JP4241707B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、車両およびこれを制御するための車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a vehicle control method for controlling the vehicle.
従来から、この種の車両として、内燃機関の出力軸、発電機および駆動出力軸に接続された3つの回転要素を有する遊星歯車機構と、駆動出力軸に連結された電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりを行なうバッテリとを備えたハイブリッド車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、走行中に内燃機関の非駆動状態が選択された場合、エンジンの回転数を保つために、発電機を電動機として作動させて内燃機関の出力軸を回転させるモータリングが実行される。
上述のようなハイブリッド車両では、発電機を用いて内燃機関のモータリングを実行してエンジン回転数を変化させることにより、いわゆるエンジンブレーキに似た走行感覚を運転者らに提供することができる。ただし、内燃機関のモータリングが実行されている最中にエンジンの回転数を変更しようとすると、発電機や電動機の駆動状態が大きく変化することがあり、そのような場合、発電機等の回転数のセンシング遅れ等に起因して、発電機等により入出力される計算上の電力と実際の電力とに偏差が生じ、その程度によっては蓄電装置をその入出力制限を超えた過大な電力で充放電させてしまうおそれがある。 In the hybrid vehicle as described above, the motoring of the internal combustion engine is executed using the generator to change the engine speed, thereby providing the drivers with a driving sensation similar to so-called engine braking. However, if the engine speed is changed while motoring of the internal combustion engine is being performed, the driving state of the generator or motor may change significantly. In such a case, the rotation of the generator or the like Due to the number of sensing delays, etc., there is a deviation between the calculated power input / output by the generator etc. and the actual power, and depending on the degree, the power storage device may have excessive power exceeding its input / output limit. There is a risk of charging and discharging.
そこで、本発明の車両およびその制御方法は、二次電池等の蓄電装置の過大な電力による充放電を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関のモータリングが実行されている最中にエンジンの回転数を変更する際の制御をより適正に実行することを目的の一つとする。 In view of the above, an object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to suppress charging / discharging due to excessive electric power in a power storage device such as a secondary battery. Another object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to more appropriately execute control when changing the engine speed while motoring of the internal combustion engine is being executed.
本発明による車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採っている。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least one of the above objects.
本発明による車両は、
内燃機関と、
車両の何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車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の間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段についての電力の入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記電力動力入出力手段により前記内燃機関がモータリングされている最中に所定条件の成立に応じて該内燃機関の回転数を変更するときには、前記電力動力入出力手段または前記電動機の駆動状態と前記設定された入出力制限との少なくとも何れか一方の調整を伴って前記内燃機関の回転数が変更されると共に前記設定された入出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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を制御する制御手段と、
を備えるものである。
The vehicle according to the present invention is
An internal combustion engine;
An electric power input unit that is connected to a first axle as one of the axles of the vehicle and an output shaft of the internal combustion engine and that can input and output power to and from the first axle and the output shaft with input and output of electric power and power. Output means;
An electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle that is either the first axle or an axle different from the first axle;
Power storage means capable of exchanging power between the power drive input / output means and the electric motor;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit of power for the power storage means based on the state of the power storage means;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the rotational speed of the internal combustion engine is changed according to the establishment of a predetermined condition while the internal combustion engine is being motored by the power power input / output means, the power power input / output means or the driving state of the electric motor Driving based on the set required driving force within the set input / output limit within the range of the set input / output limit while the rotational speed of the internal combustion engine is changed with adjustment of at least one of the set input / output limit Control means for controlling the internal combustion engine, the electric power drive input / output means and the electric motor so that force is output;
Is provided.
この車両では、蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段についての電力の入出力制限を設定すると共に、走行に要求される要求駆動力を設定した上で、電力動力入出力手段により内燃機関がモータリングされている最中に所定条件の成立に応じて該内燃機関の回転数を変更するときには、電力動力入出力手段または電動機の駆動状態と入出力制限設定手段により設定された入出力制限との少なくとも何れか一方の調整を伴って内燃機関の回転数が設定されると共に入出力制限の範囲内で設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、電力動力入出力手段により内燃機関がモータリングされている最中に電力動力入出力手段または電動機の駆動状態や蓄電手段の入出力制限を調整しながら内燃機関の回転数を変更することにより、蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制し、ひいては、蓄電手段の劣化を抑制することが可能となる。 In this vehicle, the electric power input / output restriction for the electric storage means is set based on the state of the electric storage means, and the required driving force required for traveling is set, and then the internal combustion engine is motorized by the electric power input / output means. When changing the rotational speed of the internal combustion engine in response to the establishment of a predetermined condition while being ringed, the drive state of the power drive input / output means or the motor and the input / output limit set by the input / output limit setting means The internal combustion engine and the power power input / output means so that the rotational speed of the internal combustion engine is set with at least one of the adjustments, and the driving force based on the required driving force set within the input / output limit range is output. Control the motor. Thus, while the internal combustion engine is being motored by the power drive input / output means, the rotational speed of the internal combustion engine is changed while adjusting the drive state of the power drive input / output means or the motor or the input / output restriction of the power storage means. As a result, charging / discharging of the power storage means due to excessive electric power can be suppressed, and consequently deterioration of the power storage means can be suppressed.
