JP2008195134A - Power output device, its control method and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに車両に関する。 The present invention relates to a power output apparatus, a control method therefor, and a vehicle.
従来、この種の動力出力装置としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトにキャリアが接続されると共に車軸に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸にリングギヤが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続されたモータMG1と、リングギヤ軸に接続されたモータMG2と、モータMG1及びモータMG2と電力のやりとりを行なうバッテリとを備え、エンジンへの燃料噴射を停止する燃料カットを行なう際にはモータMG2から山形トルクを出力するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、燃料カット時に生じ得るトルクショックを山形トルクで打ち消すことにより、トルクショックを抑制している。
上述の動力出力装置と同様のハード構成を有する装置では、駆動軸としてのリングギヤ軸に要求される要求トルクが正の値から負の値に変化したときに要求トルクに迅速に追従するトルクをリングギヤ軸に出力すると、リングギヤ軸に出力されるトルクが値0を超えるときにリングギヤ軸に連結されたギヤ機構などのバックラッシュなどによりショックが生じる場合がある。こうした問題に対してリングギヤ軸に出力されるトルクがゆっくりと値0を超えるように制御することも考えられるが、バッテリを充放電してもよい最大許容電力が制限されているときに要求トルクの変化に伴ってエンジンの燃料カットが行なわれると、バッテリの制限のためにリングギヤ軸に出力されるトルクをゆっくりと値0を超えるようにすることができなくなりショックが生じてしまう。
In a device having the same hardware configuration as the power output device described above, when the required torque required for the ring gear shaft as the drive shaft changes from a positive value to a negative value, a torque that quickly follows the required torque is applied to the ring gear. When output to the shaft, a shock may occur due to backlash of a gear mechanism or the like connected to the ring gear shaft when the torque output to the ring gear shaft exceeds zero. Although it is conceivable to control the torque output to the ring gear shaft to slowly exceed the
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化したときに生じ得るショックを抑制することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、二次電池などの蓄電装置を充放電してもよい最大許容電力が制限されているときでも駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化したときに生じ得るショックを抑制することを目的の一つとする。 The power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention have an object to suppress a shock that may occur when the required driving force required for the drive shaft changes from a positive value to a negative value. Further, the power output apparatus, the control method thereof, and the vehicle according to the present invention have a required driving force required for the drive shaft even when the maximum allowable power that may charge and discharge the power storage device such as a secondary battery is limited. One of the purposes is to suppress a shock that may occur when the value changes from a positive value to a negative value.
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに車両は、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 power output device, the control method thereof, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動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電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸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、
前記内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って前記設定された要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう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、
を備えることを要旨とする。
The power output apparatus of the present invention is
A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and input / output power to / from the drive shaft and the output shaft together with input / output of power and power. Power power input / output means;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the power input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the internal combustion engine is in operation and the predetermined required driving force changes from a positive value to a negative value as the accelerator is turned off, a slow change process of the driving force output to the driving shaft is performed. The internal combustion engine and the power power input / output means are configured to stop the fuel injection to the internal combustion engine after the driving force output to the drive shaft exceeds the
It is a summary to provide.
この本発明の動力出力装置では、内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に内燃機関への燃料噴射が停止されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に内燃機関への燃料噴射を停止するから、内燃機関への燃料噴射の停止に起因して駆動軸に出力される駆動力が値0を超える際の緩変化処理が破綻することがない。この結果、緩変化処理の破綻により駆動軸に出力される駆動力が急減して値0を超えることによって生じるショックを抑制することができる。内燃機関への燃料噴射の停止に起因する緩変化処理の破綻は、特に蓄電手段の充放電が制限されているときに生じるから、蓄電手段の充放電が制限されているときでも、駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化したときに生じ得るショックを抑制することができる。
In the power output apparatus of the present invention, when the required driving force required for the drive shaft changes from a positive value to a negative value when the accelerator is turned off while the internal combustion engine is being operated, The internal combustion engine is configured so that the value of 0 is exceeded with a process of slowly changing the output driving force, and the fuel injection to the internal combustion engine is stopped after the driving force output to the drive shaft exceeds the
こうした本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記所定変化時には、前記内燃機関への燃料噴射が停止されるまでは該内燃機関を自立運転するよう該内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関から出力されるパワーを考慮する必要がない。 In such a power output apparatus of the present invention, the control means is a means for controlling the internal combustion engine so that the internal combustion engine operates independently until the fuel injection to the internal combustion engine is stopped at the predetermined change. It can also be. In this way, it is not necessary to consider the power output from the internal combustion engine.
