連結されている。このエンジンクラッチECは、油圧多板クラッチにより構成されている。
【0012】
前記同軸多層モータ2は、図1に示すように、モータ室13内に配置され、モータ&ギヤケース9に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータORと、前記ステータSの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータIRと、を同軸上に配置することで構成されている。
前記同軸多層モータ2を構成するインナーロータIRに、第1モータジェネレータ出力軸11が連結され、前記同軸多層モータ2を構成するアウターロータORに、第2モータジェネレータ出力軸12が連結されている。以下、「ステータS+インナーロータIR」を第1モータジェネレータMG1といい、「ステータS+アウターロータOR」を第2モータジェネレータMG2という。
【0013】
前記差動歯車変速機3は、ギヤ室14内に配置されたラビニョウ型遊星歯車列と、ローブレーキLB(係合要素)と、ハイブレーキHB(係合要素)と、を有して構成されている。
前記ラビニョウ型遊星歯車列は、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギヤR1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギヤR2と、の5つの回転要素を有する。
前記ローブレーキLBは、油圧多板クラッチにより構成され、締結により前記第1リングギヤR1をモータ&ギヤケース9に固定する。
前記ハイブレーキHBは、油圧多板クラッチにより構成され、締結により第1サンギヤS1をモータ&ギヤケース9に固定する。
【0014】
前記差動歯車変速機3の4つの回転要素と動力源および出力部材との連結関係は、前記第2リングギヤR2とエンジン出力軸10とをエンジンクラッチECを介して連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータジェネレータ出力軸11とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータジェネレータ出力軸12とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ4を連結している。
これにより、図2に示す共線図上において、第1モータジェネレータMG1(S1)、エンジンENG(R2)、出力ギヤ4Out(C)、第2モータジェネレータMG2(S2)の回転速度順にてあらわされ、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。
【0015】
よって、出力軸回転数Noが既知であるとすると、エンジン1と2つのモータジェネレータMG1,MG2のあわせて3つの回転数No,N1,N2のうち1つを決定することによりすべての回転数関係(速度関係)が決まり、すなわち変速比も決まることになる。この意味で、エンジン1と2つのモータジェネレータMG1,MG2のうち1つを速度制御することは変速比を制御することと等価である。一方、速度線図上での4つのトルクT1,Te,To,T2の関係については、2つのトルクを決めることにより、速度関係によらず残る2つのトルクの値が決まることが知られている。例えば、図1に示す差動歯車変速機3では、
T1+Te+T2=To
(α+1)T1+Te=βT2
2つのトルクバランス式が常に成立する。
【0016】
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数(回転速度)をとり、横軸にリングギヤ、キャリヤ、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比になるように配置したものである。
【0017】
前記ハイブレーキHBは、図2および図3の共線図上において、第1モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定し、図3のハイブレーキ締結時の剛体レバーに示すように、オーバードライブ走行が確保される。
【0018】
前記ローブレーキLBは、図2および図3の共線図上において、出力ギヤ4の回転速度軸と第2モータジェネレータMG2の回転速度軸との間の位置に配置され、締結により変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、図3のローブレーキ締結時の剛体レバーに示すように、アンダードライブ発進が確保される。
【0019】
前記出力ギヤ4からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ5→ドライブギヤ6→ディファレンシャル7を経過し、ドライブシャフト8,8から図外の駆動輪へ伝達される。
【0020】
第1実施例装置の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ21と、スロットルバルブアクチュエータ22と、モーターコントローラ23と、インバータ24と、バッテリ25と、ハイブリッドコントローラ26と、スロットル開度センサ27と、車速センサ28(車速検出手段)と、モード選択スイッチ29と、エンジン回転数センサ30と、第1モータジェネレータ回転数センサ31と、第2モータジェネレータ回転数センサ32と、油圧コントロールユニット33と、を有して構成されている。
【0021】
前記エンジンコントローラ21は、スロットル開度センサ27からのスロットル開度情報とエンジン回転数センサ30からのエンジン回転数情報を入力し、ハイブリッドコントローラ26からの指令に応じてエンジン回転数とエンジントルクを制御する指令をスロットルバルブアクチュエータ22へ出力する。
【0022】
前記モータコントローラ23は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ31,32からの回転数情報を入力し、第1モータジェネレータMG1の回転数及びトルクと、第2モータジェネレータMG2の回転数及びトルクと、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ24へ出力する。
【0023】
前記インバータ24は、前記同軸多層モータ3のステータSのコイルに接続され、モータコントローラ23からの指令により、インナーロータIRへの駆動電流とアウターロータORへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ24にはバッテリ25が接続されている。
【0024】
前記油圧コントロールユニット33は、ハイブリッドコントローラ26からの指令を受け、エンジンクラッチECとハイブレーキHBとローブレーキLBの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。
【0025】
前記ハイブリッドコントローラ26は、車速センサ28からの車速情報やエンジンコントローラ21からのスロットル開度情報及びエンジン回転数情報等を入力して所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ21、モータコントローラ23、油圧コントロールユニット33に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【0026】
なお、ハイブリッドコントローラ26とエンジンコントローラ21、および、ハイブリッドコントローラ26とモータコントローラ23とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【0027】
[ハイブリッドコントローラ26について]
図4は第1実施例装置のハイブリッドコントローラ26を示す制御ブロック図であり、駆動力検索部26a、先読み車速演算部26b、目標走行モード検索部26c、将来走行モード検索部26d、走行モード比較判定部26e、走行モード決定部26f、走行モードシーケンス演算部26g、を備えている。なお、駆動力検索部26a、先読み車速演算部26b、目標走行モード検索部26c、将来走行モード検索部26d、走行モード比較判定部26e、走行モード決定部26fは、モード選択手段に相当する。走行モードシーケンス演算部26gは、モード遷移制御手段に相当する。
