JP2017094756A - Hybrid automobile - Google Patents
Hybrid automobile Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017094756A JP2017094756A JP2015225431A JP2015225431A JP2017094756A JP 2017094756 A JP2017094756 A JP 2017094756A JP 2015225431 A JP2015225431 A JP 2015225431A JP 2015225431 A JP2015225431 A JP 2015225431A JP 2017094756 A JP2017094756 A JP 2017094756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- engine
- torque
- output
- rotating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、より詳しくは、エンジンと第1モータと遊星歯車機構と第2モータと二次電池とを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, a first motor, a planetary gear mechanism, a second motor, and a secondary battery.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、遊星歯車機構のサンギヤ,キャリア,リングギヤにそれぞれ第1モータの回転軸,エンジンの出力軸,車軸に連結された駆動軸を接続し、エンジンの出力軸に逆方向の回転を禁止するワンウェイクラッチを設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、エンジンの運転を停止させた状態で、第1モータからの負のトルクを出力し、第2モータから正のトルクを出力することにより、第2モータからのトルクに第1モータからのトルクを付加して走行することができる(モータ両駆動モード)。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, the sun gear, the carrier, and the ring gear of the planetary gear mechanism are connected to the rotation shaft of the first motor, the output shaft of the engine, and the drive shaft connected to the axle, respectively, and reverse to the engine output shaft. A one-way clutch that prohibits rotation in the direction has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, in a state where the operation of the engine is stopped, a negative torque from the first motor is output, and a positive torque is output from the second motor, whereby the torque from the second motor is changed to the first motor. It is possible to travel with the torque from the motor (motor both drive mode).
上述したハイブリッド自動車では、第1モータから正のトルクを出力してエンジンをモータリングすることにより、エンジンを始動することができ、これにより、エンジンの運転を伴って走行することもできる。この場合、上述したモータ両駆動モードからエンジンを始動しようとすると、第1モータから出力するトルクを負から正へ切り替える必要があるため、トルクの急変によるショックが発生する場合がある。 In the hybrid vehicle described above, the engine can be started by outputting a positive torque from the first motor and motoring the engine, thereby allowing the vehicle to travel with the operation of the engine. In this case, if the engine is to be started from the above-described motor both-drive mode, the torque output from the first motor needs to be switched from negative to positive, and a shock due to a sudden change in torque may occur.
本発明のハイブリッド自動車は、モータ両駆動モードからエンジンを始動する際のショックの発生を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to suppress the occurrence of shock when starting the engine from the motor dual drive mode.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
発電可能な第1モータと、
共線図上で第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素の順に並び前記第1回転要素に前記第1モータの回転軸が接続され前記第2回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第3回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
前記第2回転要素の回転を規制する回転規制手段と、
前記第2回転要素を回転停止状態として前記第1モータからの出力される負のトルクと前記第2モータから出力される正のトルクとにより走行可能なモータ両駆動モードと、前記第2回転要素を回転状態として前記第1モータから出力される正のトルクにより前記エンジンをモータリングすることにより該エンジンを始動して該エンジンの運転を伴って走行可能なエンジン走行モードとを含む複数の運転モードのいずれかによりエンジンと第1モータと第2モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記モータ両駆動モードから前記エンジン走行モードへの切り替えが要求された場合、前記第1モータから出力されている負トルクが値0に向けて徐変するよう該第1モータを制御し、その後、前記第1モータからの正のトルクにより前記エンジンがモータリングされるよう該第1モータを制御する
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Engine,
A first motor capable of generating electricity;
On the alignment chart, the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element are arranged in this order, and the rotating shaft of the first motor is connected to the first rotating element, and the output shaft of the engine is connected to the second rotating element. A planetary gear mechanism connected to the drive shaft connected to the axle connected to the third rotating element;
A second motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A secondary battery capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
Rotation restricting means for restricting rotation of the second rotating element;
A motor dual drive mode capable of running with the negative torque output from the first motor and the positive torque output from the second motor with the second rotation element in a rotation stopped state; and the second rotation element A plurality of operation modes including an engine running mode in which the engine is started by motoring the engine with a positive torque output from the first motor and the engine is driven to run with the operation of the engine Control means for controlling the engine, the first motor, and the second motor by any one of
A hybrid vehicle comprising:
The control means controls the first motor so that the negative torque output from the first motor gradually changes toward a value of 0 when switching from the motor dual drive mode to the engine running mode is requested. And then controlling the first motor so that the engine is motored by a positive torque from the first motor.
