JP2016112921A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】第2モータに異常が発生した場合にアクセルがオフされたときに、要求駆動力により走行する。【解決手段】アクセルペダルがオフされて要求トルクが目標要求トルクに向かって所定のレートΔTrで減少すると、要求パワーが所定閾値以下となるまで、エンジンを負荷運転しながら要求トルクにより走行し(時間T1〜T2)、要求パワーが所定閾値以下となると要求トルクが所定閾値となるまで、エンジンを自律運転しながらモータMG1から駆動軸に作用するトルクで走行し(時間T2〜T3)、その後、エンジンの燃料噴射を停止して第1モータでエンジンをモータリングしながら走行する。こうした制御により、要求トルクで走行することができる。【選択図】図6When an accelerator is turned off when an abnormality occurs in a second motor, the vehicle travels with a required driving force. When the accelerator pedal is turned off and the required torque decreases at a predetermined rate ΔTr toward the target required torque, the engine travels with the required torque while driving the engine until the required power falls below a predetermined threshold (time). T1 to T2), when the required power becomes equal to or less than a predetermined threshold, the engine MG1 travels with the torque acting on the drive shaft while driving the engine autonomously until the required torque reaches the predetermined threshold (time T2 to T3). The vehicle travels while stopping the fuel injection and motoring the engine with the first motor. By such control, the vehicle can travel with the required torque. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、動力を入出力する第1モータと、第1モータの回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に共線図上でこの順に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に動力を入出力する第2モータと、を備えるハイブリッド車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle. More specifically, the present invention relates to an engine, a first motor that inputs and outputs power, a rotation shaft of the first motor, an output shaft of the engine, and a drive shaft connected to drive wheels. The present invention relates to a hybrid vehicle including a planetary gear to which three rotating elements are connected in this order on a diagram, and a second motor that inputs and outputs power to a drive shaft.
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジン22と、第1モータジェネレータと、動力分割機構と、第2モータジェネレータとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。動力分割機構は、第1モータジェネレータの回転軸とエンジンのクランクシャフトと車輪に連結された駆動軸との3軸に共線図上でこの順に3つの回転要素が接続されている。第2モータジェネレータは、回転軸が駆動軸に接続されている。このハイブリッド車では、第2モータジェネレータに異常が発生した場合であって、車速が所定値より大きいときには、第2モータジェネレータを非駆動状態としてエンジンからの動力で走行するようエンジンと第1,第2モータジェネレータを制御する。これにより、第2モータジェネレータに異常が発生した場合に、エンジンからの動力により走行することができる。
Conventionally, as this type of hybrid vehicle, a vehicle including an
上述のハイブリッド車では、第2モータジェネレータに異常が発生した場合にアクセルがオフされると、要求駆動力が減少して制動力(負の駆動力)となる。このとき、ハイブリッド車では、一旦、エンジンを無負荷運転(アイドル運転)し、その後、エンジンにおける燃料噴射を停止して第1モータジェネレータでエンジンをモータリングしながら第1モータジェネレータからの動力で走行する。エンジンを無負荷運転する際に第1モータジェネレータからトルクを出力すると、エンジンの回転数を維持できず、安定してエンジンを無負荷運転することができない。そのため、第1モータジェネレータからトルクを出力することができず、要求駆動力で走行することができない。 In the hybrid vehicle described above, when the accelerator is turned off when an abnormality occurs in the second motor generator, the required driving force is reduced to a braking force (negative driving force). At this time, in the hybrid vehicle, the engine is temporarily operated with no load (idle operation), and thereafter, fuel injection in the engine is stopped and the engine is driven by the first motor generator and travels with the power from the first motor generator. To do. If torque is output from the first motor generator when the engine is operated with no load, the engine speed cannot be maintained and the engine cannot be stably operated with no load. Therefore, torque cannot be output from the first motor generator and the vehicle cannot travel with the required driving force.
本発明のハイブリッド車では、第2モータに異常が発生した場合にアクセルがオフされたときに、要求駆動力で走行することを主目的とする。 The main object of the hybrid vehicle of the present invention is to travel with the required driving force when the accelerator is turned off when an abnormality occurs in the second motor.
