JP4285489B2 - Vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、エンジンからの動力とモータからの動力とを車軸に連結された駆動軸に出力することにより走行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、急加速時など車軸に要求されるトルクが急増したときには、この増加分をモータからのトルクによって補うことにより、運転者の要求に対応している。
上述の車両では、急加速時にはエンジンからのトルクの不足分をモータからのトルクによって補うことにより、運転者の要求に迅速に対処することができるものの、モータは比較的高い応答性を有するため、モータから出力されるトルクを急激に大きくしたときには駆動軸にねじれを生じ、ねじれによる振動により運転者に違和感を与える場合が生じる。 In the above-mentioned vehicle, although the shortage of torque from the engine can be quickly compensated by the torque from the motor at the time of rapid acceleration, the motor has a relatively high responsiveness, although the driver's request can be dealt with quickly. When the torque output from the motor is suddenly increased, the drive shaft is twisted, and the driver may feel uncomfortable due to vibration caused by the twist.
本発明の車両およびその制御方法は、運転者に違和感を与えるの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、駆動軸のねじれの程度を小さくすることを目的の一つとする。さらに、本発明の車両およびその制御方法は、運転者の要求に迅速に対処することを目的の一つとする。 One object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to prevent the driver from feeling uncomfortable. Another object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to reduce the degree of twist of the drive shaft. Furthermore, it is an object of the vehicle and the control method thereof of the present invention to quickly cope with a driver's request.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の車両は、
車軸に連結された駆動軸に駆動力を出力可能な原動機を備える駆動装置を搭載した車両であって、
操作者による操作に基づいて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときには該要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
前記設定された目標駆動力に基づく駆動力が前記駆動装置から前記駆動軸に出力されるよう前記駆動装置を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
A vehicle equipped with a driving device including a prime mover capable of outputting a driving force to a driving shaft connected to an axle,
Requested driving force setting means for setting the requested driving force based on an operation by the operator;
When the set required driving force is accompanied by a change that is less than a predetermined change amount, a target driving force that is increased or decreased within the range of the first change allowable value is set toward the required driving force. When the required driving force is changed by a predetermined change amount or more, the target is increased or decreased within the range of the second change allowable value smaller than the first change allowable value toward the required drive force over a predetermined time. Target driving force setting means for setting a driving force and setting a target driving force increased or decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after the predetermined time has elapsed;
Control means for controlling the drive device such that a drive force based on the set target drive force is output from the drive device to the drive shaft;
It is a summary to provide.
この本発明の車両は、操作者による操作に基づいて設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときにはその要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘ってその要求駆動力に向けて第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に所定時間を経過した後にその要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、設定した目標駆動力が駆動装置から駆動軸に出力されるよう駆動装置を制御する。これにより、要求駆動力の急変によって目標駆動力が急変することによる駆動軸のねじれの程度を小さくすることができる。この結果、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。 In the vehicle according to the present invention, when the required driving force set based on the operation by the operator is accompanied by a change that is less than the predetermined change amount, the vehicle increases or decreases within the range of the first allowable change value toward the required driving force. When the requested target driving force is set and the required driving force is changed by a predetermined change amount or more, the second change allowable value smaller than the first change allowable value toward the required drive force over a predetermined time. The target driving force increased / decreased within the range of, and the target driving force increased / decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after a predetermined time has elapsed and set target The drive device is controlled so that the drive force is output from the drive device to the drive shaft. As a result, the degree of twist of the drive shaft due to a sudden change in the target drive force due to a sudden change in the required drive force can be reduced. As a result, it is possible to suppress the driver from feeling uncomfortable.
こうした本発明の車両において、前記目標駆動力設定手段は、前記駆動軸のねじれの周期に略一致する時間以下の時間を前記所定時間として設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記目標駆動力設定手段は、前記駆動軸のねじれの半周期に略一致する時間を前記所定時間として設定する手段であるものとすることもできる。この所定時間には、例えば、70msecや80msec,90msecなどの時間を用いることができる。したがって、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んだときにこの所定時間に亘って比較的小さく変化させた目標駆動力を設定したとしても、運転者の操作に対する目標駆動力の変化の遅れを運転者に感じさせることはほとんどなく、運転者の要求に迅速に対処することができる。なお、この所定時間は運転者の操作に比して極めて短時間であるため、この所定時間の間に要求駆動力が何度も変化することは考えにくい。 In such a vehicle of the present invention, the target driving force setting means may be means for setting, as the predetermined time, a time that is not more than a time that substantially matches the torsional period of the drive shaft. In this case, the target driving force setting means may be a means for setting, as the predetermined time, a time that substantially coincides with a half cycle of torsion of the drive shaft. For example, a time such as 70 msec, 80 msec, or 90 msec can be used as the predetermined time. Therefore, even if the target driving force is set to be relatively small over the predetermined time when the driver greatly depresses the accelerator pedal, a delay in the change of the target driving force with respect to the driver's operation is indicated to the driver. There is little to feel and the driver's request can be dealt with quickly. In addition, since this predetermined time is very short compared with a driver | operator's operation, it is hard to consider that request | requirement driving force changes many times during this predetermined time.
