JP6693363B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、プラネタリギヤの共線図において順に並ぶ第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素に第1モータ,エンジン,車軸に連結された駆動軸が接続されたハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, a first motor, an engine, and a drive shaft connected to an axle are connected to a first rotary element, a second rotary element, and a third rotary element, which are arranged in order in a collinear diagram of a planetary gear. Regarding hybrid cars.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、プラネタリギヤの共線図において順に並ぶ第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素に第1モータ,エンジン,車軸に連結された駆動軸が接続されたハイブリッド自動車が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、リバース走行時に第2モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないときには、エンジンの回転数を引き上げる制御を行なっている。エンジンの回転数を引き上げると、エンジンの摩擦によるフリクショントルクとエンジンの回転数の上昇率に基づくイナーシャトルクとの和のトルクが駆動軸にリバース方向のトルクとして作用する。従って、第2モータから許容最大トルクを出力すると共にこうしたエンジンの回転数の引き上げを行なうことにより、より大きなリバース方向のトルクを出力して段差を乗り越えるようにしている。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, a first motor, an engine, and a drive shaft connected to an axle are connected to a first rotary element, a second rotary element, and a third rotary element arranged in order in a collinear diagram of a planetary gear. A hybrid vehicle has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this hybrid vehicle, control is performed to increase the engine speed when the vehicle cannot get over the step only by the output of the maximum allowable torque from the second motor during reverse running. When the engine speed is increased, the sum of the friction torque due to the engine friction and the inertia torque based on the rate of increase of the engine speed acts on the drive shaft in the reverse direction. Therefore, the maximum allowable torque is output from the second motor and the engine speed is increased to output a larger torque in the reverse direction to overcome the step.
しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、モータMG1の最大回転数やプラネタリギヤ30のピニオンギヤの最大回転数などから、エンジンの最大回転数が制限されるため、段差を乗り越えることができない場合が生じる。車両が段差を乗り越えるには、段差を乗り越えるのに十分なエネルギとトルクの作用が必要と考えられるが、エンジンの最大回転数が制限されると、許容される最大上昇率でエンジンの回転数を上昇させた際のエネルギやトルクでは、乗り越えられない段差が生じてしまう。
However, in the above-described hybrid vehicle, the maximum rotation speed of the engine is limited by the maximum rotation speed of the motor MG1 and the maximum rotation speed of the pinion gear of the
本発明のハイブリッド自動車は、リバース方向のより高い段差を乗り越えることを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to overcome a higher step in the reverse direction.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
第1モータと、
共線図において順に並ぶ第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素に前記第1モータ,前記エンジン,車軸に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を出力可能な第2モータと、
前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御すると共にリバース走行時に前記第2モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないリバース段差乗り越え時を判定する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御装置は、前記リバース段差乗り越え時を判定したときには、前記第2モータから許容最大トルクを出力すると共に前記エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後に前記エンジンが正回転方向に回転している状態となるように前記第1モータおよび前記第2モータを制御する、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
Engine,
A first motor,
A planetary gear in which a drive shaft connected to the first motor, the engine, and an axle is connected to a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element that are arranged in order in the alignment chart;
A second motor capable of outputting power to the drive shaft;
A control device that controls the engine, the first motor, and the second motor, and that determines a reverse step over when the vehicle cannot go over the step only by outputting an allowable maximum torque from the second motor during reverse traveling,
In a hybrid vehicle equipped with
When the control device determines that the reverse step is crossed, the second motor outputs the maximum allowable torque and the engine is rotated in the reverse rotation direction, and then the engine is rotated in the forward rotation direction. To control the first motor and the second motor so that
