JP2008049775A - Vehicle and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンのクランクシャフトと車軸側とにキャリアとリングギヤとが接続されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤのサンギヤに接続されたモータMG1と、車軸側に減速機を介して接続されたモータMG2と、モータMG1やモータMG2と電力のやりとりを行なうバッテリと、エアコンディショナのコンプレッサなどの補機とを搭載するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、モータMG2やインバータに異常が生じたときには、エンジンの回転数を目標回転数に保持してモータMG1から発電トルクを出力することにより車軸側に駆動力が出力されるようエンジンとモータMG1とを駆動制御し、モータMG1の発電電力をモータMG2に代えてエアコンディショナのコンプレッサなどの補機で消費されるよう制御することにより、バッテリの過充電を抑制して、待避走行を確保している。
一般に、ブレーキペダルを強く踏み込むと共にアクセルペダルを大きく踏み込んだ状態からブレーキペダルの踏み込みを解除することによって発進するストール発進では、大きな駆動力が車軸に作用するよう制御される。上述の構成の車両では、エンジンとモータMG1とを駆動制御することによって車軸側に出力される駆動力とモータMG2を駆動制御することによって車軸側に出力される駆動力との和が最大となるように制御すればよいが、車両が停止しているか停止していなくても低速であるときにはモータMG2による電力消費は小さく、エンジンとモータMG1とを駆動制御することによって車軸側に大きな駆動力を出力しようとすると過大な電力によってバッテリを充電してしまう場合が生じる。 In general, in a stall start that is started by releasing the brake pedal from a state where the brake pedal is strongly depressed and the accelerator pedal is largely depressed, a large driving force is controlled to act on the axle. In the vehicle having the above-described configuration, the sum of the driving force output to the axle side by driving and controlling the engine and the motor MG1 and the driving force output to the axle side by driving and controlling the motor MG2 are maximized. However, when the vehicle is stopped or not stopped, power consumption by the motor MG2 is small when the vehicle is at a low speed, and a large driving force is applied to the axle side by controlling the drive of the engine and the motor MG1. When trying to output, the battery may be charged by excessive electric power.
本発明の車両およびその制御方法は、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することを目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、いわゆるストール発進時にバッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することを目的の一つとする。 One object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to output a large driving force to the axle side during so-called stall start. Another object of the vehicle and the control method thereof according to the present invention is to suppress charging of a power storage device such as a battery with excessive power during so-called stall start.
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記車軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、
前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記設定された入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An internal combustion engine;
Connected to the output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle, and uses the power from the internal combustion engine with the output to the drive shaft according to the torque acting on the output shaft. Power generation means for generating electricity,
An electric motor capable of outputting power to the axle;
Power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
An auxiliary machine that is driven by receiving power from the power system from the power storage means;
Input limit setting means for setting an input limit that is allowable power capable of charging the power storage means;
When starting from a state where the accelerator opening is equal to or greater than the predetermined opening and the brake is on, the auxiliary device is controlled so that power is consumed by the auxiliary device, and the predetermined restriction is within the set input restriction range. Control means for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so that a maximum driving force that can be output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine is output to the drive shaft.
It is a summary to provide.
この本発明の車両は、アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、補機により電力消費がなされるよう補機を制御すると共に蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく内燃機関の運転を伴って駆動軸に出力可能な最大駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の入力制限より補機による電力消費分だけ大きなパワーを内燃機関から出力して内燃機関の出力軸に作用しているトルクに応じたトルクを駆動軸に出力すると共に電動機から駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力するのである。これにより、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することができる。また、蓄電手段の入力制限の範囲内で内燃機関を運転するから、バッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。ここで、前記補機は、少なくとも空調装置のコンプレッサを含む補機であるものとすることもできる。また、「補機」には、ライト類なども含まれる。 In the vehicle of the present invention, when the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined opening and the vehicle is started from a brake-on state, the auxiliary power is controlled so that power is consumed by the auxiliary equipment, and the allowable power that can charge the power storage means The internal combustion engine, the power generation means, and the motor are controlled so that the maximum driving force that can be output to the drive shaft is output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine based on a predetermined restriction within the range of the input restriction. That is, a power that is larger than the input restriction of the power storage means by the amount consumed by the auxiliary machine is output from the internal combustion engine, and a torque corresponding to the torque acting on the output shaft of the internal combustion engine is output to the drive shaft. The maximum torque that can be output is output. Thereby, a larger driving force can be output to the axle side at the time of so-called stall start. In addition, since the internal combustion engine is operated within the range of the input limitation of the power storage means, it is possible to prevent the power storage device such as a battery from being charged with excessive power. Here, the auxiliary machine may be an auxiliary machine including at least a compressor of an air conditioner. The “auxiliary machine” includes lights and the like.