また、本発明の車両において、前記第2変化許容値は、時間の経過に伴って減少して増加するよう設定されてなるものとすることもできるし、前記所定時間の中央が最小値となるよう設定されてなるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸のねじれをより抑制することができる。 In the vehicle of the present invention, the second change allowable value may be set so as to decrease and increase as time elapses, and the center of the predetermined time is a minimum value. It can also be set as follows. In this way, twisting of the drive shaft can be further suppressed.
さらに、本発明の車両において、前記原動機は電動機であるものとすることもできる。この場合、前記駆動装置は、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電手段と、該発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備えるものとすることもできる。 Furthermore, in the vehicle of the present invention, the prime mover may be an electric motor. In this case, the drive device includes an internal combustion engine, power generation means capable of generating power using at least part of the power from the internal combustion engine, and power storage means capable of exchanging power with the power generation means and the motor. It can also be.
この駆動装置が発電手段を備える態様の本発明の車両において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段であるものとすることもできる。 In the vehicle according to the aspect of the invention in which the drive device includes power generation means, the power generation means is connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and from the internal combustion engine with input and output of electric power and power. It may be an electric power driving input / output means for outputting at least a part of the driving power to the drive shaft.
この駆動装置が電力動力入出力手段を備える態様の本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸への反力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能な手段であり、前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に前記設定された要求駆動力が前記所定変化量以上の変更を伴っているときには、前記所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段によって内燃機関をモータリングして始動する際に駆動軸のねじれが大きくなるのを抑制することができる。この結果、マウントに大きな荷重が作用するのを抑制することができる。 In the vehicle according to the aspect of the invention in which the drive device includes power power input / output means, the power power input / output means is means capable of motoring the internal combustion engine with output of a reaction force to the drive shaft. The target driving force setting means, when the set required driving force is accompanied by a change of the predetermined change amount or more when the internal combustion engine is motored and started by the power power input / output means, A target driving force that is increased or decreased within the range of the second allowable change value for the required driving force over a predetermined time is set, and the first driving force is applied toward the required driving force after the predetermined time has elapsed. It can also be a means for setting the target driving force that is increased or decreased within the range of the allowable change value. By so doing, it is possible to suppress the twist of the drive shaft from becoming large when the internal combustion engine is motored and started by the power drive input / output means. As a result, it is possible to suppress a large load from acting on the mount.
また、駆動装置が電力動力入出力手段を備える態様の本発明の車両において、前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸への反力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能な手段であり、前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際、前記設定された要求駆動力が前記所定変化量未満の変更を伴っているときであっても該要求駆動力が所定駆動力以上のときには、前記所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力動力入出力手段によって内燃機関をモータリングして始動する際に駆動軸のねじれが大きくなるのを抑制することができる。この結果、マウントに大きな荷重が作用するのを抑制することができる。この場合、車速を検出する車速検出手段を備え、前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際、前記設定された要求駆動力が前記所定変化量未満の変更を伴っているときであって前記検出された車速が所定車速以上のときには、該要求駆動力が所定駆動力以上であるか否かに拘わらず該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、運転者の要求により迅速に対応することができる。 Further, in the vehicle of the present invention in which the drive device includes power power input / output means, the power power input / output means is means capable of motoring the internal combustion engine with output of reaction force to the drive shaft. And the target driving force setting means is when the set required driving force is accompanied by a change less than the predetermined change amount when the internal combustion engine is motored and started by the electric power drive input / output means. If the required driving force is equal to or greater than the predetermined driving force, the target driving force that is increased or decreased within the range of the second allowable change value is set toward the required driving force over the predetermined time and It may be a means for setting a target driving force that is increased or decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after a predetermined time has elapsed. By so doing, it is possible to suppress the twist of the drive shaft from becoming large when the internal combustion engine is motored and started by the power drive input / output means. As a result, it is possible to suppress a large load from acting on the mount. In this case, vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed is provided, and the target driving force setting means is configured such that when the internal combustion engine is started by motoring the electric power drive input / output means, the set required driving force is the predetermined power. When the detected vehicle speed is greater than or equal to a predetermined vehicle speed when the change is less than the change amount, the requested drive force is directed toward the requested drive force regardless of whether or not the requested drive force is greater than or equal to the predetermined drive force. It may be a means for setting a target driving force that is increased or decreased within the range of the first allowable change value. In this way, it is possible to respond quickly to the driver's request.