また、本発明による車両は、運転者のシフト操作に応じて車速と前記内燃機関の回転数との関係を定めるためのシフトポジションを設定するシフト設定手段を更に備えてもよく、前記所定条件は、前記シフト設定手段によってそれまでとは異なるシフトポジションが設定されることであってもよい。これにより、シフトポジションに応じて内燃機関の回転数を変更して運転者に変速感を与えるに際して、蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することが可能となる。 The vehicle according to the present invention may further include shift setting means for setting a shift position for determining a relationship between the vehicle speed and the rotation speed of the internal combustion engine in accordance with a driver's shift operation. A different shift position may be set by the shift setting means. As a result, when changing the rotational speed of the internal combustion engine in accordance with the shift position to give the driver a sense of speed change, it is possible to suppress charging / discharging due to excessive electric power of the power storage means.
更に、前記所定条件は、前記シフト設定手段によってダウンシフト側にシフトポジションが設定されることであってもよい。これにより、電力動力入出力手段による内燃機関のモータリング中にダウンシフト側にシフトポジションが設定され、運転者にダウンシフト感を与えるべく内燃機関の回転数を高めるときに、蓄電手段から電力動力入出力手段への過大な電力の放電を抑制することが可能となる。 Furthermore, the predetermined condition may be that a shift position is set on the downshift side by the shift setting means. As a result, a shift position is set on the downshift side during motoring of the internal combustion engine by the power motive power input / output means, and when the engine speed is increased to give the driver a sense of downshift, It becomes possible to suppress discharge of excessive electric power to the input / output means.
また、本発明による車両は、前記電力動力入出力手段の現在の駆動状態を推定する駆動状態推定手段を更に備えてもよく、前記制御手段は、前記推定された前記電力動力入出力手段の駆動状態に基づく調整を伴って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を制御するものであってもよい。このように、電力動力入出力手段の現在の駆動状態を推定することにより制御上の応答遅れ等の影響を低減させながら内燃機関の回転数を変更すれば、電力動力入出力手段によるモータリング中に内燃機関の回転数を変更する際に電力動力入出力手段の駆動状態が比較的大きく変化しても、蓄電手段の過大な電力による放電を効果的に抑制することができる。 The vehicle according to the present invention may further include drive state estimating means for estimating a current drive state of the power power input / output means, and the control means may drive the estimated power power input / output means. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor may be controlled with adjustment based on the state. In this way, if the number of revolutions of the internal combustion engine is changed while reducing the influence of response delay in control by estimating the current driving state of the power power input / output means, motoring by the power power input / output means is being performed. Even when the driving state of the power drive input / output means changes relatively greatly when the rotational speed of the internal combustion engine is changed, it is possible to effectively suppress discharge due to excessive power of the power storage means.
更に、本発明による車両において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記第1車軸とに関連して回転する回転軸を有し、該回転軸に動力を入出力することによって前記内燃機関の出力軸と前記第1車軸とに動力を入出力する手段であってもよく、前記駆動状態推定手段は、前記回転軸の現在の回転数を推定するものであってもよい。 Furthermore, in the vehicle according to the present invention, the power / power input / output means has a rotating shaft that rotates in relation to the output shaft of the internal combustion engine and the first axle, and inputs / outputs power to / from the rotating shaft. May be means for inputting / outputting power to / from the output shaft of the internal combustion engine and the first axle, and the drive state estimating means may estimate the current rotational speed of the rotary shaft. .
また、前記制御手段は、前記設定された入出力制限を縮小する調整を伴って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を制御するものであってもよい。このように、前記電力動力入出力手段により前記内燃機関がモータリングされている最中に所定条件の成立に応じて該内燃機関の回転数を変更するときに、蓄電手段についての電力の入出力制限を縮小すれば、制御上の応答遅れ等の影響により電力動力入出力手段や電動機に入出力される計算上の電力と実際の電力とに偏差が生じてしまっていたとしても、蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制することができる。 The control means may control the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor with adjustment for reducing the set input / output restriction. In this way, when the rotational speed of the internal combustion engine is changed in accordance with the establishment of a predetermined condition while the internal combustion engine is being motored by the power power input / output unit, the input / output of electric power for the power storage unit is performed. If the limit is reduced, even if there is a deviation between the calculated power input / output to / from the electric power drive input / output means and the electric motor due to the influence of response delay in control, etc., the power storage means Charging / discharging due to excessive electric power can be suppressed.
更に、前記電力動力入出力手段は、前記第1車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第3軸とに接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるものであってもよい。 Further, the power power input / output means is connected to the first axle, the output shaft of the internal combustion engine, and a rotatable third shaft, and is used for power input / output to any two of these three shafts. There may be provided three-axis power input / output means for inputting / outputting power determined on the basis of the remaining shaft, and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third shaft.
また、本発明による車両は、前記電動機の回転数を変速して前記第2車軸に伝達する変速手段を更に備えてもよい。 In addition, the vehicle according to the present invention may further include speed change means for changing the speed of the electric motor and transmitting the speed to the second axle.
本発明による車両の制御方法は、
内燃機関と、車両の何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車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の間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備える車両の制御方法であって、
(a)前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段に対する電力の入出力制限を設定するステップと、
(b)前記電力動力入出力手段により前記内燃機関がモータリングされている最中に所定条件の成立に応じて該内燃機関の回転数を変更するときには、前記電力動力入出力手段または前記電動機の駆動状態と前記設定した入出力制限との少なくとも何れか一方の調整を伴って前記内燃機関の回転数が変更されると共に前記設定した入出力制限の範囲内で走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように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を制御するステップと、
を含むものである。
A vehicle control method according to the present invention includes:
Connected to the internal combustion engine, the first axle, which is one of the axles of the vehicle, and the output shaft of the internal combustion engine, and can input and output power to the first axle and the output shaft with input and output of electric power and power Power input / output means, an electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle which is either the first axle or an axle different from the first axle, and the electric power input / output means and the electric motor A vehicle control method comprising a power storage means capable of exchanging electric power between,
(A) setting a power input / output limit for the power storage means based on the state of the power storage means;
(B) When changing the number of revolutions of the internal combustion engine according to establishment of a predetermined condition while the internal combustion engine is being motored by the power power input / output means, the power power input / output means or the electric motor The rotational speed of the internal combustion engine is changed with adjustment of at least one of the driving state and the set input / output limit, and the required driving force required for traveling within the set input / output limit range is achieved. Controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the output is output;
Is included.
この車両の制御方法によれば、電力動力入出力手段により内燃機関がモータリングされている最中に所定条件の成立に応じて該内燃機関の回転数を変更するときには、電力動力入出力手段または前記電動機の駆動状態と入出力制限設定手段により設定された入出力制限との少なくとも何れか一方の調整を伴って内燃機関の回転数が変更されると共に入出力制限の範囲内で設定した要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とが制御される。このように、電力動力入出力手段により内燃機関がモータリングされている最中に内燃機関の回転数を変更するときに、電力動力入出力手段または電動機の駆動状態や蓄電手段の入出力制限を調整しながら内燃機関の回転数を変更することにより、蓄電手段の過大な電力による充放電を抑制し、更には、蓄電手段が過放電および過充電されてしまうことを抑制することが可能となる。 According to this vehicle control method, when the rotational speed of the internal combustion engine is changed according to the establishment of a predetermined condition while the internal combustion engine is being motored by the power power input / output means, the power power input / output means or The requested drive is set within the range of the input / output restriction while the rotational speed of the internal combustion engine is changed by adjusting at least one of the driving state of the electric motor and the input / output restriction set by the input / output restriction setting means. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that a driving force based on the force is output. As described above, when changing the rotational speed of the internal combustion engine while the internal combustion engine is being motored by the power drive input / output means, the drive state of the power drive input / output means or the motor or the input / output restriction of the power storage means is restricted. By changing the number of revolutions of the internal combustion engine while adjusting, it is possible to suppress charging / discharging due to excessive electric power of the power storage means, and further to prevent the power storage means from being overdischarged and overcharged. .
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、本発明の第1の実施例であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。本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、動力出力装置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(以下、「ハイブリッドECU」という)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等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、入空気量調節制御等の運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70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ECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。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、動力分配統合機構30は、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作動することができると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の何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の何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等が入力されており、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ECU70と通信しており、ハイブリッドECU70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ECU70に出力する。
