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JP3601508B2 - Hybrid vehicle with stepped transmission - Google Patents

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JP3601508B2
JP3601508B2 JP2001345801A JP2001345801A JP3601508B2 JP 3601508 B2 JP3601508 B2 JP 3601508B2 JP 2001345801 A JP2001345801 A JP 2001345801A JP 2001345801 A JP2001345801 A JP 2001345801A JP 3601508 B2 JP3601508 B2 JP 3601508B2
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torque
required driving
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
有段自動変速機を備えたハイブリッド車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2000−110603号に示されるように、エンジン及び電気モータで車両を駆動するパラレル式のハイブリッド車両の中には、変速機として有段の自動変速機を備えたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかし、上記ハイブリッド車両において、加速時の要求駆動力の増大分を賄う動力源(以下、加速動力源)としてモータのみを用いた場合、そのときのバッテリの充電状態によって得られる加速トルクが変化するため、アクセル操作に対して一定の駆動力が得られないという問題がある。一方、加速動力源としてエンジンにのみ依存する場合、ダウンシフトすることにより加速トルクが得られるが、効率の悪い運転点でエンジンを動かすためハイブリッド車両のメリットである燃費の優位性が損なわれてしまう。
【0004】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、加速動力源としてエンジン、モータを効果的に使い分けることで加速性能の安定と燃料消費量の低減とを両立させることを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】
第1の発明は、ハイブリッド車両において、エンジンと、複数の変速段を有し変速比を不連続に変更する自動変速機と、前記エンジンに接続され、必要に応じて前記エンジンの駆動力をアシストするモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの蓄電量から前記モータによりアシスト可能な最大トルクを演算する手段と、運転状態に応じて要求駆動力を演算する手段と、要求駆動力増大時、前記モータで最大限アシストした場合に、アシストを行わない場合に比べて前記変速機のより高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能か判断する判断手段と、より高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能と判断した場合は、この変速段を選択するとともに前記モータで前記エンジンをアシストすることによって要求駆動力を実現し、より高い変速段では前記要求駆動力を実現不可能と判断した場合は、前記モータによるアシストは行わず前記変速機をより低い変速段にシフトダウンさせて要求駆動力を実現する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0006】
第2の発明は、第1の発明における判断手段が、前記モータで最大限アシストした場合に前記変速機をシフトダウンさせることなく前記要求駆動力を実現できる場合に、アシストを行わない場合に比べて前記変速機のより高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能と判断するものである。
【0007】
第3の発明は、第1または第2の発明における制御手段が、前記モータで前記エンジンをアシストする場合に、前記モータのアシストトルクをアシスト可能な最大トルクよりも小さなトルクとするものである。
【0008】
第4の発明は、第1または第2の発明における制御手段が、前記モータで前記エンジンをアシストする場合に、前記エンジンを最適燃費線上のトルクに制御するとともに、要求駆動力に対応するトルクから前記最適燃費線上のトルクを減じた分を前記モータでアシストするものである。
【0009】
【作用及び効果】
したがって、本発明に係るハイブリッド車両においては、高負荷運転時、モータで最大限アシストした場合に、アシストを行わない場合に比べて変速機のより高い変速段を選択しても要求駆動力を実現可能か判断され、より高い変速段では要求駆動力を実現できない場合、例えば、アシストを行っても結局シフトダウンしなければ要求駆動力を実現できない場合にはアシストが行われず、シフトダウンによって要求駆動力が実現される。これにより、モータの電力消費を節減できるとともに、エンジンがより効率のよい高負荷の運転点にて運転されることとなり、燃費効率も高くなる(図9参照)。一方、アシスト行うことによりより高いギア位置を選択可能な場合にはモータによりアシストが行われるので、高速ギアでの走行となって燃費が向上する(図8参照)。