さらに、駆動装置が電力動力入出力手段を備える態様の本発明の車両において、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駆動軸と回転軸との3軸に接続され該3軸のうちいずれか2軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する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電動機と、を備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し前記第1の回転子と前記第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。 Furthermore, in the vehicle of the present invention in which the drive device includes power power input / output means, the power power input / output means is connected to three axes of the output shaft, the drive shaft, and the rotation shaft of the internal combustion engine. A means comprising: a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the shafts; and an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. The first rotor and the first rotor may include a first rotor connected to an output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft. It can also be a counter-rotor motor that rotates by relative rotation with the two rotors.
本発明の車両の制御方法は、
車軸に連結された駆動軸に駆動力を出力可能な原動機を備える駆動装置を搭載した車両の制御方法であって、
(a)操作者による操作に基づいて要求駆動力を設定し、
(b)前記設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときには該要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、
(c)前記設定された目標駆動力に基づく駆動力が前記駆動装置から前記駆動軸に出力されるよう前記駆動装置を制御する
ことを要旨とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
A method for controlling a vehicle equipped with a driving device including a prime mover capable of outputting a driving force to a driving shaft connected to an axle,
(A) The required driving force is set based on the operation by the operator,
(B) When the set required driving force is accompanied by a change less than a predetermined change amount, a target driving force that is increased or decreased within the range of the first change allowable value is set toward the required driving force, When the set required driving force is accompanied by a change greater than or equal to the predetermined change amount, the required driving force is increased or decreased within a range of the second change allowable value smaller than the first change allowable value toward the required drive force over a predetermined time. And setting the target driving force increased or decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after the predetermined time has elapsed,
(C) The gist is to control the driving device so that a driving force based on the set target driving force is output from the driving device to the driving shaft.
この本発明の車両の制御方法によれば、操作者による操作に基づいて設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときにはその要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘ってその要求駆動力に向けて第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に所定時間を経過した後にその要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、設定した目標駆動力が駆動装置から駆動軸に出力されるよう駆動装置を制御する。これにより、要求駆動力の急変によって目標駆動力が急変することによる駆動軸のねじれの程度を小さくすることができる。この結果、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。 According to the vehicle control method of the present invention, when the required driving force set based on the operation by the operator is accompanied by a change that is less than the predetermined change amount, the first change allowable value is directed toward the required driving force. A target driving force that is increased or decreased within the range is set, and when the required driving force is accompanied by a change that is greater than or equal to a predetermined change amount, the target driving force is smaller than the first change allowable value for the required driving force over a predetermined time. The target driving force increased / decreased within the range of the change allowable value of 2 is set, and the target driving force increased / decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after a predetermined time has elapsed. Then, the drive device is controlled so that the set target drive force is output from the drive device to the drive shaft. As a result, the degree of twist of the drive shaft due to a sudden change in the target drive force due to a sudden change in the required drive force can be reduced. As a result, it is possible to suppress the driver from feeling uncomfortable.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、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70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、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
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される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)に実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accやブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の出力制限Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータ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。また、バッテリ50の出力制限Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求される要求トルクTr*を設定すると共に(ステップS110)、設定した要求トルクTr*と前回このルーチンが実行されたときに設定された要求トルク(前回Tr*)との偏差としての要求トルク偏差ΔTrを計算する(ステップS120)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図3に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is input in this way, the required torque Tr * required for the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the
続いて、緩変化フラグFの値を調べると共に(ステップS130)、要求トルク偏差ΔTrの絶対値を閾値Trefと比較する(ステップS140)。ここで、緩変化フラグFには、初期値として値0が設定されており、後述するステップS160の処理で値1が設定される。また、閾値Trefは、前回このルーチンが実行されたときから運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させたか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、車速Vに対してアクセル開度Accを0%から60%や70%,80%などに変更したときの要求トルク偏差ΔTrに相当する値などを用いることができる。いま、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだときを考える。このとき、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクが急増すると、駆動軸としてのリングギヤ軸32aには大きなねじれを生じ、このねじれによる振動によって運転者に違和感を与える場合がある。要求トルク偏差ΔTrと閾値Trefとの比較は、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させたか否かを判定することにより駆動軸としてのリングギヤ軸32aに大きなねじれを生じるおそれがあるか否かを判定するのである。
Subsequently, the value of the slow change flag F is checked (step S130), and the absolute value of the required torque deviation ΔTr is compared with the threshold value Tref (step S140). Here, the slow change flag F is set to a value of 0 as an initial value, and is set to a value of 1 in the process of step S160 described later. The threshold value Tref is used to determine whether or not the driver has suddenly changed the depression amount of the
要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満のときには、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに大きなねじれを生じるおそれはないと判断し、変化許容値Tlimに所定値Tlimsetを設定する(ステップS150)。ここで、所定値Tlimsetは、このルーチンの実行間隔で実行トルクT*を変更可能な上限値近傍の値として設定されるものであり、エンジン22の応答性やモータMG1,MG2の性能,バッテリ50の容量などにより設定することができる。
When the absolute value of the required torque deviation ΔTr is less than the threshold value Tref, it is determined that there is no risk of large twisting in the ring gear shaft 32a as the drive shaft, and a predetermined value Tlimset is set as the change allowable value Tlim (step S150). Here, the predetermined value Tlimset is set as a value in the vicinity of the upper limit value at which the execution torque T * can be changed at the execution interval of this routine, and the response of the
こうして変化許容値Tlimを設定すると、設定した変化許容値Tlimと要求トルクTr*と前回このルーチンが実行されたときに設定された実行トルク(前回T*)とを用いて次式(1)により駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべきトルクとしての実行トルクT*を設定する(ステップS210)。この処理は、要求トルクTr*を変化の方向に変化許容値Tlimで制限した値を実行トルクT*に設定する処理となる。 When the allowable change value Tlim is set in this way, the following expression (1) is used by using the allowable change value Tlim, the required torque Tr *, and the execution torque (previous T *) set when this routine was executed last time. An execution torque T * as a torque to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set (step S210). This process is a process of setting a value obtained by limiting the required torque Tr * in the change direction with the allowable change value Tlim as the execution torque T *.
