JP5246429B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
このハイブリッド車両の場合、ドライブ(D)レンジ、後退(R)レンジの駆動状態からニュートラル(N)レンジ、駐車(P)レンジの非駆動状態への切り替えを行うときには、2つのモータジェネレータを制御して駆動軸にかかるトルクを0にする、という制御を行っており、クラッチによる動力源と駆動軸との機械的な切り離しは行われていない。
そのため、このハイブリッド車両は、シフト位置がニュートラル(N)レンジ、駐車(P)レンジの非駆動状態の場合にもかかわらず、駆動軸にトルクが発生してしまう可能性があり、駐車(P)レンジでは出力軸を固定するので特に問題はないが、出力軸を固定しないニュートラル(N)レンジでは車両が動き出す問題がある。
この問題を解決する方法としては、ニュートラル(N)レンジではモータージェネレータにより実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に近づけるフィードバック制御を全く行わないようにし、モータージェネレータのトルクを常に0にするという制御方法が考えられる。しかし、この場合には、エンジンの調整不良等によりエンジンが吹け上がったときに、モータジェネレータが過回転となってしまう可能性がある、という問題点があった。
この場合にも、ニュートラル(N)レンジと同様にエンジンの調整不良等によりエンジンが吹け上がったときに、モータージェネレータが過回転となってしまう可能性がある、という問題点があった。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
前記エンジン2は、アクセルペダルの踏み込み量やエンジン要求に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段10と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段11と、燃料に着火する点火装置等の着火手段12とを備えている。エンジン2は、空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第1モータジェネレータ4は、第1モータロータ軸13と第1モータロータ14と第1モータステータ15とを備えている。前記第2モータジェネレータ5は、第2モータロータ軸16と第2モータロータ17と第2モータステータ18とを備えている。第1モータジェネレータ4の第1モータステータ15は、第1インバータ19に接続されている。第2モータジェネレータ5の第2モータステータ18は、第2インバータ20に接続されている。第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5とは、それぞれ第1インバータ19と第2インバータ20とによりバッテリ21から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、駆動輪6からの回生時の駆動により電気エネルギを発生してバッテリ21を充電する。
第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、エンジン2と第1遊星歯車機構8との間に第1モータジェネレータ4を配置し、第2遊星歯車機構9のエンジン2から離れる側に第2モータジェネレータ5を配置している。第1モータジェネレータ4は、主にバッテリ21の充電用に動作される。第2モータジェネレータ5は、単独出力のみでハイブリッド車両を走行させることができる性能を備え、主にハイブリッド車両の走行用に動作される。
第1遊星歯車機構8の第1サンギア22には、第1モータジェネレータ4の第1モータロータ軸13を接続している。第1遊星歯車機構8の第1プラネタリキャリア24と第2遊星歯車機構9の第2サンギア26とは、結合してエンジン2の出力軸3に接続している。第1遊星歯車機構8の第1リングギア25と第2遊星歯車機構9の第2プラネタリキャリア28とは、結合して出力ギア筒の出力部30に連結するとともにこの出力部30を歯車やチェーン等の出力伝達機構31を介して駆動軸7に接続している。第2遊星歯車機構9の第2リングギア29には、第2モータジェネレータ5の第2モータロータ軸16を接続している。
これにより、ハイブリッド車両の駆動系においては、エンジン2と第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5と駆動軸7との間で、駆動力の授受を行う。
駆動制御部32には、アクセル検出手段33と、車速検出手段34と、エンジン回転速度検出手段35と、シフト位置スイッチ36を接続している。アクセル検出手段33は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。車速検出手段34は、ハイブリッド車両の車速を検出する。エンジン回転速度検出手段35は、エンジン2のエンジン回転速度を検出する。シフト位置スイッチ36は、運転者が選択操作したシフトレバーの位置を示す信号を出力する。
前記駆動制御部32は、目標駆動力設定手段37と、駆動力制御手段38と、フィードバック制御手段39と、レンジ検出手段40と、制限手段41とを備えている。
前記目標駆動力設定手段37は、アクセル検出手段33の検出した運転者の要求であるアクセルペダルの踏込み量や、車速検出手段34の検出した車速とに応じて、ハイブリッド車両を駆動するための目標駆動力を予め設定した目標駆動力検索マップにより決定する。前記駆動力制御手段38は、駆動軸7から駆動輪6に伝達される駆動力が、目標駆動力設定手段37により設定された目標駆動力になるように、エンジン2と第1・第2モータジェネレータ4・5とのトルクを制御する。
エンジン2と第1・第2モータジェネレータ4・5とのトルクの組み合わせは、無数に存在するため、バッテリ21の充電状態や、ハイブリッド車両の走行状態によって、それぞれのトルク配分を決定し、エンジントルクが必要ない場合には、エンジン2を停止して燃費の向上を図る。
前記制限手段41は、レンジ検出手段40により、シフト位置が駐車(P)レンジ、あるいはニュートラル(N)レンジであると判定され、かつエンジン2の出力でハイブリッド車両を走行させるエンジン運転モードであると判定された場合には、フィードバック制御手段39によるフィードバック制御の実施を制限する。制限手段41は、第1・第2モータジェネレータ4・5のモータジェネレータ回転速度の値がモータジェネレータ上下限回転速度に近い値である時を除いて、制限を実行する。