本発明のハイブリッド車は、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 main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、
動力を入出力する第1モータと、
前記第1モータの回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に共線図上でこの順に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力する第2モータと、
前記第2モータに異常が発生したときには、前記エンジンを負荷運転しながら要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、前記第2モータに異常が発生しているときにおいて、アクセルがオフされたときには、前記エンジンの回転数が所定回転数となるよう前記エンジンを回転数制御しながら前記第1モータからの動力で前記要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御し、その後、前記要求駆動力が負の所定駆動力となったときに、前記エンジンの燃料噴射を停止して前記第1モータで前記エンジンをモータリングしながら前記要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御する手段である
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Engine,
A first motor for inputting and outputting power;
A planetary gear in which three rotating elements are connected in this order to three axes of a rotating shaft of the first motor, an output shaft of the engine, and a driving shaft coupled to a driving wheel in this order;
A second motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
Control means for controlling the engine and the first motor to run with a requested driving force while driving the engine under load when an abnormality occurs in the second motor;
In a hybrid vehicle equipped with
When the accelerator is turned off when an abnormality has occurred in the second motor, the control means controls the engine speed so that the engine speed becomes a predetermined speed. The engine and the first motor are controlled to run with the required driving force with the power from the engine, and then the fuel injection of the engine is stopped when the required driving force becomes a negative predetermined driving force. The gist of the present invention is a means for controlling the engine and the first motor to run with the required driving force while motoring the engine with the first motor.
この本発明のハイブリッド車では、第2モータに異常が発生したときには、エンジンを負荷運転しながら要求駆動力により走行するようエンジンと第1モータとを制御する。そして、第2モータに異常が発生しているときにおいて、アクセルがオフされたときには、エンジンの回転数が所定回転数となるようエンジンを回転数制御しながら第1モータからの動力で要求駆動力により走行するようエンジンと第1モータとを制御し、その後、要求駆動力が負の所定駆動力となったときに、エンジンの燃料噴射を停止して第1モータでエンジンをモータリングしながら要求駆動力により走行するようエンジンと第1モータとを制御する。これにより、第2モータに異常が発生しているときにアクセルがオフされたときに、要求駆動力により走行することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when an abnormality occurs in the second motor, the engine and the first motor are controlled so as to travel with the requested driving force while driving the engine under load. When an abnormality occurs in the second motor and the accelerator is turned off, the required driving force is generated by the power from the first motor while controlling the engine speed so that the engine speed becomes a predetermined speed. The engine and the first motor are controlled so as to travel according to the above, and then, when the required driving force becomes a predetermined negative driving force, the fuel injection of the engine is stopped and the request is made while the engine is motored by the first motor. The engine and the first motor are controlled so as to travel with the driving force. Thereby, when the accelerator is turned off when an abnormality occurs in the second motor, the vehicle can travel with the required driving force.