【0028】
前記駆動力検索部26aは、スロットル開度センサ27からのスロットル開度と、車速センサ28からの車速と、図6に示す駆動力マップとに基づいて、駆動力を検索する。
【0029】
前記先読み車速演算部26bは、所定時間後の先読み車速を、
加速度=車速2−車速1
先読み車速=∫加速度dt+車速1(積分は所定時間)
の式、つまり、現時点から所定時間前の車速1と現時点での車速2により加速度を算出し、所定時間での加速度の積分値と現時点での車速2とを加算することで算出する。
【0030】
前記目標走行モード検索部26cは、前記駆動力検索部26aからの駆動力と、前記車速センサ28からの車速と、図7に示す走行モードマップとに基づいて、通常目標走行モードを検索する。
【0031】
前記将来走行モード検索部26dは、前記駆動力検索部26aからの駆動力と、前記先読み車速演算部26bからの先読み車速と、図7に示す走行モードマップとに基づいて、将来目標走行モードを検索する。
【0032】
前記走行モード比較判定部26eは、前記目標走行モード検索部26cからの通常目標走行モードと、前記将来走行モード検索部26dからの将来目標走行モードと、が等しいか否かを比較判定する。
【0033】
前記走行モード決定部26fは、走行モード比較判定部の情報により、通常目標走行モードと将来目標走行モードとが同じでモード遷移しないと判定された場合には、目標走行モードとして通常目標走行モードを決定する。また、通常目標走行モードと将来目標走行モードとが異なると判定された場合には、目標走行モードとして将来目標走行モードを決定する。
【0034】
前記走行モードシーケンス演算部26gは、前記走行モード決定部26fにより決定された走行モードにより、エンジン動力の必要の有無と、モータ動力及び発電の有無と、エンジンクラッチEC・ハイブレーキHB・ローブレーキLBの解放締結の有無を、エンジンコントローラ21とモータコントローラ23と油圧コントロールユニット33に対し、決められたシーケンス処理にしたがって順次指令する。
【0035】
[走行モードについて]
第1実施例装置の場合、このハイブリッドシステムによる走行モードとして、両ブレーキLB,HBを解放して無段変速比を得る『無段変速比モード』と、両ブレーキLB,HBのうち、一方のブレーキを締結して固定変速比を得る『固定変速比モード』と、を有する。
前記『無段変速比モード』としては、エンジン1と両モータジェネレータMG1,MG2を動力源として使用する「E-iVTモード」と、両モータジェネレータMG1,MG2のみを動力源として使用する「EVモード」と、を有する。
前記『固定変速比モード』としては、ハイブレーキHBを締結したままでエンジン1と第2モータジェネレータMG2で走行する「HEV-HBモード」と、ハイブレーキHBを締結したままで第2モータジェネレータMG2のみで走行する「EV-HBモード」と、ローブレーキLBを締結したままでエンジン1と一方のモータジェネレータMG1,MG2で走行する「HEV-LBモード」と、ローブレーキLBを締結したままで2つのモータジェネレータMG1,MG2のみで走行する「EV-LBモード」と、を有する。
【0036】
なお、エンジン1を用いない『エンジン停止モード』と、エンジン1を使用する『エンジン使用モード』という観点で分類することもできる。
前記『エンジン停止モード』としては、「EVモード」と、「EV-HBモード」と、「EV-LBモード」と、を有し、『エンジン使用モード』としては、「E-iVTモード」と、「HEV-HBモード」と、「HEV-LBモード」と、を有する。
【0037】
そして、現在選択されている走行モードから新たに選択された走行モードへモード遷移を行うとき、または、モード選択スイッチ29への操作により走行モードを選択し、現時点の走行モードから選択された走行モードへモード遷移を行うとき、モード受け渡しのためにモード遷移シーケンス制御を行う。
【0038】
このモード遷移シーケンス制御では、『エンジン停止モード』と『エンジン使用モード』との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン1及び両モータジェネレータMG1,MG2の動作点を受け渡すエンジン始動やエンジン停止やエンジンクラッチECの締結・解放制御を必要とする。また、『無段変速比モード』と『固定変速比モード』との間においてモード遷移を行う場合には、ローブレーキLBやハイブレーキHBの締結制御や解放制御を行わなければならない。
【0039】
走行モードの代表例として、「E−iVTモード」について説明する。「E−iVTモード」は、エンジン1とモータジェネレータMG1,MG2を用いて走行する変速比が可変のモードであり、この「E−iVTモード」においては、バッテリ状態判定部26bからのSOCと充放電可能電力範囲とからバッテリ出力電力を決定する。バッテリ出力電力を決めると、車速と駆動力とからエンジン出力が決定されるので、エンジン動作平面(横軸エンジン回転速度・縦軸エンジントルク)上で、等エンジン出力線をトレースし、{(車速)×(駆動力)+(バッテリ充電電力)−(モータ損失合計)}/(エンジン使用燃料流量)が最大となる点を選べば、システム効率最大のエンジン運転点(Ne,Te)を選ぶことができる。
【0040】
モータ動作点(N1,T1,N2,T2)は、エンジン回転数Ne、出力軸回転数No(=車速)、エンジントルクTeを入力し、
N1=Ne+α(Ne-No) …(1)
N2=No-β(Ne-No) …(2)
To=T1+T2+Te …(3)
N1・T1+N2・T2=Pb …(4)
αT1+To=(1+β)T2 …(5)
但し、N1,T1:第1モータジェネレータMG1の回転数とトルク
N2,T2:第2モータジェネレータMG2の回転数とトルク
α,β:遊星歯車の歯数比
であらわされる(1)〜(5)の式(E-iVTバランス式)において、(4)式のバッテリパワーPbを、Pb=0として、連立運動方程式を解くことにより算出する(図2参照)。
【0041】
次に、作用を説明する。
【0042】
[モード選択処理]
図5は第1実施例装置のハイブリッドコントローラ26の先読み車速演算部26b〜走行モード決定部26fにて一定周期にて繰り返し実行されるモード選択処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【0043】
ステップS1では、現時点から所定時間前において車速センサ28にて検出された車速を車速1にセットし、ステップS2へ移行する。
【0044】
ステップS2では、加速度検出用所定時間が経過したか否かを判定し、YESの場合はステップS3へ移行し、NOの場合は終了へ移行する。
【0045】
ステップS3では、ステップS2での加速度検出用所定時間が経過したとの判断に基づいて、再度、車速センサ28により検出した車速を車速2にセットし、ステップS4へ移行する。
【0046】
ステップS4では、今回車速である車速2から前回車速である車速1を差し引くこと(車速2−車速1)により加速度を算出し、ステップS5へ移行する。
【0047】
ステップS5では、所定時間の定積分を行うことで先読み車速を、
先読み車速=∫加速度dt+車速1(積分は所定時間)
の式により算出し、ステップS6へ移行する。
尚、この先読み車速の方法は、特開平3−103661号公報、もしくは、特開平9−210159号公報に記載された方法を使用しても良い。
【0048】
ステップS6では、車速センサ28により検出された車速と、図6の駆動力マップで検索された駆動力を用い、図7の走行モードマップを検索し、通常目標走行モードをセットし、ステップS7へ移行する。
【0049】
ステップS7では、算出された先読み車速と、図6の駆動力マップで検索された駆動力を用い、図7の走行モードマップを検索し、将来目標走行モードをセットし、ステップS8へ移行する。
【0050】
ステップS8では、ステップS6とステップS7でセットされた走行モードが等しいか否かを判断し、YESの場合はステップS11へ移行し、NOの場合はステップS9へ移行する。
【0051】