こうした本発明の車両において、前記制御手段は、前記補機ができるだけ多くの電力を消費して駆動するよう該補機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、車軸側により大きな駆動力を出力することができる。 In such a vehicle of the present invention, the control means may be means for controlling the auxiliary machine so that the auxiliary machine is driven while consuming as much electric power as possible. In this way, a larger driving force can be output to the axle side.
さらに、本発明の車両において、前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関が効率よく運転される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、車両の燃費を向上させることができる。また、前記所定の制約は、前記内燃機関から同一のパワーを出力するときに該内燃機関を運転可能な範囲内で該内燃機関から最大のトルクが出力される運転ポイントで該内燃機関を運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、車軸側により大きな駆動力を出力することができる。 Furthermore, in the vehicle of the present invention, the predetermined constraint is a constraint for operating the internal combustion engine at an operation point at which the internal combustion engine is efficiently operated when the same power is output from the internal combustion engine. You can also. In this way, the fuel consumption of the vehicle can be improved. Further, the predetermined constraint is that when the same power is output from the internal combustion engine, the internal combustion engine is operated at an operation point where the maximum torque is output from the internal combustion engine within a range where the internal combustion engine can be operated. It can also be a constraint. In this way, a larger driving force can be output to the axle side.
あるいは、本発明の車両において、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸との3軸に接続され、該3軸のうちいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできる。また、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸に接続された第1の回転子と前記駆動軸に接続された第2の回転子とを有し、該第1の回転子と該第2の回転子との相対的な回転により回転する対回転子電動機であるものとすることもできる。 Alternatively, in the vehicle of the present invention, the power generation means is connected to three shafts of the output shaft, the drive shaft, and the rotation shaft of the internal combustion engine, and is used for power input / output to any two of the three shafts. On the basis of this, it is possible to provide means that includes a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft and a generator capable of inputting / outputting power to / from the rotating shaft. The power generation means includes a first rotor connected to the output shaft of the internal combustion engine and a second rotor connected to the drive shaft, and the first rotor and the second rotor. It is also possible to use a counter-rotor motor that rotates by relative rotation with the other rotor.
本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記車軸に動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、を備える車両の制御方法であって、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
The vehicle control method of the present invention includes:
The internal combustion engine is connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to an axle, and a torque corresponding to the torque acting on the output shaft is output from the internal combustion engine with an output to the drive shaft. Power generation means for generating power using power, an electric motor capable of outputting power to the axle, power storage means capable of exchanging power with the power generation means and the motor, and supply of electric power from the power system from the power storage means An auxiliary machine that receives and drives the vehicle.
When starting from a state where the accelerator opening is greater than or equal to a predetermined opening and the brake is on, the auxiliary device is controlled so that power is consumed by the auxiliary device, and the input limit is an allowable power that can charge the power storage means. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the maximum driving force that can be output to the drive shaft is output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine based on predetermined constraints within the range of ,
It is characterized by that.