この本発明のハイブリッド自動車では、モータ両駆動モードからエンジン走行モードへの切り替えが要求された場合、第1モータから出力されている負トルクが値0に向けて徐変するよう第1モータを制御する。その後、第1モータからの正のトルクによりエンジンがモータリングされるよう第1モータを制御する。これにより、第1モータから出力されるトルクを負から正へ切り替える際の駆動力の落ち込みを緩やかにすることができ、ショックの発生を抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when switching from the motor drive mode to the engine running mode is requested, the first motor is controlled so that the negative torque output from the first motor gradually changes toward zero. To do. Thereafter, the first motor is controlled so that the engine is motored by the positive torque from the first motor. As a result, the drop in driving force when switching the torque output from the first motor from negative to positive can be moderated, and the occurrence of shock can be suppressed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
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、ワンウェイクラッチC1と、プラネタリギヤ30と、モータMG1と、モータMG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24により運転制御される。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号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を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、エンジン22のクランクシャフト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エンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、外歯歯車のサンギヤ31と、内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31およびリングギヤ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、を有するシングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。サンギヤ31には、モータMG1の回転子が接続されている。リングギヤ32には、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38およびギヤ機構37を介して連結された駆動軸36が接続されている。キャリア34には、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
ワンウェイクラッチC1は、キャリア34と車体に固定されたケース21とに取り付けられている。ワンウェイクラッチC1は、ケース21に対してキャリア34のエンジン22の正回転方向への回転だけを許容している。
The one-way clutch C1 is attached to the carrier 34 and the
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG1は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG2は、回転子が減速ギヤ35を介して駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、バッテリ50と共に電力ライン54に接続されている。電力ライン54には、平滑用のコンデンサが取り付けられている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as a synchronous generator motor, for example. As described above, the motor MG1 has a rotor connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。 Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. .
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が入力ポートを介して入力されている。例えば、モータECU40には、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θm1,θm2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ポートを介して入力されている。また、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70に送信する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサからのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
Signals necessary for driving and controlling the motors MG1, MG2 are input to the motor ECU 40 via the input port. For example, the motor ECU 40 is applied to the rotational positions θm1 and θm2 from a rotational position detection sensor (not shown) that detects the rotational position of the rotor of the motors MG1 and MG2 and the motors MG1 and MG2 detected by a current sensor (not shown). Phase current etc. are input through the input port. Further, the
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりをする。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によって管理される。バッテリECU52は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されている。例えば、バッテリECU52には、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの端子間電圧Vbやバッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度Tbなどが入力されている。また、バッテリECU52は、電流センサにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてそのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算している。バッテリECU52は、演算した蓄電割合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も演算している。また、バッテリECU52は、HVECU70と通信しており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に送信する。
The
HVECU70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やデータを一時的に記憶するRAM76,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70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からのシフトレンジSR,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。HVECU70は、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信可能に接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The