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, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、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 the 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により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や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が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。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23からのクランク角θcr。などが入力ポートを介して入力されている。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。各種制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への駆動信号。スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70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HVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23により検出されたクランク角θcrに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . 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,リングギヤ,キャリヤには、それぞれ、モータMG1の回転子,駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36,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。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 a synchronous generator motor, for example, 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や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が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。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。モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。モータECU40からは、モータMG1,MG2を駆動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。各種制御信号としては、以下のものを挙げることができる。インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータ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 a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1, MG2 are input to the motor ECU 40 via the input port. Examples of signals from various sensors include the following. Rotation positions θm1 and θm2 from rotation
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、インバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりする。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により管理されている。
The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and exchanges electric power with the motors MG1 and MG2 via 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や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信号が入力ポートを介して入力されている。各種信号としては、以下のものを挙げることができる。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。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。また、バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された電池電流Ibの積算値に基づいてそのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと温度センサ51cにより検出された電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。
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や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。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。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号。シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP。アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc。ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP。車速センサ88からの車速V。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
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)で走行する。
The
HV走行モードでの走行時には、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定する。続いて、設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nrを乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Nrとしては、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ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(エンジン22から出力すべき)要求パワーPe*を設定する。次に、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に送信し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。エンジン22の目標回転数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*とに基づいてエンジン22が運転されるように、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、モータMG1,MG2のトルク指令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*で駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このHV走行モードでの走行時には、要求パワーPe*が停止用閾値Pstop以下に至ったときなどエンジン22の停止条件が成立したときに、エンジン22の運転を停止してEV走行モードでの走行に移行する。
When traveling in the HV traveling mode, the
EV走行モードでの走行時には、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する。続いて、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータMG1,MG2のトルク指令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*で駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このEV走行モードでの走行時には、HV走行モードでの走行時と同様に計算した要求パワーPe*が停止用閾値Pstopよりも大きいエンジン22の始動条件が成立したときに、エンジン22を始動してHV走行モードでの走行に移行する。
During travel in the EV travel mode, the