この本発明の車両の制御方法では、アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、補機により電力消費がなされるよう補機を制御すると共に蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく内燃機関の運転を伴って駆動軸に出力可能な最大駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と発電手段と前記電動機とを制御する。即ち、蓄電手段の入力制限より補機による電力消費分だけ大きなパワーを内燃機関から出力して内燃機関の出力軸に作用しているトルクに応じたトルクを駆動軸に出力すると共に電動機から駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力するのである。これにより、いわゆるストール発進時により大きな駆動力を車軸側に出力することができる。また、蓄電手段の入力制限の範囲内で内燃機関を運転するから、バッテリなどの蓄電装置が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。 In the vehicle control method according to the present invention, when starting from an accelerator opening degree greater than a predetermined opening degree and a brake-on state, the auxiliary machine can be controlled so that power is consumed by the auxiliary machine and the power storage means can be charged. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so that the maximum drive force that can be output to the drive shaft is output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine based on a predetermined constraint within the range of the input limit that is the allowable power. Control. That is, a power that is larger than the input restriction of the power storage means by the amount consumed by the auxiliary machine is output from the internal combustion engine, and a torque corresponding to the torque acting on the output shaft of the internal combustion engine is output to the drive shaft. The maximum torque that can be output is output. Thereby, a larger driving force can be output to the axle side at the time of so-called stall start. In addition, since the internal combustion engine is operated within the range of the input limitation of the power storage means, it is possible to prevent the power storage device such as a battery from being charged with excessive power.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2に接続されたインバータ41,42に電力ライン54を介して接続されたバッテリ50と、
電力ライン54にインバータ57を介して接続された空調用コンプレッサ58と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22, a three-shaft power distribution / integration mechanism 30 connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 via a damper 28, and power distribution / integration. A motor MG1 capable of generating electricity connected to the mechanism 30, a reduction gear 35 attached to a ring gear shaft 32a as a drive shaft connected to the power distribution and integration mechanism 30, a motor MG2 connected to the reduction gear 35, A battery 50 connected to inverters 41 and 42 connected to motors MG1 and MG2 via a power line 54;
An air conditioning compressor 58 connected to the power line 54 via an inverter 57 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle are provided.
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン22の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。 The engine 22 is an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit (hereinafter referred to as an engine ECU) that receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 22. ) 24 is subjected to operation control such as fuel injection control, ignition control, intake air amount adjustment control and the like. The engine ECU 24 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, if necessary, transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid electronic control. Output to unit 70.
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。 The power distribution and integration mechanism 30 includes an external gear sun gear 31, an internal gear ring gear 32 disposed concentrically with the sun gear 31, a plurality of pinion gears 33 that mesh with the sun gear 31 and mesh with the ring gear 32, A planetary gear mechanism is provided that includes a carrier 34 that holds a plurality of pinion gears 33 so as to rotate and revolve, and that performs differential action using the sun gear 31, the ring gear 32, and the carrier 34 as rotational elements. In the power distribution and integration mechanism 30, the crankshaft 26 of the engine 22 is connected to the carrier 34, the motor MG1 is connected to the sun gear 31, and the reduction gear 35 is connected to the ring gear 32 via the ring gear shaft 32a. When functioning as a generator, power from the engine 22 input from the carrier 34 is distributed according to the gear ratio between the sun gear 31 side and the ring gear 32 side, and when the motor MG1 functions as an electric motor, the engine input from the carrier 34 The power from 22 and the power from the motor MG1 input from the sun gear 31 are integrated and output to the ring gear 32 side. The power output to the ring gear 32 is finally output from the ring gear shaft 32a to the drive wheels 63a and 63b of the vehicle via the gear mechanism 60 and the differential gear 62.
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。 The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the battery 50 via inverters 41 and 42. The power line 54 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive electrode bus and a negative electrode bus shared by the inverters 41 and 42, and the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 It can be consumed by a motor. Therefore, battery 50 is charged / discharged by electric power generated from one of motors MG1 and MG2 or insufficient electric power. If the balance of electric power is balanced by the motors MG1 and MG2, the battery 50 is not charged / discharged. The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The motor ECU 40 detects signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, such as signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, and current sensors (not shown). The phase current applied to the motors MG1 and MG2 to be applied is input, and a switching control signal to the inverters 41 and 42 is output from the motor ECU 40. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70.
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、電池温度Tbに基づいて設定した基本値に残容量(SOC)に基づいて設定した補正係数を乗じることにより入力制限Winを演算している。 The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52. The battery ECU 52 receives signals necessary for managing the battery 50, for example, a voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of the battery 50, and a power line 54 connected to the output terminal of the battery 50. The charging / discharging current from the attached current sensor (not shown), the battery temperature Tb from the temperature sensor 51 attached to the battery 50, and the like are input. Output to the control unit 70. The battery ECU 52 calculates the remaining capacity (SOC) based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor in order to manage the battery 50, or the remaining value in the basic value set based on the battery temperature Tb. The input limit Win is calculated by multiplying the correction coefficient set based on the capacity (SOC).
