JP2005110461A - Motor generator control method in parallel hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法に関し、さらに詳しくは、エンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整することができ、エンジントルク変動を吸収して駆動力変化を抑制することができるパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle. More specifically, even if an engine torque fluctuation amount occurs, the driving force can be adjusted to a desired value, and the engine torque fluctuation is absorbed to change the driving force. The present invention relates to a method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle that can suppress the above.
ハイブリッド車両には、エンジン、車両駆動用のモータ、モータ給電用のバッテリが搭載されているが、そのエンジンの使い方によってシリーズハイブリッド車両とパラレルハイブリッド車両とがある。 The hybrid vehicle is equipped with an engine, a motor for driving the vehicle, and a battery for feeding the motor, and there are a series hybrid vehicle and a parallel hybrid vehicle depending on how the engine is used.
パラレルハイブリッド車両は、エンジンとモータの双方で車輪を直接駆動し、モータはエンジン出力のアシストを行うとともに、発電機としてバッテリに充電しながら走行できるように構成されている。 The parallel hybrid vehicle is configured so that both the engine and the motor directly drive the wheels, and the motor assists the engine output and can run while charging the battery as a generator.
一方、シリーズハイブリッド車両は、車輪の駆動はモータで行い、エンジンは発電機のみを駆動することとし、その発電電力でバッテリの充電およびモータへの給電を行うように構成されている。 On the other hand, the series hybrid vehicle is configured such that the wheels are driven by a motor and the engine drives only a generator, and the battery is charged and the motor is supplied with the generated power.
したがって、シリーズハイブリッド車両では、エンジンは発電機のみを駆動しているので、エンジン出力に変動が生じた場合であっても、この変動をモータの発電量で検出することができ、車輪の駆動源であるモータへの電力供給量を一定とすることで、モータの出力変動を抑制することができ、車両のドライバビリティの悪化を抑制することができる。 Therefore, in the series hybrid vehicle, since the engine drives only the generator, even if the engine output fluctuates, this fluctuation can be detected by the amount of power generated by the motor. By making the amount of power supplied to the motor constant, it is possible to suppress fluctuations in the output of the motor and suppress deterioration in drivability of the vehicle.
なお、ハイブリッド車両の駆動力の低下を抑制する技術として、たとえば特許文献1に示すものが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing a decrease in driving force of a hybrid vehicle.
しかしながら、シリーズハイブリッドシステムを有しないパラレルハイブリッド車両は、エンジン出力をモータの発電量で直接検出する構成ではないので、エンジンのトルク変動(出力変動)が発生したとしても、モータによる駆動力の微調整ができず、エンジンのトルク変動がそのまま駆動力変動につながり、ドライバビリティを悪化させる虞があるという課題があった。 However, parallel hybrid vehicles that do not have a series hybrid system are not configured to directly detect engine output based on the amount of power generated by the motor, so even if engine torque fluctuations (output fluctuations) occur, fine adjustment of the driving force by the motors is possible. However, there has been a problem that the torque fluctuation of the engine directly leads to the fluctuation of the driving force, which may deteriorate drivability.
なお、上記特許文献1に示される技術にあっては、エンジン出力軸にトルク変動を引き起こす原因である筒内圧変化を検出することによって駆動力を調整する手段は開示されていない。 The technique disclosed in Patent Document 1 does not disclose means for adjusting the driving force by detecting a change in the in-cylinder pressure that causes torque fluctuation in the engine output shaft.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パラレルハイブリッド車両においてエンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整することができ、エンジントルク変動を吸収して駆動力変化を抑制することができるパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a parallel hybrid vehicle, the driving force can be adjusted to a desired value even when the engine torque fluctuation amount occurs, and the driving force change is absorbed by absorbing the engine torque fluctuation. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle that can suppress the above.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法は、筒内圧を検出する筒内圧検出手段を有するエンジンと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータとを備えたパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法であって、前記筒内圧検出手段の出力値を用いて筒内圧変化を検出し、検出された前記筒内圧変化に基づいて予測エンジントルク変化量または予測駆動力変化量を算出し、算出された前記予測エンジントルク変化量または予測駆動力変化量に応じて前記モータジェネレータのアシスト量または回生量をフィードバック制御することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle according to the present invention includes an engine having in-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure, and power generation or battery using the engine output. A method of controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle including a motor generator that assists the engine output by electric power, wherein an in-cylinder pressure change is detected using an output value of the in-cylinder pressure detecting means, and the detected A predicted engine torque change amount or a predicted driving force change amount is calculated based on the in-cylinder pressure change, and the assist amount or regenerative amount of the motor generator is fed back according to the calculated predicted engine torque change amount or predicted drive force change amount. It is characterized by controlling.