T*=max(min(Tr*,前回T*+Tlim),前回T*-Tlim) (1) T * = max (min (Tr *, previous T * + Tlim), previous T * -Tlim) (1)
続いて、エンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS220)。要求パワーPe*は、設定した実行トルクT*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
Subsequently, the required power Pe * required for the
そして、設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS230)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図4に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Then, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS240)。ここで、式(2)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図5に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。また、式(3)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(3)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)
こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、バッテリ50の出力制限Woutと計算したモータ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で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Tmaxを次式(4)により計算すると共に(ステップS250)、実行トルクT*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(5)により計算し(ステップS260)、計算したトルク制限Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS270)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する実行トルクT*を、バッテリ50の出力制限Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式(5)は、前述した図5の共線図から容易に導き出すことができる。
When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, a motor obtained by multiplying the output limit Wout of the
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (T * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS280)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS140で要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときには、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに大きなねじれを生じるおそれがあると判断し、緩変化フラグFに値1を設定すると共に(ステップS160)、タイマをスタートし(ステップS165)、タイマに基づいて、即ち運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させてからの時間に基づいて変化許容値Tlimを設定し(ステップS170)、設定した変化許容値Tlimと要求トルクTr*と前回このルーチンが実行されたときに設定された実行トルク(前回T*)とを用いて前述した式(1)により実行トルクT*を設定し(ステップS210)、ステップS220以降の処理を実行する。ここで、変化許容値Tlimは、実施例では、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させてからの時間と変化許容値Tlimとの関係を予め定めて緩変化用マップとしてROM74に記憶しておき、その時間が与えられると記憶したマップから対応する変化許容値Tlimを導出して設定するものとした。緩変化用マップの一例を図6に示す。変化許容値Tlimは、図示するように、所定時間T1の半分の時間(T1/2)を経過するまでは時間の経過に伴って所定値Tlimsetから徐々に減少するよう設定すると共に所定時間T1の半分の時間を経過してから所定時間T1を経過するまでは時間の経過に伴って所定値Tlimsetに向けて徐々に増加するよう設定するものとした。これにより、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させてから所定時間T1を経過するまで実行トルクT*を緩やかに変化させることになる。ここで、所定時間T1は、駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれの半周期に略一致する時間などに設定することができ、例えば、70msecや80msec,90msecなどの時間を用いることができる。このように、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させたときに所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させることにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクの急変を回避することができるから、リングギヤ軸32aのねじれの程度を小さくすることができる。この結果、運転者への違和感を抑制することができる。しかも、所定時間T1に駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれの半周期に略一致する時間を設定すれば、変化許容値Tlimはリングギヤ軸32aのねじれの4分の1周期に略一致する時間を経過したときに最小となるよう設定されることになるから、リングギヤ軸32aのねじれの程度をより小さくすることができる。
If the absolute value of the required torque deviation ΔTr is greater than or equal to the threshold value Tref in step S140, it is determined that there is a possibility that the ring gear shaft 32a as the drive shaft may be greatly twisted, and a
その後にこのルーチンが実行されてステップS130で緩変化フラグFが値1であると判定されると、所定時間T1を経過したか否かを判定し(ステップS180)、所定時間T1を経過していないと判定されたときには、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させてからの時間に基づいて変化許容値Tlimを設定し(ステップS170)、前述した式(1)により実行トルクT*を設定し(ステップS210)、ステップS220以降の処理を実行する。一方、所定時間T1を経過したと判定されたときには、緩変化フラグFに値0を設定し(ステップS190)、変化許容値Tlimに所定値Tlimsetを設定し(ステップS200)、式(1)により実行トルクT*を設定し(ステップS210)、ステップS220以降の処理を実行する。このように、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85を急変させたときには、所定時間T1を経過するまでは実行トルクT*を緩やかに変化させ、所定時間T1を経過した後には実行トルクT*を比較的大きく変化させるのである。ここで、所定時間T1は運転者の操作に比して極めて短時間であるため、この実行トルクT*の緩やかな変化による遅れを運転者に感じさせることはなく、運転者の要求には迅速に対処することができるといえる。なお、この所定時間T1は運転者の操作に比して極めて短時間であるため、この所定時間T1の間に運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を何度も急変させることは考えにくい。