【0010】
また、モータによるトルクアシストを行う場合、最大アシスト可能トルクでアシストを行うとエンジンのトルクが最適燃費線上のトルクよりも小さくなり、エンジンの効率が落ちてしまうが、最大アシスト可能トルクよりも小さなトルクでアシストを行うことにより、エンジンを最適燃費線上近傍で運転させることが可能となる。このとき、エンジンの運転点を最適燃費線上の点に移行させた上で、要求駆動力に対応するトルクから最適燃費線上のトルクを減じた分をモータでアシストするようにすれば、エンジンをより効率の良い運転点で運転させることができ、燃費をさらに向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
図1は本発明に係るハイブリッド車両の概略構成を示す。エンジン1にはアシスト用モータ2が機械的に連結されており、さらに、エンジン1及びモータ2は、変速機3、プロペラシャフト4、差動装置5、駆動軸6を介して駆動輪7に連結されている。
【0013】
エンジン1には燃料噴射装置、点火装置の他、電子制御式のスロットル弁が設けられ、このスロットル弁の開度を制御してエンジン1の吸入空気量を調節することでエンジン1のトルクを制御することができる。また、エンジン1にはエンジン1の回転速度を検出するセンサ(クランク角センサ)11が取り付けられている。
【0014】
モータ2は、エンジン始動時にエンジン1をクランキングする際や加速時、登坂走行時等にエンジン出力をアシストする際に用いられる他、減速時に制動エネルギーを回生する際にも用いられる。また、バッテリ残量が低いとき等にはエンジン1の余剰トルクを用いて発電を行い、バッテリ16を充電する。
【0015】
モータ2はインバータ8を介してバッテリ9に接続されており、力行時に必要な電力をバッテリ9から供給されるとともに、回生動作時には回生した電力でもってバッテリ9を充電する。バッテリ9にはその端子間電圧を検出するセンサ12が取り付けられており、検出された端子間電圧からバッテリ9の残存容量(充電状態)を求めることができる。
【0016】
変速機3は、遊星歯車機構、クラッチ、油圧回路等で構成されたロックアップ機構つきの有段自動変速機であり、図5に示す変速マップを用いて変速が行われる。変速機3はここでは1速ギアから5速ギアまでの変速比が不連続に変化する5つの変速段をもつ有段変速機である。変速機3の出力軸には車速を検出するセンサ13が取り付けられている。
【0017】
また、車両には上記センサ11〜13のほか、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサ14等、車両の運転状態を検出するための各種センサが取り付けられており、これらセンサによって検出された信号は制御装置20に入力される。
【0018】
エンジン1、モータ2、変速機3等の制御はCPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等で構成される制御装置20において行われる。制御装置20は、通常走行時においては、アクセル操作量と車速から運転者が要求する駆動力を求め、この要求駆動力が得られるようにエンジン1及びモータ2のトルク、速度、変速機3の変速段をそれぞれ制御する。
【0019】
ところで、加速時は要求駆動力が増大するため、これに対応させてエンジン1あるいはモータ2から駆動輪7に伝達されるトルクを増大させる必要があるが、要求駆動力の増大分(加速駆動力)を常にモータトルクだけで負担するとなると、モータ2のアシスト可能なトルクがバッテリ16の残存容量に応じて変化するため、安定した加速性能を実現することができなくなる。また、常にエンジントルクだけで負担するとなるとエンジン1を効率の悪い運転点で運転することが多くなり、燃費性能が悪化する。
【0020】
そこで、制御装置20は、バッテリ残存容量からモータ2がアシスト可能なトルクを求め、モータアシストトルクが十分に確保できるときはモータアシストにより要求駆動力を実現し、モータアシストトルクが十分に確保できないときはモータアシストはせずに変速機3のシフトダウンによって要求駆動力を実現する。
【0021】
図2は制御装置20が行う加速時の駆動力制御の内容を示したフローチャートである。
【0022】
これについて説明すると、まず、ステップS1では運転パラメータとして車速VSP、エンジン回転速度Ne、バッテリ充電状態SOC、アクセル操作量APOが読み込まれる。そしてステップS2では、車速VSPとアクセル操作量APOとに基づき図3に示すマップを参照して目標総駆動力tFdが演算される。
【0023】
ステップS3では、モータ2の定格とバッテリ充電状態SOCとに基づきモータ2がアシスト可能な駆動力の最大値Fmmaxが演算される。アシスト可能駆動力Fmmaxはモータ2の定格が大きい程、バッテリ9の充電状態SOCが高いほど大きな値に演算される。
【0024】
ステップS4では目標総駆動力tFdからモータアシスト駆動力Fmmaxを減じた値を図4に示すようなマップを用いてアクセル操作量相当値に換算し、さらにこのアクセル操作量相当値と車速VSPとに基づき図5に示すような変速マップを参照して、モータ2で最大限のアシストをした場合に予想される変速機3のギア位置GP1が演算される。