こ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36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36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以下の(1)〜(4)のものがある。(1)のトルク変換運転モードと(2)の充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って走行するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モード(ハイブリッドモード)という。また、(3)のモータ単駆動モードと(4)のモータ両駆動モードは、いずれも、エンジン22を運転停止させてモータからの動力だけで走行するモードであるため、両者を合わせてモータ運転モードともいう場合がある。
(1)トルク変換運転モード: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プラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する運転モード。
(2)充放電運転モード: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プラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによりトルク変換されて要求動力が駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する運転モード。
(3)モータ単駆動モード:エンジン22の運転を停止してモータMG1からトルクを出力せずにモータMG2からのトルクだけにより要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう駆動制御する運転モード。
(4)モータ両駆動モード:エンジン22の運転を停止してモータMG1からのトルクとモータMG2からのトルクとにより要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう駆動制御する運転モード。
The
(1) Torque conversion operation mode: The operation of the
(2) Charging / discharging operation mode: The
(3) Motor single drive mode: An operation mode in which the operation of the
(4) Motor dual drive mode: An operation mode in which the operation of the
エンジン運転モード(ハイブリッドモード)の制御は、具体的には、以下のようにして行なわれる。即ち、HVECU70は、アクセル開度Accと車速Vとから設定された要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。続いて、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づくバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22に要求されるエンジン要求パワーPe*を設定する。そして、エンジン要求パワーPe*に基づいて目標回転数Ne*および目標トルクTe*により定まるエンジン22の目標運転ポイント(動作点)を設定する。ここで、エンジン22の目標運転ポイント(目標回転数Ne*および目標トルクTe*)は、エンジン要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の動作ライン(燃費用動作ライン)と、エンジン要求パワーPe*と、の交点として求めることができる。次に、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、設定したエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で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。
Specifically, the engine operation mode (hybrid mode) is controlled as follows. That is, the
また、モータ単駆動モードの制御は、以下のようにして行われる。即ち、HVECU70は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、トルク指令Tm2*をモータECU40に送信する。トルク指令Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG2がトルク指令Tm2*で駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Further, the control in the motor single drive mode is performed as follows. That is, the
さらに、モータ両駆動モードの制御は、以下のようにして行われる。即ち、HVECU70は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とを設定し、トルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されると共にモータMG2がトルク指令Tm2*で駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Furthermore, the control of the motor both drive mode is performed as follows. That is, the
ここで、エンジン運転モード(ハイブリッドモード)は、走行用パワーPdrに充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン要求パワーPe*が所定パワー以上の場合に選択され、モータ運転モードは、エンジン要求パワーPe*が所定パワー未満の場合に選択される。モータ運転モードが選択されると、要求トルクTr*がモータMG2の上限トルクTm2lim以下である場合に、モータ単駆動モードが選択され、要求トルクTr*がモータMG2の上限トルクTm2limを超える場合に、モータ両駆動モードが選択される。なお、上限トルクTm2limは、モータMG2の定格最大トルクであり、モータMG2の回転数Nm2が高くなるほど小さくなる傾向を示す。 Here, the engine operation mode (hybrid mode) is selected when the engine request power Pe * obtained by subtracting the charge / discharge request power Pb * from the travel power Pdr is equal to or greater than a predetermined power, and the motor operation mode is selected from the engine request mode. This is selected when the power Pe * is less than the predetermined power. When the motor operation mode is selected, when the required torque Tr * is equal to or less than the upper limit torque Tm2lim of the motor MG2, the motor single drive mode is selected, and when the required torque Tr * exceeds the upper limit torque Tm2lim of the motor MG2, The motor dual drive mode is selected. The upper limit torque Tm2lim is the rated maximum torque of the motor MG2, and tends to decrease as the rotation speed Nm2 of the motor MG2 increases.
