JP3555602B2

JP3555602B2 - Four-wheel drive hybrid vehicle

Info

Publication number: JP3555602B2
Application number: JP2001308415A
Authority: JP
Inventors: 格三金子
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2003116204A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はエンジン及びモータの駆動力を用いて走行するハイブリッド車両に関し、特に、アイドルストップ状態からの発進制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−３００９６５号には前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方をモータで駆動するハイブリッド車両が開示されている。このような構成のハイブリッド車両においては、必要に応じてモータを駆動することで駆動方式を前輪あるいは後輪のいずれかを駆動する２ＷＤ方式から４輪全てを駆動する４ＷＤ方式に切り換えることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
ところで、上記構成のハイブリッド車両においてエンジンにさらに別のモータを組み合わせれば、減速時に発電機として機能させてエンジン駆動軸にかかる制動エネルギーを回生させたり、加速時等にエンジンをアシストさせたりすることができ、運転性、燃費性能の更なる向上が期待できる。
【０００４】
また、このような構成とすれば、停車時に所定の条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させ、再発進時にエンジンを自動的に再始動させるいわゆるアイドルストップを行わせる場合にも、エンジンが再起動して駆動力を発生するまでエンジンに接続されたモータで駆動力を発生させることができ、発進遅れの少ないアイドルストップを実現することが可能である。
【０００５】
しかし、このような構成でモータに誘導モータを用いた場合、アイドルストップ状態から４ＷＤ発進をさせる際に次のような問題が生じる。すなわち、誘導モータには同期モータと異なり励磁遅れがあり、予め励磁電流を流してロータの初期励磁していない場合には、駆動力を直ちに発生させようとしてもロータの励磁が完了するまでは駆動力を発生させることができない。図５に示すように、初期励磁を行っていない場合は初期励磁が完了するまでにある程度の時間を必要とし、回転速度が立ち上がり始めるまでには遅れ（励磁遅れ）が生じる。そのため、運転者がブレーキペダルを戻し、車両を発進させようとしてもこの励磁遅れが原因となって発進が遅れてしまう。
【０００６】
図６は励磁遅れにより発進遅れが生じる状況を示したものである。これに示すように、制動力（ブレーキ力）がある値より小さくなったところでモータへの励磁を開始しても（時刻ｔ５）、ロータの励磁が完了しトルクを発生できる状態になるまでにはある程度の時間を要することから、運転者がブレーキペダルを離した時点（時刻ｔ６）ではまだ駆動力が十分に発生させることができず、発進がもたついたりする原因となる。
【０００７】
この発進遅れを防止するために、アイドルストップ中は前輪側及び後輪側の誘導モータに励磁電流を継続的に流し、常時初期励磁された状態とすることで励磁遅れを無くすことが考えられるが、この場合、アイドルストップ中の消費電力が増大し、燃費性能を悪化させる原因となる。
【０００８】
また、前輪側あるいは後輪側の誘導モータにのみ励磁電流を継続的に流し初期励磁しておくようにすれば、その初期励磁されている誘導モータについては直ちに駆動力を発生させることができるため、上述したような発進遅れはなくなるものの、車両が動き始めた時点では一時的に２ＷＤあるいは一方の車輪の駆動力が他方の駆動輪の駆動力とバランスしない状態となり、低μ路等では先に駆動される車輪がスリップする等発進安定性を低下させる要因となる。特に、エンジンに接続されていない側のモータを初期励磁しておく場合にあっては、この初期励磁されたモータの駆動力はトルク電流流せば直ちに発生するのに対し、エンジンとモータの組み合わせた側は、励磁に要する時間（０．１〜０．４秒）とエンジンの回転上昇に要する時間（０．２秒）分だけ遅れることになり、この問題は顕著となる。
【０００９】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、上記構成のハイブリッド車両においてアイドルストップ状態から発進する際に、前輪側と後輪側の駆動力を遅れなく立ち上がらせ、かつ車両が動き始める時点における前輪側と後輪側の駆動力を等しくし、安定した４ＷＤ発進を実現することを目的とする。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、４輪駆動型のハイブリッド車両において、互いに独立して設けられる第１の駆動輪及び第２の駆動輪と、エンジン及びそれに連結された第１の誘導モータで構成され前記第１の駆動輪を駆動する第１の駆動装置と、第２の誘導モータで構成され前記第２の駆動輪を駆動する第２の駆動装置と、停車時に所定のアイドルストップ条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、所定のエンジン再始動条件が成立したときは前記エンジンを再始動するアイドルストップ手段と、車両に作用する制動力を検出する手段と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記アイドルストップ手段が前記エンジンを停止させている間は前記第２の誘導モータに励磁電流を継続的に流しておき、制動力が減少したことにより前記アイドルストップ手段が前記エンジンを停止させている状態から車両を発進させるときは、まず、制動力が減少し始めたタイミングより後に前記第２の誘導モータへのトルク電流の供給と前記第１の誘導モータへの励磁電流の供給とを開始し、その後さらに制動力が減少したタイミングで前記第１の誘導モータにトルク電流を供給し、それによって前記エンジンをクランキングして前記エンジンを再始動し、前記エンジン及び第１の誘導モータの合計駆動力の上昇に合わせて前記第２の誘導モータの駆動力を減少させ、車両が動き始める時点における前輪側と後輪側の駆動力が等しくなるように発進を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明における制御装置が、制動力が第１のしきい値まで低下したときに前記第２の誘導モータへのトルク電流の供給と前記第１の誘導モータへの励磁電流の供給とを開始し、その後制動力が前記第１のしきい値よりも低い第２のしきい値まで低下したときに前記第１の誘導モータにトルク電流の供給を開始することを特徴とするものである。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明における制御装置が、前記第１の誘導モータへの励磁電流の供給を、前記第１の誘導モータへのトルク電流の供給を開始するタイミングよりも少なくとも前記第１の誘導モータを初期励磁するのに要する時間だけ前から開始することを特徴とするものである。
【００１３】
第４の発明は、第１の発明における制御装置が、前記エンジン及び第１の誘導モータの合計駆動力の上昇に合わせて前記第２の誘導モータの駆動力を減少させる際、前記エンジン、第１の誘導モータ及び第２の誘導モータの駆動力の合計が一定となるように前記第２の誘導モータの駆動力を減少させることを特徴とするものである。
【００１４】
【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、停車時に所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンを停止させ、アイドルストップ状態になり、このアイドルストップ状態でブレーキペダルが離されると第１の駆動輪をエンジン及び第１の誘導モータで駆動し、第２の駆動輪を第２の誘導モータで駆動する４ＷＤ発進が行われる。
【００１５】
制動力があるレベルまで低下したところで第２の誘導モータの駆動力を立ち上げるとともに第１の誘導モータの励磁を開始し、制動力がさらに低下したところで第１の誘導モータの駆動力を立ち上げエンジンの再始動を行わせ、さらにエンジン及び第１の誘導モータの合計駆動力の上昇に合わせて第２の誘導モータの駆動力を下げるようにしたことにより、車両が動き始める時点では前輪と後輪に遅れなく等しい駆動力を作用させることができ、スムーズな発進が可能となる（第１から第３の発明）。また、アイドルストップ中は第１の誘導モータには励磁電流は流されておらず、第２の誘導モータにのみ励磁電流が流されているので、消費電力を抑え、車両の燃費性能を向上させることができる。
【００１６】
また、エンジン再始動時、エンジン及び第１の誘導モータの合計駆動力の上昇に合わせて第２の誘導モータの駆動力を下げる際、エンジン、第１の誘導モータ及び第２の誘導モータの駆動力の総和が一定となるようにすれば、発進時のクリープ駆動力を一定にすることができ、発進安定性をさらに向上させることができる（第４の発明）。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１は本発明に係る４輪駆動型のハイブリッド車両の概略構成を示す。エンジン１には第１の回転電機２が機械的に連結されており、さらに、エンジン１及び第１の回転電機２は、トルクコンバータ３、自動変速機４、プロペラシャフト５、後輪用差動装置６、後輪駆動軸７を介して後輪８に連結されている。
【００１９】
第１の回転電機２は交流の誘導モータであり、励磁電流を流してロータを励磁した後にトルク電流を流することで回転駆動することができる。この第１の回転電機２はエンジン１を始動（クランキング）する際や加速時や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、減速時には制動エネルギーを回生するのにも用いられる。
【００２０】
また、エンジン１、第１の回転電機２等からは機械的に独立して第２の回転電機１０が設けられており、第２の回転電機１０は前輪用用差動装置１１、前輪駆動軸１２を介して前輪１３に連結されている。第２の回転電機１０も第１の回転電機２と同じく交流の誘導モータであり、４輪駆動が必要とされるときに駆動される。
【００２１】
第１の回転電機２、第２の回転電機１０はそれぞれインバータ１５ａ、１５ｂを介してバッテリ１６に接続されており、力行時に必要な電力をバッテリ１６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１６を充電する。
【００２２】
これらエンジン１、第１の回転電機２、第２の回転電機１０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、アクセル操作量や車速等から求めた要求駆動力をエンジン１及び第１の回転電機２と、第２の回転電機１０に振り分け、エンジン１、第１の回転電機２及び第２の回転電機１０の駆動力制御を行う。
【００２３】
また、制御装置２０は、停車時に所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジン１を自動的に停止させ、燃料消費、エミッション排出量を抑える。アイドルストップ条件は、例えば、セレクトレバーが走行用レンジにあり、車速がゼロでブレーキペダルが踏み込まれている状況において、バッテリ１６が十分に充電されており、ブレーキブースター負圧が所定以上に発達しており、かつエンジン１、変速機４の暖機が終了しているときに成立したと判断される。そして、このアイドルストップ状態では所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジン１を自動的に再始動させる。
【００２４】