したがって、この発明によれば、エンジン出力軸にトルク変動を引き起こす原因である筒内圧変化を筒内圧検出手段で検出し、その筒内圧検出値に基づいてエンジントルク変動量または駆動力変化量を予測し、駆動力を調整するモータジェネレータのトルク指示値を瞬時にフィードバック制御することで、モータジェネレータの出力を調整することができる。 Therefore, according to this invention, the in-cylinder pressure change that causes torque fluctuation in the engine output shaft is detected by the in-cylinder pressure detecting means, and the engine torque fluctuation amount or the driving force change amount is predicted based on the detected in-cylinder pressure value. The output of the motor generator can be adjusted by instantaneously feedback-controlling the torque instruction value of the motor generator that adjusts the driving force.
この発明に係るパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法によれば、エンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整することができ、パラレルハイブリッド車両であっても、エンジントルク変動を吸収して駆動力変化を抑制することができる。これにより、パラレルハイブリッド車両のドライバビリティを向上することができる。 According to the motor generator control method in the parallel hybrid vehicle according to the present invention, the driving force can be adjusted to a desired value even if the engine torque fluctuation amount occurs, and the engine torque fluctuation can be adjusted even in the parallel hybrid vehicle. Absorption can suppress the change in driving force. Thereby, the drivability of the parallel hybrid vehicle can be improved.
以下に、この発明をパラレル式のディーゼルハイブリッド車両へ適用した場合について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a case where the present invention is applied to a parallel diesel hybrid vehicle will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
先ず、ディーゼルハイブリッド車両(パラレルハイブリッド車両)の概略構成について図2に基づいて説明する。ここで、図2は、ディーゼルハイブリッド車両の主要部を示す模式図である。 First, a schematic configuration of a diesel hybrid vehicle (parallel hybrid vehicle) will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of the diesel hybrid vehicle.
ディーゼルハイブリッド車両10には、走行駆動源としてのディーゼルエンジン(エンジン)11が設けられている。このディーゼルエンジン11は、筒内圧力を検出するための図示しない筒内圧センサ(筒内圧検出手段)を備えている。
The
また、このディーゼルエンジン11は、コモンレール方式の燃料噴射システム(図示せず)により燃料噴射量が制御されるようになっている。ディーゼルエンジン11の吸入空気量は、エアフロメータ(図示せず)により検出されるようになっている。
The
また、このディーゼルエンジン11は、クランク軸の回転位相を検出するクランク角センサ、エンジン回転数Neを検出する回転数センサ、アクセル開度Accpを検出するアクセル開度センサ等の各種センサ(図示せず)、ターボ過給機(図示せず)、排気ガス浄化装置(図示せず)等の公知の基本装置を備えている。
The
ディーゼルエンジン11で発生する駆動力は、トランスミッション12、プロペラシャフト16、デフギヤ15、ドライブシャフト14を介して車輪13に伝達されるようになっている。このトランスミッション12は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチ
ュエータで電気的に自動制御するものである。
The driving force generated by the
ディーゼルエンジン11は、このトランスミッション12から指令される要求エンジントルクを出力するために、その燃料噴射量や吸入空気量等が制御されるように構成されている。ディーゼルエンジン11の要求燃料噴射量は、たとえば、エンジン回転数Neおよびアクセル開度Accpからマップ検索され、その検索結果に基づいて燃料噴射が実行されるようになっている。