また、本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の放電を許容する最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記所定変化時に前記設定された出力制限が所定制限値より制限されていないときには前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えるか否かに拘わらず前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう前記内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。これは、蓄電手段の出力制限が制限されていないときには、蓄電手段からの電力パワーを用いて内燃機関の燃料噴射を停止したときに必要となるエネルギを賄うことができることに基づく。これにより、内燃機関への燃料噴射の停止のタイミングの自由度を増すことができる。
The power output apparatus of the present invention further comprises output limit setting means for setting an output limit as a maximum allowable power allowing discharge of the power storage means based on a state of the power storage means, and the control means includes the predetermined power When the set output limit is not limited to a predetermined limit value at the time of change, fuel injection to the internal combustion engine is stopped regardless of whether or not the driving force output to the drive shaft exceeds the
さらに、本発明の動力出力装置において、前記緩変化処理は、前記駆動軸に出力される駆動力を単位時間当たり所定駆動力ずつ減少させる処理であるものとすることもできる。こうすれば、所定駆動力ずつの変化に対して内燃機関の運転状態や電力動力入出力手段の駆動状態や電動機の駆動状態を計算して制御することができる。 Furthermore, in the power output apparatus of the present invention, the gradual change process may be a process of reducing the drive force output to the drive shaft by a predetermined drive force per unit time. In this way, it is possible to calculate and control the operating state of the internal combustion engine, the driving state of the power power input / output means, and the driving state of the electric motor with respect to changes by a predetermined driving force.
あるいは、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えてから所定時間経過したときに前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。 Alternatively, in the power output apparatus according to the present invention, the control means may stop the fuel injection to the internal combustion engine when a predetermined time has elapsed after the driving force output to the drive shaft exceeds a value of 0. It may be a means for controlling the internal combustion engine.
また、本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力が少なくとも正の第1駆動力から負の第2駆動力に至るまでは単位時間当たり所定駆動力ずつ減少する実行用駆動力を設定し、前記内燃機関については前記設定した実行用駆動力が値0に至ってから所定時間経過するまでは自立運転され前記設定した実行用駆動力が値0に至ってから前記所定時間経過したときに燃料噴射が停止されるよう制御し、前記電力動力入出力手段と前記電動機とについては前記設定した実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
Further, in the power output apparatus of the present invention, the control means is configured such that, when the predetermined change occurs, the control force is a unit time until the drive force output to the drive shaft reaches at least a positive first drive force to a negative second drive force. An execution driving force that decreases by a predetermined driving force per hit is set, and the internal combustion engine is operated independently until a predetermined time elapses after the set execution driving force reaches a value of 0, and the set execution driving force is Control is performed so that fuel injection is stopped when the predetermined time has elapsed since reaching the
さらに、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力可能な発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される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、を備えるものとすることもできる。 Furthermore, in the power output apparatus of the present invention, the power power input / output means is connected to three axes of a generator capable of inputting / outputting power, the drive shaft, the output shaft, and the rotating shaft of the generator. Three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of the three axes may be provided.