空調用コンプレッサ58は、乗員室内の温度や湿度を調節して冷暖房する空調装置の冷媒ガスを圧縮するものであり、インバータ57を介してバッテリ50から電力を供給されて駆動する。空調用コンプレッサ58が接続された電力ライン54には、図示しないDC/DCコンバータを介してヘッドライトやルームライト等の補機に電力を供給する図示しない低圧系電源が接続されている。 The air-conditioning compressor 58 compresses the refrigerant gas of the air-conditioning apparatus that controls the temperature and humidity in the passenger compartment, and is driven by power supplied from the battery 50 via the inverter 57. The power line 54 to which the air conditioning compressor 58 is connected is connected to a low-voltage power supply (not shown) that supplies power to auxiliary equipment such as a headlight and room light via a DC / DC converter (not shown).
ブレーキアクチュエータ92は、ブレーキペダル85の踏み込みに応じて生じるブレーキマスタシリンダ90の圧力(ブレーキ圧)に応じた制動トルクが駆動輪63a,63bや図示しない従動輪に作用するよう、ブレーキ圧を駆動輪63a,63bのブレーキホイールシリンダ96a,96bや図示しない従動輪のブレーキホイールシリンダに供給する。 The brake actuator 92 applies the brake pressure to the drive wheels so that the braking torque corresponding to the pressure (brake pressure) of the brake master cylinder 90 generated in response to the depression of the brake pedal 85 acts on the drive wheels 63a and 63b and the driven wheels (not shown). This is supplied to the brake wheel cylinders 96a and 96b of 63a and 63b and a brake wheel cylinder of a driven wheel (not shown).
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70の入力ポートには、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,インバータ57から空調用コンプレッサ58への電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの相電流などが入力されており、出力ポートからはインバータ57へのスイッチング制御信号などが出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。 The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. The input port of the hybrid electronic control unit 70 has an ignition signal from the ignition switch 80, a shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81, and an accelerator pedal that detects the amount of depression of the accelerator pedal 83. The accelerator opening Acc from the position sensor 84, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the power line from the inverter 57 to the air conditioning compressor 58 A phase current or the like from a current sensor (not shown) attached to is input, and a switching control signal to the inverter 57 is output from the output port. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、通常は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されると共にエンジン22が効率よく運転されるように且つエンジン22の間欠運転やバッテリ50の充放電を伴って、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される(以下、通常制御という)。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。 The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above is normally a request to be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft based on the accelerator opening Acc corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 83 by the driver and the vehicle speed V. Torque is calculated, and the required power corresponding to this required torque is output to the ring gear shaft 32a, and the engine 22 is operated efficiently, with intermittent operation of the engine 22 and charging / discharging of the battery 50. The motor MG1 and the motor MG2 are controlled to operate (hereinafter referred to as normal control). As operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30. Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that the torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the ring gear shaft 32a, and the required power and the power required for charging and discharging the battery 50. The engine 22 is operated and controlled so that suitable power is output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is the power distribution and integration mechanism 30, the motor MG1, and the motor. The required power is converted to the ring gear shaft 32 with torque conversion by MG2. Charge / discharge operation mode in which the motor MG1 and the motor MG2 are driven and controlled to be output to each other, and a motor operation mode in which the operation of the engine 22 is stopped and the power corresponding to the required power from the motor MG2 is output to the ring gear shaft 32a. and so on.
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、特にブレーキペダル85を強く踏み込むと共にアクセルペダル83を大きく踏み込んだ状態からブレーキペダル85の踏み込みを解除することによって発進するいわゆるストール発進の動作について説明する。図2は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるストール発進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、停車中にブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキポジションBPがオンの状態で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が所定開度以上(例えば、90%以上など)となったときに実行される。なお、このルーチンは、アクセル開度Accが所定開度未満となったときや車速Vが所定車速(例えば、時速3kmや時速5kmなど)以上となったとき終了し、通常制御に移行する。 Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, in particular, the so-called stall start operation that starts by depressing the brake pedal 85 from the state where the brake pedal 85 is strongly depressed and the accelerator pedal 83 is largely depressed. Will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a stall start control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is performed when the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 is on and the accelerator pedal position Acc from the accelerator pedal position sensor 84 is greater than or equal to a predetermined opening (for example, 90% or more) while the vehicle is stopped. To be executed. Note that this routine ends when the accelerator opening Acc becomes less than the predetermined opening or when the vehicle speed V becomes a predetermined vehicle speed (for example, 3 km / h, 5 km / h, etc.) or more, and shifts to normal control.