The
また、ディーゼルハイブリッド車両10には、ディーゼルエンジン11とトランスミッション12間の動力伝達の接離を行うクラッチ(図示せず)が備えられており、走行状態に応じて接離操作をアクチュエータで電気的に自動制御されるようになっている。
Further, the
モータジェネレータ17は、インバータ19を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ20と接続されている。また、このモータジェネレータ17は、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの2つの運転状態をとり得るように構成されている。
The
たとえば、このモータジェネレータ17は、力行運転モードではバッテリ20からの電力供給を受けて、プロペラシャフト16を介しドライブシャフト14を駆動するための動力を発生する。また、回生運転モードでは、モータジェネレータ17は、ディーゼルエンジン11から伝達される駆動力を電力に変換し、バッテリ20を充電する。
For example, the
なお、モータジェネレータ17が力行運転モードあるいは回生運転モードのいずれかで運転されるかは、バッテリ20の充電状態SOC(State of Charge)をも勘案して決定される。
Whether the
以上のように構成されたディーゼルハイブリッド車両10は、図示しない電子制御ユニット(ECU)によって制御されている。この電子制御ユニット(ECU)は、ディーゼルエンジン11の運転状態に応じて上記燃料噴射システムによる燃料圧力、燃料噴射時期および噴射量等を設定するとともに、上記筒内圧センサの出力に基づいて算出した燃焼パラメータ(筒内圧に基づいて算出される筒内の燃焼状態を表すパラメータ)の値が、上記運転状態に応じて定められる目標値に一致するように燃料噴射量、噴射時期等をフィードバック制御する燃料噴射制御等の基本制御を行うものである。
The
そして、ディーゼルハイブリッド車両10は、この電子制御ユニット(ECU)により、各構成要素とともに以下のように基本制御され、種々の状態で走行することができる。たとえば、ディーゼルハイブリッド車両10が走行を始めた比較的低速な状態では、ディーゼルエンジン11を停止したまま、モータジェネレータ17を力行することにより走行(EV走行)する。
The
そして、走行開始後にディーゼルハイブリッド車両10が所定の速度もしくは負荷に達すると、図示しないスタータを用いてディーゼルエンジン11をクランキングして始動し、当該ディーゼルエンジン11を用いた運転に移行する。
Then, when the
定常運転時には、通常は、ディーゼルエンジン11がドライブシャフト14の要求動力とほぼ等しい出力を発生するように運転される。このとき、ディーゼルエンジン11の出力のほぼすべてがドライブシャフト14に伝えられる。
During steady operation, the
一方、バッテリ20の充電状態SOCが予め定められた基準値以下に低下している場合には、ディーゼルエンジン11がドライブシャフト14の要求動力以上の出力で運転され
、その余剰動力の一部はモータジェネレータ17によって電力として回生され、バッテリ20の充電に利用される。
On the other hand, when the state of charge SOC of the
また、ディーゼルエンジン11の出力トルクが不足する場合には、モータジェネレータ17の駆動によって不足分のトルクがアシストされ、必要な出力トルクを確保することができる。
Further, when the output torque of the
また、上記ディーゼルハイブリッド車両10は、燃料の節約と排気エミッションの低減を図るために、いわゆるエコラン(エコノミー&エコロジーランニング)制御もなされる。すなわち、たとえば交差点における信号待ち等でディーゼルハイブリッド車両10が停車した場合に、所定の停止条件下でディーゼルエンジン11を自動停止させ、その後、所定の再始動条件下(たとえば、アクセルペダルを踏み込んだとき)でディーゼルエンジン11を再始動させる制御もなされる。
The
以上が本発明に係るディーゼルハイブリッド車両10の基本構成および基本制御動作である。
The above is the basic configuration and basic control operation of the
つぎに、本発明の要部であるモータジェネレータ17のアシスト量または回生量の制御方法について図2を参照しつつ図1に基づいて説明する。ここで、図1は、本実施例に係る制御方法を示すフローチャートである。
Next, a method for controlling the assist amount or the regenerative amount of the
先ず、図示しないアクセル開度センサによってアクセル開度Accpを検出するとともに、図示しない回転数センサによってエンジン回転数Neを検出する(ステップS10)。 First, the accelerator opening degree Accp is detected by an accelerator opening degree sensor (not shown), and the engine speed Ne is detected by a rotation speed sensor (not shown) (step S10).
そして、この検出されたアクセル開度Accpおよびエンジン回転数Neを用いて、予め定められた要求トルクマップにより、ドライバ要求トルクTEPを算出する(ステップS11)。 Then, using the detected accelerator opening degree Accp and the engine speed Ne, a driver request torque TEP is calculated from a predetermined request torque map (step S11).
なお、この要求トルクマップにおけるドライバ要求トルクは、予め実験等により求めてあり、アクセル開度Accpとエンジン回転数Neとを用いた数値マップとして電子制御ユニット(ECU)に格納されている。 Note that the driver request torque in this request torque map is obtained in advance through experiments or the like, and is stored in the electronic control unit (ECU) as a numerical map using the accelerator opening degree Accp and the engine speed Ne.
つぎに、図示しない筒内圧センサによりディーゼルエンジン11の筒内圧を検出する(ステップS12)。この筒内圧を検出するのは、エンジン出力軸にトルク変動を引き起こす原因である筒内圧変化を検出し、エンジントルク変動量または駆動力変化を予測するためである。
Next, the in-cylinder pressure of the
そしてつぎに、現時点における実際のエンジントルクを推定するために、検出された筒内圧と、図示しないクランク角センサにより検出されたクランク角度等から、エンジントルク推定値TECを算出する(ステップS13)。 Then, in order to estimate the actual engine torque at the present time, an estimated engine torque value TEC is calculated from the detected in-cylinder pressure and a crank angle detected by a crank angle sensor (not shown) (step S13).
つぎに、上記ステップS11で算出したドライバ要求トルクTEPと、上記ステップS13で算出したエンジントルク推定値TECとの差を求めることにより、エンジントルク変動量または駆動力変化量を生じさせる実エンジントルク偏差量(TEP−TEC)を算出する(ステップS14)。 Next, by obtaining the difference between the driver required torque TEP calculated in step S11 and the estimated engine torque value TEC calculated in step S13, the actual engine torque deviation that causes the engine torque fluctuation amount or the driving force change amount is obtained. A quantity (TEP-TEC) is calculated (step S14).
ここで、ドライバ要求トルクTEPがエンジントルク推定値TECよりも大きい場合には、実エンジントルクが不足しているので、当該不足分をモータジェネレータ17によってトルクアシストする必要がある。
Here, when the driver request torque TEP is larger than the estimated engine torque value TEC, the actual engine torque is insufficient, and it is necessary to torque assist the
一方、ドライバ要求トルクTEPがエンジントルク推定値TECよりも小さい場合には、余剰のトルクでバッテリを充電することができるので、モータジェネレータ17により回生する必要がある。
On the other hand, when the driver request torque TEP is smaller than the engine torque estimated value TEC, the battery can be charged with surplus torque, and therefore it is necessary to regenerate by the
そこで、つぎにモータジェネレータ17による上記アシスト量または上記回生量を算出する(ステップS15)。すなわち、モータジェネレータ17のアシスト量または回生量は、モータジェネレータ17の出力軸にかかる上記実エンジントルク偏差量(TEP−TEC)と、モータジェネレータ17とエンジンクランク軸との相対的なギヤ比と、を掛け合わせることによって算出することができる。なお、記載スペースの都合上、ステップS15中の数式において、モータジェネレータ17をMGと記してある。
Therefore, next, the assist amount or the regeneration amount by the
そして、上記ステップS15での算出値に基づいてモータジェネレータ17によるアシストまたは回生を実行することで(ステップS16)、エンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整することができる。
Then, by performing assist or regeneration by the
以上のように、この実施例に係るパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法によれば、エンジン出力軸にトルク変動を引き起こす原因である筒内圧変化を上記筒内圧センサで検出し、その筒内圧検出値に基づいてエンジントルク変動量または駆動力変化量を予測し、駆動力を調整するモータジェネレータ17のトルク指示値を瞬時にフィードバック制御することで、モータジェネレータ17の出力を調整することができる。
As described above, according to the motor generator control method for the parallel hybrid vehicle according to this embodiment, the in-cylinder pressure change that causes torque fluctuation in the engine output shaft is detected by the in-cylinder pressure sensor, and the in-cylinder pressure detection is performed. The output of the
したがって、エンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整することができ、パラレルハイブリッド車両であっても、エンジントルク変動を吸収して駆動力変化を抑制することができる。これにより、ディーゼルハイブリッド車両10のドライバビリティを向上することができる。
Therefore, the driving force can be adjusted to a desired value even when the engine torque fluctuation amount occurs, and even in a parallel hybrid vehicle, the engine torque fluctuation can be absorbed and the driving force change can be suppressed. Thereby, the drivability of the
なお、上記実施例においては、本発明をディーゼルハイブリッド車両10に適用するものとして説明したが、これに限定されず、ガソリンエンジンを備えたパラレルハイブリッド車両に適用してもよい。
In the above embodiment, the present invention has been described as being applied to the
以上のように、この発明に係るパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法は、パラレルハイブリッド車両のドライバビリティ向上に有用であり、エンジントルク変動量が生じても駆動力を所望の値に調整し、エンジントルク変動を吸収して駆動力変化を抑制する制御に適している。 As described above, the motor generator control method in the parallel hybrid vehicle according to the present invention is useful for improving the drivability of the parallel hybrid vehicle, and adjusts the driving force to a desired value even if the engine torque fluctuation amount occurs. It is suitable for control that suppresses changes in driving force by absorbing engine torque fluctuations.
10 ディーゼルハイブリッド車両(パラレルハイブリッド車両)
11 ディーゼルエンジン(エンジン)
12 トランスミッション
13 車輪
14 ドライブシャフト
15 デフギヤ
16 プロペラシャフト
17 モータジェネレータ
19 インバータ
20 バッテリ
Accp アクセル開度
Ne エンジン回転数
TEP ドライバ要求トルク
TEC エンジントルク推定値
10 Diesel hybrid vehicle (parallel hybrid vehicle)
11 Diesel engine (engine)
12
Claims (1)
前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記エンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、
を備えたパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法であって、
前記筒内圧検出手段の出力値を用いて筒内圧変化を検出し、
検出された前記筒内圧変化に基づいて予測エンジントルク変化量または予測駆動力変化量を算出し、
算出された前記予測エンジントルク変化量または予測駆動力変化量に応じて前記モータジェネレータのアシスト量または回生量をフィードバック制御することを特徴とするパラレルハイブリッド車両におけるモータジェネレータの制御方法。 An engine having in-cylinder pressure detecting means for detecting in-cylinder pressure;
A motor generator for assisting the engine output by power generation or battery power by the engine output;
A method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle comprising:
A change in the in-cylinder pressure is detected using an output value of the in-cylinder pressure detecting means;
Calculating a predicted engine torque change amount or a predicted driving force change amount based on the detected in-cylinder pressure change;
A method for controlling a motor generator in a parallel hybrid vehicle, wherein feedback control is performed on an assist amount or a regeneration amount of the motor generator according to the calculated predicted engine torque change amount or predicted drive force change amount.
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- 2003-10-02 JP JP2003343879A patent/JP2005110461A/en active Pending
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Legal Events
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A521 | Request for written amendment filed |
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A02 | Decision of refusal |
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