HV走行モードやEV走行モードでの走行時に、モータMG2に動力を出力できなくなる異常が発生したときには、HVECU70は、モータMG2の駆動を停止するための駆動停止信号をモータECU40に送信する。駆動停止信号を受信したモータECU40は、インバータ42をシャットダウン(オフ)する。次に、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定する。続いて、設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nrを乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Nrとしては、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ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(エンジン22から出力すべき)要求パワーPe*を設定する。次に、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に送信し、モータMG1のトルク指令Tm1*についてはモータECU40に送信する。エンジン22の目標回転数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*とに基づいてエンジン22が運転されるように、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、モータMG1のトルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようにインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。図2は、このときのプラネタリギヤ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であるキャリヤの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤ(駆動軸36)の回転数Nrを示す。また、図中、R軸上の太線矢印は、モータMG1から出力されて駆動軸36に作用するトルクを示す。こうした制御により、モータMG2に異常が発生しているときには、エンジン22を負荷運転しながら(エンジン22から動力を出力しながら)要求トルクTr*により走行する。
When an abnormality occurs in which power cannot be output to the motor MG2 during traveling in the HV traveling mode or the EV traveling mode, 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、モータMG2に異常が発生した場合にアクセルペダル83がオフされたときの動作について説明する。なお、モータMG2に異常が発生しているときには、モータMG2の駆動が停止されるようインバータ42はシャットダウン(オフ)されるものとする。
Next, the operation of the
実施例のハイブリッド自動車20では、踏み込まれたアクセルペダル83が踏み戻されてオフされると、上述した要求トルクTr*の設定と同様の処理で、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて目標要求トルクTrest*を設定する。次に、現在の要求トルクTr*(現在Tr*)から所定レートΔTrを減じたもの(現在Tr*−ΔTr)と目標要求トルクTrest*とを比較して、大きいほうの値を要求トルクTr*に設定する。こうして要求トルクTr*を設定すると、設定した要求トルクTr*と駆動軸36の回転数Nrとバッテリ50の充放電要求パワーPb*とを用いて、上述した要求パワーPe*の設定と同様の処理で、車両に要求される要求パワーPe*を設定する。
In the
次に、要求パワーPe*と自律運転用閾値Perefとを比較する。自律運転用閾値Prefは、エンジン22を自律運転させるか否かを判定する閾値として予め定められたものであり、エンジン22をアイドル運転(自立運転)する際のパワーの閾値Pidl(例えば、0.9kW.1.0kW,1.1kWなど)より若干高い値、例えば、1.2kW,1.3kW,1.4kWなどに設定されるものとした。
Next, the required power Pe * and the autonomous driving threshold Peref are compared. The threshold value Pref for autonomous driving is predetermined as a threshold value for determining whether or not the
要求パワーPe*が自律運転閾値Perefより大きいときには、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*についてはエンジンECU24に送信し、モータMG1のトルク指令Tm1*についてはモータECU40に送信する。エンジン22の目標回転数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*とに基づいてエンジン22が運転されるように、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、モータMG1のトルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようにインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を負荷運転しながら、要求トルクTr*により走行することができる。
When the required power Pe * is larger than the autonomous driving threshold Peref, the required power Pe * is output from the
要求パワーPe*が自律運転閾値Peref以下のときには、続いて、要求トルクTr*と負の閾値Trefとを比較する。ここで、閾値Trefは、エンジン22の燃料噴射を停止してモータMG1でエンジン22の回転数Neが後述する所定回転数NerefとなるようモータリングしたときにモータMG1から出力されたトルクが駆動軸36に作用するトルクとして予め定めた負のトルクとした。
When the required power Pe * is equal to or less than the autonomous driving threshold Peref, the required torque Tr * is compared with the negative threshold Tref. Here, the threshold value Tref is the torque output from the motor MG1 when the
要求トルクTr*が閾値Trefより大きいときには、エンジン22がアイドル運転する際の回転数より若干高い所定回転数Neref(例えば、1400rpm,1450rpm,1500rpmなど)で自律運転するよう自律運転指令をエンジンECU24に送信する。自律運転指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nerefとなるようスロットルバルブの開度を調整する回転数フィードバック制御を行なう。
When the required torque Tr * is larger than the threshold value Tref, an autonomous driving command is sent to the
そして、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。ここで、トルク指令Tm1*に設定は、モータMG1から出力されて駆動軸36に作用するトルクが要求トルクTr*となるようプラネタリギヤ30のギヤ比ρに要求トルクTr*と値(−1)とを乗じたもの(−ρ・Tr*)をトルク指令Tm1*に設定する。図3は、このときのプラネタリギヤ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。
Then, the torque command Tm1 * of the motor MG1 is set so that the required torque Tr * is output to the
こうしてトルク指令Tm1*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*をモータECU40に送信する。モータMG1のトルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようにインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を自律運転しながら要求トルクTr*で走行することができる。
When the torque command Tm1 * is set in this way, the set torque command Tm1 * is transmitted to the
要求トルクTr*が閾値Tref以下であるときには、エンジン22における燃料噴射を停止するために燃料噴射停止指令をエンジンECU24に送信する。燃料噴射停止指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22における燃料噴射制御などを停止する処理を行なう。
When required torque Tr * is equal to or less than threshold value Tref, a fuel injection stop command is transmitted to
続いて、要求トルクTr*が小さくなるほど(絶対値としては大きくなるほど)大きくなるようエンジン22の目標回転数Ne*を設定し、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようモータMG1でエンジン22をモータリングしながら要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。
Subsequently, the target rotational speed Ne * of the
ここで、トルク指令Tm1*の設定は、以下のように行なう。エンジン22の目標回転数Ne*と駆動軸36の回転数Nrとプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する。ここで、式(1)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式である。図4は、このときのプラネタリギヤ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。なお、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
Here, the torque command Tm1 * is set as follows. Using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nr/ρ (1)