Motor MG1 and motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can operate as generators and can operate as motors, and exchange power with
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等が入力されており、バッテリECU52は、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ECU70に出力する。なお、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)も演算している。
The
ハイブリッドECU70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ECU70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSP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等が入力ポートを介して入力されている。ハイブリッドECU70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The
ここで、本実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、前進走行用の通常のDポジション、3rdポジション、2ndポジション、1stポジションが用意されている。そして、本実施例のハイブリッド自動車20は、シフトポジションSPとしてDポジションが選択されたときにはエンジン22が効率よく運転されるように駆動制御され、シフトポジションSPとして3rd,2ndまたは1stポジションが選択されたときには車速VとシフトポジションSPとに応じた回転数でエンジン22が回転するように駆動制御される、いわゆるシーケンシャルシフトを模した構成を採用している。これにより、例えばアクセル開度が10%以下となるアクセルオフ時には、燃料カットした状態のエンジン22をモータMG1によってモータリングしてシフトポジションSPと車速Vとに応じた回転数で強制的に回転させると共に駆動軸としてのリングギヤ軸32aに制度トルクを出力すれば、いわゆるエンジンブレーキに似た走行感覚を運転者らに提供することができる。
Here, in the
上述のように構成された本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の運転制御モードとしては、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等がある。
The
次に、本実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、アクセルオフ時のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、アクセルオフ時のハイブリッドECU70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
図2の駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドECU70のCPU72は、まず、車速センサ88からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、エンジン22の回転数Ne、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、バッテリ50の入出力制限Win,Woutといった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Ne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計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により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計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。更に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。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て入出力制限Win,Woutを設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量(SOC)と入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
When the drive control routine of FIG. 2 is started, first, the
ステップS100のデータ入力処理の後、ステップS100にて入力したシフトレンジポジションSPと車速Vとに基づいてシフトポジションSPに応じた制動トルク(以下、シフト起因制動トルクという)Tr*を設定すると共に(ステップS110)、シフトポジションSPと車速Vとに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*を設定する(ステップS120)。本実施例では、シフトポジションSPと車速Vとシフト起因制動トルクTr*との関係を予め定めてシフト起因制動トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、シフトポジションSPと車速Vとが与えられると当該マップから両者に対応するシフト起因制動トルクTr*を導出して設定するものとした。図5にシフト起因制動トルク設定用マップの一例を示す。図5に示す例では、シフトポジションSPが前進走行用のDポジション、3rdポジション、2ndポジション、1stポジションとなるに従って同じ車速Vでもシフト起因制動トルクTr*が大きくなるようになっている。また、本実施例において、ステップS120の処理は、シフトポジションSPと車速Vとエンジン22の目標回転数Ne*との関係を予め定めて目標回転数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、シフトポジションSPと車速Vとが与えられると当該マップから両者に対応するエンジン22の目標回転数Ne*を導出して設定するものとした。シフトポジションSPと車速Vと目標回転数Ne*との関係の一例を図6に示す。
After the data input process in step S100, a braking torque (hereinafter referred to as shift-induced braking torque) Tr * corresponding to the shift position SP is set based on the shift range position SP and the vehicle speed V input in step S100 ( Step S110), the target rotational speed Ne * of the
エンジン22の目標回転数Ne*を設定すると、次に、運転者によってシフトレバー81が操作されてダウンシフトがなされたか否かを判定する(ステップS130)。ダウンシフト(例えば、3rdポジションから2ndポジションへの変更)がなされた否かの判定は、ステップS100で入力したシフトポジションSPの今回値と前回値とを比較することにより実行することができる。ダウンシフトがなされていないときには、ステップS100で入力したモータMG1の回転数Nm1をモータMG1の制御用回転数Nm1*として設定する(ステップS140)。そして、エンジン22を目標回転数Ne*でモータリングするのに必要なモータMG1のトルク指令Tm1*を次式(1)を用いた計算により設定すると共に、設定したトルク指令Tm1*をモータMG1に出力させたときに駆動軸としてのリングギヤ軸32aにシフト起因制動トルクTr*が作用するようにするためのモータMG2のトルク指令Tm2*を式(2)を用いた計算により設定する(ステップS150)。ここで、式(1)は、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であって、式(1)中、右辺第1項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第2項の「k2」は積分項のゲインである。また、トルク指令Tm1*によりモータMG1を制御すると共にトルク指令Tm2*によりモータMG2を制御したときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図7に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2に減速ギヤ35のギヤ比Grを乗じたリングギヤ32の回転数Nrを示す。R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1によりエンジン22をモータリングしたときにリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力したトルクが減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。図7に示す共線図を用いれば式(2)を容易に導くことができる。