また、アイドルストップ状態でブレーキペダルが緩められたときは運転者が車両を発進させようと意図しており、また、４輪駆動車においてスムーズな発進を行うには車両が動き始める時点において４輪に等しい駆動力が作用していることが必要とされることから、この場合は、車両が動き始める時点において第２の回転電機１０の駆動力（前輪駆動力）とエンジン１及び第１の回転電機２の駆動力（後輪駆動力）とが等しくなるように以下に説明する発進制御を行う。
【００２５】
図２はアイドルストップ状態からの再発進時に行われる制御の内容を示したフローチャートであり、アイドルストップ中、制御装置２０において繰り返し実行される。
【００２６】
これによると、まず、ステップＳ１では車両が現在アイドルストップ状態にあかどうか判断され、車両がアイドルストップ状態にあると判断されたときはステップＳ２に進み、アイドルストップ状態にないと判断されたときは処理を終了する。
【００２７】
ステップＳ２では第２の回転電機１０に励磁電流を流し始め、第２の回転電機１０の初期励磁を行う。これによりアイドルストップ中は第２の回転電機１０に継続して励磁電流が流されることになる。
【００２８】
ステップＳ３では所定のエンジン再始動条件が成立したか判断される。このエンジン再始動条件は例えば、車速がゼロでブレーキが踏み込まれているときに、セレクトレバーがニュートラルレンジから走行用レンジに操作された、アクセルペダルが踏み込まれた、バッテリ１６の充電量が低下した、あるいはエンジン１、変速機４の油温が所定の低温度まで低下したときに成立したと判断される。
【００２９】
エンジン再始動条件が成立したと判断されたときは、ステップＳ４に進んで第１の回転電機２に励磁電流を流して初期励磁を行う。さらに、ステップＳ５、Ｓ６に進んで第１の回転電機２にトルク電流を流してトルクを立ち上げ、これによってエンジン１をクランキングし、所定のタイミングで燃料噴射及び点火を開始してエンジン１の再始動を行う。
【００３０】
一方、ステップＳ３でエンジン再始動条件が不成立と判断されたときはステップＳ７に進み、制動力Ｆｂがしきい値Ｆｂ１よりも小さくなっていないか判断される。しきい値Ｆｂは１０〜１２％こう配の上り坂において車両が後に下がらないようにするために必要な制動力に等しく設定される。制動力Ｆｂはブレーキマスタシリンダの油圧を検出するセンサ３１の出力信号から求めることができ、この場合、制動力Ｆｂが所定のしきい値Ｆｂ１よりも小さくなったということは、運転者がブレーキペダルを緩め、ブレーキマスタシリンダ油圧が所定の油圧を下回ったということを意味する。
【００３１】
制動力Ｆｂが所定のしきい値Ｆｂ１よりも小さくなったと判断されたときはステップＳ７に進み第２の回転電機１０にトルク電流を流してトルクを立ち上げるとともに、第１の回転電機２に励磁電流を流して初期励磁を行う。このとき第２の回転電機１０は既に初期励磁が完了しているのでトルク電流を流すと直ちにトルクを立ち上げることができる。
【００３２】
ステップＳ９では制動力Ｆｂが前記しきい値Ｆｂ１よりも小さいしきい値Ｆｂ２より小さくなったか判断される。このときのしきい値Ｆｂはクリープ駆動力に等しく設定される。そして、制動力Ｆｂがしきい値Ｆｂ２よりも小さくなったと判断されたときはステップＳ５、Ｓ６に進んで第１の回転電機２にトルク電流を流して第１の回転電機２のトルクを立ち上げエンジン１をクランキングし、所定のタイミングでエンジン１への燃料噴射及び点火を開始し、エンジン１の再始動を行う。
【００３３】
また、このとき、車両が動き始める時点でのエンジン１と第１の回転電機２の駆動力の合計と第２の回転電機１０の駆動力が等しくなるように、エンジン１及び第１の回転電機２の合計駆動力の上昇に合わせて第２の回転電機２の駆動力を減少させる。
【００３４】
次に上記制御を行うことによる作用を説明する。
【００３５】
図３はアイドルストップ状態でブレーキペダルが離されたことにより車両が発進するときに制動力、第２の回転電機１０の駆動力、エンジン１及び第１の回転電機２の駆動力の合計値、車速がどのように変化するかを示したタイムチャートである。
【００３６】
これに示すように、車両がアイドルストップ状態になった時刻ｔ０以降は第２の回転電機１０に励磁電流を継続的に流すことで初期励磁がされており、第２の回転電機１０はトルク電流が供給されれば直ちに駆動力を発生させることができる状態になっている。
【００３７】
このような状態でブレーキペダルが緩められて制動力が減少し始め、制動力Ｆｂが第１のしきい値Ｆｂ１よりも低下すると（時刻ｔ１）、第２の回転電機１０へのトルク電流の供給が開始され、第２の回転電機１０の駆動力が立ち上げられる。また、これと同時に第１の回転電機２に励磁電流の供給が開始され、第１の回転電機２の初期励磁が行われる。なお、この時点では制動力Ｆｂが第２の回転電機１０の駆動力を上回っており車両は停止したままである。
【００３８】
その後ブレーキペダルがさらに緩められ、制動力Ｆｂが第２のしきい値Ｆｂ２よりも低下すると（時刻ｔ２）、第１の回転電機２にもトルク電流の供給が開始され、第１の回転電機２の駆動力が立ち上げられる。そして、所定のタイミングでエンジン１への燃料噴射と火花点火が開始され、エンジン１が再起動される。
【００３９】
図４は時刻ｔ２におけるエンジン１の始動の様子を示したものである。これに示されるように、エンジン１を再始動させるときにはまず第１の回転電機２を力行させエンジン１のクランキングが開始される。そして、その後、例えばエンジン１及び第１の回転電機２の回転速度が所定回転まで上昇したところでエンジン１への燃料噴射と火花点火が開始される。燃料噴射と火花点火の噴射タイミングは同時でも良いし、いずれか一方を先に開始するようにしてもよい。エンジン１が自力回転し始めるとエンジン１のトルクが急激に上昇しようとするが、このとき第１の回転電機２に発電動作させることでトルクの過剰分を吸収し、エンジン１と第１の回転電機２の合計トルクを目標とするトルクに収束させる。
【００４０】