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動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電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸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、前記内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って前記設定された要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう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、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる、ことを要旨とする。
The vehicle of the present invention is the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically a power output device that outputs power to the drive shaft, and is connected to the internal combustion engine and the drive shaft. And power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft and inputting / outputting power to / from the drive shaft and the output shaft together with input / output of power and power An electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft, an electric power power input / output means, an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and a required drive for setting a required drive force required for the drive shaft A force setting means and a drive output to the drive shaft at a predetermined change in which the set required driving force changes from a positive value to a negative value as the accelerator is turned off while the internal combustion engine is operating. Exceeds
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、駆動軸に出力される駆動力が急減して値0を超えることによって生じるショックを抑制することができる効果などと同様な効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the power output device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect produced by the power output device of the present invention, for example, the driving force output to the drive shaft is suddenly decreased and the An effect similar to the effect of suppressing a shock caused by exceeding 0 can be obtained.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動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電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう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、
ことを特徴とする。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
An internal combustion engine is connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and power is supplied to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Control of a power output device comprising: power power input / output means for inputting / outputting; an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and a power storage means capable of exchanging power with the electric power power input / output means and the motor. A method,
When the required driving force required for the drive shaft changes from a positive value to a negative value as the accelerator is turned off while the internal combustion engine is operating, the drive force output to the drive shaft The internal combustion engine and the electric power are set so that the value exceeds 0 with a gradual change process and the fuel injection to the internal combustion engine is stopped after the driving force output to the drive shaft exceeds the
It is characterized by that.
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に内燃機関への燃料噴射が停止されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に内燃機関への燃料噴射を停止するから、内燃機関への燃料噴射の停止に起因して駆動軸に出力される駆動力が値0を超える際の緩変化処理が破綻することがない。この結果、緩変化処理の破綻により駆動軸に出力される駆動力が急減して値0を超えることによって生じるショックを抑制することができる。内燃機関への燃料噴射の停止に起因する緩変化処理の破綻は、特に蓄電手段の充放電が制限されているときに生じるから、蓄電手段の充放電が制限されているときでも、駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化したときに生じ得るショックを抑制することができる。
In the control method of the power output apparatus of the present invention, when the required driving force required for the drive shaft is changed from a positive value to a negative value when the accelerator is turned off while the internal combustion engine is being operated, The value of the driving force output to the driving shaft is gradually increased with a slow change process, and the fuel injection to the internal combustion engine is stopped after the driving force output to the driving shaft exceeds the value of 0. The internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled. Since the fuel injection to the internal combustion engine is stopped after the drive force output to the drive shaft exceeds the
こうした本発明の動力出力装置の制御方法において、前記所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力が少なくとも正の第1駆動力から負の第2駆動力に至るまでは単位時間当たり所定駆動力ずつ減少する実行用駆動力を設定し、前記内燃機関については前記設定した実行用駆動力が値0に至ってから所定時間経過するまでは自立運転され前記設定した実行用駆動力が値0に至ってから前記所定時間経過したときに燃料噴射が停止されるよう制御し、前記電力動力入出力手段と前記電動機とについては前記設定した実行用駆動力が前記駆動軸に出力されるよう制御する、ことを特徴とするものとすることもできる。 In such a control method for a power output apparatus of the present invention, at the time of the predetermined change, the predetermined drive per unit time is required until the drive force output to the drive shaft reaches at least the positive first drive force to the negative second drive force. An execution driving force that decreases by force is set. The internal combustion engine is operated independently until a predetermined time elapses after the set execution driving force reaches a value of 0, and the set execution driving force reaches a value of 0. Control is performed so that fuel injection is stopped when the predetermined time has elapsed since then, and the electric power input / output means and the electric motor are controlled so that the set execution driving force is output to the driving shaft, It can also be characterized.
