JP4222004B2

JP4222004B2 - Hybrid car

Info

Publication number: JP4222004B2
Application number: JP2002333789A
Authority: JP
Inventors: 浩司勝田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004169576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関の出力軸と該電動機の回転軸とが一体回転可能なハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、プラネタリギヤを介してエンジンのクランクシャフトとモータジェネレータの回転軸と駆動軸とが接続されると共に駆動軸にモータの回転軸が接続されたものが提案されている（特許文献１）。このハイブリッド自動車では、モータジェネレータを駆動してエンジンを始動する際や駆動しているエンジンを停止する際には、エンジンから出力されるトルクが小さくなるようにエンジンを制御、例えばスロットルバルブの開度や点火時期などを制御することにより、エンジン始動時や停止時に予期しないトルクショックが生じるのを防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２１２９８３号公報（図１，図８，図９，図１８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたハイブリッド自動車では、上述の構成においては適した制御であっても、これとは異なる構成、例えばエンジンとモータとが一体回転可能に構成されているときは、その構成に適応したエンジン制御を実施する必要がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、こうした問題を解決し、内燃機関の出力軸と電動機の回転軸とが一体回転可能なハイブリッド自動車において内燃機関の始動や停止に伴って生じ得るトルクショックを低減してドライバビリティをより向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１のハイブリッド自動車は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関の出力軸と該電動機の回転軸とが一体回転可能なハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関が運転されているときに該内燃機関の停止が指示されたときには、該内燃機関の停止の前後のトルク変動が小さくなるよう調整されると共に該調整後に該内燃機関が停止されるよう該内燃機関を運転制御する内燃機関制御手段
を備えることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第１のハイブリッド自動車では、内燃機関が運転されているときに内燃機関の停止が指示されたときには、内燃機関の停止の前後のトルク変動が小さくなるよう調整されると共にこの調整後に内燃機関が停止するよう制御するから、内燃機関の停止に伴って生じ得るトルクショックを低減することができる。この結果、ドライバビリティをより向上させることができる。
【０００９】
こうした本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の停止が指示されたときには、前記出力軸から出力されるトルクが略ゼロの状態となるよう制御し、該内燃機関の停止の前後のトルク変動が小さくなるよう調整されると共に該調整後に該内燃機関が停止されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の停止に伴って生じ得るトルクショックをより低減することができる。この態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記出力軸から出力されるトルクが略ゼロの状態で前記内燃機関を運転する制御を前記内燃機関制御手段に指令し、前記内燃機関を停止させる際のトルク変動が小さくなる調整を前記内燃機関制御手段に指令し、該調整後に該内燃機関を停止する制御を前記内燃機関制御手段に指令する指令手段を備えるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記内燃機関制御手段は、前記トルク変動を小さくする調整として前記内燃機関の点火時期，前記内燃機関の吸気弁の開閉時期，前記内燃機関への燃料の噴射時期，前記内燃機関の減筒運転制御のうちの少なくとも一つの調整を伴って前記内燃機関が停止されるよう制御する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記内燃機関制御手段は、前記トルク変動を小さくする調整として前記内燃機関の点火時期を可燃範囲内の遅角側の所定の点火時期となるよう制御すると共に点火時期が該所定の点火時期となったときに前記内燃機関が停止されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記電動機を駆動制御する電動機制御手段を備え、前記内燃機関制御手段と前記電動機制御手段は、前記駆動軸に要求される動力を前記内燃機関からの動力と前記電動機からの動力とにより前記駆動軸に作用させるよう前記内燃機関と前記電動機を各々制御する手段であるものとすることもできる。ここで「動力」には、正の動力の他、負の動力、即ち制動力も含まれる。この態様の本発明の第１のハイブリッド自動車において、前記内燃機関からの動力と前記電動機からの動力とを入力すると共に入力した動力を変速して前記駆動軸に出力する変速機と、前記変速機の変速比を制御する変速機制御手段とを備え、前記内燃機関制御手段と前記電動機制御手段と前記変速機制御手段は、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸とが一体回転しているとき、前記駆動軸に要求される制動力を、前記内燃機関の回転抵抗による制動力と前記電動機の回生制動による制動力とにより前記駆動軸に作用させるよう前記内燃機関と前記電動機と前記変速機の各々を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、安定した制動力を駆動軸に作用させることができる。
【００１２】
本発明の第２のハイブリッド自動車は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関の出力軸と該電動機の回転軸とが一体回転可能なハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関が停止されているときに該内燃機関の始動が指示されたときには、該内燃機関から出力されるトルクが小さい状態で該内燃機関が始動されるよう該内燃機関を制御する内燃機関制御手段
を備えることを要旨とする。
【００１３】
この本発明の第２のハイブリッド自動車では、内燃機関が停止されているときに内燃機関の始動が指示されたときには、内燃機関からのトルクが小さい状態で内燃機関が始動されるよう内燃機関を制御するから、内燃機関の始動に伴って生じ得るトルクショックを低減することができる。この結果、ドライバビリティをより向上させることができる。
【００１４】
こうした本発明の第２のハイブリッド自動車において、記内燃機関の始動が指示されたときには、該内燃機関から出力されるトルクが小さい状態で該内燃機関を始動する制御を前記内燃機関制御手段に指令すると共に、該出力されるトルクが小さい状態から該内燃機関に要求されるトルクを出力する制御を前記内燃機関制御手段に指令する指令手段を備えるものとすることもできる。
【００１５】
また、本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の点火時期，前記内燃機関の吸気弁の開閉時期，前記内燃機関への燃料の噴射時期，前記内燃機関の減筒運転制御のうちの少なくとも一つの調整を伴って前記内燃機関を始動する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第２のハイブリッド自動車において、前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の点火時期を可燃範囲内の遅角側の所定の点火時期となるよう制御すると共に該内燃機関の始動後は最適な点火時期となるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００１６】
本発明の第３のハイブリッド自動車は、
駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備え、該内燃機関の出力軸と該電動機の回転軸とが一体回転可能なハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関を運転制御する内燃機関制御手段と、
前記電動機を運転制御する電動機制御手段と、
前記内燃機関制御手段と前記電動機制御手段とに出力指令を含む制御指令を送信するハイブリッド制御手段とを備え、
前記ハイブリッド制御手段は、前記内燃機関制御手段または前記電動機制御手段に対して正から負または負から正となる出力指令を送信する際には、対応する前記内燃機関または前記電動機からの出力を緩やかに変化させる制御指令を対応する前記内燃機関制御手段または前記電動機制御手段に送信する手段であることを要旨とする。
【００１７】
この本発明の第３のハイブリッド自動車では、内燃機関を運転制御する内燃機関制御手段と電動機を運転制御する電動機制御手段とに出力指令を含む制御指令を送信するハイブリッド制御手段が、内燃機関制御手段または電動機制御手段に対して正から負または負から正となる出力指令を送信する際には、対応する内燃機関または電動機からの出力を緩やかに変化させる制御指令を対応する内燃機関制御手段または電動機制御手段に送信するから、内燃機関または電動機の出力を正から負または負から正へ変化させる際のショックを低減することができ、ドライバビリティをより向上させることができる。
【００１８】
本発明の第１または第２または第３のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸に接続された第１の軸と前記電動機の回転軸に接続された第２の軸と第３の軸とを有し該３軸のうちいずれか２軸から入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力機構と、前記第３の軸と前記駆動軸または前記駆動軸に動力を伝達可能に接続された動力伝達軸とを接続および接続解除可能な第１の接続解除手段と、前記第２の軸と前記駆動軸または前記駆動軸に動力を伝達可能に接続された動力伝達軸とを接続および接続解除可能な第２の接続解除手段とを備えるものとすることもできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、実施例のハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２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１に示すように、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２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４を介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２０】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。図２に示すように、エアクリーナ１２２とスロットルバルブ１２４とを介して吸入された空気は燃料噴射弁１２６から噴射されたガソリンと混合され、吸気バルブ１２８の開弁に伴って燃焼室に吸入される。そして、点火プラグ１３０による電気火花によって点火されて爆発燃焼し、その爆発燃料により押し下げられたピストン１３２の直線運動をクランクシャフト２４の回転運動に変換する。爆発燃焼した後の排気は、浄化装置１３４によって浄化されて外気へ排出される。吸気バルブ１２８は可変バルブタイミング機構１５０によって開閉駆動される。可変バルブタイミング機構１５０は、吸気カムシャフトのクランク角に対する位相を進角または遅角により吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更することができるようになっている。エンジン２２のクランクシャフト２４には、図１に示すように、補機（図示せず）に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がベルト２８を介して接続されている。