ステップS9では、ステップS8での通常目標走行モードと将来目標走行モードとが等しくないとの判断に基づいて、目標走行モードに将来目標走行モードをセットし、ステップS10へ移行する。
【0052】
ステップS10では、ステップS9での目標走行モードに将来目標走行モードをセットしたことに伴い、目標走行モード更新フラグをセットし、終了へ移行する。
【0053】
ステップS11では、目標走行モード更新フラグがセットされているか否かを判断し、YESの場合はステップS13へ移行し、NOの場合はステップS12へ移行する。
【0054】
ステップS12では、ステップS11での目標走行モード更新フラグがセットされていないとの判断に基づいて、目標走行モードに通常目標走行モードをセットし、終了へ移行する。
【0055】
ステップS13では、ステップS11での目標走行モード更新フラグがセットされているとの判断に基づいて、目標走行モードに通常目標走行モードをセットし、ステップS14へ移行する。
【0056】
ステップS14では、セットされている目標走行モード更新フラグをクリアし、終了へ移行する。
【0057】
[モード選択作用]
まず、先読み車速の算出では、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→終了へと進む流れが繰り返され、加速度検出用所定時間が経過すると、図5のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進み、現時点から加速度検出用所定時間前の車速1と現時点での車速2により加速度を算出し、所定時間での加速度の積分値と現時点での車速2とを加算することで先読み車速が算出される。
【0058】
そして、ステップS6では、車速センサ28により検出された車速と、図6の駆動力マップで検索された駆動力を用い、図7の走行モードマップを検索し、通常目標走行モードがセットされ、ステップS7では、算出された先読み車速と、図6の駆動力マップで検索された駆動力を用い、図7の走行モードマップを検索し、将来目標走行モードをセットされる。
【0059】
次に、ステップS6での通常目標走行モードと、ステップS7での将来目標走行モードとが等しい場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS8→ステップS11→ステップS12へと進む流れとなり、ステップS12では、目標走行モードとして通常目標走行モードがセットされる。
【0060】
よって、例えば、現時点で選択されている走行モードと、走行モードマップ上で現在の運転点が属する走行モード域と、将来の運転点が属するであろうと予測される走行モード域と、が同じである場合には、現時点で選択されている走行モードが維持される。
【0061】
また、例えば、走行モードマップ上で現在の運転点が属する走行モード域と、将来の運転点が属するであろうと予測される走行モード域と、が同じであるが、現時点で選択されている走行モードとは隣接する走行モードである場合、現時点で選択されている走行モードから通常目標走行モードへのモード遷移される。
【0062】
一方、ステップS6での通常目標走行モードと、ステップS7での将来目標走行モードとが異なる場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS8→ステップS9→ステップS10へと進む流れとなり、ステップS9では、目標走行モードとして将来目標走行モードがセットされる。
【0063】
よって、例えば、図7に示す走行モードマップ上で現時点aで選択されている走行モードAと、図7に示す走行モードマップ上で現在の運転点bが属する走行モードBと、図7に示す走行モードマップ上で将来の運転点cが属するであろうと予測される走行モードCと、が異なる場合には、瞬時で通過してしまう走行モードBがスキップされ、目標走行モードとして将来目標走行モードである走行モードCへモード遷移される。
【0064】
但し、走行モードAから走行モードCへモード遷移の途中において、駆動力の変更により、ステップS6での通常目標走行モードと、ステップS7での将来目標走行モードとが共に等しくなった場合には、図5のフローチャートにおいて、ステップS8→ステップS11→ステップS13→ステップS14へと進む流れとなり、ステップS13では、将来目標走行モードである走行モードCがキャンセルされ、目標走行モードが通常目標走行モードに戻される。
【0065】
[モード選択作用の対比]
ハイブリッド車のモード遷移制御装置において、走行モードマップにて選択される走行モードにしたがってモード遷移を行うようにした場合、走行モードが瞬時にしか変わらないような走行モード遷移(例えば、走行モードA→走行モードB→走行モードCや走行モードA→走行モードB→走行モードA)が必ず発生する。よって、下記に列挙するような問題がある。
(1)エンジン始動及び運転点遷移による燃費の無駄とモータの運転点遷移による電力の無駄が発生する。
(2)エンジン始動を伴う走行モードの場合、瞬時に所定のトルクを得られず、もしくは、初爆を伴うトルクハンチングが発生し、この状態でエンジンクラッチを締結しても変速ショックが発生する。また、エンジントルクを誤検出誤演算した場合、スムーズにエンジントルクを伝達できず、やはり、変速ショックが発生する。さらに、モータでの補正範囲を超えた場合、同様にスムーズにエンジントルクを伝達できず、やはり、変速ショックが発生する。
(3)ブレーキ要素で実現されるような固定変速比に、走行モードが過渡的に遷移する場合、瞬時にモータトルクが追従できず、変速ショックが発生する。
(4)エンジン始動及びエンジンクラッチの締結解放及びブレーキ要素の締結解放を行なう場合、動作の時間遅れが発生し瞬時に走行モードが実現できず、変速ショックが発生する。
【0066】
これに対し、第1実施例装置にあっては、走行モードが瞬時にしか変わらないような走行モードを含むモード遷移時には、瞬時に通過する走行モードをスキップするようにした。例えば、「走行モードA→走行モードB→走行モードC」の場合には「走行モードA→走行モードC」、「走行モードA→走行モードB→走行モードA」の場合には「走行モードA」を維持する。このため、上記(1)〜(4)の問題を解消することができる。
【0067】
具体例として、走行モードAを「EVモード」とし、走行モードBを「HEV-LBモード」とし、走行モードCを「EV-HBモード」とした場合について説明する。
【0068】
走行モードマップにて選択される走行モードにしたがってモード遷移を行うようにした場合、両モータジェネレータMG1,MG2を動力源とする走行モードAである「EVモード」から、[変速]→[エンジンクラッチECの締結]→[変速]→[エンジン1の始動]→[変速]→[ローブレーキLBの締結]を経過するモード遷移制御により走行モードBである「HEV-LBモード」へ移行する。
【0069】
さらに、走行モードBである「HEV-LBモード」から[変速]→[エンジンクラッチECの解放]→[エンジン1の停止]→[変速]→[ローブレーキLBの解放]→[変速]→[ハイブレーキHBの締結]を経過するモード遷移制御により走行モードCである「EV-HBモード」へ移行することになる。
【0070】
これに対し、走行モードBをスキップし、走行モードAである「EVモード」から走行モードCである「EV-HBモード」へモード遷移する場合には、[変速]→[ハイブレーキHBの締結]→[第1モータジェネレータMG1の停止]を経過するモード遷移制御により「EV-HBモード」へ移行することになる。
【0071】
次に、効果を説明する。
第1実施例のハイブリッド車のモード遷移制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0072】
