JP4277823B2 - Electric vehicle and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両およびその制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能な電動機を備える電動車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an electric vehicle and a control method thereof, and more particularly to an electric vehicle including an electric motor capable of outputting driving power and a control method thereof.
従来、この種の電動車両としては、油圧駆動のクラッチの接続やその解除により2段に変速する変速機を介して電動機が車軸側に取り付けられているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電動車両では、電動機からトルクを出力している状態で変速機をダウンシフトする際には、電動機の回転数が滑らかに変更されるようダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの油圧を電動機の回転数に基づいてフィードバック制御すると共に電動機から出力するトルクを補正している。
このように電動機の回転数が滑らかに変更されるようダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力を調整する電動車両では、ダウンシフトの最中に電動機に要求されるトルクが急増すると、電動機の回転数の変動に対して接続を解除するクラッチの油圧の調整の応答性が低いため、フィードバック制御における指令が適正に行なわれない場合が生じる。この場合、変速ショックを生じてしまう。 In this way, in an electric vehicle that adjusts the engagement force of the clutch that releases the connection in accordance with the downshift so that the rotation speed of the electric motor is smoothly changed, when the torque required for the electric motor rapidly increases during the downshift, Since the response of the adjustment of the hydraulic pressure of the clutch for releasing the connection with respect to the fluctuation of the rotation speed of the electric motor is low, the command in the feedback control may not be properly performed. In this case, a shift shock occurs.
本発明の電動車両およびその制御方法は、ダウンシフトの最中に電動機の駆動力を急増させるときに生じ得る変速ショックを抑制することを目的とする。 An object of the electric vehicle and the control method thereof of the present invention is to suppress a shift shock that may occur when the driving force of the electric motor is rapidly increased during a downshift.
本発明の電動車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。 The electric vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.
本発明の電動車両は、
走行用の動力を出力可能な電動機を備える電動車両であって、
複数のクラッチを有し、該複数のクラッチのうちの少なくとも一つのクラッチの接続と該クラッチとは異なる少なくとも一つのクラッチの接続の解除とを行なうことによる変速段の変更を伴って前記電動機からの動力を変速して車軸側に伝達する変速伝達手段と、
走行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、
前記設定された要求駆動力と前記変速伝達手段の状態とに基づいて前記電動機から出力すべき電動機駆動力を設定する電動機駆動力設定手段と、
前記設定された電動機駆動力が出力されるよう前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に前記要求駆動力設定手段により設定される要求駆動力が所定範囲内となる通常変速時にはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力の調整により前記電動機の回転数を滑らかに変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御し、ダウンシフトの最中に前記要求駆動力設定手段により設定される要求駆動力が前記所定範囲を超えて大きく変化する非通常変速時には前記接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に前記接続するクラッチの係合力が前記所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The electric vehicle of the present invention is
An electric vehicle including an electric motor capable of outputting driving power,
A plurality of clutches from the motor with a change in gear position by connecting at least one of the plurality of clutches and releasing at least one clutch different from the clutch. Shift transmission means for shifting power to transmit to the axle side;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
Electric motor driving force setting means for setting an electric motor driving force to be output from the electric motor based on the set required driving force and the state of the shift transmission means;
Drive control means for driving and controlling the electric motor so that the set electric motor driving force is output;
When the shift transmission means is downshifted, the clutch that is disengaged in association with the downshift during a normal shift in which the required drive force set by the required drive force setting means is within a predetermined range during the downshift. By adjusting the engagement force, the rotational speed of the electric motor is smoothly changed, and the shift transmission means is controlled so that the engagement force of the clutch connected with the downshift becomes a predetermined change, and the requested drive is performed during the downshift. At the time of non-normal shift where the required driving force set by the force setting means greatly changes beyond the predetermined range, the engaging force of the clutch for releasing the connection is released and the engaging force of the connecting clutch is changed to the predetermined change. Shift control means for controlling the shift transmission means,
It is a summary to provide.
この本発明の電動車両では、電動機からの動力を変速して車軸側に伝達する変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に走行に要求される要求駆動力が所定範囲内となる通常変速時にはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力の調整により電動機の回転数を滑らかに変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう変速伝達手段を制御する。これにより、変速伝達手段の変速の際に生じ得る変速ショックを抑制することができる。また、変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に要求駆動力が所定範囲を超えて大きく変化する非通常変速時には接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう変速伝達手段を制御する。即ち、電動機の回転数を滑らかに変化させるために接続を解除するクラッチの係合力を調整するのを中止し、接続を解除するクラッチの係合力を解除するのである。これにより、電動機の回転数を滑らかに変化させるために接続を解除するクラッチの係合力を調整することにより生じ得る変速ショックを抑制することができる。 In the electric vehicle according to the present invention, when the shift transmission means for shifting the power from the electric motor and transmitting it to the axle side is downshifted, the required driving force required for traveling during the downshift is within a predetermined range. Shift transmission means for smoothly changing the number of revolutions of the motor by adjusting the engagement force of the clutch that is disengaged along with the downshift at the time of the normal shift, and the predetermined change of the engagement force of the clutch being connected with the downshift To control. As a result, it is possible to suppress a shift shock that may occur when the shift transmission means shifts. In addition, when downshifting the transmission means, the clutch engaging force is released and the clutch is released at the time of non-normal shift in which the required driving force greatly changes beyond a predetermined range during the downshift. The shift transmission means is controlled so that the engaging force of the gear changes to a predetermined value. In other words, in order to smoothly change the rotation speed of the electric motor, the adjustment of the engagement force of the clutch for releasing the connection is stopped, and the engagement force of the clutch for releasing the connection is released. As a result, it is possible to suppress a shift shock that may be caused by adjusting the engagement force of the clutch for releasing the connection in order to smoothly change the rotation speed of the electric motor.