このようにして第１の回転電機２の立ち上げ及びエンジン１の再始動が行われるのであるが、図３にも示すように、時刻ｔ２以降ではエンジン１及び第１の回転電機２の駆動力の合計が上昇するのに合わせて第２の回転電機１０の駆動力が下げられる、すなわち、駆動力の総和（クリープ駆動力）が一定となるようにエンジン１及び第１の回転電機２の駆動力の合計の上昇分だけ第２の回転電機１０の駆動力が下げられる。このような制御を行うことにより、クリープ駆動力を一定に保ち、また、制動力Ｆｂが駆動力の総和を下回って車両が動き始める時刻ｔ３、さらにその後のブレーキペダルの踏み込みが完全に解除されて制動力Ｆｂがゼロになる時刻ｔ４において前輪側の駆動力と後輪側の駆動力を等しくすることができる。
【００４１】
このように、本発明に係るハイブリッド車両においては、アイドルストップ状態でブレーキペダルが離されると前輪を第２の回転電機１０で駆動し、後輪をエンジン１及び第１の回転電機２で駆動する４ＷＤ発進が行われるのであるが、車両が動き始める時点では前輪の駆動力と後輪の駆動力が等しくなっており、発進をスムーズに行うことができる。特に、濡れた路面や氷結路等の低μ路での発進では、いずれかの駆動輪の駆動力の立ち上がりが遅れると一時的に２ＷＤ発進となって先に駆動力が立ち上がったほうの駆動輪が滑ってしまい、発進安定性が低下するという問題があるが、本発明によればこのような２ＷＤ発進を確実に回避することができる。
【００４２】
また、アイドルストップ状態においては第１の回転電機２には励磁電流は流されておらず、第２の回転電機１０にのみ励磁電流が流されているので、アイドルストップ状態において第１の回転電機２にも励磁電流を継続的に流すものに比べて消費電力を抑え、車両の燃費性能を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、アイドルストップ中に制動力Ｆｂが所定のしきい値Ｆｂ１まで下がったタイミングで第１の回転電機２に励磁電流を流し始めるようにしているが、制動力Ｆｂをモニタし、その低下度合いから制動力Ｆｂがしきい値Ｆｂ２まで低下する時刻を予測し、この予測した時刻からモータ２の初期励磁に要する時間だけ前から第１の回転電機２に励磁電流を流し始めるようにしてもよい。このようにすれば、第１の回転電機２には必要最小限の間だけ初期励磁のための励磁電流が流されることになり、消費電力をさらに抑えることができる。特に、第１の回転電機２に初期励磁に要する時間の短い高性能の誘導モータを用いた場合、消費電力の抑制効果は高くなる。
【００４４】
また、後輪８をエンジン１及び第１の回転電機２で駆動し、前輪１３を第２の回転電機１０で駆動しているが、エンジン１及び第１の回転電機２で前輪１０を駆動し、第２の回転電機１０で後輪８を駆動するように構成することも勿論可能であり、かかる構成に対しても本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る４輪駆動型ハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】アイドルストップ状態からの再発進時に行われる制御の内容を示したフローチャートである。
【図３】アイドルストップ状態からの再発進時の様子を示したタイムチャートである。
【図４】エンジンが再始動されるときの様子を示したタイムチャートである。
【図５】誘導モータの励磁遅れを説明するための図である。
【図６】誘導モータの励磁遅れによる駆動力の立ち上がり遅れを説明するための図である。
【符号の説明】
１エンジン
２第１の回転電機（誘導モータ）
３トルクコンバータ
４変速機
８後輪
１０第２の回転電機（誘導モータ）
１３前輪
１６バッテリ
２０制御装置
３１制動力センサ（ブレーキマスタシリンダ油圧センサ）[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a hybrid vehicle that travels using the driving force of an engine and a motor, and more particularly, to start control from an idle stop state.
[0002]
[Prior art]
JP-A-8-300965 discloses a hybrid vehicle in which one of front and rear wheels is driven by an engine and the other is driven by a motor. In the hybrid vehicle having such a configuration, the drive system can be switched from the 2WD system that drives either the front wheels or the rear wheels to the 4WD system that drives all four wheels by driving the motor as needed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the hybrid vehicle having the above configuration, if another engine is combined with the engine, the engine can function as a generator during deceleration to regenerate braking energy applied to the engine drive shaft, or assist the engine during acceleration or the like. It is expected that further improvement in drivability and fuel efficiency will be achieved.