【００２１】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により制御されている。エンジンＥＣＵ２９には、エンジン２２の状態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、エンジンＥＣＵ２９には、クランクシャフト２４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０や、エンジン２２の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ１４２、燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４、スロットルバルブ１２４の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６などが接続されており、上記各センサから信号が入力されている。また、エンジンＥＣＵ２９からは、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４の開度を調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。
【００２２】
プラネタリギヤ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に噛合する第１ピニオンギヤ３３とこの第１ピニオンギヤ３３およびリングギヤ３２に噛合する第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、サンギヤ３１およびキャリア３５を介してエンジン２２とモータ４０との間で出力のやりとりができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００２３】
モータ４０は、例えば発電機として駆動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４３を介して二次電池４４と電力のやりとり行なう。モータ４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５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４０に印加される相電流，二次電池４４の端子間に配置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッチング制御信号などが出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７により検出された充放電電流の積算値や電圧センサ４６により検出された端子間電圧などに基づいて二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９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４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータ４０の運転状態や二次電池４４の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。
【００２４】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられたベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段変速してアウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行われている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉやアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏが入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９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の制御信号によってＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０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。
【００２５】
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、一時的にデータを記憶する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、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２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８３からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８４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８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１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。また、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ＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。
【００２６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、アクセルオフ時にエンジン２２を停止させる際の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続の状態でブレーキＢ１が開放の状態、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１が一体の回転体として回転しているときであってアクセルペダルポジションセンサ８３によりアクセルペダル８２のオフが検出されているときに所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２７】
アクセルオフ時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、シフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，回転数センサ６１および回転数センサ６２からの回転数Ｎｉ，Ｎｏ，車速センサ８６からの車速Ｖ，残容量（ＳＯＣ）や温度センサ４５ｂにより検出されるバッテリ温度ｔｂや温度センサ４８により検出されるモータ温度ｔｍなどモータＥＣＵ４９から送信されるデータなどを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。
【００２８】
続いて、読み込んだ車速ＶやシフトポジションＳＰから駆動輪６６ａ，６６ｂに作用させるべき目標制動パワーＰｏを設定する（ステップＳ１０２）。この目標制動パワーＰｏの設定は、実施例では、シフトポジションＳＰに応じてアウトプットシャフト５２上における減速用のトルクを予め設定してマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、シフトポジションＳＰが与えられるとマップから対応する減速用のトルクを導出し、導出したトルクにアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏを乗じることにより行なうことができる。
【００２９】
そして、読み込んだ二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）やバッテリ温度ｔｂ、モータ温度ｔｍに基づいてモータ４０の回生制限値Ｐｍａｘを設定する（ステップＳ１０４）。モータ４０の回生制限値Ｐｍａｘは、二次電池４４の性能や状態、モータ４０の性能や冷却性能などにより定まるものであり、実施例では、残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度ｔｂとモータ温度ｔｍとモータ回生制限値Ｐｍａｘとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）とバッテリ温度ｔｂとモータ温度ｔｍとが与えられるとマップから対応するモータ回生制限値Ｐｍａｘが導出されるものとした。
【００３０】
こうして目標制動パワーＰｏとモータ回生制限値Ｐｍａｘとが設定されると、燃料供給フラグＦの値を調べる（ステップＳ１０６）。ここで、燃料供給フラグＦは、エンジン２２への燃料供給の有無を表わすフラグであり、例えば、エンジン２２の始動が要求されたときに図示しないフラグ設定処理ルーチンにより値０に設定され、後述するように燃料カットが指令される本ルーチンのステップＳ１３４の処理で値１に設定される。フラグＦの値が値０、すなわちエンジン２２への燃料供給を行なっているときには、目標制動パワーＰｏがモータ回生制限値Ｐｍａｘ以下であるか否か、すなわち目標制動パワーＰｏのすべてをモータ４０による回生制動による制動力で受け持つことができるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。目標制動パワーＰｏがモータ回生制限値Ｐｍａｘ以下であると判定されると、次に、カウンタＣの値が所定の閾値Ｃｓｅｔ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、所定の閾値Ｃｓｅｔは、ステップＳ１０６〜Ｓ１２２の処理を繰り返す回数、すなわち後述する点火進角ＦＴの調整処理を繰り返す回数として設定される値である。なお、カウンタＣの値の初期値は値０に設定されている。カウンタＣの値が閾値Ｃｓｅｔ未満であると判定されると、更に、カウンタＣの値が値０であるか否かを判定し（ステップＳ１１２）、カウンタＣの値が値０であると判定されたときには、エンジン２２が出力すべきトルクとしてのエンジントルク指令Ｔｅ＊を値０に設定すると共に（ステップＳ１１４）、モータ４０が出力すべき制動パワーとしてのモータ制動パワーＰｍ＊を前述の目標制動パワーＰｏに設定し（ステップＳ１１８）、ＣＶＴ５０の変速比としてのインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊をモータ４０の回生効率が高くなる値に設定すると共に（ステップＳ１２０）、モータ制動パワーＰｍ＊から目標回転数Ｎｉ＊を除してモータ４０が出力すべきトルクとしてのモータトルク指令Ｔｍ＊を設定する（ステップＳ１２２）。こうして各指令を設定すると、カウンタＣの値をインクリメントして（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。これにより、エンジンＥＣＵ２９は設定されたトルク指令Ｔｅ＊に基づいてクランクシャフト２４からトルクの出力なしにエンジン２２が運転されるようエンジン２２を運転制御し、モータＥＣＵ４９は設定されたトルク指令Ｔｍ＊に基づいて目標制動パワーＰｏに見合う電力がモータ４０から回生されるようモータ４０を運転制御し、ＣＶＴＥＣＵ５９は設定された目標回転数Ｎｉ＊でＣＶＴ５０が運転されるようＣＶＴ５０を駆動制御する。したがって、駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に目標制動パワーＰｏを出力するのにモータ４０の回生制動による制動力が用いられ、エンジン２２からはトルクは出力されない。