(1) エンジン1と少なくとも1つのモータによる動力源と、前記各動力源がそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列と、締結することで固定変速比を得る係合要素と、を有する差動歯車変速機3と、複数設定された走行モードのうち、いずれかの走行モードを選択するモード選択手段と、前記モード選択手段により現在選択されている走行モードとは異なる走行モードが選択されるとシーケンス制御により新たな走行モードへのモード遷移を行うモード遷移制御手段と、を備えたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、前記モード選択手段は、近い将来に選択されるであろう将来目標走行モードを予測し、現時点で選択されている走行モードから瞬時に通過してしまう走行モードを介して将来目標走行モードに移行すると判定された場合、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップするため、瞬時にしか変わらない走行モードを含む走行モード遷移になることが予測される場合、エンジン始動及び運転点遷移による燃費の無駄とモータの運転点遷移による電力の無駄を無くすこことができる。
【0073】
(2) 車速を検出する車速センサ28と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ27と、を設け、前記モード選択手段は、車速とスロットル開度の検出値に基づき、駆動力を検索する駆動力検索部26aと、車速とスロットル開度の検出値に基づき、所定時間後の車速を予測する先読み車速演算部26bと、駆動力と車速と走行モードマップにより、通常目標走行モードを検索する目標走行モード検索部26cと、駆動力と先読み車速と走行モードマップにより、将来目標走行モードを検索する将来走行モード検索部26cと、通常目標走行モードと将来目標走行モードを比較判定する走行モード比較判定部26eと、前記走行モード比較判定部の結果に基づき、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップして目標とする走行モードを決定する走行モード決定部26fと、を有するため、先読み車速を用いた将来目標走行モードの予測により、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップすることにより、燃費と電力の節約を行なうことができる。
【0074】
(3) 前記モード選択手段は、エンジントルクの断続及び始動を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップするため、エンジントルクによる変速ショックの発生を未然に防止することができる。
【0075】
(4) 前記モード選択手段は、変速比段差を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップするため、変速段差による変速ショックの発生を未然に防止することができる。
【0076】
(5) 前記差動歯車変速機3は、共線図上で第1モータジェネレータMG1、エンジン1、出力ギヤ4、第2モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結される2自由度の遊星歯車列と、係合要素として、共線図上で第1モータジェネレータMG1の位置に配置され、締結により変速比をハイ変速比に固定するハイブレーキHBと、共線図上で出力ギヤ4と第2モータジェネレータMG2の間の位置に配置され、締結により変速比をロー変速比に固定するローブレーキLBと、を有し、前記モード選択手段は、エンジン始動及び、エンジンクラッチECの締結解放及び、ローブレーキLBの締結解放及び、ハイブレーキHBの締結解放を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップするため、各動作の時間遅れによる変速ショックの発生を未然に防止することができる。
【0077】
(6) 前記モード選択手段は、走行モードの遷移中において、将来目標走行モードを選択した場合でも、駆動力の変更に伴い、将来目標走行モードをキャンセルし、目標走行モードを通常走行モードに戻すため、運転条件に不適合な目標走行モードを回避し、変速ショックを無くすことができる。
【0078】
以上、本発明のハイブリッド車のモード遷移制御装置を第1実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0079】
例えば、第1実施例では、遊星歯車列としてラビニョウ型遊星歯車列による例を示したが、係合要素(クラッチやブレーキ)の締結により固定変速比モードに移行できる他の遊星歯車列も適用できる。
【0080】
第1実施例では、2つのモータを用いたハイブリッド車の例を示したが、1つのモータを用いたハイブリッド車にも適用することができる。また、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとして、共通ステータと2つのロータにより外観上は1つのモータジェネレータであるが、機能上は2つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ2の適用例を示したが、2つの独立したモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【0081】
第1実施例では、走行モードマップとして、車速と駆動力による二次元マップの例を示したが、これにバッテリ充電状態(SOC)を含めた三次元の走行モードマップを用いるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のハイブリッド車のモード遷移制御装置が適用されたハイブリッドシステムを示す全体図である。
【図2】第1実施例装置における差動歯車変速機の共線図である。
【図3】第1実施例装置における差動歯車変速機の共線図上での各走行モードを示す図である。
【図4】第1実施例装置のハイブリッド制御系を示すブロック図である。
【図5】第1実施例装置のハイブリッドコントローラの先読み車速演算部〜走行モード決定部にて一定周期にて繰り返し実行されるモード選択処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】第1実施例装置において駆動力検索部にて駆動力の検索に用いられる駆動力マップの一例を示す図である。
【図7】第1実施例装置において走行モード検索部にて通常目標走行モードと将来目標走行モードの検索に用いられる走行モードマップの一例である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 同軸多層モータ(モータ)
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
3 差動歯車変速機
4 出力ギヤ(出力部材)
5 カウンターギヤ
6 ドライブギヤ
7 ディファレンシャル
8,8 ドライブシャフト
9 モータ&ギヤケース
10 エンジン出力軸
11 第1モータジェネレータ出力軸
12 第2モータジェネレータ出力軸
13 モータ室
14 ギヤ室
EC エンジンクラッチ
HB ハイブレーキ(係合要素)
LB ローブレーキ(係合要素)
21 エンジンコントローラ
22 スロットルバルブアクチュエータ
23 モーターコントローラ
24 インバータ
25 バッテリ
26 ハイブリッドコントローラ
26a 駆動力検索部
26b 先読み車速演算部
26c 目標走行モード検索部
26d 将来走行モード検索部
26e 走行モード比較判定部
26f 走行モード決定部
26g 走行モードシーケンス演算部(モード遷移制御手段)
27 スロットル開度センサ(スロットル開度検出手段)
28 車速センサ(車速検出手段)
29 モード選択スイッチ
30 エンジン回転数センサ
31 第1モータジェネレータ回転数センサ
32 第2モータジェネレータ回転数センサ
33 油圧コントロールユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a mode transition control device for a hybrid vehicle that performs mode transition to a new travel mode by sequence control when a travel mode different from the currently selected travel mode is selected by the mode selection means. .