図2は、モータ両駆動モード時のプラネタリギヤ30の各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である。なお、図中、左のS軸はモータMG1の回転数であるサンギヤの回転数を示し、中央のC軸はエンジン22の回転数であるキャリアの回転数を示し、右のR軸は駆動軸36の回転数であるリングギヤの回転数を示す。また、図中の「ρ」は、プラネタリギヤ30のギヤ比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)である。R軸上の太線矢印は、モータ両駆動モードにおいてモータMG1から出力されるトルクにより駆動軸36に作用するトルク(−Tm1/ρ)とモータMG2から出力されるトルクTm2とを示す。図示するように、プラネタリギヤ30は、3つの回転要素が共線図上でモータMG1の回転軸,エンジン22のクランクシャフト26,駆動軸36の順に並ぶように接続されている。このため、モータMG1から負のトルクを出力すると、クランクシャフト26に接続されたワンウェイクラッチC1がモータトルクの反力を受け持つことで、モータMG1からのトルクを駆動軸36に伝達する。これにより、モータMG2のトルクにモータMG1のトルクを付加することができるから、モータMG2の上限トルクを超えるトルクを駆動軸36に出力することができる。
FIG. 2 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element of the
図3は、エンジン22を始動するときのプラネタリギヤ30の各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である。図示するように、エンジン22のクランキングは、モータMG1から正のトルクを出力することにより行うことができる。上述したように、モータ両駆動モードはモータMG1から負のトルクを出力するため、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行する場合、エンジン22をクランキングして始動する際に、モータMG1から出力するトルクを負から正へ切り替る。
FIG. 3 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in each rotating element of the
次に、こうして構成された本実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、モータ運転モード(モータ単駆動モード,モータ両駆動モード)で走行中にエンジン22の始動が要求されてエンジン運転モードへ移行する際の動作について説明する。図4は、HVECU70のCPU72により実行されるエンジン始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、エンジン22の始動が要求されたときに実行される。
Next, the operation of the
エンジン始動制御ルーチンが実行されると、HVECU70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,エンジン22の回転数Neなどのデータを入力する(S100)。ここで、エンジン22の回転数Neは、クランクポジションセンサからのクランク角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。データを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求される要求トルクTr*を設定する(S110)。
When the engine start control routine is executed, the
そして、エンジン22が始動中であるか否か(S120)、運転モードがモータ両駆動モードであるか否かを判定する(S130)。エンジン22が始動中であると判定したり、モータ両駆動モードでない、即ちモータ単駆動モードであると判定すると、モータMG1からの正のトルクの出力によりエンジン22がクランキングされるようモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を設定する(S140)。なお、トルク指令Tm1*は、エンジン始動時のトルクマップと始動開始からの経過時間とに基づいて設定することができる。続いて、次式(1)に基づいてモータMG2のトルク指令Tm2*の仮の値としての仮トルクTm2tmpを計算する(S150)。ここで、仮トルクTm2tmpは、式(1)に示すように、要求トルクTr*にモータMG1のトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρで除したものを加え、さらに減速ギヤ35のギヤ比Grで除することにより計算することができる。また、式(2)および式(3)に基づいてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算する(S160)。トルク制限Tm2min,Tm2maxは、式(2),(3)に示すように、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*にモータ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)との差分をモータMG2の回転数Nm2で除することにより計算することができる。そして、式(4)に示すように、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2max,上限トルクTm2limで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(S170)。
Then, it is determined whether or not the
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(1)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(2)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max,Tm2lim),Tm2min) …(4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (1)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (2)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max, Tm2lim), Tm2min) (4)
こうしてトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する(S180)。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*に見合うトルクがそれぞれモータMG1,MG2から出力されるようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * are thus set, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (S180). Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the
そして、S100で入力したエンジン22の回転数Neが点火開始回転数Nfireに達したか否かを判定する(S190)。回転数Neが点火開始回転数Nfireが達していないと判定すると、エンジン始動制御ルーチンを終了する。一方、回転数Neが点火開始回転数Nfireに達したと判定すると、エンジン22に対する燃料噴射と点火とが開始されるようエンジンECU24に制御指令を送信して(S200)、エンジン始動制御ルーチンを終了する。
Then, it is determined whether or not the engine speed Ne input in S100 has reached the ignition start engine speed Nfire (S190). If it is determined that the rotation speed Ne has not reached the ignition start rotation speed Nfire, the engine start control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the rotational speed Ne has reached the ignition start rotational speed Nfire, a control command is transmitted to the