[0004]
With such a configuration, the engine can be automatically stopped when a predetermined condition is satisfied when the vehicle is stopped, and the engine can be restarted automatically when the vehicle restarts. Until the vehicle is restarted to generate the driving force, the driving force can be generated by the motor connected to the engine, and idle stop with a small start delay can be realized.
[0005]
However, when an induction motor is used as the motor in such a configuration, the following problem occurs when starting 4WD from the idle stop state. In other words, unlike a synchronous motor, an induction motor has an excitation delay.If the excitation current is not applied in advance and the rotor is not initially excited, the drive is performed until the excitation of the rotor is completed even if the drive force is generated immediately. Cannot generate force. As shown in FIG. 5, when the initial excitation is not performed, a certain time is required until the initial excitation is completed, and a delay (excitation delay) occurs before the rotation speed starts to rise. Therefore, even if the driver returns the brake pedal and tries to start the vehicle, the start is delayed due to the excitation delay.
[0006]
FIG. 6 shows a situation in which a start delay is caused by an excitation delay. As shown in this figure, even if the excitation of the motor is started when the braking force (braking force) becomes smaller than a certain value (time t5), it takes time until the excitation of the rotor is completed and a state where torque can be generated is obtained. Since a certain amount of time is required, at the time when the driver releases the brake pedal (time t6), the driving force cannot be sufficiently generated yet, which may cause the start to be slow.
[0007]
In order to prevent this start delay, it is conceivable to eliminate the excitation delay by continuously supplying the excitation current to the front-wheel and rear-wheel-side induction motors during idle stop to always be in the initial excited state. However, in this case, the power consumption during the idle stop increases, which causes the fuel consumption performance to deteriorate.
[0008]
Also, if the exciting current is continuously supplied only to the front wheel or rear wheel side induction motor to perform the initial excitation, a driving force can be immediately generated for the initially excited induction motor. However, although the start delay as described above disappears, when the vehicle starts to move, the driving force of 2WD or one of the wheels temporarily becomes unbalanced with the driving force of the other driving wheel. This may be a factor that lowers the starting stability, for example, the slip of the driven wheel. In particular, in the case where the motor on the side not connected to the engine is initially excited, the driving force of the initially excited motor is immediately generated when a torque current flows, whereas the combination of the engine and the motor is used. On the side, the time required for excitation (0.1 to 0.4 seconds) and the time required for increasing the rotation of the engine (0.2 seconds) are delayed, and this problem becomes remarkable.
[0009]
The present invention has been made in view of such a technical problem, and when starting from an idle stop state in a hybrid vehicle having the above-described configuration, the driving force on the front wheel side and the rear wheel side rises without delay, and the vehicle moves. It is an object of the present invention to equalize the driving forces on the front wheel side and the rear wheel side at the time of starting to realize a stable 4WD start.
[0010]
[Means for solving the problem]
According to a first aspect of the present invention, in a four-wheel drive hybrid vehicle, the first and second drive wheels provided independently of each other, an engine and a first induction motor connected thereto are provided. A first drive device that drives one drive wheel, a second drive device that is configured with a second induction motor and drives the second drive wheel, and a second drive device that stops when a predetermined idle stop condition is satisfied when the vehicle stops. The engine is stopped, and idle stop means for restarting the engine when a predetermined engine restart condition is satisfied, means for detecting a braking force acting on the vehicle, and a control device, the control device comprising: An exciting current is continuously supplied to the second induction motor while the idle stop means is stopping the engine, and the idle stop is performed by reducing the braking force. When starting the vehicle from the state where the engine stops the engine, first, after the timing when the braking force starts to decrease, the torque current is supplied to the second induction motor and the first induction motor is supplied to the second induction motor. Starting the supply of the exciting current, and then supplying the torque current to the first induction motor at the timing when the braking force further decreases, thereby cranking the engine and restarting the engine, And the driving force of the second induction motor is decreased in accordance with the increase in the total driving force of the first induction motor, and the vehicle is started so that the driving force on the front wheel side and the rear wheel side at the time when the vehicle starts to move become equal. It is characterized by performing.
[0011]
According to a second aspect, the control device according to the first aspect is configured such that when the braking force decreases to a first threshold value, a torque current is supplied to the second induction motor and a torque current is supplied to the first induction motor. Starting the supply of the exciting current, and then starting the supply of the torque current to the first induction motor when the braking force decreases to a second threshold value lower than the first threshold value. It is a feature.
[0012]
In a third aspect of the present invention, the control device according to the first aspect of the present invention controls the supply of the exciting current to the first induction motor by at least the timing of starting the supply of the torque current to the first induction motor. The present invention is characterized in that it is started from a time required for initial excitation of one induction motor.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, when the control device according to the first aspect reduces the driving force of the second induction motor in accordance with an increase in the total driving force of the engine and the first induction motor, The driving force of the second induction motor is reduced so that the sum of the driving forces of the first induction motor and the second induction motor becomes constant.