[0002]
[Prior art]
In the prior art, the running mode is predicted, and the torque of the engine and the motor is adjusted so as to eliminate the shift shock, thereby smoothly shifting. Here, the details of the torque adjustment are to correct the engine torque error with the motor torque (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-315552 A.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional mode change control device for a hybrid vehicle, only a method for reducing the shift shock is described. Therefore, since a travel mode transition (travel mode A → travel mode B → travel mode C) including a travel mode that changes only instantaneously occurs, fuel consumption is wasted due to engine start and operation point transition, and motor operation point transition. There was a problem of wasted power.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above problem, and when it is predicted that the driving mode transition including a driving mode that changes only instantaneously will result in waste of fuel consumption due to engine start and driving point transition and motor operation. It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle mode transition control device that can eliminate waste of electric power due to point transitions.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the present invention, a power source by an engine and at least one motor,
A differential gear transmission having a planetary gear train in which each of the power sources is connected to a rotating element, and an engaging element that is fastened to obtain a fixed gear ratio;
Mode selection means for selecting one of the plurality of travel modes,
Mode transition control means for performing mode transition to a new travel mode by sequence control when a travel mode different from the currently selected travel mode is selected by the mode selection means;
In the hybrid vehicle mode transition control device with
Vehicle speed means for detecting the vehicle speed;
A throttle opening detecting means for detecting the throttle opening; and
The mode selection means includes
A driving force search unit that searches for driving force based on the detected values of the vehicle speed and the throttle opening;
A pre-read vehicle speed calculation unit that predicts the vehicle speed after a predetermined time based on the detected value of the vehicle speed and the throttle opening;
A target travel mode search unit for searching for a normal target travel mode based on the driving force, the vehicle speed, and the travel mode map;
A future driving mode search unit for searching for a future target driving mode that will be selected in the near future based on the driving force, the look-ahead vehicle speed, and the driving mode map
A travel mode comparison and determination unit for comparing and determining the normal target travel mode and the future target travel mode;
Based on the result of the travel mode comparison determination unit,From the currently selected travel modeA driving mode determination unit that determines a target driving mode by skipping a driving mode that passes instantaneously;
It is characterized by having.
[0007]
【The invention's effect】
Therefore, in the mode transition control device for a hybrid vehicle of the present invention, the mode selection means predicts the future target travel mode that will be selected in the near future, and instantaneously from the currently selected travel mode. If it is determined to shift to the target travel mode in the future via the travel mode that passes, the travel mode transition that includes the travel mode that changes only instantaneously may be skipped because the travel mode that passes instantaneously is skipped. When predicted, it is possible to eliminate waste of fuel consumption due to engine start and operation point transition and waste of electric power due to motor operation point transition.
Further, fuel efficiency and power saving can be achieved by skipping the travel mode that passes instantaneously by predicting the future target travel mode using the look-ahead vehicle speed.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a mode transition control device for a hybrid vehicle of the present invention will be described based on a first example shown in the drawings.
[0009]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
[0010]
[Hybrid system configuration]
FIG. 1 is an overall view showing a hybrid system to which a hybrid vehicle mode transition control apparatus according to a first embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the drive system of the first embodiment apparatus has an
[0011]
The
[0012]
As shown in FIG. 1, the
A first motor generator output shaft 11 is connected to the inner rotor IR constituting the
[0013]
The
The Ravigneaux planetary gear train includes a common carrier C that supports a first pinion P1 and a second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear S2 that meshes with the second pinion P2. The first ring gear R1 meshing with the first pinion P1 and the second ring gear R2 meshing with the second pinion P2 are provided.
The low brake LB is constituted by a hydraulic multi-plate clutch, and fixes the first ring gear R1 to the motor &
The high brake HB is constituted by a hydraulic multi-plate clutch, and fixes the first sun gear S1 to the motor &
[0014]
The four rotational elements of the
As a result, the rotation speeds of the first motor generator MG1 (S1), the engine ENG (R2), the output gear 4Out (C), and the second motor generator MG2 (S2) are represented on the alignment chart shown in FIG. In addition, a rigid lever model that can simply express the dynamic operation of the planetary gear train can be introduced.
[0015]
Therefore, assuming that the output shaft rotational speed No is known, all the rotational speed relationships are determined by determining one of the three rotational speeds No, N1 and N2 for the
T1 + Te + T2 = To
(Α + 1) T1 + Te = βT2
Two torque balance formulas always hold.
[0016]
Here, the “collinear diagram” is a velocity diagram used in a simple and easy-to-understand method of drawing instead of the method of obtaining by equation when considering the gear ratio of the differential gear, The rotational speed (rotational speed) of the rotating element is taken, each rotating element such as a ring gear, carrier, sun gear, etc. is taken on the horizontal axis, and the spacing between the rotating elements is arranged so as to be the gear ratio of the sun gear and the ring gear. .
[0017]
The high brake HB is arranged at a position coincident with the rotational speed axis of the first motor generator MG1 on the alignment chart of FIGS. 2 and 3, and the gear ratio is fixed to the high gear ratio on the overdrive side by fastening. As shown in the rigid lever when the high brake is engaged in FIG. 3, overdrive traveling is ensured.