Thereafter, when this routine is executed and it is determined in step S130 that the slow change flag F is a
図7は、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだときの実行トルクT*の時間的変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線Aは所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させた場合の実行トルクT*の時間的変化の様子を示し、参考のために破線Bに実行トルクT*を緩やかに変化させない場合の実行トルクT*の時間的変化の様子を示す。破線Bに示すように、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだ時刻t1直後に比較的大きく実行トルクT*を変化させたときには、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクが急変することによって駆動軸としてのリングギヤ軸32aにねじれを生じ、このねじれによる振動により運転者に違和感を与えてしまう場合が生じる。一方、直線Aに示すように、運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んだ時刻t1から所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させると共にその後に実行トルクT*を比較的大きく変化させれば、駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれの程度を小さくすることができると共に運転者の要求に迅速に対処することができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a temporal change in the execution torque T * when the driver depresses the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、運転者がアクセルペダル83またはブレーキペダル85の踏み込み量を急変させたときには、所定時間T1に亘って緩やかに実行トルクT*を変化させるから、要求トルクTr*の急変に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるトルクが急変することによる駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれの程度を小さくすることができる。この結果、駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれによる振動を運転者に与えるのを抑制することができる。しかも、80msecなどに設定される所定時間T1を経過した後には実行トルクT*を比較的大きく変化させるから、運転者の操作に対する実行トルクT*の変化の遅れを運転者に感じさせることはなく、運転者の要求に迅速に対処することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、図6の緩変化用マップに例示したように、時間の経過に伴って2段階に直線的に減少して増加するよう変化許容値Tlimを設定するものとしたが、図8の変形例の緩変化用マップに例示するように、時間の経過に伴って1段または2段以上の段数をもって段階的に減少して増加するよう変化許容値Tlimを設定するものとしてもよいし、図9の変形例の緩変化用マップに例示するように、時間の経過に伴って2次関数的に滑らかに減少して増加するよう変化許容値Tlimを設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上になったときには、駆動軸としてのリングギヤ軸32aのねじれの半周期に略一致する時間としての所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させるものとしたが、この所定時間T1は、リングギヤ軸32aのねじれの半周期に略一致する時間に限られず、リングギヤ軸32aのねじれの周期に略一致する時間以下の所定時間を設定するものとしてもよいし、リングギヤ軸32aのねじれの周期に略一致する時間より若干長い所定時間を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が比較的大きいときに、所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させるものとしたが、例えば、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が比較的大きいときだけでなく要求トルクTr*が比較的大きいときにも所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させるものとしてもよい。なお、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が大きいときにだけ所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させるものとしてもよいのは勿論である。以下、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際の動作について説明する。
In the
図10は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータMG2からの動力だけを用いて走行している最中にエンジン22の始動指示がなされたときに実行される。エンジン22の始動指示は、例えば、前述した要求パワーPe*が閾値Pref以上となったときや要求トルクTr*が閾値Tref2以上となったときに行なうものとすることができる。ここで、閾値Prefは、エンジン22を効率よく運転可能なパワーの下限値などに設定され、エンジン22の特性などにより定められる。また、閾値Tref2は、モータMG2からの動力だけで運転者の要求にある程度対応することができるトルクの上限またはそれよりも若干小さい値などに設定され、モータMG2の定格などにより定められる。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a start time control routine executed by the hybrid
始動時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accやブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,エンジン22の回転数Ne,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の出力制限Woutなど制御に必要なデータを入力する(ステップS300)。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やバッテリ50の出力制限Woutは、図2の駆動制御ルーチンのステップS100の処理と同様に入力するものとした。
When the start-up control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて前述の図3の要求トルク設定用マップを用いて要求トルクTr*を設定すると共に(ステップS310)、設定した要求トルクTr*から前回の要求トルク(前回Tr*)を減じることにより要求トルク偏差ΔTrを計算する(ステップS320)。 When the data is input in this way, the required torque Tr * is set using the required torque setting map shown in FIG. 3 based on the input accelerator opening Acc, brake pedal position BP, and vehicle speed V (step S310). The required torque deviation ΔTr is calculated by subtracting the previous required torque (previous Tr *) from the set required torque Tr * (step S320).