Once the target rotational speed Ne * of the
Tm1*=k1(Ne*−Ne)+k2∫(Ne*−Ne)dt …(1)
Tm2*=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(2)
Tm1 * = k1 (Ne * −Ne) + k2∫ (Ne * −Ne) dt (1)
Tm2 * = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (2)
モータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とを設定すると、これらの値Tm1*,Tm2*とステップS140で設定されたモータMG1の制御用回転数Nm1*(=Nm1)等を用いて、モータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定する(ステップS160)。ここでは、次式(3)および式(4)を共に満たすようにモータMG1のトルク指令Tm1*の上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定する。式(3)はモータMG1やモータMG2により駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクの総和が値0からシフト起因制動トルクTr*までの範囲内にあることを示す関係式であり、式(4)はモータMG1とモータMG2とにより入出力される電力の総和が入出力制限Win,Woutの範囲内にあることを示す関係式である。図8は、これらの式(3)および(4)を用いてトルク制限Tm1min,Tm1maxを定める手順の一例を示すものであり、トルク制限Tm1min,Tm1maxは、図中斜線で示した領域内のトルク指令Tm1*の最大値と最小値として求めることができる。
When the torque command Tm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm2 * of the motor MG2 are set, these values Tm1 *, Tm2 * and the control rotational speed Nm1 * (= Nm1) of the motor MG1 set in step S140 are set. The torque limits Tm1min and Tm1max are set as upper and lower limits of the torque that may be output from the motor MG1 (step S160). Here, torque limits Tm1min and Tm1max as upper and lower limits of torque command Tm1 * of motor MG1 are set so as to satisfy both the following expressions (3) and (4). Expression (3) is a relational expression indicating that the sum of torques output from the motor MG1 and the motor MG2 to the
0≦−Tm1*/ρ+Tm2*・Gr≦Tr* …(3)
Win≦Tm1*・Nm1*+Tm2*・Nm2≦Wout …(4)
0 ≦ −Tm1 * / ρ + Tm2 *・ Gr ≦ Tr * (3)
Win ≦ Tm1 * ・ Nm1 * + Tm2 *・ Nm2 ≦ Wout (4)
トルク制限Tm1min,Tm1maxを設定したならば、ステップS150で設定したモータMG1のトルク指令Tm1*をトルク制限Tm1min,Tm1maxで制限することによりモータMG1のトルク指令Tm1*を再設定する(ステップS170)。このようにしてモータMG1のトルク指令Tm1*を再設定することにより、モータMG1によるエンジン22のモータリングに際してバッテリ50からモータMG1への過大な電力の放電を抑制することができる。次いで、次式(5)および(6)を用いて、バッテリ50の入出力許容制限Win,Woutと、再設定したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で除することによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを設定する(ステップS180)。そして、ステップS150で設定したモータMG2のトルク指令Tm2*をトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限することによりモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定する(ステップS190)。このようにしてモータMG2のトルク指令Tm2*を再設定することにより、モータMG1によるエンジン22のモータリングに際して発電機として作動するモータMG2からの過大な電力によりバッテリ50が充電されてしまうことを抑制することができる。
When the torque limits Tm1min and Tm1max are set, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is reset by limiting the torque command Tm1 * of the motor MG1 set in step S150 with the torque limits Tm1min and Tm1max (step S170). By resetting the torque command Tm1 * of the motor MG1 in this way, excessive electric power discharge from the
Tm2min=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 …(5)
Tm2max=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …(6)
Tm2min = (Win−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2max = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (6)
上述のようにしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジンECU24に燃料カット指令を送信する共にトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し(ステップS200)、本ルーチンを一旦終了させる。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。これにより、エンジン22は、モータMG1により目標回転数Ne*で回転するようにモータリングされ、駆動軸としてのリングギヤ軸32aには、入出力許容制限Win,Woutの範囲内に制限されたトルクが出力されることになる。
When torque commands Tm1 * and Tm2 * for motors MG1 and MG2 are set as described above, a fuel cut command is transmitted to
一方、ステップS130にて運転者によりシフトレバー81が操作されて例えば3rdポジションから2ndポジションへとダウンシフトがなされていると判断されたときには、ステップS100で入力したモータMG1の回転数Nm1を用いると共に次式(7)に従って現在のモータMG1の回転数を推定し、推定した回転数をモータMG1の制御用回転数Nm1*として設定する(ステップS210)。モータMG1によるエンジン22のモータリング中に運転者によってダウンシフトがなされると、エンジン22の回転数をダウンシフト後のシフトポジションSPと車速Vとに応じた回転数に変更することになるが、この際、モータMG1の駆動状態すなわちモータMG1の回転数Nm1が比較的大きな変化程度をもって増加するため、各センサのセンシング遅れやハイブリッドECU70やモータECU40による演算遅れ、ハイブリッドECU70とモータECU40との間の通信遅れ等に起因して、ステップS100で入力したモータMG1の回転数Nm1と実際のモータMG1の回転数との間にズレを生じることがある。このため、ステップS210では、モータMG1の実際の駆動状態すなわちモータMG1に入力される電力をより適正に把握して制御上の応答遅れ等の影響を低減させるために、ステップS100で入力したモータMG1の回転数Nm1を用いて実際のモータMG1の回転数を推定する。
On the other hand, when it is determined in step S130 that the driver has operated the