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、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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 a configuration of a
エンジン22は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24a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、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24c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。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室内に取り付けられた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
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。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
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。また、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)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。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ることにより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。
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、特にアクセルオフした際の動作について説明する。図5は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるアクセルオフ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、エンジン22が運転されている状態で踏み込まれていたアクセルペダル83が完全に戻されたアクセルオフの状態のときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
アクセルオフ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,バッテリ50の入出力制限Win,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、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演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により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演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。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、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 accelerator off-time 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と車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Acc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6にアクセルオフ時における要求トルク設定用マップの一例を示す。図示するように、低車速(例えば、3km/hや4km/hなど)のとき以外は要求トルクTr*は負の値、即ち制動トルクが設定される。以下、こうした制動トルクが要求トルクTr*に設定されたものとして説明する。このように要求トルクTr*に制動トルクが設定されると、アクセルオフされる直前にはアクセルペダル83が踏み込まれている状態を考えると、要求トルクTr*は正の値から負の値に急変することになる。なお、アクセルオフ時ではアクセル開度Accは0%であるから、アクセル開度Accを用いずに車速Vだけに基づいて要求トルクTr*を設定するものとしてもよい。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、入力したバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上であるか否かを判定する(ステップS120)。ここで、閾値Wrefは、エンジン22を自立運転している状態からエンジン22への燃料噴射を停止した状態(フューエルカット)に移行したときにエンジン22の状態の変化に伴うエネルギ差を電力に換算したときの値以上の値として設定されるものである。バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上であるときには、エンジン22をフューエルカットしてもその分のエネルギをバッテリ50から賄うことができると判断し、エンジン22をフューエルカットする制御信号をエンジンECU24に送信し(ステップS130)、エンジン22の回転数Neからフューエルカット時のレート値Nrt1だけ減じたものとアイドル回転数Nidlとのうち大きい方をエンジン22の目標回転数Ne*として設定する(ステップS140)。レート値Nrt1はエンジン22をフューエルカットしたときにエンジン22の回転数Neを減少させる際の減少量であり、アクセルオフ時制御ルーチンを起動間隔などにより定めることができる。また、アイドル回転数Nidlは、エンジン22を安定して自立運転することができる最低回転数より若干高い回転数、例えば、800rpmや1000rpmなどを用いることができる。上述のステップS140の処理では、エンジン22をフューエルカットすると、レート値Nrt1ずつエンジン22の目標回転数Ne*が減少され、エンジン22の回転数Neからレート値Nrt1を減じたものがアイドル回転数Nidl未満になると、エンジン22の目標回転数Ne*にはアイドル回転数Nidlが設定されることになる。
Subsequently, it is determined whether or not the output limit Wout of the
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*を設定すると、設定した目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに一致しているか否かを判定し(ステップS150)、目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに一致したときにその回転数でエンジン22を自立運転するようエンジンECU24に制御信号を送信する(ステップS160)。即ち、エンジン22をフューエルカットして目標回転数Ne*をレート値Nrt1ずつ減少させ、目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至ったときにフューエルカットを解除して自立運転(トルクを出力することなくその回転数で運転する運転)とするのである。
When the target rotational speed Ne * of the