S120,S130でエンジン22が始動中でなく、運転モードがモータ両駆動モードでないと判定すると、駆動軸36にモータMG2の定格最大トルクTm2limを超えるトルクを出力するために、モータMG1は負のトルクを出力している。このため、以下の処理によって、モータMG1からの正のトルクでエンジン22をクランキングする前に、モータMG1からの負のトルクを緩変化処理(なまし処理)によって略値0まで変化させる。即ち、前回このルーチンのS220で設定されたモータMG1のトルク指令(前回Tm1*)が略値0であるか否かを判定する(S210)。モータMG1の前回Tm1*が略値0でない、即ち負のトルクと判定すると、次式(5)に示すように、値0(0トルク)を目標値としたなまし処理によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(S220)。なお、式(5)中の「n」はなまし定数である。
If it is determined in S120 and S130 that the
Tm1*=前回Tm1*(1-1/n) …(5) Tm1 * = previous Tm1 * (1-1 / n) (5)
モータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると、上述したS150〜S180の処理と同様に、モータMG2の制限トルクTm2min,Tm2max,上限トルクTm2limの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(S230〜S250)。そして、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(S260)、エンジン始動制御ルーチンを終了する。こうして、モータ両駆動モードでモータMG1から出力されていた負のトルクを、略値0となるまでS220〜S260の処理を繰り返すことにより徐変させる。そして、S210で前回Tm1*が略値0に達したと判定すると、S140の処理に進んで、モータMG1からの正のトルクを出力することによりエンジン22の始動(クランキング)を開始する。
When the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set, the required torque Tr * is output to the
図5は、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するときのモータMG1のトルクとモータMG2のトルクと車両から出力される駆動力の時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、モータ両駆動モードでは、モータMG1から出力する負のトルクとモータMG2から出力する正のトルクとによって駆動軸36に駆動力を出力する。モータ両駆動モードで走行しているときに、エンジン22の始動が要求されると、モータMG1から出力するトルクを負のトルクから値0へ向けてなまし処理によって徐変させる。モータMG1の出力トルクが略値0に達すると、モータMG1から正のトルクを出力することによりエンジン22の始動(クランキング)を開始する。これにより、駆動軸36に出力される駆動力の落ち込みを緩やかにすることができ、始動ショックの発生を抑制することができる。一方、モータMG1から出力するトルクを負のトルクから直ちに値0に変化させた場合、モータMG1からの負のトルクによって駆動軸36に伝達されるトルクが直ちに値0となる。このため、駆動軸36に出力される駆動力の落ち込みが急激となり、始動ショックが発生する(図中点線参照)。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing changes over time in the torque of the motor MG1, the torque of the motor MG2, and the driving force output from the vehicle when shifting from the both-motor drive mode to the engine operation mode. As shown in the drawing, in the motor both drive mode, a driving force is output to the
以上説明した本実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータ両駆動モードで走行しているときに、エンジン22の始動が要求されたときには、モータMG1から出力するトルクを、負のトルクが値0へ向けてなまし処理によって徐変する。そして、モータMG1の出力トルクが略0に達すると、モータMG1からの正のトルクによりエンジン22の始動(クランキング)を開始する。これにより、モータMG1のトルクを負のトルクから正のトルクへ切り替える際の駆動力の落ち込みを緩やかにすることができ、始動ショックの発生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、モータ両駆動モードからエンジン運転モードへ移行するためにエンジン22の始動が要求されると、モータ両駆動モード時にモータMG1から出力されていた負のトルクを略値0に達するまでなまし処理によって変化させるものとした。しかし、モータ両駆動モード時にモータMG1から出力されていた負のトルクを略値0に達するまで所定値ずつ変化させるものとしてもよい(レート処理)。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、キャリア34には、ワンウェイクラッチC1が取り付けられているものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、キャリア34をケース21に対して回転不能に固定(接続)すると共にキャリア34をケース21に対して回転自在に解放するブレーキB1を取り付けられるものとしてもよい。この場合、モータ両駆動モードでは、基本的に、ブレーキB1をオンとしてキャリア34を固定して走行する。また、エンジン22の始動が要求されると、ブレーキB1をオフとして、キャリア34を回転可能とすればよい。
In the
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「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、ワンウェイクラッチC1が「回転規制手段」に相当し、HVECU70のCPU72が「制御手段」に相当する。
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
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。 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 problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するため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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。 The present invention is applicable to the hybrid vehicle manufacturing industry.
20,120 ハイブリッド自動車、21 ケース、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 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、36 駆動軸、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、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、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、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、MG1,MG2 モータ、C1 ワンウェイクラッチ、B1 ブレーキ。 20,120 Hybrid car, 21 case, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 31 sun gear, 32 ring gear, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 36 Drive shaft, 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 battery, 52 electronic control unit for battery (battery ECU), 54 power line , 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Actuator Cell pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor, C1 one-way clutch, B1 brake.