続いて、緩変化フラグF2の値を調べ(ステップS330)、緩変化フラグF2が値0のときには、要求トルク偏差ΔTrの絶対値を閾値Trefと比較し(ステップ340)、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満のときには、要求トルクTr*を閾値Tref3と比較する(ステップS345)。ここで、緩変化フラグF2は、初期値として値0が設定されており、後述するステップS360の処理で値1が設定される。また、閾値Trefについては前述した。さらに、閾値Tref3は、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際にリングギヤ軸32aに生じるねじれによってマウントに大きな荷重が作用するおそれがあるか否かを判定するために用いられるものであり、エンジン22やモータMG1,MG2の特性,車両の仕様などにより定められる。なお、前述の閾値Tref2は、制御の容易のためにこの閾値Tref3と同一またはその近傍の値を用いるものとしてもよいし、閾値Tref3より小さい値を用いるものとしてもよい。
Subsequently, the value of the slow change flag F2 is examined (step S330). When the slow change flag F2 is 0, the absolute value of the required torque deviation ΔTr is compared with the threshold value Tref (step 340), and the absolute value of the required torque deviation ΔTr is determined. When the value is less than the threshold value Tref, the required torque Tr * is compared with the threshold value Tref3 (step S345). Here, the
要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満であり要求トルクTr*が閾値Tref3未満のときには、エンジン22をモータリングして始動する際にリングギヤ軸32aに生じるねじれによってマウントに大きな荷重が作用するおそれはないと判断し、変化許容値Tlimに所定値Tlimsetを設定し(ステップS350)、設定した変化許容値Tlimと要求トルクTr*と前回の実行トルク(前回T*)とを用いて前述の式(1)により実行トルクT*を設定する(ステップS410)。ここで、所定値Tlimsetについては前述した。
When the absolute value of the required torque deviation ΔTr is less than the threshold value Tref and the required torque Tr * is less than the threshold value Tref3, a large load is applied to the mount due to the twist generated in the ring gear shaft 32a when the
次に、エンジン22をモータリングするためのモータリングトルクTcrをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定し(ステップS420)、エンジン22の回転数Neを閾値Nrefと比較する(ステップS430)。ここで、閾値Nrefは、燃料噴射制御や点火制御を開始するエンジン22の回転数であり、例えば800rpmや1000rpmなどのように設定される。エンジン22の回転数Neが閾値Nref未満のときには、図2の駆動制御ルーチンのステップS250〜S270の処理と同様にモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS450〜S470)、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する(ステップS480)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、モータMG1によってエンジン22をモータリングする際にリングギヤ軸32aに作用する反力としてのトルクをモータMG2によって受け持つと共に実行トルクT*に応じたトルクをリングギヤ軸32aに出力することができる。
Next, the motoring torque Tcr for motoring the
そして、エンジン22が完爆したか否かを判定する(ステップS490)。エンジン22の回転数Neが閾値Nref未満のときには、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御が開始されていないから完爆していないと判定され、ステップS100に戻る。こうしてステップS300〜S490の処理を繰り返し実行している最中にエンジン22の回転数Neが閾値Nref以上になると(ステップS430)、燃料噴射制御や点火制御の開始をエンジンECU24に指示し(ステップS440)、その後、エンジン22が完爆したと判定されると(ステップS490)、始動時制御ルーチンを終了する。
Then, it is determined whether or not the
ステップS340,S345で要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref以上のときには、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際にリングギヤ軸32aに生じるねじれによってマウントに大きな荷重が作用するおそれがあると判断し、緩変化フラグF2に値1を設定すると共に(ステップS360)、タイマをスタートし(ステップS365)、このタイマの値であるタイマ値t2に基づいて前述の図6の緩変化用マップを用いて変化許容値Tlimを設定し(ステップS370)、設定した変化許容値Tlimと要求トルクTr*と前回の実行トルク(前回T*)とを用いて前述の式(1)により実行トルクT*を設定し(ステップS410)、ステップS420以降の処理を実行する。なお、図6の緩変化用マップを用いる際には、時刻「t」に代えて時刻「t2」を用いる。そして、ステップS490でエンジン22が完爆していないと判定されてステップS300に戻ると、ステップS330で緩変化フラグF2は値1であると判定されるから、所定時間T1が経過したか否かを判定し(ステップS380)、所定時間T1が経過していないと判定されたときには、タイマ値t2に基づいて緩変化用マップを用いて変化許容値Tlimを設定する共に(ステップS370)、実行トルクT*を設定し(ステップS410)、所定時間T1が経過したと判定されたときには、緩変化フラグF2に値0を設定し(ステップS390)、緩変化許容値Tlimに所定値Tlimsetを設定し(ステップS400)、実行トルクT*を設定する(ステップS410)。即ち、エンジン22をモータリングして始動する際に、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、所定時間T1が経過するまでは実行トルクT*を緩やかに変化させ、所定時間T1が経過した後には実行トルクT*を比較的大きく変化させるのである。なお、所定時間T1は、通常、エンジン22がモータリングされて始動されるまでの時間よりも短い時間である。いま、モータMG2からの動力だけを用いて走行している状態からモータMG1によってエンジン22をモータリングして始動するときを考えている。このときには、エンジン22をモータリングするためのトルクをモータMG1から出力すると共にモータリングの際にリングギヤ軸32aに作用する反力としてのトルクと実行トルクT*に応じたトルクとの和をモータMG2から出力することになるから、モータMG1やモータMG2から出力するトルクの大きさによっては駆動軸としてのリングギヤ軸32aに生じるねじれによってマウントに大きな荷重が作用して運転者に違和感を与えることがある。これに対して、実施例では、要求トルク偏差ΔTrの絶対値や要求トルクTr*が比較的大きいときに、所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させることにより、実行トルクT*が急激に大きくなるのを抑制することができるから、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際に、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに大きなねじれが生じるのを抑制することができる。この結果、マウントに大きな荷重が作用するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えてしまうのを抑制することができる。
When the absolute value of the required torque deviation ΔTr is greater than or equal to the threshold value Tref in steps S340 and S345, or when the required torque Tr * is greater than or equal to the threshold value Tref, the twist generated in the ring gear shaft 32a when the