ストール発進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、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入力制限Winなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入力制限Winは、バッテリECU52から通信により入力するものとした。 When the stall start control routine is executed, first, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the rotational speed of the motors MG1 and MG2. A process of inputting data required for control, such as Nm1, Nm2, and input limit Win of the battery 50, is executed (step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. Further, the input limit Win of the battery 50 is input from the battery ECU 52 by communication.
こうしてデータを入力すると、モータMG2の定格最大トルクTm2maxをモータMG2のトルク指令Tm2*に設定し(ステップS110)、空調用コンプレッサ58ができるだけ多くの電力を消費して駆動するよう空調用コンプレッサ58を最大駆動する(ステップS120)。ここで、モータMG2の定格最大トルクTm2maxは、車両の発進時であるからモータMG2の回転数Nm2が値0のときの定格値として予めROM74に記憶された値を用いるものとした。なお、ステップS120の処理は、既に空調用コンプレッサ58が最大駆動されているときには駆動状態を維持するものとなる。 When the data is thus input, the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2 is set to the torque command Tm2 * of the motor MG2 (step S110), and the air conditioning compressor 58 is driven so that it consumes as much power as possible. Maximum driving is performed (step S120). Here, the rated maximum torque Tm2max of the motor MG2 is a value stored in the ROM 74 in advance as a rated value when the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is 0 because the vehicle is starting. Note that the process of step S120 maintains the driving state when the air-conditioning compressor 58 has already been driven to the maximum.
続いて、次式(1)に示すように、設定したモータMG2のトルク指令Tm2*とモータMG2の回転数Nm2との積からバッテリ50の入力制限Win(負の値)を減じると共に空調用コンプレッサ58を最大駆動したときの消費電力Waux(正の値)とロスLossとを加えたものをエンジン22に許容される許容パワーPe*として設定する(ステップS130)。ここで、消費電力Wauxは、空調用コンプレッサ58を最大駆動したときに消費される電力として予め定められROM74に記憶された値を用いるものとした。なお、この設定は、車両が停止しているときには、モータMG2の回転数Nm2は値0であるから、バッテリ50の入力制限Winの絶対値より消費電力Wauxだけ大きなパワーをエンジン22の許容パワーPe*として設定するものとなり、車両が発進した以降は、停車時に比してモータMG2による電力消費分のパワー(Tm2*・Nm2)だけ大きなパワーを許容パワーPe*として設定するものとなる。 Subsequently, as shown in the following equation (1), the input limit Win (negative value) of the battery 50 is reduced from the product of the set torque command Tm2 * of the motor MG2 and the rotational speed Nm2 of the motor MG2, and the air conditioning compressor A value obtained by adding the power consumption Waux (positive value) at the time when 58 is driven to the maximum and the loss Loss is set as the allowable power Pe * allowed for the engine 22 (step S130). Here, as the power consumption Waux, a value stored in the ROM 74 that is predetermined as the power consumed when the air-conditioning compressor 58 is driven to the maximum is used. In this setting, when the vehicle is stopped, the rotational speed Nm2 of the motor MG2 is 0, so that the power that is larger than the absolute value of the input limit Win of the battery 50 by the power consumption Waux is set to the allowable power Pe of the engine 22. * After the vehicle starts, a power that is larger than the power consumed by the motor MG2 (Tm2 * · Nm2) is set as the allowable power Pe * after the vehicle starts.
Pe*=Tm2*・Nm2-Win+Waux+Loss (1) Pe * = Tm2 * ・ Nm2-Win + Waux + Loss (1)
次に、設定した許容パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とをトルク優先動作ラインを用いて設定する(ステップS140)。この設定は、トルク優先動作ラインと許容パワーPe*とに基づいて行なわれる。エンジン22の燃費優先動作ラインとトルク優先動作ラインとの一例および目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図3に示す。燃費優先動作ラインは、通常制御に用いられる動作ラインであり、トルク優先動作ラインは、エンジン22から同一のパワーを出力するときに運転可能な範囲内でエンジン22から最大のトルクが出力されるようエンジン22を動作させる動作ラインである。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、トルク優先動作ラインと許容パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。 Next, based on the set allowable power Pe *, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set using the torque priority operation line (step S140). This setting is performed based on the torque priority operation line and the allowable power Pe *. FIG. 3 shows an example of the fuel consumption priority operation line and the torque priority operation line of the engine 22 and how the target rotational speed Ne * and the target torque Te * are set. The fuel efficiency priority operation line is an operation line used for normal control, and the torque priority operation line is such that the maximum torque is output from the engine 22 within the operable range when the same power is output from the engine 22. This is an operation line for operating the engine 22. As shown in the figure, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * can be obtained from the intersection of the torque priority operation line and a curve with a constant allowable power Pe * (Ne * × Te *).