次に、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクとして前回このルーチンが実行されたときに設定された実行用トルクT*からレート値Trtを減じたものと要求トルクTr*とのうち大きい方を今回の実行用トルクT*として設定する(ステップS200)。ここで、レート値Trtは、実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に減少させるために用いられるものであり、徐々に減少させる程度やこのルーチンの起動間隔などにより定めることができる。なお、踏み込まれていたアクセルペダル83が戻されてこのアクセルオフ時制御ルーチンが初めて実行されたときには、実行用トルクT*には初期値としてアクセルペダル83が戻される直前の駆動トルク(正のトルク)としての要求トルクTr*が用いられる。したがって、実行用トルクT*は、アクセルペダル83が戻される直前の駆動トルク(正のトルク)としての要求トルクTr*からアクセルペダル83が戻された後に設定された制動トルク(負のトルク)としての要求トルクTr*に至るまで徐々に、即ち、緩変化により小さくされることになる。このように、実行用トルクT*を徐々に小さくするのは、実行用トルクT*を正のトルクから負のトルクに急変させることによりデファレンシャルギヤ62のバックラッシュなどによってショックが生じるのを抑制するためである。
Next, the actual torque to be output to the
そして、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(1)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(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS210)。ここで、式(1)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(1)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、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、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(2)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(2)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。
Then, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * = k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
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の入出力制限Win,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下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(3)および式(4)により計算すると共に(ステップS220)、実行用トルク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S230)、計算したトルク制限Tmin,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S240)。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に出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を、バッテリ50の入出力制限Win,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7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, the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(T*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
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*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S250)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*を受信したエンジンECU24は、フューエルカットの制御信号を受信しているときには燃料噴射制御を停止するだけで他の制御は行なわず、自立運転の制御信号を受信しているときにはエンジン22が目標回転数Ne*で自立運転するよう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。
When the target rotational speed Ne * of the
一方、ステップS120でバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときには、エンジン22をフューエルカットするとその分のエネルギをバッテリ50から賄うことができないと判断し、実行用トルクT*が負の値となって所定時間経過するまで(ステップS170,S175)、エンジン22を自立運転するよう制御信号をエンジンECU24に送信すると共に(ステップS180)、エンジン22の回転数Neから自立運転時のレート値Nrt2だけ減じたものとアイドル回転数Nidlとのうち大きい方をエンジン22の目標回転数Ne*として設定し(ステップS190)、設定した目標回転数Ne*を用いて実行用トルクT*やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し(ステップS200〜S240)、エンジン22の目標回転数Ne*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S250)、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、レート値Nrt2はエンジン22を自立運転しながら安定してその回転数を減少する際の減少量であり、フューエルカット時のレート値Nrt1より通常は小さな値として設定される。したがってバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときにアクセルオフすると、エンジン22を自立運転しながら徐々に(緩変化により)リングギヤ軸32aに出力する実際のトルクである実行用トルクT*を小さくして制御することになる。この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を図8に示す。
On the other hand, if the output limit Wout of the
こうしてエンジン22を自立運転しながら徐々に実行用トルクT*を小さくして制御している最中に実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過すると、エンジン22をフューエルカットする制御信号をエンジンECU24に送信すると共に(ステップS130)、エンジン22の回転数Neからフューエルカット時のレート値Nrt1だけ減じたものとアイドル回転数Nidlとのうち大きい方をエンジン22の目標回転数Ne*として設定し(ステップS140)、目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至るまではエンジン22の回転数Neからレート値Nrt1を減じたものとして得られる目標回転数Ne*を用いて実行用トルクT*やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し(ステップS200〜S240)、目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至ったとき以降はエンジン22をアイドル回転数Nidlが設定された目標回転数Ne*で自立運転しながらアイドル回転数Nidlが設定された目標回転数Ne*を用いて実行用トルクT*やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し(ステップS200〜S240)、エンジン22の目標回転数Ne*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S250)、駆動制御ルーチンを終了する。