こうした本発明の電動車両において、前記変速伝達手段は前記複数のクラッチを油圧を用いて駆動する手段であり、前記変速制御手段は、前記通常変速時には前記電動機の回転数が滑らかに変化するよう該電動機の回転数に基づいて前記接続を解除するクラッチの油圧を調整し、前記非通常変速時には前記接続を解除するクラッチへの油圧を急減する手段であるものとすることもできる。こうすれば、油圧を用いて変速伝達手段の変速制御を行なうことができる。この場合、前記変速制御手段は、前記電動機の回転数がダウンシフト後の回転数に至るまでは前記接続するクラッチへの油圧が略所定圧に保たれるよう調整し、前記電動機の回転数がダウンシフト後の回転数に至った以降は前記接続するクラッチへの油圧が通常の接続時の油圧に至るまで徐々に大きくなるよう調整する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機の回転数がダウンシフト後の回転数に至った以降に要求駆動力が急増することにより電動機の回転数が急増しても、その急増を許容するから、電動機の回転数の急増の途中でその急増を許容しないように制御するものに比して、電動機の回転数の急増に伴って生じ得るトルクショックを抑制することができる。 In such an electric vehicle according to the present invention, the shift transmission means is means for driving the plurality of clutches using hydraulic pressure, and the shift control means is configured to change the rotation speed of the motor smoothly during the normal shift. It is also possible to adjust the hydraulic pressure of the clutch that releases the connection based on the number of revolutions of the electric motor, and to suddenly reduce the hydraulic pressure to the clutch that releases the connection during the non-normal shift. If it carries out like this, transmission control of a transmission transmission means can be performed using oil_pressure | hydraulic. In this case, the shift control means adjusts so that the hydraulic pressure to the clutch to be connected is maintained at a substantially predetermined pressure until the rotational speed of the electric motor reaches the rotational speed after the downshift, and the rotational speed of the electric motor is After reaching the number of revolutions after downshifting, the hydraulic pressure to the clutch to be connected may be adjusted so as to gradually increase until reaching the hydraulic pressure at the time of normal connection. In this way, even if the motor speed increases rapidly due to a sudden increase in the required driving force after the motor speed reaches the speed after the downshift, the rapid increase is allowed. Torque shock that can occur with a sudden increase in the number of revolutions of the motor can be suppressed as compared with the control that does not allow the sudden increase during the rapid increase.
また、本発明の電動車両において、走行用の動力を出力可能な内燃機関を備えるものとすることもできる。この場合、前記内燃機関の出力軸と車軸とに連結され電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な電力動力入出力手段と、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、を備え、前記電動機駆動力設定手段は前記設定された目標動力に基づいて電動機駆動力を設定する手段であり、前記駆動制御手段は前記設定された目標動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段であるものとすることもできる。更にこの場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸と回転軸との3軸に連結され該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、前記回転軸に動力を入出力する発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。 Further, the electric vehicle of the present invention may include an internal combustion engine capable of outputting traveling power. In this case, the power power input / output means connected to the output shaft and the axle of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the axle side with input and output of power and power, Target power setting means for setting target power to be output from the internal combustion engine based on the set required driving force, and the motor driving force setting means sets the motor driving force based on the set target power. The drive control means may be means for controlling the internal combustion engine and the power power input / output means so that the set target power is output. Furthermore, in this case, the power power input / output means is connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the axle shaft and the rotating shaft, and is based on power input / output to any two of the three shafts. It may be a means provided with a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft and a generator for inputting / outputting power to / from the rotating shaft.
さらに、本発明の電動車両において、燃料の供給を受けて発電する燃料電池を有すると共に該燃料電池により発電された電力を前記電動機に供給可能な燃料電池装置を備えるものとすることもできる。 Furthermore, the electric vehicle according to the present invention may include a fuel cell that generates electric power upon receiving fuel supply, and may include a fuel cell device that can supply electric power generated by the fuel cell to the electric motor.