さらに、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Gr)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて次式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS150)。ここで、式(2)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図4に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1からトルクTm1を作用させることによりエンジン22から出力される動力の一部がトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるトルク(−Tm1/ρ=Te/(1+ρ))と、モータMG2から出力されるトルクTm2maxが減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルク(Tm2max・Gr)とを示す。また、式(3)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(3)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。 Further, using the set target rotational speed Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr) of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio ρ of the power distribution and integration mechanism 30, the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is obtained by the following equation (2). And a torque command Tm1 * for the motor MG1 is calculated by the following equation (3) based on the calculated target rotational speed Nm1 * and the current rotational speed Nm1 (step S150). Here, Expression (2) is a dynamic relational expression for the rotating element of the power distribution and integration mechanism 30. FIG. 4 is a collinear diagram showing a dynamic relationship between the number of rotations and torque in the rotating elements of the power distribution and integration mechanism 30. In the figure, the left S-axis indicates the rotation speed of the sun gear 31 that is the rotation speed Nm1 of the motor MG1, the C-axis indicates the rotation speed of the carrier 34 that is the rotation speed Ne of the engine 22, and the R-axis indicates the rotation speed of the motor MG2. The rotational speed Nr of the ring gear 32 obtained by dividing the number Nm2 by the gear ratio Gr of the reduction gear 35 is shown. Equation (2) can be easily derived by using this alignment chart. Note that two thick arrows on the R axis indicate torque (−Tm1 / ρ) that is output from the ring gear shaft 32a by converting part of the power output from the engine 22 by applying torque Tm1 from the motor MG1. = Te / (1 + ρ)) and torque Tm2max output from the motor MG2 acts on the ring gear shaft 32a via the reduction gear 35 (Tm2max · Gr). Expression (3) is a relational expression in feedback control for rotating the motor MG1 at the target rotational speed Nm1 *. In Expression (3), “k1” in the second term on the right side is a gain of the proportional term. “K2” in the third term on the right side is the gain of the integral term.
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS160)、アクセル開度Accが所定開度未満であるか車速Vが所定車速以上であるかを判定し(ステップS170)、アクセル開度Accが所定開度以上かつ車速Vが所定車速未満のときにはステップS100に戻り、アクセル開度Accが所定開度未満または車速Vが所定車速以上のときには、本ルーチンを終了する。なお、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。 Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set in the engine ECU 24. Torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S160), and it is determined whether the accelerator opening Acc is less than a predetermined opening or the vehicle speed V is not less than a predetermined vehicle speed ( Step S170) When the accelerator opening degree Acc is not less than the predetermined opening degree and the vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed, the process returns to step S100, and when the accelerator opening degree Acc is less than the predetermined opening degree or the vehicle speed V is not less than the predetermined vehicle speed, this routine is terminated. To do. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * performs fuel injection in the engine 22 so that the engine 22 is operated at the operating point indicated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Control such as control and ignition control is performed. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * controls the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven by the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. To do.