Nm1*=Nm1+t・Nm1/dt …(7) Nm1 * = Nm1 + t ・ Nm1 / dt (7)
本実施例において、S210の処理は、モータMG1の回転数Nm1の時間微分に時間tを乗じたものをモータMG1の回転数Nm1に加える処理とされる。この際、モータMG1の回転数Nm1の時間微分は、例えば、今回入力したモータMG1の回転数Nm1と前回入力したモータMG1の回転数(前回Nm1)との偏差を本ルーチンの起動間隔(実施例では、数msec)で除するものとすることができる。また、時間tは、モータMG1の現在の回転数をより適正に推定できるように上述のセンシング遅れや演算遅れ,通信遅れ等を考慮して設定される。そして、ダウンシフトがなされた場合には、S210で設定したモータMG1の制御用回転数Nm1*すなわち推定されたモータMG1の現在の回転数を用いてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定した上で(ステップS160)、ステップS170以降の処理を実行する。このように、推定したモータMG1の現在の回転数を用いてトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し、設定したトルク制限Tm1min,Tm1maxでモータMG1のトルク指令Tm1*を制限することにより、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による充放電を抑制することができる。
In the present embodiment, the process of S210 is a process of adding the time differentiation of the rotational speed Nm1 of the motor MG1 to the time t to the rotational speed Nm1 of the motor MG1. At this time, the time differentiation of the rotational speed Nm1 of the motor MG1 is, for example, the deviation between the rotational speed Nm1 of the motor MG1 input this time and the rotational speed of the motor MG1 input last time (previous Nm1). Then, it can be divided by a few msec). The time t is set in consideration of the above-described sensing delay, calculation delay, communication delay, and the like so that the current rotational speed of the motor MG1 can be estimated more appropriately. When a downshift is performed, upper and lower limits of torque that may be output from the motor MG1 using the control rotation speed Nm1 * of the motor MG1 set in S210, that is, the estimated current rotation speed of the motor MG1. Torque limits Tm1min and Tm1max are set (step S160), and the processes after step S170 are executed. In this way, the torque limit Tm1min, Tm1max is set using the estimated current rotational speed of the motor MG1, and the motor command of the
以上説明した第1の実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG1によりエンジン22のモータリングがなされている際にダウンシフトがなされると、モータMG1の回転数Nm1が比較的大きな変化程度をもって増加することを考慮し、このような場合には、推定されたモータMG1の現在の回転数を用いてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し、設定したトルク制限Tm1min,Tm1maxでモータMG1のトルク指令Tm1*を制限する。すなわち、本実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22のモータリング中におけるダウンシフト時に、制御上の応答遅れ等の影響が低減されるようにモータMG1の駆動状態の調整を図りつつエンジン22の回転数を設定するので、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による充放電を抑制し、ひいては、バッテリ50の劣化を抑制しつつ、シフト起因制動トルクTr*に基づく動力(制動力)を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力して運転者に変速感としてのダウンシフト感を与えることができる。
In the
なお、ステップS210におけるモータMG1の現在回転数の推定に際しては、推定された現在回転数にヒステリシスをもたせてモータMG1の制御用回転数Nm1*を設定してもよく、このように設定した制御用回転数Nm1*に基づいてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定してもよい。また、この場合には、モータMG1の現在回転数が大きくなるときには推定された現在回転数をモータMG1の制御用回転数Nm1*として設定する一方、現在回転数が大きくならないときには推定した現在回転数にヒステリシスをもたせて制御用回転数Nm1*を設定してもよい。 When estimating the current rotational speed of the motor MG1 in step S210, the control rotational speed Nm1 * of the motor MG1 may be set by adding hysteresis to the estimated current rotational speed. Torque limits Tm1min and Tm1max may be set as upper and lower limits of torque that may be output from the motor MG1 based on the rotational speed Nm1 *. In this case, when the current rotational speed of the motor MG1 increases, the estimated current rotational speed is set as the control rotational speed Nm1 * of the motor MG1, while when the current rotational speed does not increase, the estimated current rotational speed. The control rotational speed Nm1 * may be set with a hysteresis.
更に、本実施例では、モータMG1によるエンジン22のモータリング中にダウンシフトがなされた場合の処理について説明したが、モータMG1によるエンジン22のモータリング中にアップシフトがなされた場合に上述の処理と同様の処理を実行してもよい。モータMG1によるエンジン22のモータリング中に例えば2ndポジションから3rdポジションへとアップシフトがなされた場合には、エンジン22の回転数を低下させるべく、モータMG1へのトルク指令Tm1*を減少させる一方、発電機として作動するモータMG2へのトルク指令Tm2*を増加させることになる。このため、エンジン22のモータリング中のアップシフト時には、発電機として作動するモータMG2の駆動状態が比較的大きな変化程度をもって変化し、上述の制御上の応答遅れ等に起因してモータMG2からの過大な電力によりバッテリ50が充電されてしまうおそれがある。従って、エンジン22のモータリング中にアップシフトがなされた場合には、モータMG2の現在の回転数を推定し、推定したモータMG2の現在の回転数を用いてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを上記式(3)および(4)式に従って設定する。そして、このように設定したトルク制限Tm2min,Tm2maxでモータMG2のトルク指令TM2*を制限すれば、エンジン22のモータリング中におけるアップシフト時に制御上の応答遅れ等の影響が低減されるようにモータMG2の駆動状態の調整を図りつつエンジン22の回転数を設定することができる。これにより、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による充放電を抑制し、ひいては、バッテリ50の劣化を抑制しつつ、シフト起因制動トルクTr*に基づく動力を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力して運転者に変速感としてのアップシフト感を与えることができる。