Tm1*=-ρ・Tr*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nr / ρ (1)
Tm1 * =-ρ ・ Tr * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
こうしてトルク指令Tm1*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*をモータECU40に送信する。モータMG1のトルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、モータMG1がトルク指令Tm1*で駆動されるようにインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22の燃料噴射を停止してモータMG1でエンジン22をモータリングしながら要求トルクTr*で走行することができる。
When the torque command Tm1 * is set in this way, the set torque command Tm1 * is transmitted to the
図5はモータMG2に異常が発生した場合にアクセルペダル83がオフされたときにエンジン22の無負荷運転(アイドル運転)を行なう比較例のハイブリッド自動車の動作を説明するための説明図であり、図6はモータMG2に異常が発生した場合にアクセルペダル83がオフされたときの実施例のハイブリッド自動車20における動作を説明するための説明図である。図5,6中、一点鎖線は実際に駆動軸36に作用するトルク(実トルク)を示している。比較例のハイブリッド自動車および実施例のハイブリッド自動車20では、図5,6に示すように、踏み込まれていたアクセルペダル83が踏み戻されてオフされると、要求トルクTr*が目標要求トルクTrestに向かって所定のレートΔTrで減少する。このとき、要求パワーPe*が自律運転用閾値Peref以下となるまで、エンジン22を負荷運転しながら要求トルクTr*により走行する(時間T11〜T12,T21〜T22)。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of a comparative hybrid vehicle that performs no-load operation (idle operation) of the
比較例のハイブリッド自動車では、図5に示すように、要求パワーPe*が閾値Pidl以下となると要求トルクTr*が閾値Trefとなるまで、エンジン22を無負荷運転し、要求トルクTr*が閾値Tref以下となったとき以降は、エンジン22の燃料噴射を停止してモータMG1でエンジン22をモータリングしながらモータMG1から出力されるトルクにより走行する(時間T12〜T13)。エンジン22を無負荷運転している間は、エンジン22の回転数の低下を抑制するために、モータMG1からトルクを出力しない。そのため、要求トルクTr*により走行することができないし、駆動軸36に実際に出力されるトルクを滑らかに減少させることができす、滑らかな減速感を実現することができない。
In the hybrid vehicle of the comparative example, as shown in FIG. 5, when the required power Pe * becomes equal to or less than the threshold value Pidl, the
実施例のハイブリッド自動車20では、図6に示すように、要求パワーPe*が自律運転用閾値Peref以下となると要求トルクTr*が閾値Trefとなるまでエンジン22を自律運転しながら要求トルクTr*により走行し(時間T21〜T22)、要求トルクTr*が閾値Tref以下となったとき以降は、エンジン22の燃料噴射を停止してモータMG1でエンジン22をモータリングしながら要求トルクTr*により走行する(時間T22〜T33)。これにより、アクセルオフ時に滑らかな減速感を実現することができる。
In the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2に異常が発生したときには、エンジン22を負荷運転しながら要求トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1とを制御する。そして、モータMG2の異常が発生しているときにおいて、アクセルペダル83が踏み戻されてオフされたときには、エンジン22の回転数が所定回転数Nrefとなるようエンジン22を回転数フィードバック制御しながらモータMG1からの動力で要求トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1とを制御し、その後、要求トルクTr*が負の閾値Trefとなったときに、エンジン22の燃料噴射を停止してモータMG1でエンジン22をモータリングしながら要求トルクTr*により走行するようエンジン22とモータMG1とを制御する。これにより、モータMG2に異常が発生しているときにアクセルペダル83がオフされたときに、要求トルクTr*により走行することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、モータMG2からの動力を駆動軸36が接続された車軸とは異なる車軸に出力するものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、エンジンECU24とモータECU40とHVECU70とが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 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、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、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)、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、MG,MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 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 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
動力を入出力する第1モータと、
前記第1モータの回転軸とエンジンの出力軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に共線図上でこの順に3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に動力を入出力する第2モータと、
前記第2モータに異常が発生したときには、前記エンジンを負荷運転しながら要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、前記第2モータに異常が発生しているときにおいて、アクセルがオフされたときには、前記エンジンの回転数が所定回転数となるよう前記エンジンを回転数制御しながら前記第1モータからの動力で前記要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御し、その後、前記要求駆動力が負の所定駆動力となったときに、前記エンジンの燃料噴射を停止して前記第1モータで前記エンジンをモータリングしながら前記要求駆動力により走行するよう前記エンジンと前記第1モータとを制御する手段である
ハイブリッド車。 Engine,
A first motor for inputting and outputting power;
A planetary gear in which three rotating elements are connected in this order to three axes of a rotating shaft of the first motor, an output shaft of the engine, and a driving shaft coupled to a driving wheel in this order;
A second motor for inputting and outputting power to the drive shaft;
Control means for controlling the engine and the first motor to run with a requested driving force while driving the engine under load when an abnormality occurs in the second motor;
In a hybrid vehicle equipped with
When the accelerator is turned off when an abnormality has occurred in the second motor, the control means controls the engine speed so that the engine speed becomes a predetermined speed. The engine and the first motor are controlled to run with the required driving force with the power from the engine, and then the fuel injection of the engine is stopped when the required driving force becomes a negative predetermined driving force. A hybrid vehicle that controls the engine and the first motor to run with the required driving force while motoring the engine with the first motor.
Priority Applications (1)
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