ここで、ストール発進する際に車両が停止しているときを考える。このとき、エンジン22から出力されるパワーの全てがモータMG1により電力変換され発電電力として出力される。このモータMG1からの発電電力は消費される電力を除いて全てバッテリ50に充電されるから、エンジン22から消費電力分と入力制限分との和を超えるパワーを出力すると入力制限Winを超えてバッテリ50を充電してしまう。即ち、エンジン22から出力可能な最大のパワーは、空調用コンプレッサ58の最大駆動による消費電力Wauxとバッテリ50の入力制限Winの絶対値との和のパワーとなるから、ステップS130ではこの和のパワーを許容パワーPe*として設定している。そして、許容パワーPe*を出力するのにトルク優先動作ラインを用いて目標トルクTe*を設定するから、設定した目標トルクTe*は、エンジン22から出力可能な最大のトルクとなる。したがって、エンジン22から目標トルクTe*を出力することは、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力可能な最大のいわゆる直達トルクを出力することとなる。また、ステップS110で設定しているように、モータMG2からは定格最大トルクTm2maxを出力するから、モータMG2からも駆動軸に出力可能な最大のトルクを出力することとなる。これら駆動軸に出力される両トルクが共に最大となるから、駆動軸には出力可能な最大のトルクが出力されることになるのである。一方、ブレーキオンの状態が解除されストール発進した以降を考えると、モータMG2が回転して電力消費を開始するから、エンジン22の許容パワーPe*は、停車中に比してモータMG2による電力消費分だけ大きなパワーとして設定することができるから、その分だけリングギヤ軸32aに大きなトルクを出力することができる。なお、ストール発進する際に停車中であっても発進した以降であっても、エンジン22から電力消費分と入力制限分との和を超えるパワーは出力されないから、入力制限Winを超えてバッテリ50が充電されることはない。 Here, let us consider a case where the vehicle is stopped when the stall starts. At this time, all of the power output from the engine 22 is converted by the motor MG1 and output as generated power. Since the generated power from the motor MG1 is charged to the battery 50 except for the consumed power, if the power exceeding the sum of the power consumption and the input limit is output from the engine 22, the battery exceeds the input limit Win. 50 will be charged. That is, the maximum power that can be output from the engine 22 is the sum of the power consumption Waux due to the maximum drive of the air conditioning compressor 58 and the absolute value of the input limit Win of the battery 50. Is set as the allowable power Pe *. Since the target torque Te * is set using the torque priority operation line to output the allowable power Pe *, the set target torque Te * is the maximum torque that can be output from the engine 22. Therefore, outputting the target torque Te * from the engine 22 outputs the maximum so-called direct torque that can be output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft. Further, as set in step S110, since the rated maximum torque Tm2max is output from the motor MG2, the maximum torque that can be output to the drive shaft is also output from the motor MG2. Since both the torques output to these drive shafts are maximized, the maximum torque that can be output is output to the drive shaft. On the other hand, considering the situation after the brake-on state is released and the vehicle starts stalling, the motor MG2 starts rotating and starts consuming electric power. Therefore, the allowable power Pe * of the engine 22 is the electric power consumed by the motor MG2 as compared to when the vehicle is stopped. Since the power can be set as large as much, it is possible to output a large torque to the ring gear shaft 32a. It should be noted that even when the vehicle is stalled or after it has started, power exceeding the sum of the power consumption and the input limit is not output from the engine 22, so that the battery 50 exceeds the input limit Win. Will not be charged.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、いわゆるストール発進時には、空調用コンプレッサ58を最大駆動するから、より大きな駆動力を車軸側に出力することができる。しかも、トルク優先動作ラインを用いて許容パワーPe*に基づいてエンジン22の目標トルクTe*を設定するから、より大きな駆動力を車軸側に出力することができる。この結果、ブレーキオンの状態が解除されたときに車両はより大きな駆動力をもって発進することができる。また、バッテリ50の入力制限Winの範囲内でエンジン22を運転するから、バッテリ50が過大な電力によって充電されるのを抑制することができる。 According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, since the air conditioning compressor 58 is driven to the maximum at the time of so-called stall start, a larger driving force can be output to the axle side. Moreover, since the target torque Te * of the engine 22 is set based on the allowable power Pe * using the torque priority operation line, a larger driving force can be output to the axle side. As a result, the vehicle can start with a greater driving force when the brake-on state is released. Further, since the engine 22 is operated within the range of the input limit Win of the battery 50, it is possible to suppress the battery 50 from being charged with excessive electric power.
実施例のハイブリッド自動車20では、トルク優先動作ラインを用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定してエンジン22を運転するものとしたが、燃費優先動作ラインを用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定してエンジン22を運転するものとしてもよいし、トルク優先動作ラインや燃費優先動作ラインと異なる動作ラインを用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定してエンジン22を運転するものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the engine 22 is operated by setting the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 using the torque priority operation line, but the fuel efficiency priority operation line is used. The engine 22 may be operated by setting the target rotation speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22, or the target rotation of the engine 22 using an operation line different from the torque priority operation line and the fuel efficiency priority operation line. The engine 22 may be operated by setting the number Ne * and the target torque Te *.