It is characterized by
この本発明のハイブリッド自動車では、リバース段差乗り越え時を判定したときには、第2モータから許容最大トルクを出力すると共に、エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後にエンジンが正回転方向に回転している状態となるように第1モータおよび第2モータを制御する。これにより、エンジンを停止している状態からエンジンが正回転方向に回転している状態となるように制御するものに比して、エネルギを大きくすることができ、リバース方向のより高い段差を乗り越えることできるようになる。エンジンが逆回転方向に回転している状態からエンジンが正回転方向に回転している状態とする際のエンジンの回転数の上昇率としては、エンジンの回転数の上昇率として許容される最大上昇率とするのが好ましい。また、エンジンが逆回転方向に回転している状態としては、エンジンの逆回転によるフリクショントルクが最大上昇率でエンジンの回転数を変化させたときのイナーシャトルクと釣り合う回転数で逆回転方向に回転している状態とするのが好ましい。 In this hybrid vehicle of the present invention, when it is determined that the vehicle is over the reverse step, the maximum allowable torque is output from the second motor, and the engine is rotated in the reverse rotation direction after the engine is rotated in the reverse rotation direction. The first motor and the second motor are controlled so as to be in the operating state. As a result, the energy can be increased as compared with the case where the engine is controlled so that the engine is rotated in the forward rotation direction from the stopped state, and the higher step in the reverse direction is overcome. You will be able to do that. When the engine is rotating in the forward rotation direction from the state in which the engine is rotating in the reverse rotation direction, the increase rate of the engine rotation speed is the maximum increase allowed as the increase rate of the engine rotation speed. It is preferable to set it as a rate. Also, when the engine is rotating in the reverse rotation direction, the friction torque due to the reverse rotation of the engine rotates in the reverse rotation direction at a rotation speed commensurate with the inertia torque when the rotation speed of the engine is changed at the maximum increase rate. It is preferable to set it in a state where
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン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)24によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrや、冷却水の流路に取り付けられた図示しない温度センサからの冷却水温Twなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したりしている。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port. .. The engine ECU 24 sends signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2と接続されると共に電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2などが入力ポートを介して入力されている。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port. .. The motor ECU 40 has signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, rotational positions θm1 from rotational
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,フラッシュメモリ、入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号IGや、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。なお、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81の操作位置(シフトポジションセンサ82により検出されるシフトポジションSP)としては、駐車時に用いる駐車ポジション(Pポジション),後進走行用のリバースポジション(Rポジション),中立のニュートラルポジション(Nポジション),前進走行用のドライブポジション(Dポジション)などがある。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、前進走行時には、エンジン22の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード(HV走行モード)や、エンジン22の運転(燃料噴射制御など)を停止して走行する電動走行モード(EV走行モード)で走行し、後進走行時には、基本的には、EV走行モードで走行する。
In the
HV走行モードでは以下のように駆動制御する。アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される要求トルクTr*(前進走行するときが正の値)を設定する。設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えばモータMG2の回転数Nm2(前進走行するときが正の値))を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づくバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じて車両に要求される要求パワーPe*を設定する。要求パワーPe*とエンジン22を効率よく運転するための動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)とを用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。モータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにモータMG1から出力されてプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に伝達されるトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2の仮トルクTm2tmpを計算し、モータMG1のトルク指令Tm1*に回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)をバッテリ50の入出力制限Win,Woutから減じて更にモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2のトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxおよび正側,負側の定格トルクTm2rat1,Tm2rat2で制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を計算する。