例えば、制限手段41は、図3・図4に示すように、第1モータジェネレータ4のモータジェネレータ回転速度の値が、モータジェネレータ上限回転速度Eに近い値(DからEの領域)である時、及び、モータジェネレータ下限回転速度Bに近い値(BからCの領域)である時には、フィードバック制御手段39による第1モータジェネレータ4のフィードバック制御の実施を許可する。これにより、フィードバック制御手段39は、DからEの領域、及び、BからCの領域において、目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差をなくすように、第1モータジェネレータ4のトルク補正を行う。
一方、制限手段41は、図3・図4に示すように、第1モータジェネレータ4のモータジェネレータ回転速度の値が、モータジェネレータ上限回転速度Eに近い値(DからEの領域)、及び、モータジェネレータ下限回転速度Bに近い値(BからCの領域)から離れた値(CからDの領域)である時には、フィードバック制御手段39による第1モータジェネレータ4のフィードバック制御の実施を制限する。これにより、フィードバック制御手段39は、CからDの領域において、第1モータジェネレータ4のトルク補正量を0にする。
なお、制限手段41は、第2モータジェネレータ5についても、第1モータジェネレータ4と同様に、フィードバック制御手段39によるフィードバック制御の実施の許可、制限を行う。
ハイブリッド車両の駆動制御装置1は、図2に示すように、制御がスタートすると(S01)、現在の走行状態がエンジン運転モードであるかを判断する(S02)。
ードコントロール:アイドル制御)が許可されているかどうかを判断する(S03)。ISC(アイドル制御)は、シフト位置が駐車(P)レンジもしくはニュートラル(N)レンジ、かつ車速が設定車速以下の低車速状態が一定時間以上継続し、アイドル状態だと判定された場合に許可される。
前記判断(S03)がYESで、ISC許可の場合は、ISC許可時における第1・第2モータジェネレータ4・5のエンジン回転速度偏差によるフィードバック制御のトルク補正を、モータジェネレータ回転速度が上下限回転速度付近のときのみ行い(S04)、今回の処理を終了してリターンする(S05)。
前記判断(S03)がNOで、ISC非許可の場合は、モータジェネレータ回転速度に関係なく、第1・第2モータジェネレータ4・5のエンジン回転速度偏差によるフィードバック制御のトルク補正を行い(S06)、今回の処理を終了してリターンする(S05)。
一方、前記判断(S02)がNOで、第1・第2モータジェネレータ4・5の出力でハイブリッド車両を走行させるモータ運転モードの場合は、モータ運転モードかつエンジン回転速度Neが判定値Aを越えているかを判断する(S07)。
この判断(S07)がYESで、モータ運転モードかつNe>Aの場合は、モータジェネレータ回転速度に関係なく、第1・第2モータジェネレータ4・5のエンジン回転速度偏差によるフィードバック制御のトルク補正を行い(S06)、今回の処理を終了してリターンする(S05)。
この判断(S07)がNOで、モータ運転モードかつNe>Aでない場合は、第1・第2モータジェネレータ4・5のエンジン回転速度偏差によるフィードバック制御のトルク補正を行わず(S08)、今回の処理を終了してリターンする(S05)。
このため、このハイブリッド車両は、実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に近づけるための第1・第2モータジェネレータ4・5のフィードバック制御の実施によって、ニュートラル(N)レンジにおいて起こる駆動力の発生を防ぐことが可能である。特に、このハイブリッド車両は、実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に近づけるための第1・第2モータジェネレータ4・5のフィードバック制御の実施によって、駐車(P)レンジにおいて発生するバッテリ21の過充電を防止することが可能である。
また、ハイブリッド車両は、制限手段41によって、第1・第2モータジェネレータ4・5のモータジェネレータ回転速度の値がモータジェネレータ上下限回転速度に近い値である時を除いて制限を実行し、モータジェネレータ上下限回転速度に近い値である時にはフィードバック制御手段39によるフィードバック制御の実施を許可しているので、ニュートラル(N)レンジにおいて起こる駆動力の発生を防止し、かつ駐車(P)レンジにおいて発生するバッテリ21の過充電を防止しつつ、第1・第2モータジェネレータ4・5の過回転を防止することが可能である。
2 エンジン
4 第1モータジェネレータ
5 第2モータジェネレータ
7 駆動軸
8 第1遊星歯車機構
9 第2遊星歯車機構
10 空気量調整手段
11 燃料供給手段
12 着火手段
19 第1インバータ
20 第2インバータ
21 バッテリ
32 駆動制御部
33 アクセル検出手段
34 車速検出手段
35 エンジン回転速度検出手段
36 シフト位置スイッチ
37 目標駆動力設定手段
38 駆動力制御手段
39 フィードバック制御手段
40 レンジ検出手段
41 制限手段
Claims (2)
- エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両において、
運転者の要求に応じて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段を備え、
前記目標駆動力設定手段により設定された目標駆動力になるように、前記エンジンとモータジェネレータとを制御する駆動力制御手段を備え、
目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差をなくすように前記モータジェネレータをフィードバック制御するフィードバック制御手段を備え、
シフト位置が駐車レンジ、あるいはニュートラルレンジであるかどうかを検出するレンジ検出手段を備え、
前記レンジ検出手段により、シフト位置が駐車レンジ、あるいはニュートラルレンジであると判定され、かつエンジン運転モードであると判定された場合には、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御の実施を制限する制限手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車両。 - 前記制限手段は、モータジェネレータ回転速度の値がモータジェネレータ上下限回転速度に近い値である時を除いて制限を実行することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。
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