実施例のハイブリッド自動車20では、空調用コンプレッサ58を最大駆動するものとしたが、最大駆動することなく空調用コンプレッサ58を駆動するものとしてもよい。また、空調用コンプレッサ58の駆動に加えて図示しないヘッドライトやルームライトを点灯するものとしても構わない。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the air conditioning compressor 58 is driven to the maximum, but the air conditioning compressor 58 may be driven without the maximum driving. Further, in addition to driving the air conditioning compressor 58, a headlight or a room light (not shown) may be turned on.
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図5の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the engine 22 is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 63a and 63b via the power distribution and integration mechanism 30, but the modified example of FIG. The hybrid vehicle 220 includes an inner rotor 232 connected to the crankshaft 26 of the engine 22 and an outer rotor 234 connected to a drive shaft that outputs power to the drive wheels 63a and 63b. A counter-rotor motor 230 that transmits a part of the power to the drive shaft and converts the remaining power into electric power may be provided.
実施例では、ハイブリッド自動車20として説明したが、列車などの自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、自動車や列車を含む車両の制御方法の形態としても構わない。 In the embodiment, the hybrid vehicle 20 has been described. However, the hybrid vehicle 20 may be applied to a vehicle other than a vehicle such as a train, or a vehicle control method including a vehicle or a train may be used.
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。 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.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、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、51 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、57 インバータ、58 空調用コンプレッサ、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 ブレーキマスタシリンダ、92 ブレーキアクチュエータ、96a,96b ブレーキホイールシリンダ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。
20, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit (engine ECU) for engine, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Power line, 57 Inverter, 58 Air conditioning compressor, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 8 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, 90 Brake master cylinder, 92 Brake actuator, 96a, 96b Brake wheel cylinder, 230 pairs Rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (8)
前記内燃機関の出力軸と車軸に接続された駆動軸とに接続され、前記出力軸に作用しているトルクに応じたトルクの前記駆動軸への出力を伴って前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記車軸に動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力系から電力の供給を受けて駆動する補機と、
前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限を設定する入力制限設定手段と、
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記設定された入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備える車両。 An internal combustion engine;
Connected to the output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to the axle, and uses the power from the internal combustion engine with the output to the drive shaft according to the torque acting on the output shaft. Power generation means for generating electricity,
An electric motor capable of outputting power to the axle;
Power storage means capable of exchanging electric power with the power generation means and the electric motor,
An auxiliary machine that is driven by receiving power from the power system from the power storage means;
Input limit setting means for setting an input limit that is allowable power capable of charging the power storage means;
When starting from a state where the accelerator opening is equal to or greater than the predetermined opening and the brake is on, the auxiliary device is controlled so that power is consumed by the auxiliary device, and the predetermined restriction is within the set input restriction range. Control means for controlling the internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor so that a maximum driving force that can be output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine is output to the drive shaft.
A vehicle comprising:
アクセル開度が所定開度以上およびブレーキオンの状態から発進する際には、前記補機により電力消費がなされるよう該補機を制御すると共に前記蓄電手段を充電可能な許容電力である入力制限の範囲内で所定の制約に基づく前記内燃機関の運転を伴って前記駆動軸に出力可能な最大駆動力が該駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記発電手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
The internal combustion engine is connected to an output shaft of the internal combustion engine and a drive shaft connected to an axle, and a torque corresponding to the torque acting on the output shaft is output from the internal combustion engine with an output to the drive shaft. Power generation means for generating power using power, an electric motor capable of outputting power to the axle, power storage means capable of exchanging power with the power generation means and the motor, and supply of electric power from the power system from the power storage means An auxiliary machine that receives and drives the vehicle.
When starting from a state where the accelerator opening is greater than or equal to a predetermined opening and the brake is on, the auxiliary device is controlled so that power is consumed by the auxiliary device, and the input limit is an allowable power that can charge the power storage means. The internal combustion engine, the power generation means, and the electric motor are controlled so that the maximum driving force that can be output to the drive shaft is output to the drive shaft with the operation of the internal combustion engine based on predetermined constraints within the range of ,
A method for controlling a vehicle.
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