【0025】
ステップS5では目標総駆動力tFdを図4に示すようなマップを用いてアクセル操作量相当値に換算し、さらにこのアクセル操作量相当値と車速VSPとに基づき図5に示すような変速マップを参照して、モータ2でアシストをせずエンジン1のみで加速する場合に予想される変速機3のギア位置GP2が演算される。
【0026】
ステップS6ではステップS4で演算したギア位置GP1がステップS5で演算したギア位置GP2よりも大きいか、すなわち、モータアシストすることによってシフトダウンする必要がなくなり高速ギアでの走行が可能になるか否かが判断される。
【0027】
ギア位置GP1がギア位置GP2よりも大きいとき、すなわちアシストを行うことによりアシストを行わない場合より高いギア位置で走行できるとき(シフトダウンすることなく高いギア位置で走行することができるとき等)は、この高いギア位置GP1を選択してモータ2によるアシストを行うべくステップS7以降に進む。これに対し、ギア位置GP1がギア位置GP2と等しいとき、すなわちアシストを行ってもアシストを行わない場合より高いギア位置で走行することができないときは、モータアシストは行わず、より低いギア位置GP2へのシフトダウンにより要求駆動力の増大に対応すべくステップS10以降に進む。
【0028】
モータアシストをするとして進んだステップS7では、エンジン回転速度Neに基づき図6に示すマップを参照して最適燃費線上のエンジントルクが演算され、それがエンジン1の目標トルクに設定される。ステップS8ではギア位置GP1と目標総駆動力tFdとに基づき、ギア位置GP1で目標総駆動力tFdを実現するのに必要なトルク(目標総トルク)が演算され、この目標総トルクから目標エンジントルクを減じてモータ2の目標アシストトルクが演算される。
【0029】
そしてステップS9では、ギア位置GP1を選択した上で、エンジン1のトルクが目標エンジントルクが実現されるようにエンジン1のスロットル開度が制御されるとともに、モータ2のトルクが目標アシストトルクとなるようにモータ2への供給電力が制御される。
【0030】
なお、この時点までの変速ギア位置がGP1であればステップS9での指令はギア位置GP1を維持ということになり、この時点までの変速ギア位置がGP1よりも高いものであった場合にはステップS9での指令はギア位置GP1にシフトダウンということになる。
【0031】
一方、モータアシストしないとして進んだステップS10では、エンジン回転速度Neとギア位置GP2とに基づき図6に示すマップを参照して目標エンジントルクが演算され、ステップS11では変速機3の変速段がギア位置GP2に変更(シフトダウン)されるとともに、目標エンジントルクが実現されるようエンジン1のスロットル開度が制御される。
【0032】
したがって、上記駆動力制御によれば、加速時等の高負荷時は、まず、モータアシストによってシフトダウンを行うことなく高速側のギアで目標総駆動力を実現できるかが判断され、高速側のギアで目標総駆動力が実現できるときにのみモータアシストが行われ、そうでないときはモータアシストは行われずにシフトダウンが行われる。
【0033】
図7は加速時にエンジン1の運転点が変化する様子を示したものである。運転点▲1▼で運転中にアクセルペダルが踏み込まれ要求駆動力が増大すると、エンジン1に要求されるトルクも図中矢印で示すように増大する。この場合のように、エンジン1に要求されるトルクがエンジン1の最大トルクを超えてしまうと、要求駆動力を実現するには変速機3の変速段を5速ギアから4速ギアにシフトダウンさせて運転点を▲2▼と等出力線上にある運転点▲3▼に移行するか、モータ2を力行させてアシストしエンジン1が負担するトルクを下げる必要がある。
【0034】
このとき、バッテリ9の残量が多くてモータ2のアシスト可能なトルクが多く、シフトダウンしなくてもモータアシストのみで要求駆動力を実現できるときは、図8に示すようにモータアシストしてエンジン1に要求されるトルクを最大トルクより下げ、現在の高速側のギアで引き続き走行できるようにし、これによってエンジン回転速度を抑えて燃料消費量を抑える。
【0035】
また、このときアシスト可能な最大トルクでモータ2によるアシストを行うと、図中破線矢印で示すようにエンジン1の運転点が▲2▼から▲5▼に移動して最適燃費線から離れ、エンジン1の運転効率が低下してしまうことから、エンジン1の運転点を最適燃費線上の▲4▼に設定し、要求トルクと最適燃費線上のトルクとの差をモータ2によってアシストするようにする。
【0036】
一方、バッテリ残量が少なく、シフトダウンしなければモータアシストによっても要求駆動力を実現できないときは、図9に示すようにシフトダウンすることで運転点を▲2▼から等出力線上の▲6▼へと変更し、要求駆動力を実現する。そして、このシフトダウンした状態でさらにモータアシストを行うと図中矢印で示すようにエンジン1の運転点が最良燃費線から離れて効率が悪くなるので、モータ2によるモータアシストは行わない(モータアシスト禁止)。
【0037】