【００３１】
ステップＳ１１２の処理において、カウンタＣの値が値０ではないと判定されたとき、すなわち一旦エンジン２２をトルクの出力なしの状態で運転させると、点火進角ＦＴを前回の点火進角ＦＴから所定量ΔＦＴだけ遅角して設定する処理を実行する（ステップＳ１１６）。この処理では、前述したように、カウンタＣの値が閾値Ｃｓｅｔ以上となるまで繰り返されるから、エンジン２２がトルクの出力なしで運転されている状態から点火進角ＦＴが所定量Ｃｓｅｔ×ΔＦＴ（例えば、可燃範囲の最遅角）になるまで徐々に遅角側に調整されることになる。これは、一般に、エンジン２２は点火進角ＦＴが可燃範囲の最遅角のときに最も出力がダウンする特性を有するから、エンジン２２を停止させる際に点火進角ＦＴを徐々に遅角側となるように調整することにより、エンジン２２の停止の前後のトルク変動を小さくすることができ、エンジン２２を停止させたときのトルクショックをより低減することができることに基づいている。
【００３２】
ステップＳ１１０の処理において、カウンタＣの値が閾値Ｃｓｅｔ以上と判定されたとき、すなわちエンジン２２の点火進角ＦＴが所定量になるまで遅角されると、後述するようにエンジン２２への燃料供給をカットしてエンジン２２を停止させる処理が行なわれる。この処理は、まず、目標制動パワーＰｏからエンジン２２の摩擦力やポンピングロスなどの回転抵抗により作用する制動力としてエンジン２２により分担される制動パワーＰｅ＊とモータ４０の回生制動により作用する制動力としてモータ４０により分担される制動パワーＰｍ＊とを計算する（ステップＳ１２６）。制動パワーＰｅ＊と制動パワーＰｍ＊は、例えば、ハイブリッド自動車２０の効率を向上させるために、Ｐｏ＝Ｐｅ＊＋Ｐｍ＊を満たすと共に制動パワーＰｍ＊がモータ４０の回生制限値Ｐｍａｘを超えない範囲内においてできる限り回生電力が多くなるように設定することができる。勿論、Ｐｏ＝Ｐｅ＊＋Ｐｍ＊を満たすと共に制動パワーＰｍ＊がモータ４０の回生制限値Ｐｍａｘを超えない限りにおいて如何なる配分により制動パワーＰｅ＊と制動パワーＰｍ＊を設定するものとしても構わない。
【００３３】
そして、エンジン２２のフリクションパワーが制動パワーＰｅ＊となる回転数をインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊（ＣＶＴ５０の変速比）として設定する（ステップＳ１２８）。クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続の状態でブレーキＢ１が解放の状態、すなわちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１が一体の回転体として回転しているときを考えているから、インプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊はエンジン２２の回転数やモータ４０の回転数と同じになる。そして、制動パワーＰｍ＊を目標回転数Ｎｉ＊で除してモータ４０のトルク指令Ｔｍ＊を設定すると共に（ステップＳ１３０）、エンジン２２を燃料カットで運転されるよう燃料カット運転指令を設定し（ステップＳ１３２）、燃料供給フラグＦの値を値１に設定して（ステップＳ１３４）、本ルーチンを終了する。
【００３４】
ステップＳ１０８の処理において、目標制動パワーＰｏがモータ回生制限値Ｐｍａｘ以下でないと判定されたときには、目標制動パワーＰｏのすべてをモータ４０の回生制動による制動力で受け持つことができないと判断して、エンジン２２をトルクの出力なしで運転すると共にこの状態から点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整する処理（ステップＳ１１２〜Ｓ１２４の処理）を実行することなく、直ちにエンジン２２への燃料供給をカットして目標制動パワーＰｏをエンジン２２の回転抵抗による制動力とモータ４０の回生制動による制動力とにより受け持つよう処理して（ステップＳ１２６〜Ｓ１３４）、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１０６の処理において、フラグＦの値が値０でないと判定されたときには、エンジン２２への燃料供給は既にカットされているから、ステップＳ１２６〜Ｓ１３４の処理が実行される。
【００３５】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセルオフ時に駆動軸に制動力が要求されたときには、一旦エンジン２２をトルクの出力なしで運転すると共にこの状態から点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整してからエンジン２２を停止するから、エンジン２２を停止する際に生じ得るトルクショックをより低減させることができる。この結果、ドライバビリティをより向上させることができる。
【００３６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセルオフ時に駆動軸に制動力が要求されたことによりエンジン２２を停止させる場合に、トルクショックを低減する処理を実行、すなわち点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整するものとしたが、エンジン２２の停止が要求されたときであればその他の場合でも、点火進角ＦＴを遅角側に調整する処理を行なうものとしてもよい。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を停止させる際に一旦エンジン２２をトルクの出力なしで運転すると共にこの状態から点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整してからエンジン２２への燃料供給をカットするものとしたが、エンジン２２をトルクの出力なしで運転することなく点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整してからエンジン２２への燃料供給をカットするものとしても構わない。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、エンジン２２を停止させる際のトルクショックを低減するために、エンジン２２の点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整するものとしたが、これに限られず、エンジン２２の吸気バルブ１２８の開閉タイミングを徐々に遅角側に調整したり、エンジン２２が直接噴射方式のエンジンであれば燃料噴射弁１２６による燃料噴射のタイミングを遅延させるように調整したり、エンジン２２が複数の気筒を有するものであれば駆動する気筒（燃料を供給する気筒）を減らすように調整したりしてエンジン２２を停止させる際のトルクショックを低減するものとしても構わない。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を停止させる際にトルクショックを低減する処理、すなわちエンジン２２の点火進角ＦＴを徐々に遅角側に調整するものとしたが、エンジン２２を始動させる際に点火進角ＦＴを調整してエンジン２２を始動させる際に生じ得るトルクショックを低減させるものとしても構わない。エンジン２２を始動させる際の処理は、例えば、図４に例示するエンジン始動時運転制御ルーチンによって実行される。この処理は、まず、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を開放の状態とすると共にブレーキＢ１を接続の状態にし（ステップＳ２００）、モータ４０を駆動してエンジン２２をモータリングする（ステップＳ２０２）。そして、回転位置検出センサ４５からの信号に基づいて算出されるモータ４０の回転数から演算されモータＥＣＵ４９により送信されるエンジン２２のクランクシャフト２４の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ２０４）、回転数Ｎｅがエンジン２２の始動に適した回転数Ｎｒｅｆを超えるまで待つ（ステップＳ２０６）。回転数Ｎｅが回転数Ｎｒｅｆを超えると、エンジン２２の点火進角ＦＴを可燃範囲の最遅角ＴＦ１に設定する（ステップＳ２０８）。エンジンＥＣＵ２９は、設定された最遅角ＴＦ１の点火進角ＦＴによりエンジン２２を始動制御するから、始動直後にエンジン２２から出力されるトルクを小さなものとすることができ、エンジン２２を始動させる際のトルクショックを低減することができる。エンジン２２が始動すると（ステップＳ２１０）、点火進角ＦＴを所定量ΔＦＴだけ進角すると共に（ステップＳ２１２）、カウンタＣの値（初期値は値０）をインクリメントし（ステップＳ２１４）、カウンタＣの値が閾値Ｃｓｅｔ以上となるまでステップＳ２１２，Ｓ２１４の処理を繰り返して（ステップＳ２１６）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｃｓｅｔは、点火進角ＦＴを最遅角ＴＦ１から所定量ΔＦＴずつ進角を繰り返したときに、点火進角ＦＴが最適値となるように設定される。なお、こうした点火進角ＦＴの調整処理の他、エンジン２２の吸気バルブ１２８の開閉タイミングを最遅角に設定して吸気バルブ１２８の開閉制御を行なってからエンジン２２を始動し始動後に吸気バルブ１２８の開閉タイミングを最適なタイミングとなるように調整したり、エンジン２２が直接噴射方式のエンジンであれば燃料噴射弁１２６による燃料噴射のタイミングを遅延させるように調整してエンジン２２を始動し始動後に燃料噴射のタイミングを最適なタイミングとなるよう調整したり、エンジン２２が複数の気筒を有するものであれば駆動する気筒を減らしてエンジン２２を始動し始動後に全気筒を駆動するように調整したりするものとしても構わない。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とがぞれぞれプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１とキャリア３５とに接続され、プラネタリギヤ３０のキャリア３５とリングギヤ３２とがぞれぞれクラッチＣ１，Ｃ２を介してＣＶＴ５０のインプットシャフト５１と接続されたものとして構成したが、エンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とが一体回転可能に構成されたハイブリッド自動車であれば、如何なる構成とするものとしても構わない。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である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。