ここで、定格トルクTm2rat1,Tm2rat2は、モータMG2の回転数Nm2と定格トルクTm2rat1,Tm2rat2との関係を予め定めたマップに回転数Nm2を適用して設定するものとした。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the HV traveling mode, drive control is performed as follows. A required torque Tr * required for traveling (a positive value when traveling forward) is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V. The traveling power Pdrv * required for traveling is calculated by multiplying the set required torque Tr * by the rotational speed Nr of the drive shaft 36 (for example, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 (a positive value when traveling forward)). The required power Pe * required for the vehicle is obtained by subtracting the charge / discharge required power Pb * of the
EV走行モードでは以下のように駆動制御する。アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にHV走行モードでの走行時と同様にモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the EV traveling mode, drive control is performed as follows. The required torque Tr * is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set to the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の特定の相に電流が集中して流れる(第2モータがモータロック状態となった)のが判定されたときには、モータMG2の特定の相に電流が集中して流れるのが解除されたと判定されるまで、モータMG2のトルク指令Tm2*の絶対値を値0より若干大きな所定値T1まで低下させて保持するロック保護制御を実行する。このロック保護制御は、モータMG2の特定の相に電流が集中して流れるとその特定の相での発熱によりモータMG2の温度上昇が促進されやすいことを考慮して、モータMG2の過熱を抑制するために行なわれる。なお、ロック保護制御の開始条件は、例えば、モータMG2の各相に流れる電流Iu,Iv,Iwのいずれかが所定時間(例えば、数百msecや1秒など)に亘って所定値以上である条件などを用いることができる。また、ロック保護制御の解除条件は、例えば、ロック保護制御の実行中にモータMG2が回転して電流Iu,Iv,Iwのうち所定値以上であった電流が所定値未満に至った条件などを用いることができる。例えば、後進走行で段差を乗り越えようとするときを考えると、段差に差し掛かって後輪のタイヤが若干凹んでモータMG2がモータロック状態となったときに、ロック保護制御を開始し、その後に、モータMG2のトルクの絶対値の低下に従って後輪のタイヤの弾性力(反発力)などにより車両が若干前進側に移動したときに、ロック保護制御を解除する。
Further, in the
次に、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、特にシフトポジションSPをリバースポジション(Rポジション)としてリバース走行で段差を乗り越えようとしている際の動作について説明する。図2は、HVECU70により実行されるリバース走行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、シフトポジションSPをリバースポジション(Rポジション)としている際に所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。なお、このルーチンと並行して、上述の駆動制御により、モータMG2によるリバース走行時の制御が行なわれる。
Next, an operation of the
リバース走行時制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG2のトルクTm2,エンジン22の回転数Neなどのデータを入力する(ステップS100)。ここで、モータMG2のトルクTm2は、モータMG2の各相の相電流に基づいて推定されたトルクをモータECU40から通信により入力するものとした。なお、モータMG2のトルク指令Tm2*を用いるものとしてもよい。また、エンジン22の回転数Neは、クランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ23aからの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。
When the reverse running control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accを閾値Arefと比較すると共に(ステップS110)、車速Vを閾値Vrefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Arefおよび閾値Vrefは、車速Vは小さいが運転者がアクセルペダル83を大きく踏み込んでいる状況か否か、具体的には、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況か否かを判定するために用いられるものであり、閾値Arefは、例えば、80%や90%などを用いることができ、閾値Vrefは、例えば、1km/hや2km/hなどを用いることができる。
When the data is thus input, the input accelerator opening degree Acc is compared with the threshold value Aref (step S110), and the vehicle speed V is compared with the threshold value Vref (step S120). Here, the threshold value Aref and the threshold value Vref indicate whether or not the vehicle speed V is low but the driver is depressing the
アクセル開度Accが閾値Aref未満のときや、車速Vが閾値Vrefより高いときには、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況ではないと判断し、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、上述した駆動制御により、モータMG2からはアクセル開度Accに応じたトルクが出力されている。 When the accelerator opening Acc is less than the threshold value Aref or when the vehicle speed V is higher than the threshold value Vref, it is judged that the situation is not trying to get over the step in reverse running, and the routine is finished as it is. In this case, by the drive control described above, the torque corresponding to the accelerator opening Acc is output from the motor MG2.