Claims (1)
発電可能な第1モータと、
共線図上で第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素の順に並び前記第1回転要素に前記第1モータの回転軸が接続され前記第2回転要素に前記エンジンの出力軸が接続され前記第3回転要素に車軸に連結された駆動軸に接続された遊星歯車機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、
前記第1モータおよび前記第2モータと電力をやり取り可能な二次電池と、
前記第2回転要素の回転を規制する回転規制手段と、
前記第2回転要素を回転停止状態として前記第1モータからの出力される負のトルクと前記第2モータから出力される正のトルクとにより走行可能なモータ両駆動モードと、前記第2回転要素を回転状態として前記第1モータから出力される正のトルクにより前記エンジンをモータリングすることにより該エンジンを始動して該エンジンの運転を伴って走行可能なエンジン走行モードとを含む複数の運転モードのいずれかによりエンジンと第1モータと第2モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記モータ両駆動モードから前記エンジン走行モードへの切り替えが要求された場合、前記第1モータから出力されている負トルクが値0に向けて徐変するよう該第1モータを制御し、その後、前記第1モータからの正のトルクにより前記エンジンがモータリングされるよう該第1モータを制御する
ことを特徴とするハイブリッド自動車。 Engine,
A first motor capable of generating electricity;
On the alignment chart, the first rotating element, the second rotating element, and the third rotating element are arranged in this order, and the rotating shaft of the first motor is connected to the first rotating element, and the output shaft of the engine is connected to the second rotating element. A planetary gear mechanism connected to the drive shaft connected to the axle connected to the third rotating element;
A second motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A secondary battery capable of exchanging electric power with the first motor and the second motor;
Rotation restricting means for restricting rotation of the second rotating element;
A motor dual drive mode capable of running with the negative torque output from the first motor and the positive torque output from the second motor with the second rotation element in a rotation stopped state; and the second rotation element A plurality of operation modes including an engine running mode in which the engine is started by motoring the engine with a positive torque output from the first motor and the engine is driven to run with the operation of the engine Control means for controlling the engine, the first motor, and the second motor by any one of
A hybrid vehicle comprising:
The control means controls the first motor so that the negative torque output from the first motor gradually changes toward a value of 0 when switching from the motor dual drive mode to the engine running mode is requested. And then controlling the first motor so that the engine is motored by a positive torque from the first motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015225431A JP2017094756A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Hybrid automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015225431A JP2017094756A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Hybrid automobile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017094756A true JP2017094756A (en) | 2017-06-01 |
Family
ID=58816338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015225431A Pending JP2017094756A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Hybrid automobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017094756A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019131058A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | ダイハツ工業株式会社 | Hybrid vehicle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013193529A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toyota Motor Corp | Controller of hybrid vehicle |
-
2015
- 2015-11-18 JP JP2015225431A patent/JP2017094756A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013193529A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toyota Motor Corp | Controller of hybrid vehicle |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019131058A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | ダイハツ工業株式会社 | Hybrid vehicle |
JP7023572B2 (en) | 2018-01-31 | 2022-02-22 | ダイハツ工業株式会社 | Hybrid car |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4321648B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP4196958B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2013035370A (en) | Hybrid vehicle | |
JP6288055B2 (en) | Hybrid car | |
JP2009248732A (en) | Hybrid vehicle and method of controlling the same | |
JP6387947B2 (en) | Hybrid car | |
JP5682639B2 (en) | Hybrid car | |
JP2010195255A (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP6443353B2 (en) | Hybrid car | |
JP2010064522A (en) | Vehicle and method of controlling the same | |
JP6332173B2 (en) | Hybrid car | |
JP4957267B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP2007269093A (en) | Vehicle and control method | |
JP4365354B2 (en) | Power output apparatus, automobile equipped with the same, and control method of power output apparatus | |
JP3894159B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND AUTOMOBILE | |
JP5387460B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP2017094756A (en) | Hybrid automobile | |
JP2011037400A (en) | Hybrid car and control method of the same | |
JP4977055B2 (en) | POWER OUTPUT DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND VEHICLE | |
JP2009023527A (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP2014227020A (en) | Hybrid automobile | |
JP2019155940A (en) | Hybrid automobile | |
JP2010100136A (en) | Hybrid vehicle and control method of the same | |
JP2009132170A (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP2008239074A (en) | Motive power output device, automobile equipped therewith, control method for motive power output device, driving device and control method for driving device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180704 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190129 |