【図２】実施例のハイブリッド自動車２０が搭載するエンジン２２の構成の概略を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるアクセルオフ時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン始動時運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４クランクシャフト、２６スタータモータ、２８ベルト、２９エンジンＥＣＵ、３０プラネタリギヤ、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３３第１ピニオンギヤ、３４第２ピニオンギヤ、３５キャリア、３９ケース、４０モータ、４１回転軸、４３インバータ、４４二次電池、４５回転位置検出センサ、４６電圧センサ、４７電流センサ、４８温度センサ、４９モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０ＣＶＴ、５１インプットシャフト、５２アウトプットシャフト、５３プライマリープーリー、５４セカンダリープーリー、５５ベルト、５６第１アクチュエータ、５７第２アクチュエータ、５９ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１回転数センサ、６２回転数センサ、６４ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ駆動輪、７０ハイブリッド用電子制御ユニット７０、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０シフトレバー、８１シフトポジションセンサ、８２アクセルペダル、８３アクセルペダルポジションセンサ、８４ブレーキペダル、８５ブレーキペダルポジションセンサ、８６車速センサ、Ｃ１，Ｃ２クラッチ、Ｂ１ブレーキ、１２２エアクリーナ、１２４スロットルバルブ、１２６燃料噴射弁、１２８吸気バルブ、１３０点火プラグ、１３２ピストン、１３４浄化装置、１３６スロットルモータ、１３８イグニッションコイル、１４０クランクポジションセンサ、１４２水温センサ、１４４カムポジションセンサ、１４６スロットルポジションセンサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor, and an output shaft of the internal combustion engine and a rotation shaft of the electric motor capable of rotating integrally.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of hybrid vehicle has been proposed in which an engine crankshaft, a motor generator rotating shaft and a driving shaft are connected via a planetary gear, and a motor rotating shaft is connected to the driving shaft. (Patent Document 1). In this hybrid vehicle, when the motor generator is driven to start the engine, or when the driving engine is stopped, the engine is controlled so that the torque output from the engine is reduced, for example, the opening of the throttle valve By controlling the ignition timing and the ignition timing, unexpected torque shocks are prevented from occurring when the engine is started or stopped.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-212983 (FIGS. 1, 8, 9, and 18)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a hybrid vehicle, even if the control is suitable for the above-described configuration, when the configuration is different from the above, for example, when the engine and the motor are configured to be able to rotate integrally, the engine control adapted to the configuration is performed. There is a need to.
[0005]
The hybrid vehicle of the present invention solves these problems and reduces the torque shock that can occur when the internal combustion engine is started or stopped in a hybrid vehicle in which the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the electric motor can rotate integrally. The purpose is to further improve the performance.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
[0007]
The first hybrid vehicle of the present invention is
A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor, wherein the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the electric motor can rotate integrally,
When the stop of the internal combustion engine is instructed while the internal combustion engine is in operation, the torque fluctuation before and after the stop of the internal combustion engine is adjusted to be small, and the internal combustion engine is stopped after the adjustment. Internal combustion engine control means for controlling operation of the internal combustion engine
It is a summary to provide.
[0008]
In the first hybrid vehicle of the present invention, when the stop of the internal combustion engine is instructed while the internal combustion engine is in operation, the torque fluctuation before and after the stop of the internal combustion engine is adjusted to be small and the internal combustion engine is adjusted after this adjustment. Since the engine is controlled to stop, it is possible to reduce a torque shock that can occur when the internal combustion engine stops. As a result, drivability can be further improved.
[0009]
In such a first hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine control means controls the torque output from the output shaft to be substantially zero when the stop of the internal combustion engine is instructed, and the internal combustion engine The torque fluctuation before and after the engine stop may be adjusted to be small, and the internal combustion engine may be controlled to stop after the adjustment. By so doing, it is possible to further reduce the torque shock that can occur when the internal combustion engine is stopped. In this aspect of the first hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine control means is commanded to control the internal combustion engine to operate when the torque output from the output shaft is substantially zero, and the internal combustion engine is stopped. It is also possible to provide command means for instructing the internal combustion engine control means to make an adjustment that reduces torque fluctuation at the time, and instructing the internal combustion engine control means to perform control for stopping the internal combustion engine after the adjustment.
[0010]
In the first hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine control means may adjust the ignition timing of the internal combustion engine, the opening / closing timing of the intake valve of the internal combustion engine, and the fuel to the internal combustion engine as adjustments to reduce the torque fluctuation. It is also possible to control the internal combustion engine to be stopped with at least one adjustment of the injection timing and the reduced cylinder operation control of the internal combustion engine. In the first hybrid vehicle of the present invention of this aspect, the internal combustion engine control means sets the ignition timing of the internal combustion engine to a predetermined ignition timing on the retard side within the combustible range as an adjustment to reduce the torque fluctuation. It is also possible to control and control the internal combustion engine to stop when the ignition timing reaches the predetermined ignition timing.