アクセル開度Accが閾値Aref以上で且つ車速Vが閾値Vref以下のときには、リバース走行で段差を乗り越えようとしている状況であると判断し、モータMG2のロック保護制御を実行中か否かを判定する(ステップS130)。ロック保護制御を実行中のときには、エンジン22は停止中であるか否かを判定し(ステップS150)、エンジン22が停止中ではないときには、エンジン22を停止して(ステップS160)、本ルーチンを終了し、エンジン22が停止中のときには、そのまま本ルーチンを終了する。なお、アクセル開度Accが閾値Aref以上のときには、モータMG2は、ロック保護制御が実行されている場合を除いて、基本的には負側の定格トルクTm2rat2がトルク指令Tm2*に設定されて制御される。
When the accelerator opening Acc is greater than or equal to the threshold value Aref and the vehicle speed V is less than or equal to the threshold value Vref, it is determined that the vehicle is trying to get over the step in reverse traveling, and it is determined whether the lock protection control of the motor MG2 is being performed. (Step S130). When the lock protection control is being executed, it is determined whether or not the
ステップS130でロック保護制御を実行していないと判定したときには、モータMG2のトルクTm2が負側の定格トルクTm2rat2に等しいか否かを判定する(ステップS140)。モータMG2のトルクTm2が負側の定格トルクTm2rat2に等しくないときには、エンジン22が停止中ではないときにはエンジン22を停止する処理(ステップS150,S160を実行して、本ルーチンを終了する。
When it is determined in step S130 that the lock protection control is not executed, it is determined whether the torque Tm2 of the motor MG2 is equal to the negative rated torque Tm2rat2 (step S140). When the torque Tm2 of the motor MG2 is not equal to the rated torque Tm2rat2 on the negative side, the process of stopping the
ステップS140でモータMG2のトルクTm2が負側の定格トルクTm2rat2に等しいと判定したときには、エンジン22が停止中であるか否かを判定する(ステップS170)。エンジン22が停止中であるときには、カウンタCをアップ量Cstepだけカウントアップした値を新たなカウンタCとし(ステップS180)、カウンタCが閾値Cref以上であるか否かを判定する(ステップS190)。このカウンタCは、エンジン22が停止中にモータMG2から負側の定格トルクTm2rat2が出力されているにも拘わらず車速Vが閾値Vref以下のほぼ停車の状態を一定時間保持すると閾値Cref以上となるから、リバース走行時の段差の乗り越えであるの確定するためのカウンタであるということができる。なお、アップ量Cstepは、一定時間保持するための時間と本ルーチンを繰り返し実行する頻度とによって定められるものである。カウンタCが閾値Cref未満のときには、本ルーチンを終了する。
When it is determined in step S140 that the torque Tm2 of the motor MG2 is equal to the negative rated torque Tm2rat2, it is determined whether the
本ルーチンが繰り返し実行されてステップS190でカウンタCが閾値Cref以上であると判定されると、停止しているエンジン22の逆回転を開始する(ステップS200)。エンジン22の逆回転は、モータMG1のトルク指令Tm1*に停止しているエンジン22を逆回転させる方向の所定トルクを設定してモータECU40に送信し、モータECU40によりモータMG1からトルク指令Tm1*に相当するトルクが出力されるようにインバータ41のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。
When this routine is repeatedly executed and it is determined in step S190 that the counter C is greater than or equal to the threshold value Cref, the stopped
エンジン22の逆回転を開始すると、エンジン22の回転数Neは負側に大きくなるから、ステップS170ではエンジン22は停止中ではないと判定される。この場合、エンジン22の回転数Neが逆回転用下限閾値Nelimmに一致したか否かを判定する(ステップS210)。ここで、逆回転用下限閾値Nelimmは、実施例では、逆回転しているエンジン22のフリクショントルクTefがエンジン22の回転数Neを最大上昇率で上昇させたときのイナーシャトルクTeiに一致する回転数であるが、この回転数より小さな回転数(絶対値としては大きな回転数)としたり、この回転数より大きな回転数(絶対値としては小さな回転数)としたりしてもよい。エンジン22の回転数Neが逆回転用下限閾値Nelimmに一致するまでは、ステップS210で否定的判定がなされ、エンジン22の回転数Neが正回転用上限閾値Nelimpに一致したか否かを判定する(ステップS230)。正回転用上限閾値Nelimpは、実施例では、モータMG1の上限回転数によって定まるエンジン22の上限回転数であるが、この回転数より若干小さな回転数としてもよい。いま、エンジン22の逆回転時を考えているから、ステップS230では否定的判定がなされ、本ルーチンを終了する。即ち、エンジン22の逆回転を開始すると、エンジン22の回転数Neが逆回転用下限閾値Nelimmに一致するまでは、エンジン22の逆回転を開始した状態、即ち、モータMG1のトルク指令Tm1*にエンジン22を逆回転させる方向の所定トルクを設定する状態を保持する。