[0018]
The low brake LB is arranged at a position between the rotational speed shaft of the output gear 4 and the rotational speed shaft of the second motor generator MG2 on the alignment chart of FIGS. Underdrive is secured as shown in the rigid lever at the time of low brake engagement in FIG.
[0019]
The output rotation and output torque from the output gear 4 are transmitted from the drive shafts 8 and 8 to drive wheels (not shown) through the
[0020]
As shown in FIG. 1, the control system of the first embodiment apparatus includes an
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
[About hybrid controller 26]
FIG. 4 is a control block diagram showing the
[0028]
The driving
[0029]
The look-ahead vehicle
Acceleration = vehicle speed 2-
Look-ahead vehicle speed = ∫acceleration dt + vehicle speed 1 (integration is a predetermined time)
That is, the acceleration is calculated from the vehicle speed 1 a predetermined time before the current time and the
[0030]
The target travel
[0031]
The future travel
[0032]
The travel mode comparison /
[0033]
When it is determined from the information of the travel mode comparison / determination unit that the normal target travel mode and the future target travel mode are the same and the mode does not change, the travel
[0034]
The travel mode
[0035]
[About driving mode]
In the case of the first embodiment device, as a running mode by this hybrid system, one of the “continuously variable gear ratio mode” in which both the brakes LB and HB are released to obtain a continuously variable gear ratio and one of the two brakes LB and HB. And “fixed gear ratio mode” for obtaining a fixed gear ratio by engaging a brake.
The “continuously variable transmission ratio mode” includes the “E-iVT mode” that uses the
The “fixed gear ratio mode” includes the “HEV-HB mode” in which the
[0036]
In addition, it can also classify | categorize from the viewpoint of "engine stop mode" which does not use the
The “engine stop mode” includes “EV mode”, “EV-HB mode”, and “EV-LB mode”, and “engine use mode” includes “E-iVT mode”. , “HEV-HB mode” and “HEV-LB mode”.
[0037]
When the mode is changed from the currently selected travel mode to the newly selected travel mode, or the travel mode is selected by operating the mode selection switch 29, the travel mode selected from the current travel mode is selected. When mode transition is performed, mode transition sequence control is performed for mode transfer.
[0038]
In this mode transition sequence control, when mode transition is performed between the “engine stop mode” and the “engine use mode”, the engine start and engine stop are performed by passing the operating points of the
[0039]
The “E-iVT mode” will be described as a representative example of the travel mode. The “E-iVT mode” is a mode in which the speed ratio that travels using the
[0040]
The motor operating point (N1, T1, N2, T2) is input the engine speed Ne, output shaft speed No (= vehicle speed), engine torque Te,
N1 = Ne + α (Ne-No)… (1)
N2 = No-β (Ne-No)… (2)
To = T1 + T2 + Te (3)
N1 ・ T1 + N2 ・ T2 = Pb (4)
αT1 + To = (1 + β) T2 (5)
N1, T1: Number of rotations and torque of the first motor generator MG1
N2, T2: Second motor generator MG2 speed and torque
α, β: gear ratio of planetary gear
In the equations (1) to (5) (E-iVT balance equation) expressed as follows, the battery power Pb in the equation (4) is calculated by solving the simultaneous equations of motion with Pb = 0 (see FIG. 2). .
[0041]
Next, the operation will be described.
[0042]
[Mode selection processing]
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of mode selection processing repeatedly executed at a constant cycle by the pre-read vehicle
[0043]
In step S1, the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 28 a predetermined time before the current time is set to the
[0044]
In step S2, it is determined whether or not a predetermined time for acceleration detection has elapsed. If YES, the process proceeds to step S3. If NO, the process proceeds to the end.
[0045]
In step S3, based on the determination that the predetermined time for acceleration detection in step S2 has elapsed, the vehicle speed detected by the
[0046]
In step S4, the acceleration is calculated by subtracting the
[0047]
In step S5, the look-ahead vehicle speed is determined by performing a constant integration for a predetermined time.
Look-ahead vehicle speed = ∫acceleration dt + vehicle speed 1 (integration is a predetermined time)
And the process proceeds to step S6.
As a method of the pre-reading vehicle speed, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-103661 or Japanese Patent Laid-Open No. 9-210159 may be used.
[0048]
In step S6, the vehicle speed detected by the
[0049]
In step S7, using the calculated look-ahead vehicle speed and the driving force searched in the driving force map of FIG. 6, the driving mode map of FIG. 7 is searched, the future target driving mode is set, and the process proceeds to step S8.
[0050]
In step S8, it is determined whether or not the travel modes set in step S6 and step S7 are equal. If YES, the process proceeds to step S11. If NO, the process proceeds to step S9.
[0051]
In step S9, step S98Based on the determination that the normal target travel mode is not equal to the future target travel mode, the future target travel mode is set as the target travel mode, and the process proceeds to step S10.
[0052]
In step S10, in accordance with the setting of the future target travel mode in the target travel mode in step S9, the target travel mode update flag is set, and the process proceeds to the end.
[0053]
In step S11, it is determined whether or not the target travel mode update flag is set. If YES, the process proceeds to step S13, and if NO, the process proceeds to step S12.
[0054]
In step S12, based on the determination that the target travel mode update flag is not set in step S11, the normal target travel mode is set to the target travel mode, and the process proceeds to the end.
[0055]
In step S13, based on the determination that the target travel mode update flag is set in step S11, the normal target travel mode is set to the target travel mode, and the process proceeds to step S14.
[0056]
In step S14, the set target travel mode update flag is cleared, and the process proceeds to the end.
[0057]
[Mode selection action]
First, in the calculation of the pre-reading vehicle speed, the flow of steps S1 → step S2 → end is repeated in the flowchart of FIG. 5, and when a predetermined time for acceleration detection has elapsed, step S1 → step S2 → Proceeding from step S3 to step S4 to step S5, the acceleration is calculated from the
[0058]
In step S6, the vehicle speed detected by the
[0059]
Next, when the normal target travel mode in step S6 is equal to the future target travel mode in step S7, the flow proceeds from step S8 to step S11 to step S12 in the flowchart of FIG. Then, the normal target travel mode is set as the target travel mode.