また、例えば、5速ギアでの走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれて要求駆動力が大幅に増大し、モータアシスト無しでは3速ギアにシフトダウンしなければ要求駆動力を実現することができない、という場合にも、アシスト可能な最大トルクでモータアシストすることによって4速ギア(3速ギアよりも高いギア位置)での走行が可能な場合には、この4速ギアへシフトダウンすることを選択し、この条件の下で、エンジン1の運転点を最適燃費線上に設定し、要求トルクと最適燃費線上のトルクとの差をモータ2によってアシストする。
【0038】
このように、本発明に係るハイブリッド車両では、高負荷時において、シフトダウンしなければモータアシストによっても要求駆動力が実現できない状況でのみシフトダウンを行うようにし、それ以外はモータでアシストするようにしたことにより、高速ギアで走行する頻度が多くなり、エンジン1の回転を低く抑えて燃料消費量を低く抑えることができる。
【0039】
なお、上記実施形態は遊星歯車式の有段自動変速機を備えたハイブリッド車両であるが、本発明は変速機をステップ的に変化させるモードを有する無段変速機に対しても同様に適用することができる。
【0040】
また、上記実施形態においては、モータ2をエンジン1と変速機3の間に配置する構成としているが、これに限られるものではなく、例えば、モータ2をエンジン1の任意の場所に取り付けて、ベルト又はチェーンによって、所定の変速比をもってエンジン1と同期回転するように接続する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図2】加速時の駆動力制御の内容を示したフローチャートである。
【図3】車速及びアクセル操作量から駆動力を演算するためのマップである。
【図4】駆動力をアクセル操作量相当値に換算するためのマップである。
【図5】変速機の変速マップである。
【図6】エンジンの燃費性能マップである。
【図7】加速時にエンジンに要求されるトルクが変化する様子を示した図である。
【図8】加速時にモータアシストを行うときの様子を示した図である。
【図9】加速時にモータアシストを行わずにシフトダウンをする様子を示した図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 モータ
3 変速機
9 バッテリ
11 エンジン回転速度センサ
12 バッテリ端子間電圧センサ
13 車速センサ
14 アクセル操作量センサ
20 制御装置
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a hybrid vehicle provided with a stepped automatic transmission.
[0002]
[Prior art]
As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-110603, some parallel hybrid vehicles that drive the vehicle with an engine and an electric motor include a stepped automatic transmission as a transmission.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above hybrid vehicle, when only a motor is used as a power source (hereinafter referred to as an acceleration power source) to cover an increase in required driving force during acceleration, the obtained acceleration torque changes depending on the state of charge of the battery at that time. Therefore, there is a problem that a constant driving force cannot be obtained for the accelerator operation. On the other hand, when relying solely on the engine as the accelerating power source, an acceleration torque can be obtained by downshifting, but since the engine is operated at an inefficient operating point, the advantage of fuel economy, which is a merit of a hybrid vehicle, is impaired. .
[0004]
The present invention has been made in view of such technical problems, and has as its object to achieve both stable acceleration performance and reduced fuel consumption by effectively using an engine and a motor as acceleration power sources.