When the reverse rotation of the
エンジン22の逆回転を開始し、ステップS210でエンジン22の回転数Neが逆回転用下限閾値Nelimmに一致すると判定されると、エンジン22の回転数NeをモータMG1の性能などにより予め定めた最大上昇率で上昇させる(ステップS220)。エンジン22の回転数Neの最大上昇率での上昇は、エンジン22の回転数Neを許容される最大上昇レートにより上昇させるトルクをモータMG1のトルク指令Tm1*に設定してモータECU40に送信し、モータECU40によりモータMG1からトルク指令Tm1*に相当するトルクが出力されるようにインバータ41のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。
When reverse rotation of the
エンジン22の回転数Neの最大上昇率での上昇が開始されると、ステップS210では否定的判定がなされるから、ステップS230に進み、エンジン22の回転数Neが正回転用上限閾値Nelimpに一致したか否かを判定する。いま、エンジン22の回転数Neの最大上昇率での上昇が開始された直後を考えているから、エンジン22の回転数Neは正回転用上限閾値Nelimpに一致しない。この場合、エンジン22の回転数Neを最大上昇率で上昇させる状態、即ち、モータMG1のトルク指令Tm1*に最大上昇率用に予め定められたトルクを設定する状態を保持する。
When the increase in the rotation speed Ne of the
エンジン22の回転数Neの最大上昇率での上昇により、エンジン22の回転数Neが正回転用上限閾値Nelimpに一致すると、エンジン22の回転数Neを正回転用上限閾値Nelimpで保持して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。エンジン22の回転数Neの正回転用上限閾値Nelimpでの保持は、エンジン22の回転数Neと正回転用上限閾値Nelimpとの差分を打ち消すようにモータMG1のトルク指令Tm1*をフィードバック制御により設定してモータECU40に送信し、モータECU40によりモータMG1からトルク指令Tm1*に相当するトルクが出力されるようにインバータ41のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なうことができる。
When the rotation speed Ne of the
上述したリバース走行時制御ルーチンを実行している最中に車両が段差を乗り越えると、車速Vが閾値Vrefより大きくなるため、ステップS120で否定的判定がなされ、通常のリバース走行時の制御(EV走行モードによるリバース走行時の制御)が実行される。 If the vehicle climbs over a step while executing the above-described reverse running control routine, the vehicle speed V becomes higher than the threshold value Vref, so a negative determination is made in step S120, and the normal reverse running control (EV The control at the time of reverse running in the running mode) is executed.
図3は、モータMG1によりエンジン22の回転数Neを逆回転用下限閾値Nelimmから正回転用上限閾値Nelimpまで最大上昇率で上昇させる際のプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤの回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリアの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤの回転数Nrを示す。また、C軸上の2つの太矢印はエンジン22のフリクショントルクTefとイナーシャトルクTeiとを示し、R軸上の2つの太線矢印はモータMG1から出力されてプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルクとモータMG2から出力されて駆動軸36に作用するトルクとを示す。モータMG1によりエンジン22の回転数Neを最大上昇率で上昇させている最中は、エンジン22からその回転数によるフリクショントルクTefとエンジン22の回転数Neを上昇させる際のイナーシャトルクTeiが出力されるから、駆動軸36には、エンジン22から出力されプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に出力されるトルクとモータMG2から出力された負側の定格トルクTm2rat2とが作用する。図4は、モータMG1によりエンジン22の回転数Neを逆回転用下限閾値Nelimmから正回転用上限閾値Nelimpまで最大上昇率で上昇させる際のエンジン22のトルクTeとエンジン22の回転数Neとの関係の一例を示す説明図である。図中、ハッチングされた部分(第3象限および第4象限)は、モータMG1によりエンジン22の回転数Neを逆回転用下限閾値Nelimmから正回転用上限閾値Nelimpまで最大上昇率で上昇させる際にエンジン22から出力されるエネルギに相当する。図示するように、実施例では、エンジン22から出力するエネルギは、モータMG1によりエンジン22の回転数Neを値0から正回転用上限閾値Nelimpまで最大上昇率で上昇させる場合に比して、エンジン22の回転数Neが負側の領域(第3象限)のエネルギの分だけ大きくなる。こうしたエネルギが大きくなる分だけ、車両はリバース方向のより高い段差を乗り越えることができるようになる。
FIG. 3 shows the dynamics of the rotational speed and torque in the rotating element of the