[0011]
Furthermore, the first hybrid vehicle of the present invention further includes electric motor control means for driving and controlling the electric motor, wherein the internal combustion engine control means and the electric motor control means transmit power required for the drive shaft from the internal combustion engine. It may be a means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to act on the drive shaft by the power and the power from the electric motor. Here, “power” includes not only positive power but also negative power, that is, braking force. In the first hybrid vehicle of the present invention of this aspect, the transmission for inputting the power from the internal combustion engine and the power from the electric motor, shifting the input power and outputting it to the drive shaft, and the transmission The internal combustion engine control means, the electric motor control means, and the transmission control means, wherein the output shaft of the internal combustion engine and the rotary shaft of the electric motor rotate integrally. The internal combustion engine, the electric motor, and the speed change mechanism so that the braking force required for the drive shaft is applied to the drive shaft by the braking force due to the rotational resistance of the internal combustion engine and the braking force due to the regenerative braking of the electric motor. It can also be a means for controlling each of the machines. In this way, a stable braking force can be applied to the drive shaft.
[0012]
The second hybrid vehicle of the present invention is
A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor, wherein the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the electric motor can rotate integrally,
Internal combustion engine control for controlling the internal combustion engine so that the internal combustion engine is started with a small torque output from the internal combustion engine when an instruction to start the internal combustion engine is issued when the internal combustion engine is stopped means
It is a summary to provide.
[0013]
In the second hybrid vehicle of the present invention, when the internal combustion engine is instructed to start when the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is controlled so that the internal combustion engine is started with a small torque from the internal combustion engine. Therefore, it is possible to reduce the torque shock that can occur with the start of the internal combustion engine. As a result, drivability can be further improved.
[0014]
In such a second hybrid vehicle of the present invention, when the start of the internal combustion engine is instructed, the internal combustion engine control means is instructed to start the internal combustion engine with a small torque output from the internal combustion engine. In addition, it is possible to provide command means for commanding the internal combustion engine control means to output torque required for the internal combustion engine when the output torque is small.
[0015]
In the second hybrid vehicle of the present invention, the internal combustion engine control means includes: an ignition timing of the internal combustion engine; an opening / closing timing of an intake valve of the internal combustion engine; a fuel injection timing to the internal combustion engine; It may be a means for starting the internal combustion engine with at least one adjustment of the reduced-cylinder operation control. In the second hybrid vehicle of the present invention of this aspect, the internal combustion engine control means controls the ignition timing of the internal combustion engine to be a predetermined ignition timing on the retard side within the combustible range and starts the internal combustion engine. After that, it may be a means for controlling the ignition timing to be optimal.
[0016]
The third hybrid vehicle of the present invention is
A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor, wherein the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the electric motor can rotate integrally,
Internal combustion engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine;
Motor control means for controlling the operation of the motor;
Hybrid control means for transmitting a control command including an output command to the internal combustion engine control means and the electric motor control means,
When the hybrid control means transmits an output command from positive to negative or from negative to positive to the internal combustion engine control means or the electric motor control means, the hybrid control means gradually reduces the output from the corresponding internal combustion engine or the electric motor. The gist of the present invention is that it is a means for transmitting a control command to be changed to the corresponding internal combustion engine control means or motor control means.
[0017]
In the third hybrid vehicle of the present invention, the hybrid control means for transmitting a control command including an output command to the internal combustion engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine and the motor control means for controlling the operation of the electric motor includes the internal combustion engine control means. Alternatively, when transmitting an output command from positive to negative or from negative to positive to the motor control means, the corresponding internal combustion engine control means or motor corresponding to the control command for gently changing the output from the internal combustion engine or motor Since it is transmitted to the control means, it is possible to reduce a shock when changing the output of the internal combustion engine or the motor from positive to negative or from negative to positive, and drivability can be further improved.
[0018]
In the first, second, or third hybrid vehicle of the present invention, a first shaft connected to the output shaft of the internal combustion engine, a second shaft connected to the rotating shaft of the electric motor, and a third shaft A three-axis power input / output mechanism in which the power input / output to / from the remaining one axis is determined when the power input / output from any two of the three axes is determined; First connection release means capable of connecting and disconnecting the shaft and the drive shaft or a power transmission shaft connected to the drive shaft so as to transmit power; and the second shaft and the drive shaft or the drive shaft. It is also possible to include a second connection release means capable of connecting and disconnecting a power transmission shaft connected to the power transmission so as to be able to transmit power.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing an overview of the configuration of an engine 22 mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment. is there. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a planetary gear 30 connected to a crankshaft 24 as an output shaft of the engine 22, a motor 40 capable of generating electricity connected to the planetary gear 30, A CVT 50 as a continuously variable transmission connected to the planetary gear 30 and connected to the drive wheels 66a and 66b via a differential gear 64 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire apparatus are provided.
[0020]
The engine 22 is configured as an internal combustion engine that can output power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil. As shown in FIG. 2, the air sucked through the air cleaner 122 and the throttle valve 124 is mixed with gasoline injected from the fuel injection valve 126 and is sucked into the combustion chamber when the intake valve 128 is opened. . Then, it is ignited by an electric spark from the spark plug 130 and explodes and burns, and the linear motion of the piston 132 pushed down by the explosive fuel is converted into the rotational motion of the crankshaft 24. The exhaust gas after the explosion combustion is purified by the purification device 134 and discharged to the outside air. The intake valve 128 is driven to open and close by a variable valve timing mechanism 150. The variable valve timing mechanism 150 can change the opening / closing timing of the intake valve 128 by advancing or retarding the phase with respect to the crank angle of the intake camshaft. As shown in FIG. 1, a starter motor 26 that generates electric power supplied to an auxiliary machine (not shown) and starts the engine 22 is connected to the crankshaft 24 of the engine 22 via a belt 28.
[0021]
The engine 22 is controlled by an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 29. Various sensors indicating the state of the engine 22 are connected to the engine ECU 29. For example, the engine ECU 29 includes a crank position sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 24, a water temperature sensor 142 that detects the temperature (cooling water temperature) of the cooling water of the engine 22, and an intake valve 128 that performs intake and exhaust to the combustion chamber. A cam position sensor 144 that detects the rotational position of the camshaft that opens and closes the exhaust valve, a throttle valve position sensor 146 that detects the opening of the throttle valve 124, and the like are connected, and signals are input from the sensors. . Further, the engine ECU 29 sends a drive signal to the fuel injection valve 126, a drive signal to the throttle motor 136 that adjusts the opening of the throttle valve 124, a control signal to the ignition coil 138 integrated with the igniter, and a variable valve. A control signal to the timing mechanism 150 is output. The engine ECU 29 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the operation of the engine 22 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and outputs data related to the operation state of the engine 22 as necessary. .