本発明の電動車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な電動機と、複数のクラッチを有し該複数のクラッチのうちの少なくとも一つのクラッチの接続と該クラッチとは異なる少なくとも一つのクラッチの接続の解除とを行なうことによる変速段の変更を伴って前記電動機からの動力を変速して車軸側に伝達する変速伝達手段と、を備える電動車両の制御方法であって、
走行に要求される要求駆動力を設定し、
前記設定した要求駆動力と前記変速伝達手段の状態とに基づいて前記電動機から出力すべき電動機駆動力を設定し、
前記設定した電動機駆動力が出力されるよう前記電動機を駆動制御し、
前記変速伝達手段をダウンシフトする際、ダウンシフトの最中に前記設定した要求駆動力が所定範囲内のときにはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力の調整により前記電動機の回転数を滑らかに変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御し、ダウンシフトの最中に前記設定した要求駆動力が前記所定範囲を超えて大きく変化したときには前記接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に前記接続するクラッチの係合力が前記所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御する、
ことを要旨とする。
The electric vehicle control method of the present invention includes:
Speed change by having an electric motor capable of outputting driving power, and having a plurality of clutches and connecting at least one of the plurality of clutches and releasing at least one clutch different from the clutches Shift control means for shifting the power from the electric motor with a stage change and transmitting it to the axle side, and a control method for an electric vehicle comprising:
Set the required driving force required for driving,
Based on the set required driving force and the state of the shift transmission means, the motor driving force to be output from the motor is set,
Driving and controlling the electric motor so that the set electric motor driving force is output;
When the shift transmission means is downshifted, if the set required driving force is within a predetermined range during the downshift, the rotation speed of the electric motor is adjusted by adjusting the engagement force of the clutch that is disconnected with the downshift. The shift transmission means is controlled so that the engaging force of the clutch to be connected changes smoothly along with the downshift, and the set required driving force increases greatly beyond the predetermined range during the downshift. The shift transmission means is controlled so that the engaging force of the clutch for releasing the connection is released and the engaging force of the connecting clutch becomes the predetermined change when changed.
This is the gist.
この本発明の電動車両の制御方法では、電動機からの動力を変速して車軸側に伝達する変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に走行に要求される要求駆動力が所定範囲内となる通常変速時にはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力の調整により電動機の回転数を滑らかに変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう変速伝達手段を制御する。これにより、変速伝達手段の変速の際に生じ得る変速ショックを抑制することができる。また、変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に要求駆動力が所定範囲を超えて大きく変化する非通常変速時には接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう変速伝達手段を制御する。即ち、電動機の回転数を滑らかに変化させるために接続を解除するクラッチの係合力を調整するのを中止し、接続を解除するクラッチの係合力を解除するのである。これにより、電動機の回転数を滑らかに変化させるために接続を解除するクラッチの係合力を調整することにより生じ得る変速ショックを抑制することができる。 In the electric vehicle control method according to the present invention, when downshifting the shift transmission means for shifting the power from the electric motor and transmitting it to the axle, the required driving force required for traveling during the downshift is predetermined. During normal shifting within the range, the engagement force of the clutch that releases the connection with the downshift is adjusted to smoothly change the rotation speed of the motor, and the engagement force of the clutch that is connected with the downshift is changed to a predetermined change. Controls transmission transmission means. As a result, it is possible to suppress a shift shock that may occur when the shift transmission means shifts. In addition, when downshifting the transmission means, the clutch engaging force is released and the clutch is released at the time of non-normal shift in which the required driving force greatly changes beyond a predetermined range during the downshift. The shift transmission means is controlled so that the engaging force of the gear changes to a predetermined value. In other words, in order to smoothly change the rotation speed of the electric motor, the adjustment of the engagement force of the clutch for releasing the connection is stopped, and the engagement force of the clutch for releasing the connection is released. As a result, it is possible to suppress a shift shock that may be caused by adjusting the engagement force of the clutch for releasing the connection in order to smoothly change the rotation speed of the electric motor.