[0014]
[Action and effect]
Therefore, in the hybrid vehicle according to the present invention, when a predetermined idle stop condition is satisfied when the vehicle is stopped, the engine is stopped, the engine enters an idle stop state, and when the brake pedal is released in the idle stop state, the first drive wheel is driven by the engine. Then, a 4WD start is performed in which the vehicle is driven by the first induction motor and the second drive wheel is driven by the second induction motor.
[0015]
When the braking force is reduced to a certain level, the driving force of the second induction motor is started, and the excitation of the first induction motor is started. When the braking force is further reduced, the driving force of the first induction motor is started. The engine is restarted, and the driving force of the second induction motor is reduced according to the increase in the total driving force of the engine and the first induction motor. The same driving force can be applied to the wheels without delay, and a smooth start can be achieved (first to third inventions). Also, during the idle stop, the exciting current is not passed through the first induction motor and the exciting current is passed only through the second induction motor, so that the power consumption is suppressed and the fuel efficiency of the vehicle is improved. be able to.
[0016]
When the driving force of the second induction motor is reduced in accordance with the increase in the total driving force of the engine and the first induction motor when the engine is restarted, the driving of the engine, the first induction motor, and the second induction motor is reduced. If the sum of the forces is made constant, the creep driving force at the time of starting can be made constant, and the starting stability can be further improved (fourth invention).
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a four-wheel drive hybrid vehicle according to the present invention. A first rotating electric machine 2 is mechanically connected to the engine 1, and the engine 1 and the first rotating electric machine 2 further include a torque converter 3, an automatic transmission 4, a propeller shaft 5, a rear wheel differential The device 6 is connected to a rear wheel 8 via a rear wheel drive shaft 7.
[0019]
The first rotating electric machine 2 is an AC induction motor, and can be driven to rotate by passing an exciting current to excite a rotor and then passing a torque current. The first rotating electric machine 2 is used when starting (cranking) the engine 1 or assisting the engine output during acceleration or traveling uphill, and is also used to regenerate braking energy during deceleration.
[0020]
A second rotating electric machine 10 is provided mechanically independent of the engine 1, the first rotating electric machine 2, and the like. The second rotating electric machine 10 includes a front wheel differential device 11, a front wheel drive shaft. It is connected to the front wheel 13 via 12. The second rotating electric machine 10 is also an AC induction motor like the first rotating electric machine 2, and is driven when four-wheel drive is required.
[0021]
The first rotating electric machine 2 and the second rotating electric machine 10 are connected to a battery 16 via inverters 15a and 15b, respectively. The electric power required during power running is supplied from the battery 16 and the electric power regenerated during regenerative operation. Thus, the battery 16 is charged.
[0022]
The control of the engine 1, the first rotating electric machine 2, and the second rotating electric machine 10 is performed by a control device 20 including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The controller 20 distributes the required driving force obtained from the accelerator operation amount, the vehicle speed, and the like to the engine 1 and the first rotating electric machine 2 and the second rotating electric machine 10 during normal traveling, and the engine 1, the first rotating electric machine 10, and the like. The driving force control of the rotating electric machine 2 and the second rotating electric machine 10 is performed.
[0023]
When a predetermined idle stop condition is satisfied when the vehicle is stopped, the control device 20 automatically stops the engine 1 to suppress fuel consumption and emission emissions. The idle stop condition is, for example, in a situation where the select lever is in the travel range, the vehicle speed is zero, and the brake pedal is depressed, the battery 16 is sufficiently charged, and the brake booster negative pressure has developed to a predetermined level or more. It is determined that the condition is satisfied when the engine 1 and the transmission 4 have been warmed up. In this idle stop state, the engine 1 is automatically restarted when a predetermined engine restart condition is satisfied.
[0024]
Further, when the brake pedal is released in the idle stop state, the driver intends to start the vehicle. In order to perform a smooth start in a four-wheel drive vehicle, four wheels are required at the time when the vehicle starts to move. In this case, the driving force (front wheel driving force) of the second rotary electric machine 10 and the engine 1 and the first rotation at the time when the vehicle starts to move are required. Start control described below is performed so that the driving force (rear wheel driving force) of the electric machine 2 becomes equal.
[0025]
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the control performed when the vehicle restarts from the idle stop state, and is repeatedly executed by the control device 20 during the idle stop.
[0026]
According to this, first, in step S1, it is determined whether or not the vehicle is currently in the idle stop state. When it is determined that the vehicle is in the idle stop state, the process proceeds to step S2, and when it is determined that the vehicle is not in the idle stop state, The process ends.
[0027]
In step S2, an exciting current is started to flow through the second rotating electrical machine 10, and the second rotating electrical machine 10 is initially excited. As a result, the exciting current is continuously supplied to the second rotating electric machine 10 during the idle stop.