[0022]
The planetary gear 30 is meshed with a sun gear 31 as an external gear, a ring gear 32 as an internal gear disposed concentrically with the sun gear 31, a first pinion gear 33 meshing with the sun gear 31, and the first pinion gear 33 and the ring gear 32. The second pinion gear 34 that rotates and revolves and holds the carrier 35, and performs differential action with the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 35 as rotating elements. The crankshaft 24 of the engine 22 is connected to the sun gear 31 of the planetary gear 30, and the rotating shaft 41 of the motor 40 is connected to the carrier 35, and output between the engine 22 and the motor 40 via the sun gear 31 and the carrier 35. Can be exchanged. The carrier 35 can be connected to the input shaft 51 of the CVT 50 by the clutch C1 and the ring gear 32 by the clutch C2. By connecting the clutch C1 and the clutch C2, the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 35 are connected. The differential by the two rotating elements is prohibited, and the crankshaft 24 of the engine 22, the rotary shaft 41 of the motor 40, and the input shaft 51 of the CVT 50 are made a single rotary body. The planetary gear 30 is also provided with a brake B1 that fixes the ring gear 32 to the case 39 and prohibits its rotation.
[0023]
The motor 40 is configured as a well-known synchronous generator motor that can be driven as a generator and an electric motor, for example, and exchanges electric power with the secondary battery 44 via the inverter 43. The motor 40 is driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 49. The motor ECU 49 manages signals necessary for driving and controlling the motor 40 and the secondary battery 44. Necessary signals, for example, a signal from a rotational position detection sensor 45 for detecting the rotational position of the rotor of the motor 40, a phase current applied to the motor 40 detected by a current sensor (not shown), and a terminal of the secondary battery 44 The voltage between the terminals from the arranged voltage sensor 46, the charge / discharge current from the current sensor 47 attached to the power line from the secondary battery 44, the battery temperature from the temperature sensor 48 attached to the secondary battery 44, etc. The motor ECU 49 outputs a switching control signal to the inverter 43 and the like. In the motor ECU 49, the remaining capacity (SOC) of the secondary battery 44 is determined based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor 47 and the voltage between terminals detected by the voltage sensor 46 in order to manage the secondary battery 44. ) Is calculated. The motor ECU 49 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, and controls the drive of the motor 40 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and the operation state of the motor 40 and the secondary battery 44 as necessary. Is output to the hybrid electronic control unit 70.
[0024]
The CVT 50 includes a primary pulley 53 that can be changed in groove width and connected to the input shaft 51, a secondary pulley 54 that is also changeable in groove width and connected to an output shaft 52 as a drive shaft, and a primary pulley 53 and a secondary pulley. 54, a first pulley 56 and a second actuator 57 that change the groove width of the primary pulley 53 and the secondary pulley 54, and the primary pulley 53 is provided by the first actuator 56 and the second actuator 57. Further, by changing the groove width of the secondary pulley 54, the power of the input shaft 51 is continuously variable and output to the output shaft 52. Control of the transmission ratio of the CVT 50 is performed by a CVT electronic control unit (hereinafter referred to as CVT ECU) 59. The CVTECU 59 receives the rotational speed Ni of the input shaft 51 from the rotational speed sensor 61 attached to the input shaft 51 and the rotational speed No of the output shaft 52 from the rotational speed sensor 62 attached to the output shaft 52. The CVTECU 59 outputs drive signals to the first actuator 56 and the second actuator 57. Further, the CVTECU 59 communicates with the hybrid electronic control unit 70, controls the transmission ratio of the CVT 50 according to the control signal of the hybrid electronic control unit 70, and transmits data regarding the operating state of the CVT 50 as necessary. Output to unit 70.
[0025]
The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72. In addition to the CPU 72, a ROM 74 that stores processing programs, a RAM 76 that temporarily stores data, an input / output port and communication (not shown), and the like. And a port. The hybrid electronic control unit 70 includes a shift position sensor 81 that detects the rotational speed Ni of the input shaft 51 from the rotational speed sensor 61, the rotational speed No of the output shaft 52 from the rotational speed sensor 62, and the operating position of the shift lever 80. Shift position SP from the accelerator pedal, accelerator pedal position sensor 83 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 82, accelerator pedal position Acc from the accelerator pedal position sensor 83, brake pedal position sensor 85 for detecting the depression amount of the brake pedal 84, brake pedal position BP, vehicle speed sensor The vehicle speed V from 86 is input via the input port. Further, the hybrid electronic control unit 70 outputs a drive signal to the clutch C1 and the clutch C2, a drive signal to the brake B1, and the like via an output port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 29, the motor ECU 49, and the CVTECU 59 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 29, the motor ECU 49, and the CVTECU 59. ing.
[0026]
The operation of the thus configured hybrid vehicle 20 of the embodiment, particularly, the operation when the engine 22 is stopped when the accelerator is off will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an accelerator-off time control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment. In this routine, the clutch C1 and the clutch C2 are connected and the brake B1 is released, that is, the crankshaft 24 of the engine 22, the rotating shaft 41 of the motor 40, and the input shaft 51 of the CVT 50 rotate as an integral rotating body. When the accelerator pedal position sensor 83 detects that the accelerator pedal 82 is turned off, it is repeatedly executed every predetermined time (for example, every 20 msec).
[0027]
When the accelerator off-time control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first starts the shift position SP from the shift position sensor 81, the rotational speed Ni from the rotational speed sensor 61 and the rotational speed sensor 62, No. A process of reading data transmitted from the motor ECU 49 such as the vehicle speed V, the remaining capacity (SOC) from the vehicle speed sensor 86, the battery temperature tb detected by the temperature sensor 45b, and the motor temperature tm detected by the temperature sensor 48 is executed. (Step S100).
[0028]
Subsequently, the target braking power Po to be applied to the driving wheels 66a and 66b is set from the read vehicle speed V and shift position SP (step S102). In this embodiment, the target braking power Po is set according to the shift position SP, in which a deceleration torque on the output shaft 52 is preset and stored in the ROM 74 as a map. Is obtained by deriving the corresponding torque for deceleration and multiplying the derived torque by the rotational speed No of the output shaft 52.
[0029]
Then, the regeneration limit value Pmax of the motor 40 is set based on the read remaining capacity (SOC) of the secondary battery 44, the battery temperature tb, and the motor temperature tm (step S104). The regeneration limit value Pmax of the motor 40 is determined by the performance and state of the secondary battery 44, the performance and cooling performance of the motor 40, and in the embodiment, the remaining capacity (SOC), the battery temperature tb, the motor temperature tm, The relationship with the motor regeneration limit value Pmax is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 74 as a map. When the remaining capacity (SOC), the battery temperature tb, and the motor temperature tm are given, the corresponding motor regeneration limit value is obtained from the map. Pmax was derived.