[0005]
[Means for solving the problem]
According to a first aspect of the present invention, in a hybrid vehicle, an engine, an automatic transmission having a plurality of gears and changing a gear ratio discontinuously, and connected to the engine to assist a driving force of the engine as needed. A motor that performs power, a battery that supplies power to the motor, a unit that calculates a maximum torque that can be assisted by the motor from an amount of power stored in the battery, a unit that calculates a required driving force according to an operating state, At the time of increasing the force, when the motor is fully assisted, a determination unit that determines whether the required driving force can be realized even when a higher gear position of the transmission is selected as compared to a case where the assist is not performed. If it is determined that the required driving force can be achieved even when a high gear is selected, this gear is selected and the motor assists the engine. If it is determined that the required driving force is realized and the required driving force cannot be realized at a higher gear, the motor is not assisted and the transmission is shifted down to a lower gear to reduce the required driving force. And control means for realizing it.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, when the determination means in the first aspect of the present invention can achieve the required driving force without downshifting the transmission when the motor assists the maximum, the determination means is compared with a case where the assist is not performed. Thus, it is determined that the required driving force can be achieved even when a higher gear position of the transmission is selected.
[0007]
According to a third invention, when the control means in the first or second invention assists the engine with the motor, the assist torque of the motor is set to a torque smaller than the maximum torque that can be assisted.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, when the control means in the first or second aspect of the invention assists the engine with the motor, the control means controls the engine to a torque on an optimal fuel economy line and reduces a torque corresponding to a required driving force. The motor reduces the torque on the optimal fuel consumption line to assist the motor.
[0009]
[Action and effect]
Therefore, in the hybrid vehicle according to the present invention, at the time of high-load operation, when the maximum assist is provided by the motor, the required driving force is realized even when a higher gear position of the transmission is selected as compared with the case where the assist is not performed. If the required driving force cannot be realized at a higher gear position, for example, if the required driving force cannot be realized unless shifting down after all, even if the assist is performed, no assist is performed, and the required driving force is reduced by downshifting. Power is realized. As a result, the power consumption of the motor can be reduced, and the engine can be operated at a more efficient high-load operating point, and the fuel efficiency can be increased (see FIG. 9). On the other hand, when a higher gear position can be selected by performing the assist, the assist is performed by the motor, so that the vehicle runs in a high-speed gear and fuel efficiency is improved (see FIG. 8).
[0010]
Also, when performing torque assist with a motor, if the assist is performed at the maximum assistable torque, the engine torque will be smaller than the torque on the optimal fuel efficiency line, and the engine efficiency will be reduced, but the torque that is smaller than the maximum assistable torque Assisting the engine makes it possible to operate the engine near the optimal fuel efficiency line. At this time, by shifting the operating point of the engine to a point on the optimal fuel efficiency line and then assisting the motor with the amount obtained by subtracting the torque on the optimal fuel efficiency line from the torque corresponding to the required driving force, the engine can be further improved. The operation can be performed at an efficient operation point, and the fuel efficiency can be further improved.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle according to the present invention. An assist motor 2 is mechanically connected to the engine 1. Further, the engine 1 and the motor 2 are connected to drive wheels 7 via a transmission 3, a propeller shaft 4, a differential device 5, and a drive shaft 6. Have been.
[0013]
The engine 1 is provided with an electronically controlled throttle valve in addition to a fuel injection device and an ignition device. The opening of the throttle valve is controlled to adjust the intake air amount of the engine 1 to control the torque of the engine 1. can do. Further, a sensor (crank angle sensor) 11 for detecting the rotation speed of the engine 1 is attached to the engine 1.
[0014]
The motor 2 is used when cranking the engine 1 at the time of starting the engine, assisting the engine output during acceleration, traveling uphill, and the like, and also used to regenerate braking energy during deceleration. In addition, when the remaining battery level is low or the like, power is generated using the surplus torque of the engine 1 and the battery 16 is charged.
[0015]
The motor 2 is connected to a battery 9 via an inverter 8, and supplies necessary power from the battery 9 during power running, and charges the battery 9 with the regenerated power during regenerative operation. A sensor 12 for detecting a voltage between terminals of the battery 9 is attached to the battery 9, and the remaining capacity (charge state) of the battery 9 can be obtained from the detected voltage between terminals.
[0016]
The transmission 3 is a stepped automatic transmission with a lock-up mechanism composed of a planetary gear mechanism, a clutch, a hydraulic circuit, and the like, and shifts using a shift map shown in FIG. Here, the transmission 3 is a stepped transmission having five shift speeds in which the speed ratio from the first gear to the fifth gear changes discontinuously. A sensor 13 for detecting a vehicle speed is attached to an output shaft of the transmission 3.
[0017]
Further, in addition to the sensors 11 to 13 described above, various sensors for detecting a driving state of the vehicle, such as a sensor 14 for detecting an amount of depression of an accelerator pedal by a driver, are attached to the vehicle. The input signal is input to the control device 20.
[0018]
The control of the engine 1, the motor 2, the transmission 3, and the like is performed by a control device 20 including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The controller 20 determines the driving force required by the driver from the accelerator operation amount and the vehicle speed during normal running, and controls the torque and speed of the engine 1 and the motor 2 and the speed of the transmission 3 so as to obtain the required driving force. Each of the gears is controlled.
[0019]
Since the required driving force increases during acceleration, it is necessary to increase the torque transmitted from the engine 1 or the motor 2 to the driving wheels 7 in accordance with the required driving force. ) Is always borne only by the motor torque, the assistable torque of the motor 2 changes in accordance with the remaining capacity of the battery 16, so that stable acceleration performance cannot be realized. In addition, if the engine 1 is always borne only by the engine torque, the engine 1 is often operated at an inefficient operating point, and the fuel efficiency is deteriorated.
[0020]
Therefore, the control device 20 obtains a torque at which the motor 2 can assist from the remaining battery capacity, and when the motor assist torque can be sufficiently secured, the required driving force is realized by the motor assist, and when the motor assist torque cannot be sufficiently secured. Realizes the required driving force by downshifting the transmission 3 without performing motor assist.
[0021]
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the driving force control during acceleration performed by the control device 20.
[0022]
First, in step S1, a vehicle speed VSP, an engine rotation speed Ne, a battery state of charge SOC, and an accelerator operation amount APO are read as operating parameters. In step S2, the target total driving force tFd is calculated based on the vehicle speed VSP and the accelerator operation amount APO with reference to the map shown in FIG.
[0023]
In step S3, the maximum value Fmmax of the driving force that can be assisted by the motor 2 is calculated based on the rating of the motor 2 and the battery state of charge SOC. The assistable driving force Fmmax is calculated to be larger as the rating of the motor 2 is higher and the state of charge SOC of the battery 9 is higher.
[0024]
In step S4, a value obtained by subtracting the motor assist driving force Fmmax from the target total driving force tFd is converted into an accelerator operation amount equivalent value using a map as shown in FIG. 4, and the accelerator operation amount equivalent value and the vehicle speed VSP are further converted. Referring to a shift map as shown in FIG. 5, a gear position GP1 of the transmission 3 expected when the motor 2 provides the maximum assist is calculated.
[0025]
In step S5, the target total driving force tFd is converted into an accelerator operation amount equivalent value using a map as shown in FIG. 4, and further based on the accelerator operation amount equivalent value and the vehicle speed VSP, a shift map as shown in FIG. With reference to the above, the gear position GP2 of the transmission 3 expected when the vehicle is accelerated by the engine 1 alone without assisting by the motor 2 is calculated.
[0026]
In step S6, it is determined whether the gear position GP1 calculated in step S4 is larger than the gear position GP2 calculated in step S5, that is, whether it is not necessary to perform downshifting by motor assist and traveling in a high-speed gear becomes possible. Is determined.
[0027]
When the gear position GP1 is larger than the gear position GP2, that is, when the vehicle can run at a higher gear position than when the assist is not performed by performing the assist (when the vehicle can travel at a higher gear position without downshifting, etc.). Then, the process proceeds to step S7 and thereafter in order to select the high gear position GP1 and perform the assist by the motor 2. On the other hand, when the gear position GP1 is equal to the gear position GP2, that is, when the vehicle cannot travel at a higher gear position than when the assist is not performed, the motor assist is not performed, and the lower gear position GP2 is not performed. The process proceeds to step S10 and subsequent steps in order to cope with an increase in the required driving force by shifting down to.