[0028]
In step S3, it is determined whether a predetermined engine restart condition is satisfied. The engine restart conditions include, for example, when the vehicle speed is zero and the brake is depressed, the select lever is operated from the neutral range to the travel range, the accelerator pedal is depressed, and the charge amount of the battery 16 is reduced. Alternatively, it is determined that the condition is satisfied when the oil temperature of the engine 1 and the transmission 4 has decreased to a predetermined low temperature.
[0029]
When it is determined that the engine restart condition is satisfied, the process proceeds to step S4, in which an exciting current is supplied to the first rotating electric machine 2 to perform initial excitation. Further, the process proceeds to steps S5 and S6, in which a torque current is supplied to the first rotating electric machine 2 to increase the torque, thereby cranking the engine 1 and starting fuel injection and ignition at a predetermined timing to start the engine 1. Perform a restart.
[0030]
On the other hand, when it is determined in step S3 that the engine restart condition is not satisfied, the process proceeds to step S7, and it is determined whether the braking force Fb is smaller than the threshold value Fb1. The threshold value Fb is set equal to the braking force required to prevent the vehicle from falling backward on an uphill slope of 10 to 12%. The braking force Fb can be obtained from the output signal of the sensor 31 that detects the oil pressure of the brake master cylinder. In this case, the fact that the braking force Fb has become smaller than the predetermined threshold value Fb1 means that the driver has Means that the brake master cylinder oil pressure has fallen below a predetermined oil pressure.
[0031]
If it is determined that the braking force Fb has become smaller than the predetermined threshold value Fb1, the process proceeds to step S7, in which a torque current is supplied to the second rotating electric machine 10 to increase the torque, and the first rotating electric machine 2 is excited. A current is applied to perform initial excitation. At this time, since the second rotating electric machine 10 has already completed the initial excitation, the torque can be immediately raised when the torque current flows.
[0032]
In step S9, it is determined whether the braking force Fb has become smaller than a threshold value Fb2 smaller than the threshold value Fb1. The threshold value Fb at this time is set equal to the creep driving force. When it is determined that the braking force Fb has become smaller than the threshold value Fb2, the process proceeds to steps S5 and S6, in which a torque current is supplied to the first rotating electric machine 2 to increase the torque of the first rotating electric machine 2. The engine 1 is cranked, fuel injection and ignition to the engine 1 are started at a predetermined timing, and the engine 1 is restarted.
[0033]
Further, at this time, the engine 1 and the first rotating electric machine 10 are set so that the total driving force of the engine 1 and the first rotating electric machine 2 at the time when the vehicle starts to move is equal to the driving force of the second rotating electric machine 10. The driving force of the second rotating electric machine 2 is reduced in accordance with the increase in the total driving force of the second rotating electric machine 2.
[0034]
Next, the operation of the above control will be described.
[0035]
FIG. 3 shows the braking force, the driving force of the second rotating electric machine 10, the total value of the driving forces of the engine 1 and the first rotating electric machine 2 when the vehicle starts due to the release of the brake pedal in the idle stop state, 5 is a time chart showing how the vehicle speed changes.
[0036]
As shown in the figure, after time t0 when the vehicle enters the idle stop state, the exciting current is continuously supplied to the second rotating electric machine 10 to perform the initial excitation. Is supplied, the driving force can be generated immediately.
[0037]
In this state, when the brake pedal is loosened and the braking force starts to decrease and the braking force Fb falls below the first threshold value Fb1 (time t1), the torque current is supplied to the second rotating electric machine 10. Is started, and the driving force of the second rotating electric machine 10 is raised. At the same time, the supply of the exciting current to the first rotating electric machine 2 is started, and the initial excitation of the first rotating electric machine 2 is performed. At this point, the braking force Fb exceeds the driving force of the second rotating electric machine 10, and the vehicle remains stopped.
[0038]
Thereafter, when the brake pedal is further released and the braking force Fb falls below the second threshold value Fb2 (time t2), the supply of torque current to the first rotating electric machine 2 is also started, and the first rotating electric machine 2 is started. Drive force is started. Then, fuel injection to the engine 1 and spark ignition are started at a predetermined timing, and the engine 1 is restarted.
[0039]
FIG. 4 shows how the engine 1 is started at time t2. As shown in the figure, when the engine 1 is restarted, first, the first rotating electric machine 2 is powered and cranking of the engine 1 is started. Then, after that, for example, when the rotation speeds of the engine 1 and the first rotary electric machine 2 increase to a predetermined rotation, fuel injection into the engine 1 and spark ignition are started. The fuel injection timing and the spark ignition injection timing may be simultaneous or one of them may be started first. When the engine 1 starts to rotate on its own, the torque of the engine 1 tends to increase sharply. At this time, the first rotating electric machine 2 causes the first rotating electric machine 2 to perform a power generation operation to absorb the excess torque, and the engine 1 and the first rotation The total torque of the electric machine 2 is made to converge to the target torque.