ここで、エンジン22のフューエルカットを実行するのに実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するのを待つのは、実行用トルクT*が正の値のときや極めて小さい負の値のときにエンジン22をフューエルカットすると、バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満であることからエンジン22をフューエルカットによるエネルギ変動をバッテリ50から賄うことができないためにモータMG2のトルク指令Tm2*が急変し、これによりショックが生じるのを抑制するためである。このことについて更に詳述する。いま、エンジン22から出力されるエンジンパワーをPe、バッテリ50から出力されるバッテリパワーをPbat、走行用に車両で消費される車両消費パワーをPv、損失によって失われる損失パワーをPloss、エンジン22やモータMG1,MG2などの回転系の回転数が変化することによって生じるイナーシャパワーをPiner、とすると、パワーの収支を考えれば次式(6)が成立する。これを車両消費パワーPvについて解けば式(7)となる。リングギヤ軸32aに出力される実際のトルクである実行用トルクT*の急変によるショックの発生を抑制するために実行用トルクT*を徐々に小さくする状態は車両消費パワーPvが徐々に小さくなる状態となる。エンジン22の回転数をレート値を用いて減少することからイナーシャパワーPinerは急変しないことと損失パワーも急変しないこととを考慮すると、エンジン22をフューエルカットすることによってエンジンパワーPeが急変すれば、その分をバッテリパワーPbatで賄う必要がある。バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときにはエンジンパワーPeの急変によるパワーの変動分をバッテリパワーPbatで賄うことができず、車両消費パワーPvが急変することになる。このとき、車両消費パワーPvが正の値から負の値に急変すると、デファレンシャルギヤ62のバックラッシュなどによるショックが発生する。しかし、実行用トルクT*が負の値になってからエンジン22をフューエルカットすることにより車両消費パワーPvが急変しても、車両消費パワーPvは負の値での急変となるから、デファレンシャルギヤ62のバックラッシュによるショックは生じない。
In this way, while the
Pe+Pbat=Pv+Ploss+Piner (6)
Pv=Pe+Pbat-Ploss-Piner (7)
Pe + Pbat = Pv + Ploss + Piner (6)
Pv = Pe + Pbat-Ploss-Piner (7)
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときには、リングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に小さくし、実行用トルクT*を徐々に小さくしている最中に実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまではエンジン22を自立運転しながらその回転数を徐々に小さくすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過したときにはエンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至るまでエンジン22をフューエルカットすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、エンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至った以降はエンジン22をアイドル回転数Nidlで自立運転しながら実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、リングギヤ軸32aに実際に出力されるトルクが正の値から負の値に急変することによって生じ得るショックを抑制することができる。もとより、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上のときには、エンジン22のフューエルカットを伴ってリングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に小さくしても、エンジン22のフューエルカットに伴うパワー変動をバッテリ50により賄うことができるから、リングギヤ軸32aに実際に出力されるトルクが正の値から負の値に急変することによって生じ得るショック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、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときに、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまではエンジン22を自立運転するものとしたが、エンジン22から若干のトルクを出力するものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上のときには、エンジン22のフューエルカットを伴ってリングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に小さくするものとしたが、バッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときと同様に実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまではエンジン22をフューエルカットしないものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、アクセルオフ時にはリングギヤ軸32aに出力される実際のトルクとしての実行用トルクT*をレート値Trtずつ減少させるものとしたが、こうしたレート処理により実行用トルクT*を減少させないもの、例えば、値0近傍では小さな変化量で値0近傍から遠ざかると大きな変化量で実行用トルクT*を減少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、アクセルオフ時にはリングギヤ軸32aに出力される実際のトルクとしての実行用トルクT*をレート値Trtずつ減少させるものとしたが、実行用トルクT*が正の所定トルクから負の所定トルクに至るまでだけ実行用トルクT*をレート値Trtずつ減少させて緩変化させるものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときには、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過したときにエンジン22をフューエルカットするものとしたが、実行用トルクT*が値0より小さくなった以降であれば如何なるタイミングでエンジン22をフューエルカット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、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9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9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10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
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される動力出力装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた動力出力装置の形態としても構わない。さらに、こうした動力出力装置の制御方法の形態としてもよい。 In addition, it is not limited to those applied to such hybrid vehicles, but is incorporated into non-moving equipment such as forms of power output devices mounted on moving bodies such as vehicles other than automobiles, ships, and aircraft, and construction equipment. A power output device may be used. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a power output device.