Further, in the present embodiment, the processing when the downshift is performed during the motoring of the
次に、本発明の第2の実施例としてのハイブリッド自動車20Bについて説明する。第2の実施例のハイブリッド自動車20Bは、第1の実施例のハイブリッド自動車20と同一のハード構成を有するものである。従って、以下、重複した説明を回避するために、第2の実施例のハイブリッド自動車20Bについては、第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。第2の実施例において、ハイブリッド自動車20BのハイブリッドECU70は、アクセルオフ時に図2の駆動制御ルーチンに代えて図9の駆動制御ルーチンを実行する。なお、この駆動制御ルーチンも所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行されるものである。
Next, a hybrid vehicle 20B as a second embodiment of the present invention will be described. The hybrid vehicle 20B of the second embodiment has the same hardware configuration as the
図9の駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドECU70のCPU72は、図2の駆動制御ルーチンのステップS100からステップS120と同様にしてデータ入力処理(ステップS300)、シフト起因制動トルクTr*の設定(ステップS310)およびエンジン22の目標回転数Ne*の設定(ステップS320)を実行する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*を設定すると、次に、運転者によってシフトレバー81が操作されてダウンシフトがなされたか否かを判定する(ステップS330)。ダウンシフトがなされていないときには、ステップS300で入力したバッテリ50の出力制限Woutを制御用出力制限Wout*として設定する(ステップS340)。そして、図2の駆動制御ルーチンのステップS150と同様にしてモータMG1のトルク指令Tm1*と、モータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS350)、図2の駆動制御ルーチンのステップS160からS200と同様の処理を実行する(ステップS360からステップS400)。なお、ステップS360は、上記式(4)式のNm1*をS300で入力したNm1で置き換えると共に、Woutを制御用出力制限Wout*で置き換えた処理とされる。
When the drive control routine of FIG. 9 is started, the
一方、ステップS330にて運転者によりシフトレバー81が操作されて例えば3rdポジションから2ndポジションへとダウンシフトがなされていると判断されたときには、次式(8)式に示すように、ステップS300で入力したバッテリ50の出力制限Woutから予め定められた補正値ΔWを減じた値が制御用出力制限Wout*として設定される(ステップS410)。上述のように、モータMG1によるエンジン22のモータリング中に運転者によってダウンシフトがなされると、モータMG1の駆動状態すなわちモータMG1の回転数Nm1が比較的大きな変化程度をもって増加するため、各センサのセンシング遅れやハイブリッドECU70やモータECU40による演算遅れ,ハイブリッドECU70とモータECU40との間の通信遅れ等に起因して、モータMG1に入力される計算上の電力と実際の電力とに偏差が生じることがある。このため、ステップS410では、バッテリ50の出力制限Woutから補正値ΔWを減じてバッテリ50の入出力制限を縮小することにより、モータMG1に入力される計算上の電力を大きく見積もっている。なお、補正値ΔWは、各センサのセンシング遅れやハイブリッドECU70やモータECU40による演算遅れ,ハイブリッドECU70とモータECU40との間の通信遅れ等を考慮して定められ、本実施例では、例えば、ΔW=10kWとされる。そして、ダウンシフトがなされた場合には、S410で設定した制御用出力制限Wout*(=Wout−ΔW)を用いてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し(ステップS360)、ステップS370以降の処理を実行する。このように、バッテリ50の出力制限Woutを小さくしながらトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し、設定したトルク制限Tm1min,Tm1maxでモータMG1のトルク指令Tm1*を制限しても、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による放電を抑制することができる。
On the other hand, when it is determined in step S330 that the driver has operated the
Wout*=Wout−ΔW …(8) Wout * = Wout−ΔW (8)
上述のように、第2の実施例のハイブリッド自動車20Bでは、モータMG1によりエンジン22のモータリングがなされている際にダウンシフトがなされると、モータMG1の回転数Nm1が比較的大きな変化程度をもって増加することを考慮し、このような場合には、バッテリ50の出力制限Woutを小さくすることにより縮小化されたバッテリ50の入出力制限に基づいてモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定し、設定したトルク制限Tm1min,Tm1maxでモータMG1のトルク指令Tm1*を制限する。すなわち、本実施例のハイブリッド自動車20Bでは、エンジン22のモータリング中におけるダウンシフト時に、制御上の応答遅れ等の影響が低減されるようにバッテリ50の入出力制限を縮小化しながらエンジン22の回転数を設定するので、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による放電を抑制し、ひいては、バッテリ50の劣化を抑制しつつ、シフト起因制動トルクTr*に基づく動力(制動力)を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力して運転者に変速感としてのダウンシフト感を与えることができる。
As described above, in the hybrid vehicle 20B of the second embodiment, when the downshift is performed while the
なお、S410では、バッテリ50の出力制限Woutを非ダウンシフト時に比べて所定量ΔWだけ小さくする代わりに、バッテリ50の出力制限Woutを時間の経過と共に小さくするレート処理を施してもよい。また、バッテリ50の出力制限Woutを非ダウンシフト時に比べて所定量ΔWだけ小さくしながらモータMG1から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm1min,Tm1maxを設定する代わりに、モータMG1に現在入力されている電力Pm1*を次式(9)式に従って大きく見積もった上で、トルク制限Tm1min,Tm1maxを設定してもよい。
In S410, instead of reducing the output limit Wout of the
Pm1*=TM1*×Nm1+ΔW …(9) Pm1 * = TM1 * × Nm1 + ΔW (9)
更に、第2の実施例についても、モータMG1によるエンジン22のモータリング中にダウンシフトがなされた場合の処理について説明したが、モータMG1によるエンジン22のモータリング中にアップシフトがなされた場合に上述の処理と同様の処理を実行してもよい。この場合、モータMG1によるエンジン22のモータリング中にアップシフトがなされた場合には、モータMG2からの過大な電力によりバッテリ50が充電されてしまうおそれがあることから、バッテリ50の入力制限Winに制御上の応答遅れ等を考慮して予め定められた補正値ΔW′を加算することによりバッテリ50の入出力制限を縮小し、縮小したバッテリ50の入出力制限に基づいてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを設定すればよい。これにより、バッテリ50のモータMG1,MG2側への過大な電力による放電を抑制し、ひいては、バッテリ50の劣化を抑制しつつ、シフト起因制動トルクTr*に基づく動力を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力して運転者に変速感としてのアップシフト感を与えることができる。
Further, in the second embodiment, the processing when the downshift is performed during the motoring of the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described using the examples, the present invention is not limited to the above-described examples at all, and various modifications are made without departing from the gist of the present invention. Needless to say, you get.