[0040]
Thus, the start-up of the first rotating electric machine 2 and the restart of the engine 1 are performed. As shown in FIG. 3, the driving force of the engine 1 and the first rotating electric machine 2 after time t2. Are increased, the driving force of the second rotating electric machine 10 is reduced, that is, the driving of the engine 1 and the first rotating electric machine 2 is controlled so that the total driving force (creep driving force) is constant. The driving force of the second rotating electric machine 10 is reduced by the increase in the total force. By performing such control, the creep driving force is kept constant, the braking force Fb falls below the sum of the driving forces, and the vehicle starts to move at time t3, and further the depression of the brake pedal is completely released. At time t4 when the braking force Fb becomes zero, the driving force on the front wheel side and the driving force on the rear wheel side can be made equal.
[0041]
As described above, in the hybrid vehicle according to the present invention, when the brake pedal is released in the idle stop state, the front wheels are driven by the second rotating electric machine 10, and the rear wheels are driven by the engine 1 and the first rotating electric machine 2. Although the 4WD start is performed, the driving force of the front wheels is equal to the driving force of the rear wheels at the time when the vehicle starts to move, so that the start can be performed smoothly. In particular, when starting on a low μ road such as a wet road surface or an icy road, if the rise of the driving force of any one of the driving wheels is delayed, the driving wheel temporarily becomes 2WD starting and the driving wheel whose driving force rises first is started. However, according to the present invention, such a 2WD start can be reliably avoided.
[0042]
Further, in the idle stop state, the exciting current is not flowing through the first rotating electrical machine 2 and the exciting current is flowing only through the second rotating electrical machine 10, so that the first rotating electrical machine is in the idle stop state. 2, the power consumption can be suppressed as compared with the case where the exciting current is continuously passed, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
[0043]
In the above-described embodiment, the exciting current starts to flow to the first rotating electric machine 2 at the timing when the braking force Fb drops to the predetermined threshold value Fb1 during the idle stop, but the braking force Fb is monitored. The time at which the braking force Fb falls to the threshold value Fb2 is predicted based on the degree of the decrease, and the exciting current is started to flow to the first rotating electric machine 2 from the predicted time by the time required for the initial excitation of the motor 2. It may be. By doing so, the exciting current for the initial excitation flows through the first rotating electric machine 2 only for the minimum necessary time, and the power consumption can be further suppressed. In particular, when a high-performance induction motor that requires a short time for the initial excitation is used for the first rotating electric machine 2, the effect of suppressing power consumption is increased.
[0044]
The rear wheel 8 is driven by the engine 1 and the first rotating electric machine 2, and the front wheel 13 is driven by the second rotating electric machine 10. However, the front wheel 10 is driven by the engine 1 and the first rotating electric machine 2. Of course, it is also possible to configure the second rotating electric machine 10 to drive the rear wheel 8, and the present invention can be applied to such a configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive hybrid vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of control performed when restarting from an idle stop state.
FIG. 3 is a time chart showing a state when the vehicle restarts from an idle stop state.
FIG. 4 is a time chart showing a state when the engine is restarted.
FIG. 5 is a diagram for explaining the excitation delay of the induction motor.
FIG. 6 is a diagram for explaining a rise delay of a driving force due to a delay in excitation of an induction motor.
[Explanation of symbols]
1 engine 2 first rotating electric machine (induction motor)
3 Torque converter 4 Transmission 8 Rear wheel 10 Second rotating electric machine (Induction motor)
13 Front wheel 16 Battery 20 Control device 31 Braking force sensor (Brake master cylinder oil pressure sensor)

Claims

A first drive wheel and a second drive wheel provided independently of each other;
A first drive device configured with an engine and a first induction motor connected thereto for driving the first drive wheel;
A second drive device that is configured by a second induction motor and drives the second drive wheel; and stops the engine when a predetermined idle stop condition is satisfied when the vehicle is stopped, and a predetermined engine restart condition is satisfied. Idle stop means for restarting the engine when the
Means for detecting a braking force acting on the vehicle;
A control device;
With
The control device includes:
While the idle stop means stops the engine, an exciting current is continuously passed through the second induction motor,
When the vehicle is started from a state in which the idle stop means stops the engine due to a decrease in the braking force, first, after the timing at which the braking force has started to decrease, the torque current to the second induction motor is reduced. And supplying an exciting current to the first induction motor,
Thereafter, a torque current is supplied to the first induction motor at a timing when the braking force further decreases, thereby cranking the engine and restarting the engine,
The driving force of the second induction motor is reduced in accordance with the increase in the total driving force of the engine and the first induction motor so that the driving force of the front wheel and the rear wheel at the time when the vehicle starts to move become equal. To launch,
A four-wheel drive hybrid vehicle characterized by the above-mentioned.

The control device includes:
When the braking force has decreased to a first threshold value, starting supply of torque current to the second induction motor and supply of excitation current to the first induction motor;
After that, when the braking force decreases to a second threshold value lower than the first threshold value, the supply of the torque current to the first induction motor is started,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein:

The control device includes:
The supply of the exciting current to the first induction motor is started at least by a time required to initially excite the first induction motor before the start of the supply of the torque current to the first induction motor. Start,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein:

The control device includes:
When decreasing the driving force of the second induction motor in accordance with the increase in the total driving force of the engine and the first induction motor, the sum of the driving forces of the engine, the first induction motor and the second induction motor is reduced. Reduce the driving force of the second induction motor so that is constant,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein: