JP2014083853A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車において、後進時に十分な駆動力を出力する。
【解決手段】ハイブリッド自動車20は、シフトポジションがリバースレンジとなると、バッテリ50の電池電圧Vbを上昇させる電圧上昇処理を実行させ、エンジン22を停止しこの電圧上昇処理を終了したのちモータMG2によりリバース走行させる。例えば、電池電圧Vbが低下して発電のためエンジン22を駆動する場合があるが、エンジン22の駆動力がプラネタリギヤ30によりモータMG2の駆動力に対して逆向きに分配されることがある。ここでは、シフトポジションがリバースレンジとなると、バッテリ50の電池電圧Vbを上昇させることにより、エンジン22の駆動をより抑制する。
【選択図】図1In a hybrid vehicle, a sufficient driving force is output during reverse travel.
When a shift position is in a reverse range, a hybrid vehicle 20 executes a voltage increase process for increasing a battery voltage Vb of a battery 50, stops an engine 22 and ends the voltage increase process, and then reverses the voltage by a motor MG2. Let it run. For example, the battery voltage Vb may decrease to drive the engine 22 for power generation, but the driving force of the engine 22 may be distributed by the planetary gear 30 in the opposite direction to the driving force of the motor MG2. Here, when the shift position is in the reverse range, driving of the engine 22 is further suppressed by increasing the battery voltage Vb of the battery 50.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ハイブリッド車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle.
従来、ハイブリッド車としては、エンジンと、2つの回転電機と、動力分配機構と、蓄電装置とを備え、シフトポジションが後進レンジであり車両の傾斜度θが予め定められた傾斜度閾値θth以上のとき、充電開始SOC値と充電終了SOC値とをそれぞれ通常時に比して低い値に設定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。動力分配機構を備えるハイブリッド車では、後進運転時に発電のためエンジンを駆動すると、エンジンの駆動力が走行用の回転電機の駆動力に対して逆向きに分配されることがあるが、このハイブリッド車では、蓄電装置の充電が抑制されることにより、坂道後進を十分に行うことができる。 Conventionally, as a hybrid vehicle, an engine, two rotating electric machines, a power distribution mechanism, and a power storage device are provided, the shift position is a reverse range, and the vehicle inclination θ is equal to or greater than a predetermined inclination threshold θth. In some cases, a charge start SOC value and a charge end SOC value are set to lower values than in normal times (see, for example, Patent Document 1). In a hybrid vehicle having a power distribution mechanism, when the engine is driven for power generation during reverse operation, the driving force of the engine may be distributed in the opposite direction to the driving force of the rotating electrical machine for traveling. Then, the reverse of the slope can be sufficiently performed by suppressing charging of the power storage device.
ところで、例えば、ハイブリッド車では、連続放電により電池の電圧が低下することがあり、蓄電装置の保護を図るべく出力制限などが行われることがある。このような場合、上述のハイブリッド車などでは、残容量SOCが十分ある場合でもエンジンを始動し、エンジンの駆動力が走行用の回転電機の駆動力に対して逆向きに分配され、後進の駆動力が低下することがあった。 By the way, for example, in a hybrid vehicle, the battery voltage may decrease due to continuous discharge, and output restriction may be performed to protect the power storage device. In such a case, in the above-described hybrid vehicle or the like, the engine is started even when the remaining capacity SOC is sufficient, and the driving force of the engine is distributed in the opposite direction to the driving force of the rotating electric machine for traveling, so that the reverse drive The power could be reduced.
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、後進時に十分な駆動力を出力することができるハイブリッド車を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can output a sufficient driving force during reverse travel.
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、発電機と、前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された動力分配統合機構と、走行用の動力を前記駆動軸に出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なうバッテリと、運転者の要求に応じて走行するよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機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、シフトポジションが後進レンジとなると、前記エンジンを駆動して前記発電機により前記バッテリの電圧を上昇させる電圧上昇処理を実行させ、該エンジンを停止させたのち前記電動機により後進走行させる手段である、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Power in which three rotating elements are connected to three axes of an engine capable of outputting driving power, a generator, an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to driving wheels. A distribution and integration mechanism; an electric motor capable of outputting power for driving to the drive shaft; a battery that exchanges electric power with the generator and the electric motor; and the engine and the electric power generator to run according to a driver's request. And a hybrid vehicle comprising a control means for controlling the motor and the electric motor,
When the shift position is in the reverse range, the control means drives the engine to execute a voltage increase process for increasing the voltage of the battery by the generator, and after stopping the engine, causes the electric motor to travel backward. Means,
It is characterized by that.
このハイブリッド車では、シフトポジションが後進レンジとなると、エンジンを駆動して発電機によりバッテリの電圧を上昇させる電圧上昇処理を実行させ、このエンジンを停止させたのち電動機により後進走行させる。例えば、電圧が低下して発電のためエンジンを駆動する場合があるが、エンジンの駆動力が、動力分配統合機構により電動機の走行用の駆動力に対して逆向きに分配されることがある。ここでは、シフトポジションが後進レンジとなると、バッテリの電圧を上昇させることにより、エンジンの駆動をより抑制することができる。したがって、後進時に十分な駆動力を出力することができる。 In this hybrid vehicle, when the shift position is in the reverse range, the engine is driven to execute a voltage increase process for increasing the voltage of the battery by the generator, and after the engine is stopped, the motor is driven backward. For example, there is a case where the voltage is lowered and the engine is driven for power generation, but the driving force of the engine may be distributed in the opposite direction to the driving force for driving the electric motor by the power distribution and integration mechanism. Here, when the shift position is in the reverse range, the driving of the engine can be further suppressed by increasing the voltage of the battery. Therefore, a sufficient driving force can be output during reverse travel.
あるいは、本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、発電機と、前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸と駆動輪に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された動力分配統合機構と、走行用の動力を前記駆動軸に出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりを行なうバッテリと、運転者の要求に応じて走行するよう前記エンジンと前記発電機と前記電動機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、
前記バッテリの電圧を上昇させる電圧上昇処理を実行する電圧上昇手段、を備え、
前記制御手段は、シフトポジションが後進レンジとなると、前記電圧上昇手段により前記電圧上昇処理を実行させ、該電圧上昇処理を終了したのち前記電動機により後進走行させる手段であることを特徴とするものとしてもよい。
Alternatively, the hybrid vehicle of the present invention
Power in which three rotating elements are connected to three axes of an engine capable of outputting driving power, a generator, an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to driving wheels. A distribution and integration mechanism; an electric motor capable of outputting power for driving to the drive shaft; a battery that exchanges electric power with the generator and the electric motor; and the engine and the electric power generator to run according to a driver's request. And a hybrid vehicle comprising a control means for controlling the motor and the electric motor,
Voltage increasing means for executing a voltage increasing process for increasing the voltage of the battery,
When the shift position is in the reverse range, the control means is a means for causing the voltage raising means to execute the voltage raising process and, after finishing the voltage raising process, causing the electric motor to travel backward. Also good.
このハイブリッド車においても、上述したハイブリッド車と同様に、シフトポジションが後進レンジとなると、バッテリの電圧を上昇させることにより、エンジンの駆動をより抑制することができる。したがって、後進時に十分な駆動力を出力することができる。 Also in this hybrid vehicle, similarly to the hybrid vehicle described above, when the shift position is in the reverse range, driving of the engine can be further suppressed by increasing the voltage of the battery. Therefore, a sufficient driving force can be output during reverse travel.
電圧上昇手段を備える本発明のハイブリッド車において、前記電圧上昇手段は、キャパシタであり、前記制御手段は、シフトポジションが後進レンジとなると、前記キャパシタを前記バッテリに接続して前記電圧上昇処理を実行させ、該電圧上昇処理を終了したのち前記電動機により後進走行させる手段であるものとしてもよい。こうすれば、キャパシタによって、比較的容易にバッテリの電圧を上昇することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention including the voltage raising means, the voltage raising means is a capacitor, and when the shift position is in the reverse range, the control means connects the capacitor to the battery and executes the voltage raising process. In addition, after the voltage increase process is completed, the electric motor may be a means for traveling backward. If it carries out like this, the voltage of a battery can be raised comparatively easily with a capacitor.
本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、シフトポジションが後進レンジとなると、所定時間を経過するまで前記電圧上昇処理を実行させるものとしてもよい。こうすれば、比較的容易な処理でバッテリの電圧を上昇することができ、ひいては、後進時に十分な駆動力を出力することができる。この所定時間は、経験的に定めるものとしてもよく、例えば、2秒以下の所定値としてもよい。あるいは、前記制御手段は、シフトポジションが後進レンジとなると、所定電圧に至るまで前記電圧上昇処理を実行させるものとしてもよい。こうすれば、より確実にバッテリの電圧を上昇することができ、ひいては、後進時に十分な駆動力を出力することができる。この所定電圧は、バッテリを保護可能な値に、経験的に定めるものとしてもよい。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the shift position is in the reverse range, the control means may execute the voltage increase process until a predetermined time elapses. In this way, the voltage of the battery can be increased by a relatively easy process, and as a result, a sufficient driving force can be output during reverse travel. The predetermined time may be determined empirically, for example, a predetermined value of 2 seconds or less. Alternatively, when the shift position is in the reverse range, the control means may execute the voltage increase process until a predetermined voltage is reached. In this way, the voltage of the battery can be increased more reliably, and as a result, a sufficient driving force can be output during reverse travel. This predetermined voltage may be determined empirically to a value that can protect the battery.
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、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22と、エンジン22を駆動制御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とを備える。また、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪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にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30(動力分配統合機構)と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、インバータ41,42とバッテリ50との間で電圧を調整しつつ電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ53と、車両全体を制御する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 hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an
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の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えばエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Twやクランクシャフト26の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジション,図示しないスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジション,吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータからの吸入空気量,吸気管に取り付けられた図示しない温度センサからの吸気温などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号や、スロットルバルブのポジションを調節する図示しないスロットルモータへの駆動信号などの制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、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出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、すなわち、エンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, 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からの回転位置θm1,θm2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ポートを介して入力されており、モータECU40からは、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などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、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の運転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の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
Although not shown, 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信号、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の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流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HVECU70に送信する。また、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により検出された充放電電流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許容入出力電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
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、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号やシフトレバー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,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などが入力ポートを介して入力されている。HVECU70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。
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、運転者によるアクセルペダル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36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2と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プラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36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プラネタリギヤ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駆動軸36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駆動軸36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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured, the required torque Tr * to be output to the
エンジン運転モードでは、HVECU70は、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とに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を設定し、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や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrvを計算すると共に計算した走行用パワーPdrvからバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ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)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての目標パワーPe*を設定する。そして、目標パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)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、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、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りモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定した目標回転数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,点火制御などを行い、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。このエンジン運転モードでは、エンジン22の目標パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい目標パワーPe*の範囲の上限として定められた停止用閾値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の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
In the engine operation mode, the
モータ運転モードでは、HVECU70は、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータ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。このモータ運転モードでは、目標パワーPe*がエンジン22を始動した方がよい目標パワーPe*の範囲の下限として定められた始動用閾値Pstart以上に至ったときや、蓄電割合SOCが所定の閾値Sth(例えば40%など)を下回ったときなど、エンジン22の始動条件が成立したときに、エンジン22を始動してエンジン運転モードに移行する。
In the motor operation 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、シフトポジションがリバースポジションに入れられて車両がリバース走行す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、シフトポジションがリバースポジションに入れられ、且つ蓄電割合SOCが所定の閾値Sth以上あるとき(例えば50%など)に実行される。
Next, the operation of the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above, particularly, the operation when the vehicle travels in the reverse position with the shift position set to the reverse position will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a reverse travel control routine executed by the
リバース走行制御ルーチンが実行されると、HVECU70のCPU72は、まず、バッテリ50の電池電圧Vbが所定の保護電圧Vth以上であるか否かを判定する(ステップS100)。この保護電圧Vthは、例えば、バッテリ50の劣化をより抑制可能な値に経験的に定めることができる。電池電圧Vbが所定の保護電圧Vth以上であるときには、エンジン22を停止した状態でモータMG2によりリバース走行を行うリバース駆動処理を実行開始し(ステップS120)、このルーチンを終了する。このように、蓄電割合SOC及び電池電圧Vbが十分高いときには、モータ運転モードでリバース走行する。なお、その後、モータ運転モードでリバース走行中に、蓄電割合SOCが所定の閾値Sthを下回ったときにはエンジン運転モードに移行する。
When the reverse travel control routine is executed, the CPU 72 of the
一方、ステップS100で電池電圧Vbが所定の保護電圧Vthを下回るときには、エンジン22を駆動してモータMG1による電圧上昇処理(充電処理)を実行し(ステップS110)、ステップS100以降の処理を実行する。即ち、電池電圧Vbが所定の保護電圧Vth以上になるまで電圧上昇処理を実行する。この電圧上昇処理は、所定の短時間(例えば、2秒以下、1秒以下など)だけバッテリ50の充電を実行する処理である。そして、電池電圧Vbが所定の保護電圧Vth以上になると、ステップS120で、エンジン22を停止すると共に、モータMG2によりリバース走行を行うリバース駆動処理を実行開始し、このルーチンを終了する。このように、蓄電割合SOCが十分高く、電池電圧Vbが低いときには、電池電圧Vbを高めたのち、モータ運転モードでリバース走行する。
On the other hand, when the battery voltage Vb falls below the predetermined protection voltage Vth in step S100, the
図3は、電池電圧、電池電流及び蓄電割合と走行時間との関係図である。例えば、モータ運転モードで連続放電した場合、バッテリ50の特性により、蓄電割合SOCは十分あるものの(例えば50%以上など)、電池電圧Vbが低下することがある。この場合は、バッテリECU52により、バッテリ50の劣化防止のため入出力制限Win,Woutを制限することから、エンジン22を始動することになりうる。図3に示すように、時刻tsにエンジン22を駆動してバッテリ50の充電を行った場合、時刻teまでに電池電圧Vbが回復する。この充電時間(te−ts)は、2秒以下、おおよそ1秒程度であり、このような短時間において電池電圧Vbを通常状態に回復することができることが実験により確認されている。このように、電池電圧Vbが低く、蓄電割合SOCが十分あるときには、短時間の充電処理を実行したのち、モータ運転モードでリバース走行する。
FIG. 3 is a relationship diagram of battery voltage, battery current, power storage ratio, and travel time. For example, when the battery is continuously discharged in the motor operation mode, the battery voltage Vb may decrease due to the characteristics of the
図4は、リバース走行時のプラネタリギヤ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である。図中、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が接続されたリングギヤ32の回転数Nrを示す。R軸上の太線矢印は、モータMG2から出力されるトルクTm2がリングギヤ軸に作用するトルクを示す。また、図4での実線はリバース走行時のモータ運転モードを示し、破線はリバース走行時のエンジン運転モードを示す。図4に示すように、リバース走行中にエンジン22を駆動すると、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸側に作用し、エンジン22の駆動力がモータMG2の駆動力に対して逆向きに分配され、駆動力が低下する。特に、リバース走行で登坂するときに影響が大きい。ここでは、蓄電割合SOCが比較的十分あり、電池電圧Vbが低いときには、電圧上昇処理(短時間の充電処理)により電池電圧Vbを回復し、リバース走行時のエンジン22の駆動をより抑制するのである。なお、シフトポジションがリバースポジションとなったときに、蓄電割合SOCが所定の閾値Sthを下回るときには、エンジン運転モードでリバース走行するものとしてもよい。
FIG. 4 is a collinear diagram showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque in the rotating element of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、シフトポジションがリバースレンジとなると、バッテリ50の電池電圧Vbを上昇させる電圧上昇処理を実行させ、エンジン22を停止しこの電圧上昇処理を終了したのちモータMG2によりリバース走行させる。例えば、電池電圧Vbが低下して発電のためエンジン22を駆動する場合があるが、エンジン22の駆動力がプラネタリギヤ30によりモータMG2の駆動力に対して逆向きに分配されることがある。ここでは、シフトポジションがリバースレンジとなると、バッテリ50の電池電圧Vbを上昇させることにより、エンジン22の駆動をより抑制することができる。したがって、リバース走行(後進)時に十分な駆動力を出力することができる。