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、変速機60を介して動力分配統合機構30に接続されたモータMG2と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32には変速機60を介してモータMG2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からの動力とを統合してリングギヤ32に出力する。リングギヤ32は、ギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ32に出力された動力は、ギヤ機構37,デファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに出力されることになる。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、共に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の一方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とモータMG2と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、共に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、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。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。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
変速機60は、モータMG2の回転軸48とリングギヤ軸32aとの接続および接続の解除を行なうと共に両軸の接続をモータMG2の回転軸48の回転数を2段に減速してリングギヤ軸32aに伝達可能に構成されている。変速機60の構成の一例を図2に示す。この図2に示す変速機60は、ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bと二つのブレーキB1,B2とにより構成されている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aは、外歯歯車のサンギヤ61と、このサンギヤ61と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ62と、サンギヤ61に噛合する複数の第1ピニオンギヤ63aと、この第1ピニオンギヤ63aに噛合すると共にリングギヤ62に噛合する複数の第2ピニオンギヤ63bと、複数の第1ピニオンギヤ63aおよび複数の第2ピニオンギヤ63bを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア64とを備えており、サンギヤ61はブレーキB1のオンオフによりその回転を自由にまたは停止できるようになっている。シングルピニオンの遊星歯車機構60bは、外歯歯車のサンギヤ65と、このサンギヤ65と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ66と、サンギヤ65に噛合すると共にリングギヤ66に噛合する複数のピニオンギヤ67と、複数のピニオンギヤ67を自転かつ公転自在に保持するキャリア68とを備えており、サンギヤ65はモータMG2の回転軸48に、キャリア68はリングギヤ軸32aにそれぞれ連結されていると共にリングギヤ66はブレーキB2のオンオフによりその回転が自由にまたは停止できるようになっている。ダブルピニオンの遊星歯車機構60aとシングルピニオンの遊星歯車機構60bとは、リングギヤ62とリングギヤ66、キャリア64とキャリア68とによりそれぞれ連結されている。変速機60は、ブレーキB1,B2を共にオフとすることによりモータMG2の回転軸48をリングギヤ軸32aから切り離すことができ、ブレーキB1をオフとすると共にブレーキB2をオンとしてモータMG2の回転軸48の回転を比較的大きな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達し(以下、この状態をLoギヤの状態という)、ブレーキB1をオンとすると共にブレーキB2をオフ状態としてモータMG2の回転軸48の回転を比較的小さな減速比で減速してリングギヤ軸32aに伝達する(以下、この状態をHiギヤの状態という)。なお、ブレーキB1,B2を共にオンとする状態は回転軸48やリングギヤ軸32aの回転を禁止するものとなる。
The
ブレーキB1,B2は、図3に例示する油圧回路100からの油圧によりオンオフされる。油圧回路100は、図示するように、エンジン22の回転により駆動される機械式ポンプ102と、内蔵する電気モータ104aにより駆動される電動ポンプ104と、機械式ポンプ102または電動ポンプ104から圧送されたオイルのライン油圧PLを調整する3ウェイソレノイド106およびプレッシャーコントロールバルブ108と、ライン油圧PLを用いてブレーキB1,B2の係合力を調整するリニアソレノイドSLB1,SLB2やコントロールバルブ110,111,アキュムレータ112,113とから構成されている。この油圧回路100では、ライン油圧PLは、3ウェイソレノイド106を駆動してプレッシャーコントロールバルブ108の開閉を制御することにより調整することができ、ブレーキB1,B2の係合力は、リニアソレノイドSLB1,SLB2に印加する電流を制御してライン油圧PLをブレーキB1,B2に伝達させるコントロールバルブ110,111の開閉を制御することにより調節することができる。なお、実施例の変速機60では、「ブレーキ」については「クラッチ」と同義として用いている。
The brakes B1 and B2 are turned on and off by the hydraulic pressure from 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に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,油圧回路100内のオイルの温度を検出する温度センサ114からの油温Toilなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、電動モータ104aへの駆動信号や3ウェイソレノイド106への駆動信号,リニアソレノイドSLB1,SLB2への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、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、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に変速機60をHiギヤの状態からLoギヤの状態にダウンシフトする際の動作について説明する。図4はダウンシフト時におけるエンジン22やモータMG1,MG2の駆動制御として実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される変速時駆動制御ルーチンであり、図5はダウンシフトに伴って接続する変速機60のブレーキB2の制御として実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される接続側制御ルーチンであり、図6はダウンシフトに伴って接続を解除する変速機60のブレーキB1の制御として実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される解除側制御ルーチンである。図4の変速時駆動制御ルーチンは、変速機60のダウンシフトが開始されてから所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行され、図5の接続側制御ルーチンと図6の解除側制御ルーチンは、変速機60のダウンシフトが開始されたときに、変速軸道制御ルーチンと同時に並行して実行される。以下、まず、駆動制御について説明し、その後、接続側制御と解除側制御とについて説明する。
Next, the operation of the
図4の変速時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,充放電要求パワーPb*,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、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量(SOC)などに基づいてバッテリECU52によりバッテリ50を充放電すべき電力として設定されるものをバッテリECU52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)とに基づいて設定したものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