実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータMG1によってエンジン22をモータリングして始動する際、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩やかに変化させるから、エンジン22をモータリングして始動する際に実行トルクT*が急激に大きくなるのを抑制することができる。この結果、エンジン22をモータリングして始動する際にマウントに大きな荷重が作用するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えてしまうのを抑制することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、図10の始動時制御ルーチンにおいて、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、図6の緩変化用マップを用いて変化許容値Tlimを設定するものとしたが、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときと、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満であって要求トルクT*が閾値Tref3以上のときと、によって異なる緩変化用マップを用いて変化許容値Tlimを設定するものとしてもよい。例えば、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満であって要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、図11に例示する緩変化用マップを用いて変化許容値Tlimを設定するものとしてもよい。図11の例では、変化許容値Tlimは、時間の経過に伴って、まず所定値Tlimsetから所定値Tlimset2に向けて小さくなる傾向に設定し、所定値Tlimsetより小さいTlimset2に至った後にはその値を設定し、所定時間T1が経過する前に所定値Tlimsetに向けて大きくなる傾向に設定するものとした。この場合でも、エンジン22をモータリングして始動する際にリングギヤ軸32aのねじれによってマウントに大きな荷重が作用するのを抑制することができ、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、図10の始動時制御ルーチンにおいて、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩変化させるものとしたが、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときと、要求トルク偏差ΔTrが閾値Tref未満であって要求トルクTr*閾値Tref3以上のときと、によって異なる時間に亘って実行トルクT*を緩変化させるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、図10の始動時制御ルーチンにおいて、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref以上のときや要求トルクTr*が閾値Tref3以上のときには、所定時間T1に亘って実行トルクT*を緩変化させるものとしたが、要求トルク偏差ΔTrの絶対値が閾値Tref未満であって車速Vが閾値Vref以上のときには、要求トルクTr*に拘わらず実行トルクT*を緩変化させないものとしてもよい。車速Vが比較的大きいときには、エンジン22をモータリングして始動する際の違和感を運転者に与えるおそれは小さいため、緩変化させないことにより、運転者の要求により迅速に対応することができる。ここで、閾値Vrefは、エンジン22の始動の際の違和感を運転者に与えるおそれが小さい車速の下限近傍の値として設定され、エンジン22やモータMG1,MG2の特性や車両の仕様などにより定められ、例えば、20km/hや30km/h,40km/hなどに設定することができる。なお、通常、車速Vが閾値Vref以上でモータMG2からの動力だけで走行している最中に運転者がアクセル開度Accを踏み込んだときには、要求トルクTr*が閾値Tref2以上となる前に要求パワーPe*が閾値Pref以上となってエンジン22はモータリングされて始動される。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図12における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例では、本発明をエンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するハイブリッド自動車に適用するものとしたが、エンジンからの動力だけで走行する自動車やモータからの動力だけで走行する自動車に適用するものとしてもよい。また、自動車以外の車両、例えば、列車などに適用するものとしてもよい。 In the embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle that travels using the power from the engine and the power from the motor. However, the vehicle travels only by the power from the motor or the motor that travels only by the power from the engine. It may be applied to automobiles. Moreover, it is good also as what is applied to vehicles other than a motor vehicle, for example, a train.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
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,64a,64b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、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 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b, 64a, 64b drive wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 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 to rotor motor, 232
Claims (14)
操作者による操作に基づいて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときには該要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
前記設定された目標駆動力に基づく駆動力が前記駆動装置から前記駆動軸に出力されるよう前記駆動装置を制御する制御手段と、
を備える車両。 A vehicle equipped with a driving device including a prime mover capable of outputting a driving force to a driving shaft connected to an axle,
Requested driving force setting means for setting the requested driving force based on an operation by the operator;
When the set required driving force is accompanied by a change that is less than a predetermined change amount, a target driving force that is increased or decreased within the range of the first change allowable value is set toward the required driving force. When the required driving force is changed by a predetermined change amount or more, the target is increased or decreased within the range of the second change allowable value smaller than the first change allowable value toward the required drive force over a predetermined time. Target driving force setting means for setting a driving force and setting a target driving force increased or decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after the predetermined time has elapsed;
Control means for controlling the drive device such that a drive force based on the set target drive force is output from the drive device to the drive shaft;
A vehicle comprising:
前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸への反力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能な手段であり、
前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に前記設定された要求駆動力が前記所定変化量以上の変更を伴っているときには、前記所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段である
車両。 The vehicle according to claim 8, wherein