[0030]
When the target braking power Po and the motor regeneration limit value Pmax are thus set, the value of the fuel supply flag F is checked (step S106). Here, the fuel supply flag F is a flag indicating the presence or absence of fuel supply to the engine 22. For example, when the engine 22 is requested to start, the fuel supply flag F is set to 0 by a flag setting processing routine (not shown), which will be described later. Thus, the value is set to 1 in the process of step S134 of this routine in which the fuel cut is instructed. When the value of the flag F is 0, that is, when fuel is being supplied to the engine 22, whether or not the target braking power Po is less than or equal to the motor regeneration limit value Pmax, that is, all of the target braking power Po is regenerated by the motor 40. It is determined whether or not it can be handled by the braking force by braking (step S108). If it is determined that the target braking power Po is less than or equal to the motor regeneration limit value Pmax, it is next determined whether or not the value of the counter C is less than a predetermined threshold value Cset (step S110). Here, the predetermined threshold value Cset is a value set as the number of times of repeating the processes of steps S106 to S122, that is, the number of times of adjusting the ignition advance FT described later. Note that the initial value of the value of the counter C is set to 0. If it is determined that the value of the counter C is less than the threshold value Cset, it is further determined whether or not the value of the counter C is 0 (step S112), and it is determined that the value of the counter C is 0. The engine torque command Te * as the torque to be output by the engine 22 is set to a value 0 (step S114), and the motor braking power Pm * as the braking power to be output by the motor 40 is set to the target braking power described above. Po is set (step S118), the target rotational speed Ni * of the input shaft 51 as the transmission ratio of the CVT 50 is set to a value that increases the regeneration efficiency of the motor 40 (step S120), and the target is determined from the motor braking power Pm *. A motor torque command Tm * is set as a torque to be output by the motor 40 by dividing the rotational speed Ni * (step S12). ). When each command is set in this way, the value of the counter C is incremented (step S124), and this routine is terminated. Thus, the engine ECU 29 controls the operation of the engine 22 so that the engine 22 is operated without outputting torque from the crankshaft 24 based on the set torque command Te *, and the motor ECU 49 sets the torque command Tm * to the set torque command Te *. Based on this, the motor 40 is operated and controlled so that electric power corresponding to the target braking power Po is regenerated from the motor 40, and the CVT ECU 59 controls the CVT 50 so that the CVT 50 is operated at the set target rotational speed Ni *. Therefore, the braking force generated by the regenerative braking of the motor 40 is used to output the target braking power Po to the output shaft 52 as the drive shaft, and no torque is output from the engine 22.
[0031]
In step S112, when it is determined that the value of the counter C is not 0, that is, once the engine 22 is operated without torque output, the ignition advance FT is changed from the previous ignition advance FT. A process of setting a retarded amount by the fixed amount ΔFT is executed (step S116). In this process, as described above, since the process is repeated until the value of the counter C becomes equal to or greater than the threshold value Cset, the ignition advance FT is set to a predetermined amount Cset × ΔFT (for example, from the state in which the engine 22 is operated without torque output). , Until it reaches the most retarded angle of the combustible range). In general, the engine 22 has a characteristic that the output is most reduced when the ignition advance angle FT is the most retarded angle in the combustible range. Therefore, when the engine 22 is stopped, the ignition advance angle FT is gradually set to the retarded angle side. This adjustment is based on the fact that the torque fluctuation before and after the stop of the engine 22 can be reduced by adjusting so that the torque shock when the engine 22 is stopped can be further reduced.
[0032]
When it is determined in step S110 that the value of the counter C is greater than or equal to the threshold value Cset, that is, when the ignition advance angle FT of the engine 22 is retarded until it reaches a predetermined amount, fuel supply to the engine 22 will be described later. Is cut to stop the engine 22. In this process, first, the braking power Pe * shared by the engine 22 as the braking force acting by the rotational resistance such as the frictional force of the engine 22 and the pumping loss from the target braking power Po and the braking force acting by the regenerative braking of the motor 40 are performed. As a braking power Pm * shared by the motor 40 (step S126). The braking power Pe * and the braking power Pm * satisfy, for example, Po = Pe * + Pm * and the braking power Pm * does not exceed the regeneration limit value Pmax of the motor 40 in order to improve the efficiency of the hybrid vehicle 20. Can be set so that the regenerative power increases as much as possible. Of course, the braking power Pe * and the braking power Pm * may be set by any distribution as long as Po = Pe * + Pm * is satisfied and the braking power Pm * does not exceed the regeneration limit value Pmax of the motor 40.
[0033]
Then, the rotational speed at which the friction power of the engine 22 becomes the braking power Pe * is set as the target rotational speed Ni * of the input shaft 51 (speed ratio of the CVT 50) (step S128). Consider a state in which the clutch C1 and the clutch C2 are connected and the brake B1 is released, that is, the crankshaft 24 of the engine 22, the rotating shaft 41 of the motor 40, and the input shaft 51 of the CVT 50 are rotating as an integral rotating body. Therefore, the target rotational speed Ni * of the input shaft 51 is the same as the rotational speed of the engine 22 and the rotational speed of the motor 40. Then, the torque command Tm * of the motor 40 is set by dividing the braking power Pm * by the target rotational speed Ni * (step S130), and the fuel cut operation command is set so that the engine 22 is operated by fuel cut (step S130). In step S132), the value of the fuel supply flag F is set to 1 (step S134), and this routine is terminated.
[0034]
When it is determined in step S108 that the target braking power Po is not less than or equal to the motor regeneration limit value Pmax, it is determined that the entire target braking power Po cannot be handled by the braking force generated by the regenerative braking of the motor 40, and the engine The fuel supply to the engine 22 is immediately cut without performing the process (steps S112 to S124) of operating the engine 22 without torque output and gradually adjusting the ignition advance angle FT to the retard side from this state. Then, the target braking power Po is processed by the braking force due to the rotational resistance of the engine 22 and the braking force due to the regenerative braking of the motor 40 (steps S126 to S134), and this routine is terminated. When it is determined in step S106 that the value of the flag F is not 0, the fuel supply to the engine 22 has already been cut, and therefore the processes in steps S126 to S134 are executed.
[0035]
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when a braking force is required for the drive shaft when the accelerator is off, the engine 22 is once operated without torque output and the ignition advance FT is gradually delayed from this state. Since the engine 22 is stopped after adjusting to the corner side, torque shock that may occur when the engine 22 is stopped can be further reduced. As a result, drivability can be further improved.
[0036]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the engine 22 is stopped due to a request for braking force on the drive shaft when the accelerator is off, a process for reducing torque shock is executed, that is, the ignition advance FT is gradually retarded. However, as long as the stop of the engine 22 is requested, the ignition advance angle FT may be adjusted to the retard side even in other cases.
[0037]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the engine 22 is stopped, the engine 22 is once operated without outputting torque, and the ignition advance angle FT is gradually adjusted to the retard side from this state, and then the fuel to the engine 22 is Although the supply is cut, the fuel advance to the engine 22 may be cut after the ignition advance FT is gradually adjusted to the retard side without operating the engine 22 without torque output. .
[0038]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment and its modification, the ignition advance angle FT of the engine 22 is gradually adjusted to the retard side in order to reduce torque shock when the engine 22 is stopped. Without being limited thereto, the opening / closing timing of the intake valve 128 of the engine 22 is gradually adjusted to the retard side, or if the engine 22 is a direct injection type engine, the timing of fuel injection by the fuel injection valve 126 is adjusted to be delayed. Or, if the engine 22 has a plurality of cylinders, it is possible to reduce the torque shock when stopping the engine 22 by adjusting the number of cylinders to be driven (cylinder for supplying fuel). .