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the shift position is in the reverse range, the voltage increase process for increasing the battery voltage Vb of the
また、電圧上昇処理をエンジン22により実行させるため、エンジン22の駆動による発電によって、バッテリ50の電池電圧Vbを上昇することができる。更に、シフトポジションがリバースレンジとなると、所定の保護電圧Vthに至るまで電圧上昇処理を実行させるため、より確実にバッテリ50の電池電圧Vbを上昇することができ、ひいては、後進時に十分な駆動力を出力することができる。
Further, since the voltage increase process is executed by the
実施例のハイブリッド自動車20では、シフトポジションがリバースレンジとなると、所定の保護電圧Vthに至るまで電圧上昇処理を実行させるものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、シフトポジションが後進レンジとなると、所定時間を経過するまで電圧上昇処理を実行させるものとしてもよい。こうすれば、比較的容易な処理でバッテリ50の電池電圧Vbを上昇することができ、ひいては、後進時に十分な駆動力を出力することができる。このとき、所定時間は、例えば、バッテリ50の電池電圧Vbが所定の保護電圧Vthに至るような時間に経験的に定めるものとしてもよく、例えば、2秒以下の所定値としてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the shift position is in the reverse range, the voltage increase process is executed until the predetermined protection voltage Vth is reached. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, when the shift position is in the reverse range, the voltage increase process may be executed until a predetermined time elapses. In this way, the battery voltage Vb of the
実施例のハイブリッド自動車20では、電池電圧処理をエンジン22及びモータMG1の充電処理としたが、特にこれに限定されず、電池電圧処理を他の構成で行うものとしてもよい。図5は、別の電圧上昇手段としての、スイッチング素子61及びキャパシタ62の説明図である。図5に示すように、バッテリ50とスイッチング素子61とキャパシタ62とを電気的に接続した構成とする。次に、電池電圧Vbが比較的高いとき(例えば保護電圧Vth以上)、スイッチング素子61をオンしてキャパシタ62を充電したのちスイッチング素子61を切る。そして、シフトポジションがリバースレンジになり、電池電圧Vbが保護電圧Vthを下回るときに、スイッチング素子61をオンしてキャパシタ62によりバッテリ50の電池電圧Vbを高め、そののちモータ運転モードでリバース走行を行う。こうすれば、比較的容易にバッテリの電圧を上昇することができる。また、エンジン22による電圧上昇処理に比して、運転者が感じる違和感をより抑制しつつ、後進時に十分な駆動力を出力することができる。なお、電池電圧処理は、エンジン22やキャパシタ62に限らず、太陽光発電装置により実行するものとしてもよいし、外部からの非接触式充電などとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the battery voltage processing is the charging processing of the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図6の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図6における車輪39a,39bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power from the motor MG2 is output to 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「発電機」に相当し、プラネタリギヤ30が「動力分配統合機構」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当する。また、図2のリバース走行制御ルーチンなどを実行するHVECU70と、HVECU70からの指令に基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と、HVECU70からの指令に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40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、ハイブリッド自動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.
20,120,220,320 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、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)、61 スイッチング素子、62 キャパシタ、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、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, 120, 220, 320 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, 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), 61 switching element, 62 capacitor, 70 electronic control unit for hybrid vehicle (HVECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator Dar, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 230 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
前記制御手段は、シフトポジションが後進レンジとなると、前記エンジンを駆動して前記発電機により前記バッテリの電圧を上昇させる電圧上昇処理を実行させ、該エンジンを停止させたのち前記電動機により後進走行させる手段である、
ことを特徴とするハイブリッド車。 Power in which three rotating elements are connected to three axes of an engine capable of outputting driving power, a generator, an output shaft of the engine, a rotating shaft of the generator, and a driving shaft connected to driving wheels. A distribution and integration mechanism; an electric motor capable of outputting power for driving to the drive shaft; a battery that exchanges electric power with the generator and the electric motor; and the engine and the electric power generator to run according to a driver's request. And a hybrid vehicle comprising a control means for controlling the motor and the electric motor,
When the shift position is in the reverse range, the control means drives the engine to execute a voltage increase process for increasing the voltage of the battery by the generator, and after stopping the engine, causes the electric motor to travel backward. Means,
A hybrid vehicle characterized by that.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016104611A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
| US10150466B2 (en) | 2015-08-19 | 2018-12-11 | Hyundai Motor Company | Shift control apparatus for hybrid vehicle and method therof |
-
2012
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