4 is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したモータMG2の回転数Nm2をリングギヤ軸32aの回転数Nr(kv・V)で除して変速機60のギヤ比Grを計算し(ステップS110)、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39a,39b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*とエンジン22に要求される要求パワーPe*とを設定する(ステップS120)。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7に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーPe*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ要求電力Pb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kvを乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を変速機60のギヤ比Grで割ることによって求めることができる。
When the data is input in this way, the gear ratio Gr of the
設定した要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS130)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーPe*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図8に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Based on the set required power Pe *, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
次に、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(kv・V)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S140)。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9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に変速機60のギヤ比Grを乗じたリングギヤ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、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が変速機60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。
Next, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (kv · V) of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ−kv・V/ρ (1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*−Nm1)+k2∫(Nm1*−Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ−kv ・ V / ρ (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * −Nm1) + k2∫ (Nm1 * −Nm1) dt (2)
続いて、バッテリ50の出力制限Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上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S150)、要求トルクTr*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S160)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpと制限したものをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定する(ステップS170)。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、変速機60をダウンシフトしている最中でも、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*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9の共線図から容易に導き出すことができる。
Subsequently, the deviation between the power limit (generated power) of the motor MG1 obtained by multiplying the output limit Wout of the
Tmin=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 (3)
Tmax=(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tmin = (Win−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tmax = (Wout−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (5)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS180)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
次に、図5の接続側制御ルーチンを用いてダウンシフトに伴って接続する変速機60のブレーキB2の制御について説明する。接続側制御ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、ブレーキB2のシリンダに作動オイルを充填するためにファストフィルを実行し(ステップS200)、その後、ブレーキB2の係合力を徐々に高めることができるよう低圧で待機する(ステップS210)。ファストフィルや低圧待機は、リニアソレノイドSLB2に印加する電流のデューティ比DB2を変更してコントロールバルブ111の調整圧を変更することにより行なうことができる。
Next, the control of the brake B2 of the
続いて、デューティ比DB2が低圧待機してからの時間の経過に伴って緩やかに大きくなるようにデューティ比DB2を設定し(ステップS220)、モータMG2の回転数Nm2と車速Vとを入力すると共に(ステップS230)、車速Vに換算係数kvを乗じてリングギヤ軸32aの回転数Nrを計算し(ステップS240)、計算したリングギヤ軸32aの回転数NrとモータMG2の回転数Nm2をLoギヤの状態におけるギヤ比Glowで除した回転数との回転数差ΔNを計算する(ステップS250)。そして、計算した回転数差ΔNと閾値Nrefとを比較する(ステップS260)。ここで、閾値Nrefは、モータMG2の回転数Nm2がダウンシフト後の回転数にほぼ至ったか否か、即ち回転数の同期を判定するものであり、比較的小さな値として設定されている。回転数差ΔNが閾値Nref以上のときには、まだ、同期していないとしてステップS220に戻り、ステップS220〜S260の処理を繰り返し実行する。
Subsequently, the duty ratio DB2 is set so that the duty ratio DB2 gradually increases as time elapses after waiting for low pressure (step S220), and the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the vehicle speed V are input. (Step S230), the vehicle speed V is multiplied by the conversion factor kv to calculate the rotational speed Nr of the
回転数差ΔNが閾値Nref未満に至ると、変速機60の回転同期が行なわれたと判断し、ブレーキB2の係合力が徐々に大きくなるようにリニアソレノイドSLB2に印加する電流のディーティ比DB2が完全係合のデューティ比Dhiより若干小さな閾値Dhrefに至るまで徐々に大きくなるようレート値Drtだけ増加したら所定時間経過するのを待つ処理(ステップS270〜S290)を繰り返し、ディーティ比DB2が閾値Dhrefに至ると、デューティ比DB2を完全係合のデューティ比Dhiとして(ステップS295)、接続側制御ルーチンを終了する。このようにデューティ比DB2を変更設定する毎にリニアソレノイドSLB2に印加する電流のデューティ比DB2を変更することにより、ブレーキB2の係合力を徐々に大きくすることができる。ここで、変速機60の回転同期を判定した以降にブレーキB2の係合力を徐々に大きくするのは、変速機60のダウンシフトの最中に運転者がアクセルペダル83を更に踏み込むことによりモータMG2からのトルクが大きくなってモータMG2の回転数Nm2がダウンシフト後の回転数を超えて吹き上がったときに、モータMG2の回転数Nm2を徐々にダウンシフト後の回転数に戻すようにブレーキB2の係合力を徐々に大きくすることにより、ブレーキB2の係合力を急に大きくすることによりモータMG2の回転数Nm2を急にダウンシフト後の回転数とすることにより生じるイナーシャトルクによるトルクショックを抑制するためである。したがって、このように、変速機60の回転同期を判定した以降にブレーキB2の係合力を徐々に大きくすることにより、変速機60のダウンシフトの際に生じ得る予期しないトルクショックを抑制することができるのである。
When the rotational speed difference ΔN becomes less than the threshold value Nref, it is determined that the rotation synchronization of the
次に、図6の解除側制御ルーチンを用いてダウンシフトに伴って接続を解除する変速機60のブレーキB1の制御について説明する。解除側制御ルーチンでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、変速機60のダウンシフトを開始する際に設定されていた要求トルクTr*を開始時要求トルクTrstとして入力する処理を実行する(ステップS300)。そして、現在設定されている要求トルクTr*とモータMG2の回転数Nm2とを入力すると共に(ステップS310)、入力した要求トルクTr*から開始時要求トルクTrstを減じてトルク偏差ΔTを計算し(ステップS320)、計算したトルク偏差ΔTと閾値Trefとを比較する(ステップS330)。ここで、閾値Trefは、ダウンシフトに伴ってモータMG2の回転数を滑らかに変更するためにブレーキB1の係合力をフィードバック制御することが可能か否かを判定するものであり、フィードバック制御によりモータMG2の回転数を滑らかに変更することが可能な要求トルクTr*の変更範囲の上限値として設定することができる。
Next, the control of the brake B1 of the
トルク偏差ΔTが閾値Tref未満のときには変速機60のダウンシフトの開始からの経過時間tに基づいてモータMG2の目標回転数Nm2*を設定すると共に(ステップS340)、モータMG2が目標回転数Nm2*で回転するように入力した回転数Nm2と目標回転数Nm2*との差がうち消されるよう次式(6)によりリニアソレノイドSLB1の電流のデューティ比DB1を設定し(ステップS350)、リニアソレノイドSLB1の電流のデューティ比DB1が完全解除のデューティ比Dlowより若干大きな値として設定された閾値Dlref以下に至ったか否かを判定する(ステップS360)。ここで、式(6)中、「kb」はゲインである。このようにデューティ比DB2を設定すると、ハイブリッド用電子制御ユニット70はリニアソレノイドSLB1に印加する電流のデューティ比DB1を設定したデューティ比とするから、モータMG2の回転数Nm2は目標回転数Nm2*に一致するようになる。そして、デューティ比DB1が閾値Dlref以下に至っていないときにはステップS310に戻ってステップS310〜S360を繰り返し、デューティ比DB1が閾値Dlref以下に至ったときにはリニアソレノイドSLB1の電流のデューティ比DB1を完全解除のデューティ比Dlowに設定し(ステップS370)、解除側制御ルーチンを終了する。
When the torque deviation ΔT is less than the threshold Tref, the target rotational speed Nm2 * of the motor MG2 is set based on the elapsed time t from the start of the downshift of the transmission 60 (step S340), and the motor MG2 is set to the target rotational speed Nm2 *. The duty ratio DB1 of the current of the linear solenoid SLB1 is set by the following equation (6) so that the difference between the rotational speed Nm2 input so as to rotate at the target rotational speed Nm2 * is eliminated (step S350), and the linear solenoid SLB1 It is determined whether or not the current duty ratio DB1 has become equal to or less than the threshold value Dlref set as a value slightly larger than the complete cancellation duty ratio Dlow (step S360). Here, in equation (6), “kb” is a gain. When the duty ratio DB2 is set in this way, the hybrid
DB1=前回のDB1+kb・(Nm2*-Nm2) (6) DB1 = previous DB1 + kb ・ (Nm2 * -Nm2) (6)
モータMG2が目標回転数Nm2*で回転するようフィードバック制御を実行している最中に運転者によりアクセルペダル83が踏み込まれて要求トルクTr*が大きく変更されたときには、ステップS320で計算したトルク偏差ΔTは閾値Tref以上となる。この場合、モータMG2の回転数のフィードバック制御を中止し、リニアソレノイドSLB1の電流のデューティ比DB1を完全解除のデューティ比Dlowに設定し(ステップS370)、解除側制御ルーチンを終了する。このように、トルク偏差ΔTが閾値Tref以上となったときにフィードバック制御を中止するのは、油圧回路100の制御はモータMG2などの電動機の制御に比してその応答性が低いためである。トルク偏差ΔTが閾値Tref以上となったときでもフィードバック制御を継続すると、モータMG2の回転数Nm2が目標回転数Nm2*を大きく上回るのを抑制する必要からブレーキB1の係合力を大きくするためにリニアソレノイドSLB1のデューティ比DB1を大きくして油圧をブレーキB1に作用させようとする。このとき、この油圧が大きく残り、ブレーキB1の係合力の解除が遅れ、変速ショックが生じる。実施例では、こうした変速ショックを抑制するために、トルク偏差ΔTが閾値Tref以上となったときにモータMG2の回転数のブレーキB1の係合力によるフィードバック制御を中止するのである。
When the driver depresses the
図10に変速機60をダウンシフトしている最中のモータMG2の回転数Nm2やブレーキB1,B2の係合力を得るためのデューティ比の時間変化の一例を示す。図中、通常時油圧指令の破線は接続側のブレーキB2のデューティDB2の時間変化であり、通常時油圧指令の実線はダウンシフト中に要求トルクTr*が大きく変化しないときの解除側のブレーキB1のデューティ比DB1の時間変化であり、非通常時油圧指令の実線はダウンシフト中に要求トルクTr*が大きく変化したときの解除側のブレーキB1のデューティ比DB1の時間変化である。また、図中、モータ回転数の実線はモータMG2の目標回転数Nm2*およびダウンシフト中に要求トルクTr*が大きく変化しないときのモータMG2の回転数Nm2の時間変化であり、モータ回転数の破線はアクセルペダル83が踏み込まれたときのモータMG2の回転数Nm2の時間変化である。ダウンシフト中にアクセルペダル83が踏み込まれて要求トルクTr*が大きく変化しない通常時では、モータ回転数の実線と通常時油圧指令に示すように、時間T1に変速機60のダウンシフトが開始されると、解除側のブレーキB1のデューティ比DB1は、モータMG2の回転数Nm2を目標回転数Nm2*で回転させるようフィードバック制御される。接続側のブレーキB2のデューティ比DB2は、ファストフィルのためにいったん大きくされた後に低圧で待機するために小さくされ、その後、緩やか大きくされる。そして、変速機60の回転同期が判定された時間T3に解除側のブレーキB1のデューティ比DB1は完全解除のデューティ比Dlowとされ、接続側のブレーキB2のデューティー比DB2は徐々に大きくなるよう増加して完全係合のデューティ比Dhiとされる。ダウンシフト中にアクセルペダル83が踏み込まれて要求トルクTr*が大きく変化する非通常時では、非通常時油圧指令に示すように、要求トルクTr*が大きく変化した時間T2にモータMG2の回転数Nm2を目標回転数Nm2*で回転させるフィードバック制御を中止して解除側のブレーキB1のデューティ比DB1を完全解除のデューティ比Dlowにする。これにより、フィードバック制御を継続することにより生じ得る変速ショックを抑制することができる。なお、この際、モータMG2の回転数Nm2は吹き上がるが、接続側のブレーキB2の係合力によりその吹き上がりは抑制される。そして、変速機60の回転同期が判定された以降にモータMG2が吹き上がっても、接続側のブレーキB2の係合力が徐々に大きくされるから、モータMG2の吹き上がりも比較的緩やかに解消され、その際に生じるトルクショックが抑制される。
FIG. 10 shows an example of a change over time in the duty ratio for obtaining the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the engaging force of the brakes B1 and B2 during downshifting of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、変速機60をダウンシフトする際にアクセルペダル83が踏み込まれたことにより要求トルクTr*が大きく変化したときには解除側のブレーキB1の係合力によるモータMG2を目標回転数Nm2*で回転させるフィードバック制御を中止することにより、油圧回路100の制御の応答性の低いことに基づいて生じ得る変速ショックを抑制することができる。また、変速機60の回転同期が判定された以降は、接続側のブレーキB2の係合力については徐々に大きくするから、このときにモータMG2が吹き上がっても、モータMG2の吹き上がりを比較的緩やかに解消することができ、この際に生じるトルクショックを抑制することができる。もとより、変速機60をダウンシフトする際には解除側のブレーキB1の係合力によるモータMG2を目標回転数Nm2*で回転させるフィードバック制御を行なうことにより、ダウンシフトを変速ショックを抑制して滑らかに行なうことができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、変速機60をダウンシフトする際に要求トルクTr*が大きく変化したときに解除側のブレーキB1の係合力によるモータMG2を目標回転数Nm2*で回転させるフィードバック制御を中止するものとしたが、要求トルクTr*の変化ではなく、モータMG2のトルク指令Tm2*が大きく変化したときに解除側のブレーキB1の係合力によるモータMG2を目標回転数Nm2*で回転させるフィードバック制御を中止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、変速機60を2段の有段変速機として構成したが、3段以上の有段変速機として構成するものとしてもかまわない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を変速機60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11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39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪39c,39d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39a,39b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12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39a,39bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22と動力分配統合機構30と二つのモータMG1,MG2と変速機60とにより動力系を構成するものとしたが、変速機を介して車軸側と電動機とが接続された構成であれば変速機のダウンシフトにおける上述した制御を行なうことができるから、発電装置と電動機と変速機とにより動力系を構成するものとしてもよい。例えば、図13の変形例の電動車両320に例示するように、発電装置として燃料電池が組み込まれた燃料電池装置FCと変速機を介して車軸側に接続されたモータMGとにより動力系を構成するものとしてもよい。
In the
実施例では、本発明の実施形態をハイブリッド自動車として説明したが、自動車に限定されるものではなく、列車などの車両に適用するものとしてもよい。また、車両の形態だけでなく、電動車両の制御方法の形態としてもよい。 In the examples, the embodiment of the present invention has been described as a hybrid vehicle. However, the present invention is not limited to an automobile, and may be applied to a vehicle such as a train. Moreover, it is good also as a form of the control method of not only the form of a vehicle but an electric vehicle.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、電動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 manufacturing industry of electric vehicles.
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)、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、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、39c,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、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、60 変速機、60a ダブルピニオンの遊星歯車機構、60b シングルピニオンの遊星歯車機構、61 サンギヤ、62 リングギヤ、63a 第1ピニオンギヤ、63b 第2ピニオンギヤ、64 キャリア、65 サンギヤ、66 リングギヤ、67 ピニオンギヤ、68 キャリア、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、102 機械式ポンプ、104 電動ポンプ、104a 電気モータ、106 3ウェイソレノイド、108 プレッシャーコントロールバルブ、110,111 コントロールバルブ、112,113 アキュムレータ、114 温度センサ、320 電動車両、SLB1,SLB2 リニアソレノイド、MG1,MG2 モータ、B1,B2 ブレーキ、FC 燃料電池装置。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 37 gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 39c, 39b wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 52 battery Electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 transmission, 60a planetary gear mechanism of double pinion, 60b planetary gear mechanism of single pinion, 61 sun gear, 62 ring gear, 63a first pinion gear, 63b Second pinion gear, 64 carrier, 65 sun gear, 66 ring gear, 67 pinion gear, 68 carrier, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator Pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 102 Mechanical pump, 104 Electric pump, 104a Electric motor, 106 3-way solenoid, 108 Pressure control valve, 110, 111 Control valve 112, 113 Accumulator, 114 Temperature sensor, 320 Electric vehicle, SLB1, SLB2 Linear solenoid, MG1, MG2 Motor, B 1, B2 Brake, FC Fuel cell device.
Claims (8)
複数のクラッチを有し、該複数のクラッチのうちの少なくとも一つのクラッチの接続と該クラッチとは異なる少なくとも一つのクラッチの接続の解除とを行なうことによる変速段の変更を伴って前記電動機からの動力を変速して車軸側に伝達する変速伝達手段と、
走行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、
前記設定された要求駆動力と前記変速伝達手段の状態とに基づいて前記電動機から出力すべき電動機駆動力を設定する電動機駆動力設定手段と、
前記設定された電動機駆動力が出力されるよう前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、
前記変速伝達手段をダウンシフトする際に、ダウンシフトの最中に前記要求駆動力設定手段により設定される要求駆動力が所定範囲内となる通常変速時にはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力によるフィードバック制御により前記電動機の回転数を変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御し、ダウンシフトの最中に前記要求駆動力設定手段により設定される要求駆動力が前記所定範囲を超えて大きく増加する非通常変速時には前記フィードバック制御を行なうことなく前記接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に前記接続するクラッチの係合力が前記所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御する変速制御手段と、
を備える電動車両。 An electric vehicle including an electric motor capable of outputting driving power,
A plurality of clutches from the motor with a change in gear position by connecting at least one of the plurality of clutches and releasing at least one clutch different from the clutch. Shift transmission means for shifting power to transmit to the axle side;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
Electric motor driving force setting means for setting an electric motor driving force to be output from the electric motor based on the set required driving force and the state of the shift transmission means;
Drive control means for driving and controlling the electric motor so that the set electric motor driving force is output;
When the shift transmission means is downshifted, the clutch that is disengaged in association with the downshift during a normal shift in which the required drive force set by the required drive force setting means is within a predetermined range during the downshift . The speed change transmission means is controlled so that the engagement force of the clutch to be connected with the downshift is changed by a predetermined change by changing the rotation speed of the electric motor by feedback control by the engagement force, and the required driving force during the downshift. At the time of a non-normal shift in which the required driving force set by the setting means greatly increases beyond the predetermined range, the engagement force of the clutch that releases the connection is released without performing the feedback control, and the engagement of the clutch that is connected Shift control means for controlling the shift transmission means so that the resultant force becomes the predetermined change;
An electric vehicle comprising:
前記変速伝達手段は、前記複数のクラッチを油圧を用いて駆動する手段であり、
前記変速制御手段は、前記通常変速時には前記電動機の回転数に基づいて前記接続を解除するクラッチの油圧をフィードバック制御し、前記非通常変速時には前記接続を解除するクラッチへの油圧を急減する手段である
電動車両。 The electric vehicle according to claim 1,
The transmission transmission means is means for driving the plurality of clutches using hydraulic pressure,
The shift control means is a means for feedback-controlling the hydraulic pressure of the clutch that releases the connection based on the number of revolutions of the electric motor during the normal shift, and for rapidly decreasing the hydraulic pressure to the clutch that releases the connection during the non-normal shift. There is an electric vehicle.
前記内燃機関の出力軸と車軸とに連結され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸側に出力可能な電力動力入出力手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
を備え、
前記電動機駆動力設定手段は、前記設定された目標動力に基づいて電動機駆動力を設定する手段であり、
前記駆動制御手段は、前記設定された目標動力が出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段とを制御する手段である
電動車両。 The electric vehicle according to claim 4,
Power power input / output means connected to the output shaft and axle of the internal combustion engine and capable of outputting at least part of the power from the internal combustion engine to the axle side with input and output of power and power;
Target power setting means for setting target power to be output from the internal combustion engine based on the set required driving force;
With
The electric motor driving force setting means is means for setting an electric motor driving force based on the set target power,
The drive control means is means for controlling the internal combustion engine and the power power input / output means so that the set target power is output.
する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力する発電機と、を備える手段である請求項5記載の電動車両。 The power power input / output means is connected to the three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the axle and the rotating shaft, and is used as a remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts. The electric vehicle according to claim 5, wherein the electric vehicle includes a three-shaft power input / output unit that inputs / outputs power and a generator that inputs / outputs power to / from the rotating shaft.
走行に要求される要求駆動力を設定し、
前記設定した要求駆動力と前記変速伝達手段の状態とに基づいて前記電動機から出力すべき電動機駆動力を設定し、
前記設定した電動機駆動力が出力されるよう前記電動機を駆動制御し、
前記変速伝達手段をダウンシフトする際、ダウンシフトの最中に前記設定した要求駆動力が所定範囲内のときにはダウンシフトに伴って接続を解除するクラッチの係合力によるフィードバック制御により前記電動機の回転数を変化させると共にダウンシフトに伴って接続するクラッチの係合力が所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御し、ダウンシフトの最中に前記設定した要求駆動力が前記所定範囲を超えて大きく増加したときには前記フィードバック制御を行なうことなく前記接続を解除するクラッチの係合力が解除されると共に前記接続するクラッチの係合力が前記所定変化となるよう前記変速伝達手段を制御する
電動車両の制御方法。
Speed change by having an electric motor capable of outputting driving power, and having a plurality of clutches and connecting at least one of the plurality of clutches and releasing at least one clutch different from the clutches Shift control means for shifting the power from the electric motor with a stage change and transmitting it to the axle side, and a control method for an electric vehicle comprising:
Set the required driving force required for driving,
Based on the set required driving force and the state of the shift transmission means, the motor driving force to be output from the motor is set,
Driving and controlling the electric motor so that the set electric motor driving force is output;
When the shift transmission means is downshifted, if the set required driving force is within a predetermined range during the downshift, the rotational speed of the electric motor is controlled by feedback control based on the clutch engaging force that is disengaged with the downshift. And the shift transmission means is controlled so that the engagement force of the clutch to be connected changes along with the downshift, and the set required driving force greatly increases beyond the predetermined range during the downshift. A control method for an electric vehicle that controls the shift transmission means so that the engagement force of the clutch that releases the connection is released without performing the feedback control and the engagement force of the clutch that is connected changes to the predetermined change without performing the feedback control .
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