[0039]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the process of reducing the torque shock when the engine 22 is stopped, that is, the ignition advance angle FT of the engine 22 is gradually adjusted to the retard side, but when the engine 22 is started It is also possible to reduce torque shock that may occur when the engine 22 is started by adjusting the ignition advance angle FT. The process for starting the engine 22 is executed, for example, by an engine start operation control routine illustrated in FIG. In this process, first, the clutch C1 and the clutch C2 are opened, the brake B1 is connected (step S200), the motor 40 is driven, and the engine 22 is motored (step S202). Then, the rotational speed Ne of the crankshaft 24 of the engine 22 calculated from the rotational speed of the motor 40 calculated based on the signal from the rotational position detection sensor 45 and transmitted by the motor ECU 49 is input (step S204). Wait until Ne exceeds the rotational speed Nref suitable for starting the engine 22 (step S206). When the rotational speed Ne exceeds the rotational speed Nref, the ignition advance angle FT of the engine 22 is set to the most retarded angle TF1 in the combustible range (step S208). Since the engine ECU 29 controls the start of the engine 22 with the set ignition advance angle FT of the most retarded angle TF1, the torque output from the engine 22 can be reduced immediately after the start, and the engine 22 can be started. Torque shock can be reduced. When the engine 22 is started (step S210), the ignition advance angle FT is advanced by a predetermined amount ΔFT (step S212), and the value of the counter C (initial value is 0) is incremented (step S214). The processes in steps S212 and S214 are repeated until the value becomes equal to or greater than the threshold value Cset (step S216), and this routine is terminated. Here, the threshold value Cset is set so that the ignition advance angle FT becomes an optimum value when the ignition advance angle FT is repeatedly advanced from the most retarded angle TF1 by a predetermined amount ΔFT. In addition to the adjustment process of the ignition advance FT, the opening / closing control of the intake valve 128 is performed by setting the opening / closing timing of the intake valve 128 of the engine 22 to the most retarded angle, and then the engine 22 is started. The opening / closing timing of the engine is adjusted to an optimum timing, or if the engine 22 is a direct injection type engine, the timing of fuel injection by the fuel injection valve 126 is adjusted to be delayed, and the engine 22 is started. Adjust the fuel injection timing to be the optimal timing, or if the engine 22 has a plurality of cylinders, reduce the number of cylinders to drive, start the engine 22 and adjust all the cylinders to be driven after startup It does n’t matter what you do.
[0040]
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the crankshaft 24 of the engine 22 and the rotating shaft 41 of the motor 40 are respectively connected to the sun gear 31 and the carrier 35 of the planetary gear 30, and the carrier 35 and the ring gear 32 of the planetary gear 30 are connected. The hybrid vehicle is configured to be connected to the input shaft 51 of the CVT 50 via the clutches C1 and C2, respectively, but the hybrid vehicle is configured such that the crankshaft 24 of the engine 22 and the rotating shaft 41 of the motor 40 are integrally rotatable. Any configuration can be used.
[0041]
The embodiments of the present invention have been described using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course you get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an engine 22 mounted on the hybrid vehicle 20 of the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an accelerator-off operation control routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the hybrid vehicle 20 according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of an engine start operation control routine executed by a hybrid electronic control unit 70;
[Explanation of symbols]
20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 crankshaft, 26 starter motor, 28 belt, 29 engine ECU, 30 planetary gear, 31 sun gear, 32 ring gear, 33 first pinion gear, 34 second pinion gear, 35 carrier, 39 case, 40 motor, 41 Rotating shaft, 43 Inverter, 44 Secondary battery, 45 Rotation position detection sensor, 46 Voltage sensor, 47 Current sensor, 48 Temperature sensor, 49 Motor electronic control unit (motor ECU), 50 CVT, 51 Input shaft, 52 Output Shaft, 53 primary pulley, 54 secondary pulley, 55 belt, 56 first actuator, 57 second actuator, 59 CVT electronic control unit (CVTECU), 61 rotational speed sensor, 62 Rotational speed sensor, 64 differential gear, 66a, 66b drive wheel, 70 hybrid electronic control unit 70, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 shift lever, 81 shift position sensor, 82 accelerator pedal, 83 accelerator pedal position sensor, 84 Brake pedal, 85 Brake pedal position sensor, 86 Vehicle speed sensor, C1, C2 clutch, B1 brake, 122 Air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purifier, 136 Throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 water temperature sensor, 144 cam position sensor, 146 throttle position sensor.

Claims

A hybrid vehicle comprising an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft and an electric motor, wherein the output shaft of the internal combustion engine and the rotating shaft of the electric motor can rotate integrally,
When the driving shaft and the output shaft of the internal combustion engine are connected to each other, and the driving shaft is requested to have braking power by turning off the accelerator, the requested braking power is within a range that can be regenerated by the electric motor. In some cases, the control command is such that the ignition timing becomes a predetermined ignition timing on the retarded side within the combustible range while operating the internal combustion engine so that the torque does not substantially act on the drive shaft from the internal combustion engine while maintaining the connected state. And the drive control of the motor so that the requested braking power is output from the motor, and when the requested braking power exceeds a range that can be regenerated by the motor or when the ignition timing is the predetermined rotational resistance of the internal combustion engine with the fuel supply of the internal combustion engine while maintaining the connected state when reaching the ignition timing to transmit a control command to be blocked A main control unit that the requested braking power by the brake force braking force and by the regenerative braking of the electric motor by the drive control of the electric motor to be output to said drive shaft,
An internal combustion engine control means for receiving a control command from the main control means and controlling the internal combustion engine in accordance with the received control command;
A hybrid car with

2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the main control means is means for transmitting a control command to the internal combustion engine control means so that the ignition timing of the internal combustion engine gradually reaches the predetermined ignition timing.

A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
A transmission for inputting power from the internal combustion engine and power from the electric motor and shifting the input power to output to the drive shaft;
Transmission control means for controlling a transmission ratio of the transmission;
With
The main control means, the internal combustion engine control means, and the transmission control means, when the output shaft of the internal combustion engine and the rotary shaft of the electric motor are rotating together, a braking force due to a rotational resistance of the internal combustion engine, A hybrid vehicle that is a means for controlling each of the internal combustion engine, the electric motor, and the transmission so as to act on the drive shaft by a braking force generated by regenerative braking of the electric motor.

A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The first shaft connected to the output shaft of the internal combustion engine, the second shaft connected to the rotating shaft of the electric motor, and the third shaft are input / output from any two of the three shafts. A three-axis power input / output mechanism in which the power input / output to / from the remaining one shaft is determined when the power to be determined is determined;
First connection release means capable of connecting and disconnecting the third shaft and the drive shaft or a power transmission shaft connected to the drive shaft so as to transmit power;
A hybrid vehicle comprising: a second connection release unit capable of connecting and disconnecting the second shaft and the drive shaft or a power transmission shaft connected to the drive shaft so as to transmit power.