すなわち、本発明は、運転者によるシフト操作が行われた場合に限られず、シフトポジションSPの変更以外の要因によってエンジン22の回転数が急変する際に適用されてもよい。
That is, the present invention is not limited to the case where the driver performs a shift operation, and may be applied when the rotational speed of the
また、上記各実施例のハイブリッド自動車20,20Bでは、駆動軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とがモータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤ35を介して連結しているが、減速ギヤ35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有し、モータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。
In the
また、上記実施例のハイブリッド自動車20,20Bでは、モータMG2の動力を減速ギヤ35により減速してリングギヤ軸32aに出力しているが、図10に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力を変速機65により変速してリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪39c,39dに接続された車軸)に伝達するにしてもよい。
Further, in the
更に、上記各実施例のハイブリッド自動車20、20B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39a,39bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものであるが、図11に示す変形例としてのハイブリッド自動車220のように、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39a,39b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を備えるものであってもよい。
Furthermore, the
20,20B,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、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、65 変速機、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、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、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, 20B, 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 carrier, 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 Electric power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 65 transmission, 70 electronic control unit for hybrid (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 counter rotor motor, 232
Claims (4)
車両の何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な回転軸とに接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、
前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車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の間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段についての電力の入出力制限を設定する入出力制限設定手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記発電機により前記内燃機関がモータリングされている最中に車速と前記内燃機関の回転数との関係を定めるためのシフトポジションが運転者のシフト操作に応じてダウンシフト側に変更されたときに、前記発電機の推定された実際の回転数または前記設定された出力制限を小さくすることにより縮小化された前記蓄電手段の入出力制限を用いて、前記発電機と前記電動機とにより入出力される電力の総和を前記設定または前記縮小化された入出力制限の範囲内のものとすると共に前記発電機と前記電動機とにより出力される駆動力を値0から前記設定された要求駆動力までの範囲内のものとする前記発電機のトルクの最大値および最小値を前記発電機のトルク制限として設定し、前記発電機に前記内燃機関を前記設定されたシフトポジションに応じた回転数で回転するようにモータリングさせるためのトルク指令を前記発電機のトルク制限で制限すると共に前記トルク制限で制限されたトルク指令に従って前記発電機を制御する制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Power that is connected to a first axle that is any axle of the vehicle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotatable rotary shaft, and that is determined based on power that is input to and output from any two of these three shafts A three-axis power input / output means for inputting / outputting the remaining shaft;
A generator capable of inputting and outputting power to the rotating shaft;
An electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle that is either the first axle or an axle different from the first axle;
Power storage means capable of exchanging power between the power drive input / output means and the electric motor;
An input / output limit setting means for setting an input / output limit of power for the power storage means based on the state of the power storage means;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the shift position for determining the relationship between the vehicle speed and the rotation speed of the internal combustion engine is changed to the downshift side according to the driver's shift operation while the internal combustion engine is being motored by the generator In addition, input / output between the generator and the motor using the estimated actual rotational speed of the generator or the input / output limit of the power storage means reduced by reducing the set output limit. The total power to be output is within the range of the set or reduced input / output restriction, and the driving force output by the generator and the electric motor is from the value 0 to the set required driving force The maximum value and the minimum value of the generator torque within the range of the generator are set as the torque limit of the generator, and the internal combustion engine is connected to the generator in the set shift position. And control means for controlling the generator according to the torque command is limited by the torque limit with the torque command limited by the torque limit of the generator for causing the motoring so as to rotate at a rotational speed corresponding to down,
A vehicle comprising:
前記制御手段は、前記発電機の回転子の回転位置に基づく回転数と当該回転数の時間微分とを用いて前記発電機の実際の回転数を推定し、推定した前記発電機の実際の回転数を用いて前記発電機のトルク制限を設定する、
車両。 The vehicle according to claim 1,
The control means estimates the actual rotational speed of the generator using the rotational speed based on the rotational position of the rotor of the generator and the time derivative of the rotational speed, and the estimated actual rotational speed of the generator Set the torque limit of the generator using a number ,
vehicle.
前記制御手段は、前記入出力制限設定手段により設定された出力制限から予め定められた補正値を減じることにより前記蓄電手段の入出力制限を縮小化し、縮小化した前記蓄電手段の入出力制限を用いて前記発電機のトルク制限を設定する、
車両。 The vehicle according to claim 1,
The control means reduces the input / output restriction of the power storage means by subtracting a predetermined correction value from the output restriction set by the input / output restriction setting means, and reduces the reduced input / output restriction of the power storage means. Use to set the torque limit of the generator ,
vehicle.
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