[0060]
Thus, for example, the currently selected travel mode, the travel mode region to which the current operation point belongs on the travel mode map, and the travel mode region in which a future operation point is expected to belong are the same. In some cases, the currently selected travel mode is maintained.
[0061]
In addition, for example, the travel mode area to which the current operation point belongs on the travel mode map is the same as the travel mode area in which the future operation point is expected to belong, but the currently selected travel mode When the mode is an adjacent travel mode, the mode is changed from the currently selected travel mode to the normal target travel mode.
[0062]
On the other hand, when the normal target travel mode in step S6 is different from the future target travel mode in step S7, the flow proceeds from step S8 to step S9 to step S10 in the flowchart of FIG. The future target travel mode is set as the target travel mode.
[0063]
Thus, for example, the driving mode A selected at the current time a on the driving mode map shown in FIG. 7, the driving mode B to which the current driving point b belongs on the driving mode map shown in FIG. If the driving mode C is predicted to belong to the future driving point c on the driving mode map, the driving mode B that passes instantaneously is skipped, and the future target driving mode is set as the target driving mode. The mode is changed to traveling mode C.
[0064]
However, when the normal target travel mode in step S6 and the future target travel mode in step S7 are both equal due to a change in driving force during the mode transition from travel mode A to travel mode C, In the flowchart of FIG. 5, the flow proceeds from step S8 to step S11 to step S13 to step S14. In step S13, the travel mode C that is the future target travel mode is canceled, and the target travel mode is returned to the normal target travel mode. It is.
[0065]
[Contrast of mode selection]
In the hybrid vehicle mode transition control device, when the mode transition is performed according to the travel mode selected in the travel mode map, the travel mode transition (for example, travel mode A → Travel mode B → travel mode C or travel mode A → travel mode B → travel mode A) always occurs. Therefore, there are problems as listed below.
(1) Waste of fuel consumption due to engine start and operation point transition and waste of power due to motor operation point transition occur.
(2) In the travel mode with engine start, a predetermined torque cannot be obtained instantaneously, or torque hunting with initial explosion occurs, and even if the engine clutch is engaged in this state, a shift shock is generated. In addition, when the engine torque is erroneously detected and erroneously calculated, the engine torque cannot be transmitted smoothly, and a shift shock occurs. Further, when the correction range of the motor is exceeded, engine torque cannot be transmitted smoothly in the same manner, and a shift shock is generated.
(3) When the running mode transitions transiently to a fixed gear ratio as realized by a brake element, the motor torque cannot instantaneously follow and a gear shift shock occurs.
(4) When starting the engine, engaging / disengaging the engine clutch, and releasing / engaging the brake element, a time delay of the operation occurs, and the travel mode cannot be realized instantaneously, resulting in a shift shock.
[0066]
On the other hand, in the first embodiment apparatus, the traveling mode that passes instantaneously is skipped at the time of mode transition including the traveling mode in which the traveling mode changes only instantaneously. For example, in the case of “travel mode A → travel mode B → travel mode C”, “travel mode A → travel mode C”, and in the case of “travel mode A → travel mode B → travel mode A”, “travel mode A” ”. Therefore, the above problems (1) to (4) can be solved.
[0067]
As a specific example, a case will be described in which travel mode A is “EV mode”, travel mode B is “HEV-LB mode”, and travel mode C is “EV-HB mode”.
[0068]
When mode transition is performed in accordance with the travel mode selected in the travel mode map, from [EV mode] which is the travel mode A using both motor generators MG1 and MG2 as a power source, [shift] → [engine clutch Transition to the “HEV-LB mode”, which is the running mode B, is performed by mode transition control in which EC engagement] → [shift] → [
[0069]
Furthermore, from “HEV-LB mode” which is the travel mode B, [shift] → [release engine clutch EC] → [stop engine 1] → [shift] → [release low brake LB] → [shift] → [shift] The mode is shifted to “EV-HB mode”, which is the running mode C, by the mode transition control in which “engagement of the high brake HB”.
[0070]
On the other hand, when the travel mode B is skipped and the mode transition is made from the “EV mode” as the travel mode A to the “EV-HB mode” as the travel mode C, [shift] → [engagement of the high brake HB] ] → [Transition to EV-HB mode] is performed by mode transition control in which [stop of first motor generator MG1] elapses.
[0071]
Next, the effect will be described.
In the hybrid vehicle mode transition control device of the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0072]
(1) A differential having a power source by the
[0073]
(2) A
[0074]
(3) Since the mode selection means skips a traveling mode that is intermittently started and interrupted by the engine torque and passes through instantaneously, it is possible to prevent the occurrence of a shift shock due to the engine torque.
[0075]
(4) Since the mode selection unit skips a travel mode that involves a gear ratio step and passes instantaneously, it is possible to prevent a shift shock from occurring due to the gear step.
[0076]
(5) The
[0077]
(6) The mode selection means cancels the future target travel mode and returns the target travel mode to the normal travel mode when the driving force is changed even when the future target travel mode is selected during the transition of the travel mode. Therefore, it is possible to avoid the target travel mode that is incompatible with the driving conditions and eliminate the shift shock.
[0078]
The hybrid vehicle mode transition control apparatus of the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and each claim of the claims is described below. Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
[0079]
For example, in the first embodiment, an example using a Ravigneaux type planetary gear train as the planetary gear train is shown, but other planetary gear trains that can be shifted to the fixed gear ratio mode by engaging engagement elements (clutch and brake) can be applied. .
[0080]
In the first embodiment, an example of a hybrid vehicle using two motors is shown, but the present invention can also be applied to a hybrid vehicle using one motor. In addition, as the first motor generator and the second motor generator, an application example of the
[0081]
In the first embodiment, an example of a two-dimensional map based on vehicle speed and driving force is shown as the traveling mode map. However, a three-dimensional traveling mode map including the battery state of charge (SOC) may be used. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a hybrid system to which a hybrid vehicle mode transition control apparatus according to a first embodiment is applied.
FIG. 2 is an alignment chart of a differential gear transmission in the first embodiment device.
FIG. 3 is a diagram showing travel modes on a nomographic chart of a differential gear transmission in the first embodiment device.
FIG. 4 is a block diagram showing a hybrid control system of the first embodiment apparatus.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a mode selection process that is repeatedly executed at a constant cycle by a pre-read vehicle speed calculation unit to a travel mode determination unit of the hybrid controller of the first embodiment device.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a driving force map used for searching for a driving force by a driving force search unit in the first embodiment apparatus.