[0028]
In step S7, in which the motor assist is performed, the engine torque on the optimal fuel efficiency line is calculated based on the engine speed Ne with reference to the map shown in FIG. 6, and is set as the target torque of the engine 1. In step S8, a torque (target total torque) required to realize the target total driving force tFd at the gear position GP1 is calculated based on the gear position GP1 and the target total driving force tFd, and the target engine torque is calculated from the target total torque. Is reduced to calculate the target assist torque of the motor 2.
[0029]
In step S9, after selecting the gear position GP1, the throttle opening of the engine 1 is controlled so that the torque of the engine 1 achieves the target engine torque, and the torque of the motor 2 becomes the target assist torque. Thus, the power supplied to the motor 2 is controlled.
[0030]
If the transmission gear position up to this point is GP1, the command in step S9 is to maintain the gear position GP1, and if the transmission gear position up to this point is higher than GP1, The command in S9 is to shift down to the gear position GP1.
[0031]
On the other hand, in step S10 where it is determined that the motor assist is not performed, the target engine torque is calculated with reference to the map shown in FIG. 6 based on the engine rotation speed Ne and the gear position GP2. In step S11, the gear position of the transmission 3 is changed to the gear position. The position is changed to the position GP2 (shift down), and the throttle opening of the engine 1 is controlled so that the target engine torque is realized.
[0032]
Therefore, according to the above-described driving force control, at the time of a high load such as acceleration, it is first determined whether or not the target total driving force can be achieved with the high-speed gear without downshifting by motor assist. The motor assist is performed only when the target total driving force can be realized by the gear, and otherwise, the downshift is performed without performing the motor assist.
[0033]
FIG. 7 shows how the operating point of the engine 1 changes during acceleration. When the accelerator pedal is depressed during operation at the operation point {circle around (1)} and the required driving force increases, the torque required of the engine 1 also increases as indicated by the arrow in the figure. If the required torque of the engine 1 exceeds the maximum torque of the engine 1 as in this case, in order to achieve the required driving force, the speed of the transmission 3 is shifted down from the fifth gear to the fourth gear. Then, it is necessary to shift the operating point to the operating point (3) which is on the same output line as (2) or to run the motor 2 to assist and reduce the torque borne by the engine 1.
[0034]
At this time, when the remaining amount of the battery 9 is large and the assistable torque of the motor 2 is large, and the required driving force can be realized only by the motor assist without downshifting, the motor assist is performed as shown in FIG. The torque required for the engine 1 is reduced below the maximum torque so that the vehicle can continue to run in the current higher gear, thereby suppressing the engine rotation speed and the fuel consumption.
[0035]
Further, at this time, when assisting by the motor 2 is performed with the maximum torque that can be assisted, the operating point of the engine 1 moves from (2) to (5) as shown by a broken arrow in the figure and moves away from the optimal fuel efficiency line, and Since the operating efficiency of the engine 1 decreases, the operating point of the engine 1 is set to {circle around (4)} on the optimal fuel economy line, and the difference between the required torque and the torque on the optimal fuel economy line is assisted by the motor 2.
[0036]
On the other hand, when the required driving force cannot be achieved by motor assist without shifting down, the operating point is shifted from (2) to (6) on the equal output line by shifting down as shown in FIG. Change to ▼ to achieve the required driving force. If the motor is further assisted in this downshifted state, the operating point of the engine 1 departs from the best fuel efficiency line as shown by the arrow in the figure, resulting in poor efficiency. Therefore, the motor assist by the motor 2 is not performed (motor assist). Ban).
[0037]
Further, for example, during driving in the fifth gear, the accelerator pedal is greatly depressed, and the required driving force is greatly increased. Without the motor assist, the required driving force cannot be realized without shifting down to the third gear. In the case where it is possible to travel in the fourth gear (higher gear position than the third gear) by motor assist with the maximum torque that can be assisted, it is necessary to shift down to the fourth gear. Under this condition, the operating point of the engine 1 is set on the optimal fuel consumption line, and the difference between the required torque and the torque on the optimal fuel consumption line is assisted by the motor 2.
[0038]
As described above, in the hybrid vehicle according to the present invention, at the time of high load, the shift down is performed only in a situation where the required driving force cannot be realized by the motor assist unless the shift down is performed. As a result, the frequency of traveling in the high-speed gear increases, so that the rotation of the engine 1 can be suppressed low and the fuel consumption can be suppressed low.