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する図5のアクセルオフ時制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときには、リングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に小さくし、実行用トルクT*を徐々に小さくしている最中に実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまではエンジン22を自立運転しながらその回転数を徐々に小さくすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過したときにはエンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至るまでエンジン22をフューエルカットすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、エンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至った以降はエンジン22をアイドル回転数Nidlで自立運転しながら実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するための図5のアクセルオフ時制御ルーチンのステップS120〜S250の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70とフューエルカットの制御信号や自立運転の制御信号や目標回転数Ne*を受信してエンジン22を制御するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、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くバッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算するバッテリECU52が「出力制限設定手段」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。また、対ロータ電動機230も「電力動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸とに動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセルオフ時には車速Vだけに基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref未満のときには、リングギヤ軸32aに出力すべき実際のトルクである実行用トルクT*を要求トルクTr*に至るまで徐々に小さくし、実行用トルクT*を徐々に小さくしている最中に実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまではエンジン22を自立運転しながらその回転数を徐々に小さくすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過したときにはエンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至るまでエンジン22をフューエルカットすると共に実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、エンジン22の目標回転数Ne*がアイドル回転数Nidlに至った以降はエンジン22をアイドル回転数Nidlで自立運転しながら実行用トルクT*がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものに限定されるものではなく、こうした制御において、実行用トルクT*が値0より小さくなって所定時間経過するまででもエンジン22を自立運転せずにエンジン22から若干のトルクを出力するものとしたり、リングギヤ軸32aに出力される実際のトルクとしての実行用トルクT*をレート値Trtを用いずに減少させるものとしたり、リングギヤ軸32aに出力される実際のトルクとしての実行用トルクT*を正の所定トルクから負の所定トルクに至るまでだけレート値Trtを用いて減少させるものとしたり、実行用トルクT*が値0より小さくなった以降であれば所定時間経過後とは異なるタイミングでエンジン22をフューエルカットするものとしたり、エンジン22が運転されている状態でアクセルオフされたときにバッテリ50の出力制限Woutが閾値Wref以上のときにエンジン22をフューエルカットしないものとしたりするなど、内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に内燃機関への燃料噴射が停止されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御するものであれば、如何なるものとしても構わない。「出力制限設定手段」としては、バッテリ50の残容量(SOC)とバッテリ50の電池温度Tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算するものに限定されるものではなく、残容量(SOC)や電池温度Tbの他に例えばバッテリ50の内部抵抗などに基づいて演算するものなど、蓄電手段の状態に基づいて蓄電手段の放電を許容する最大許容電力としての出力制限を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明の実施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 embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the power output apparatus and the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 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)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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、64a,64b 車輪、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、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、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, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 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 drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 R OM, 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, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136 Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 143 Pressure sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 150 Varying valve timing mechanism, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (10)
内燃機関と、
前記駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動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電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸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、
前記内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って前記設定された要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう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、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine;
Connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and input / output power to / from the drive shaft and the output shaft together with input / output of power and power. Power power input / output means;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the power input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
When the internal combustion engine is in operation and the predetermined required driving force changes from a positive value to a negative value as the accelerator is turned off, a slow change process of the driving force output to the driving shaft is performed. The internal combustion engine and the power power input / output means are configured to stop the fuel injection to the internal combustion engine after the driving force output to the drive shaft exceeds the value 0. And control means for controlling the electric motor;
A power output device comprising:
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の放電を許容する最大許容電力としての出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記所定変化時に前記設定された出力制限が所定制限値より制限されていないときには前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えるか否かに拘わらず前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう前記内燃機関を制御する手段である、
動力出力装置。 The power output device according to claim 1 or 2,
An output limit setting means for setting an output limit as a maximum allowable power allowing discharge of the power storage means based on a state of the power storage means;
The control means applies the power to the internal combustion engine regardless of whether or not the driving force output to the drive shaft exceeds a value of 0 when the set output limit is not limited to a predetermined limit value at the predetermined change. Means for controlling the internal combustion engine to stop fuel injection;
Power output device.
前記内燃機関が運転されている状態でアクセルオフに伴って前記駆動軸に要求される要求駆動力が正の値から負の値に変化する所定変化時には、前記駆動軸に出力される駆動力の緩変化処理を伴って値0を超えるようにすると共に前記駆動軸に出力される駆動力が値0を超えた以降に前記内燃機関への燃料噴射が停止されるよう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、
ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。 An internal combustion engine is connected to the drive shaft and connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and power is supplied to the drive shaft and the output shaft with input and output of electric power and power. Control of a power output device comprising: power power input / output means for inputting / outputting; an electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and a power storage means capable of exchanging power with the electric power power input / output means and the motor. A method,
When the required driving force required for the drive shaft changes from a positive value to a negative value as the accelerator is turned off while the internal combustion engine is operating, the drive force output to the drive shaft The internal combustion engine and the electric power are set so that the value exceeds 0 with a gradual change process and the fuel injection to the internal combustion engine is stopped after the driving force output to the drive shaft exceeds the value 0. Controlling the input / output means and the electric motor;
A control method for a power output apparatus.
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CN111204328A (en) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid power motor vehicle |
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CN111204328A (en) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid power motor vehicle |
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