FIG. 7 is an example of a driving mode map used for searching for a normal target driving mode and a future target driving mode in a driving mode search unit in the first embodiment apparatus;
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Coaxial multilayer motor (motor)
MG1 1st motor generator
MG2 Second motor generator
3 Differential gear transmission
4 Output gear (output member)
5 Counter gear
6 Drive gear
7 Differential
8,8 Drive shaft
9 Motor & gear case
10 Engine output shaft
11 First motor generator output shaft
12 Second motor generator output shaft
13 Motor room
14 Gear chamber
EC engine clutch
HB high brake (engaging element)
LB Low brake (engagement element)
21 Engine controller
22 Throttle valve actuator
23 Motor controller
24 inverter
25 battery
26 Hybrid controller
26a Driving force search unit
26b Pre-reading vehicle speed calculator
26c Target travel mode search part
26d Future mode search part
26e travel mode comparison / determination unit
26f Traveling mode determination unit
26g Traveling mode sequence calculation unit (mode transition control means)
27 Throttle opening sensor (throttle opening detecting means)
28 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
29 Mode selection switch
30 Engine speed sensor
31 1st motor generator rotation speed sensor
32 Second motor generator rotational speed sensor
33 Hydraulic control unit
Claims (5)
前記各動力源がそれぞれ回転要素に連結される遊星歯車列と、締結することで固定変速比を得る係合要素と、を有する差動歯車変速機と、
複数設定された走行モードのうち、いずれかの走行モードを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段により現在選択されている走行モードとは異なる走行モードが選択されるとシーケンス制御により新たな走行モードへのモード遷移を行うモード遷移制御手段と、
を備えたハイブリッド車のモード遷移制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、を設け、
前記モード選択手段は、
車速とスロットル開度の検出値に基づき、駆動力を検索する駆動力検索部と、
車速とスロットル開度の検出値に基づき、所定時間後の車速を予測する先読み車速演算部と、
駆動力と車速と走行モードマップにより、通常目標走行モードを検索する目標走行モード検索部と、
駆動力と先読み車速と走行モードマップにより、近い将来に選択されるであろう将来目標走行モードを検索する将来走行モード検索部と、
通常目標走行モードと将来目標走行モードを比較判定する走行モード比較判定部と、
前記走行モード比較判定部の結果に基づき、現時点で選択されている走行モードから瞬時に通過してしまう走行モードをスキップして目標とする走行モードを決定する走行モード決定部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。A power source with an engine and at least one motor;
A differential gear transmission having a planetary gear train in which each of the power sources is connected to a rotating element, and an engaging element that is fastened to obtain a fixed gear ratio;
Mode selection means for selecting one of the plurality of travel modes,
Mode transition control means for performing mode transition to a new travel mode by sequence control when a travel mode different from the currently selected travel mode is selected by the mode selection means;
In the hybrid vehicle mode transition control device with
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A throttle opening detecting means for detecting the throttle opening; and
The mode selection means includes
A driving force search unit that searches for driving force based on the detected values of the vehicle speed and the throttle opening;
A pre-read vehicle speed calculation unit that predicts the vehicle speed after a predetermined time based on the detected value of the vehicle speed and the throttle opening;
A target travel mode search unit for searching for a normal target travel mode based on the driving force, the vehicle speed, and the travel mode map;
A future driving mode search unit that searches for a future target driving mode that will be selected in the near future based on the driving force, the look-ahead vehicle speed, and the driving mode map;
A travel mode comparison and determination unit for comparing and determining the normal target travel mode and the future target travel mode;
Based on the results of the travel mode comparison and determination unit, a travel mode determination unit that determines a target travel mode by skipping a travel mode that instantaneously passes from the currently selected travel mode;
A mode transition control device for a hybrid vehicle characterized by comprising:
前記モード選択手段は、エンジントルクの断続及び始動を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。In the hybrid vehicle mode transition control device according to claim 1 ,
A mode transition control device for a hybrid vehicle, characterized in that the mode selection means skips a travel mode that instantaneously passes through the engine torque intermittently and intermittently.
前記モード選択手段は、変速比段差を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。In the hybrid vehicle mode transition control device according to claim 1 or 2,
A mode transition control device for a hybrid vehicle, characterized in that the mode selection means skips a travel mode that involves a gear ratio step and passes instantaneously.
前記差動歯車変速機は、共線図上で第1モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第2モータジェネレータの回転速度順になるように連結される2自由度の遊星歯車列と、係合要素として、共線図上で第1モータジェネレータの位置に配置され、締結により変速比をハイ変速比に固定するハイブレーキと、共線図上で出力部材と第2モータジェネレータの間の位置に配置され、締結により変速比をロー変速比に固定するローブレーキと、を有し、
前記モード選択手段は、エンジン始動及び、エンジンクラッチの締結解放及び、ローブレーキの締結解放及び、ハイブレーキの締結解放を伴い、且つ、瞬時に通過してしまう走行モードをスキップすることを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。In the hybrid vehicle mode transition control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The differential gear transmission includes two-degree-of-freedom planetary gear trains connected in order of rotation speeds of the first motor generator, the engine, the output member, and the second motor generator on the alignment chart, and as an engagement element A high brake that is arranged at the position of the first motor generator on the alignment chart and fixes the transmission gear ratio to the high transmission ratio by fastening, and is arranged at a position between the output member and the second motor generator on the alignment chart. A low brake that fixes the transmission gear ratio to the low transmission gear ratio when engaged,
The mode selection means is characterized by skipping a travel mode that instantaneously passes through engine start, engine clutch engagement / release, low brake engagement / release, and high brake engagement / release. Mode transition control device for hybrid vehicles.
前記モード選択手段は、走行モードの遷移中において、将来目標走行モードを選択した場合でも、駆動力の変更に伴い、将来目標走行モードをキャンセルし、目標走行モードを通常走行モードに戻すことを特徴とするハイブリッド車のモード遷移制御装置。In the hybrid vehicle mode transition control device according to any one of claims 1 to 4,
The mode selection means cancels the future target travel mode and returns the target travel mode to the normal travel mode when the driving force is changed even when the future target travel mode is selected during the transition of the travel mode. A mode transition control device for a hybrid vehicle.
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