The power drive input / output means is means capable of motoring the internal combustion engine with an output of reaction force to the drive shaft,
The target driving force setting means is configured to change the predetermined driving force when the set required driving force is changed more than the predetermined change amount when the internal combustion engine is motored and started by the power power input / output means. A target driving force that is increased or decreased within the range of the second allowable change value is set toward the required driving force over time, and the first driving force is set toward the required driving force after the predetermined time has elapsed. A vehicle that is a means for setting a target driving force that is increased or decreased within a range of allowable change values.
前記電力動力入出力手段は、前記駆動軸への反力の出力を伴って前記内燃機関をモータリング可能な手段であり、
前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際、前記設定された要求駆動力が前記所定変化量未満の変更を伴っているときであっても該要求駆動力が所定駆動力以上のときには、前記所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段である
車両。 The vehicle according to claim 8, wherein
The power drive input / output means is means capable of motoring the internal combustion engine with an output of reaction force to the drive shaft,
The target driving force setting means is when the set required driving force is accompanied by a change less than the predetermined change amount when the internal combustion engine is motored and started by the power power input / output means. When the required driving force is greater than or equal to a predetermined driving force, the target driving force that is increased or decreased within the range of the second allowable change value is set toward the required driving force over the predetermined time and the predetermined time The vehicle is a means for setting a target driving force that is increased or decreased within the range of the first allowable change value toward the required driving force after elapse of time.
車速を検出する車速検出手段を備え、
前記目標駆動力設定手段は、前記電力動力入出力手段によって前記内燃機関をモータリングして始動する際、前記設定された要求駆動力が前記所定変化量未満の変更を伴っているときであって前記検出された車速が所定車速以上のときには、該要求駆動力が所定駆動力以上であるか否かに拘わらず該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定する手段である
車両。 The vehicle according to claim 10,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed,
The target driving force setting means is when the set required driving force is accompanied by a change less than the predetermined change amount when the internal combustion engine is motored and started by the power power input / output means. When the detected vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, the required driving force is increased or decreased within the range of the first change allowable value regardless of whether the required driving force is equal to or higher than the predetermined driving force. A vehicle that is a means for setting a target driving force.
(a)操作者による操作に基づいて要求駆動力を設定し、
(b)前記設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときには該要求駆動力に向けて第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘って該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値より小さい第2の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に前記所定時間を経過した後に該要求駆動力に向けて前記第1の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、
(c)前記設定された目標駆動力に基づく駆動力が前記駆動装置から前記駆動軸に出力されるよう前記駆動装置を制御する
車両の制御方法。 A method for controlling a vehicle equipped with a driving device including a prime mover capable of outputting a driving force to a driving shaft connected to an axle,
(A) The required driving force is set based on the operation by the operator,
(B) When the set required driving force is accompanied by a change less than a predetermined change amount, a target driving force that is increased or decreased within the range of the first change allowable value is set toward the required driving force, When the set required driving force is accompanied by a change greater than or equal to the predetermined change amount, the required driving force is increased or decreased within a range of the second change allowable value smaller than the first change allowable value toward the required drive force over a predetermined time. And setting the target driving force increased or decreased within the range of the first change allowable value toward the required driving force after the predetermined time has elapsed,
(C) A vehicle control method for controlling the drive device such that a drive force based on the set target drive force is output from the drive device to the drive shaft.
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