図5は、リバース走行時における段差乗り越え時の車速VやモータトルクTm1,Tm2,エンジン22の回転数Neなどの時間変化の一例を示す説明図である。図中、上から順に、車速V、アクセル開度Acc、モータMG2のトルクTm2、モータMG1のトルクTm1、エンジン22の回転数Ne、カウンタCを示す。モータMG2から負側のトルクを出力してリバース走行している最中の時間T1に段差によって車速Vが値0となると、段差を乗り越えるために時間T2に運転者がアクセルペダル83を踏み込むことによりアクセル開度Accが閾値Arefを超え、モータMG2のトルクTm2は負側に大きくなる。モータMG2から出力されるトルクでは段差を乗り越えることができない時間T3にロック保護制御が実行される。このロック保護制御が解除された時間T4からカウンタCがカウントアップされ、カウンタCが閾値Crefに至った時間T5にエンジン22の逆回転が開始される。このため、モータMG1からエンジン22を逆回転させるトルクが出力され、エンジン22の回転数Neが負側に増加する。エンジン22の回転数Neが逆回転用下限閾値Nelimmに至った時間T5にエンジン22の回転数Neを最大上昇率で上昇させるためにモータMG1からエンジン22を正回転側に回転させる大きなトルクが出力され、エンジン22の回転数Neは上昇する。エンジン22の回転数Neが正回転用上限閾値Nelimpの近傍に至った時間T7に車両が段差を乗り上げ、車速Vが閾値Vref未満に至った時間T8に段差を乗り越えたと判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0が設定され、エンジン22の回転数Neも低下する。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of temporal changes in the vehicle speed V, the motor torques Tm1, Tm2, the rotation speed Ne of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、リバース走行時に段差を乗り越えられないと判定したときには、エンジン22の回転数Neを逆回転用下限閾値Nelimmまで引き下げてから最大上昇率で正回転用上限閾値Nelimpに至るまで上昇させることにより、エンジン22の回転数Neを値0から最大上昇率で正回転用上限閾値Nelimpに至るまで上昇させる場合に比して、より大きなエネルギを駆動軸36に作用させることができ、より高い段差を乗り越えることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、逆回転用下限閾値Nelimmとして、逆回転しているエンジン22のフリクショントルクTefがエンジン22の回転数Neを最大上昇率で上昇させたときのイナーシャトルクTeiに一致する回転数を用いることにより、不必要なエネルギ消費を抑制することができる。
In the
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the hybrid vehicle manufacturing industry and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23a クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23a crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 for motor Electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position Sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
第1モータと、
共線図において順に並ぶ第1回転要素,第2回転要素,第3回転要素に前記第1モータ,前記エンジン,車軸に連結された駆動軸が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を出力可能な第2モータと、
前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御すると共にリバース走行時に前記第2モータからの許容最大トルクの出力だけでは段差を乗り越えることができないリバース段差乗り越え時を判定する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車において、
前記制御装置は、前記リバース段差乗り越え時を判定したときには、前記第2モータから許容最大トルクを出力すると共に前記エンジンが逆回転方向に回転している状態とした後に前記エンジンが正回転方向に回転している状態となるように前記第1モータおよび前記第2モータを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。 Engine,
A first motor,
A planetary gear in which a drive shaft connected to the first motor, the engine, and an axle is connected to a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element that are arranged in order in the alignment chart;
A second motor capable of outputting power to the drive shaft;
A control device that controls the engine, the first motor, and the second motor, and that determines a reverse step over when the vehicle cannot go over the step only by outputting an allowable maximum torque from the second motor during reverse traveling,
In a hybrid vehicle equipped with
When the control device determines that the reverse step is crossed, the second motor outputs the maximum allowable torque and the engine is rotated in the reverse rotation direction, and then the engine is rotated in the forward rotation direction. To control the first motor and the second motor so that
A hybrid vehicle characterized by the following.
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