[0039]
Although the above embodiment is a hybrid vehicle having a planetary gear type stepped automatic transmission, the present invention is similarly applied to a continuously variable transmission having a mode in which the transmission changes stepwise. be able to.
[0040]
In the above embodiment, the motor 2 is arranged between the engine 1 and the transmission 3. However, the present invention is not limited to this. For example, the motor 2 may be attached to an arbitrary position of the engine 1, The connection may be made by a belt or a chain so as to rotate synchronously with the engine 1 with a predetermined gear ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of driving force control during acceleration.
FIG. 3 is a map for calculating a driving force from a vehicle speed and an accelerator operation amount.
FIG. 4 is a map for converting a driving force into an accelerator operation amount equivalent value.
FIG. 5 is a shift map of a transmission.
FIG. 6 is a fuel efficiency performance map of the engine.
FIG. 7 is a diagram showing a state where a torque required for an engine changes during acceleration.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which motor assist is performed during acceleration.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a downshift is performed without performing motor assist during acceleration.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 engine 2 motor 3 transmission 9 battery 11 engine rotation speed sensor 12 battery terminal voltage sensor 13 vehicle speed sensor 14 accelerator operation amount sensor 20 controller

Claims (4)

エンジンと、
複数の変速段を有し変速比を不連続に変更する自動変速機と、
前記エンジンに接続され、必要に応じて前記エンジンの駆動力をアシストするモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの蓄電量から前記モータによりアシスト可能な最大トルクを演算する手段と、
運転状態に応じて要求駆動力を演算する手段と、
要求駆動力増大時、前記モータで最大限アシストした場合に、アシストを行わない場合に比べて前記変速機のより高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能か判断する判断手段と、
より高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能と判断した場合は、この変速段を選択するとともに前記モータで前記エンジンをアシストすることによって要求駆動力を実現し、より高い変速段では前記要求駆動力を実現不可能と判断した場合は、前記モータによるアシストは行わず前記変速機をより低い変速段にシフトダウンさせて要求駆動力を実現する制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
Engine and
An automatic transmission having a plurality of gears and changing the gear ratio discontinuously;
A motor connected to the engine and assisting the driving force of the engine as needed;
A battery for supplying power to the motor;
Means for calculating the maximum torque that can be assisted by the motor from the amount of charge of the battery;
Means for calculating the required driving force according to the operating state;
A determination unit configured to determine whether the required driving force can be realized even when a higher gear position of the transmission is selected as compared to a case where assist is not performed when the required driving force increases and the motor assists to the maximum. ,
If it is determined that the required driving force can be achieved even when a higher gear is selected, this gear is selected and the motor is used to assist the engine to achieve the required driving force. When it is determined that the required driving force cannot be realized, control means for performing the required driving force by shifting down the transmission to a lower gear without performing assist by the motor,
A hybrid vehicle comprising:
前記判断手段が、前記モータで最大限アシストした場合に前記変速機をシフトダウンさせることなく前記要求駆動力を実現できる場合に、アシストを行わない場合に比べて前記変速機のより高い変速段を選択しても前記要求駆動力を実現可能と判断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。In a case where the determination unit can achieve the required driving force without downshifting the transmission when the motor is fully assisted with the motor, a higher gear position of the transmission is set as compared with a case where the assist is not performed. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein it is determined that the required driving force can be realized even when the hybrid vehicle is selected. 前記制御手段が、前記モータで前記エンジンをアシストする場合に、前記モータのアシストトルクをアシスト可能な最大トルクよりも小さなトルクとすることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車両。3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein when the control unit assists the engine with the motor, the control unit sets the assist torque of the motor to a torque smaller than a maximum torque that can be assisted. 4. 前記制御手段が、前記モータで前記エンジンをアシストする場合に、前記エンジンを最適燃費線上のトルクに制御するとともに、要求駆動力に対応するトルクから前記最適燃費線上のトルクを減じた分を前記モータでアシストすることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車両。When the control unit assists the engine with the motor, the control unit controls the engine to a torque on an optimal fuel efficiency line, and subtracts a torque obtained by subtracting the torque on the optimal fuel efficiency line from a torque corresponding to a required driving force. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the vehicle is assisted.
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