JP2005330818A - Control device for power train equipped with electric supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動過給機を備えたパワートレインの制御装置、より詳しくは、エンジンの出力増大を図るための電動過給機と、エンジンアシストを行うエンジン駆動用モータとを併せて備え、これらの駆動をエンジンの運転状態に応じて切り換えるように構成されたパワートレインの制御装置の技術分野に属する。 The present invention relates to a powertrain control device equipped with an electric supercharger, more specifically, an electric supercharger for increasing engine output and an engine drive motor that performs engine assist. Belongs to the technical field of a powertrain control device configured to switch the driving of the powertrain according to the operating state of the engine.
従来より、エンジンの出力増大を図る手段としてスーパーチャージャやターボチャージャが周知であるが、いずれも過給能力がエンジン回転数の影響を大きく受ける結果、低回転領域で過給圧が不足するという問題がある。これに対し、モータでコンプレッサを駆動する電動過給機は、エンジン回転数の影響を受けることなくコンプレッサの回転数を制御できるので、低回転領域でも十分な過給圧を発生し得るという利点を有する。 Conventionally, superchargers and turbochargers have been well known as means for increasing engine output, but both have the problem of insufficient supercharging pressure in the low engine speed range as a result of the supercharging capacity being greatly affected by the engine speed. There is. In contrast, an electric supercharger that drives a compressor with a motor can control the rotation speed of the compressor without being affected by the rotation speed of the engine, so that it can generate a sufficient boost pressure even in a low rotation speed region. Have.
一方、近年、エンジンのアシスト源としての機能と、エンジンに駆動連結されて発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えたモータを搭載した環境対応型車両がある。そして、特許文献1には、上記電動過給機と、上記モータとしてのモータジェネレータとを併せて有するパワートレインが開示され、該パワートレインには、上記電動過給機と駆動源としてのモータジェネレータとに電力を供給する電池が備えられている。電動過給機は、排気によりターボチャージャを駆動させて電力を発電する発電機能を有し、該過給機の非駆動時には発電を行い、発電した電力を上記電池に蓄える。さらに、上記モータジェネレータも同様に発電機能を有し、非駆動時には発電を行い、電力を上記電池に蓄える。そして、中負荷領域では電池から電動過給機に電力を供給して過給によりトルクを増加させ、高負荷領域では電動過給機及びモータジェネレータに電力を供給して過給及びモータ駆動によるトルクアシストを得る。
On the other hand, in recent years, there is an environment-friendly vehicle equipped with a motor that has both a function as an engine assist source and a function as a generator that is driven and connected to the engine to generate power.
ところで、特許文献1に記載のようなパワートレインには、エネルギ効率の向上のために減速時に駆動輪側の動力を利用して電池を充電する(減速回生)機能を有したものがある。これは、エンジンから駆動源に至る動力伝達経路にモータを駆動連結し、減速時に該モータを減速ブレーキとして使用することによって減速回生を行うように構成される。しかしながら、電池が満充電状態で減速回生のための電池容量が確保されていない状態においては、電池に回生電力を供給すると電池の故障を引き起こす可能性があるので、満充電状態の場合の減速時には回生は行われず、エンジンブレーキを使用して減速することになる。
By the way, some power trains as described in
ここで、上記特許文献1に開示されているような電動過給機及びモータジェネレータの制御においては、比較的消費電力の小さい電動過給機をトルクアシストのメインとして使用しているので、走行状態によっては電池の満充電状態が続き、減速回生を行う機会が減少すると共に、燃料を使用した走行の割合が増し、減速回生によるエネルギ効率の向上が効果的に行われないという問題がある。
Here, in the control of the electric supercharger and the motor generator as disclosed in
そこで、本発明は、効率的に減速回生を行うことによってエネルギ効率を向上した電動過給機を備えたパワートレインの制御装置を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the control apparatus of the power train provided with the electric supercharger which improved energy efficiency by performing deceleration regeneration efficiently.
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路に駆動連結されて電池からの供給電力によって駆動される状態と減速時の回生動力を利用して発電した電力を上記電池に蓄える状態とに切換え可能に構成されたモータと、上記電池からの供給電力によってエンジンの吸気を過給する電動過給機と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、電池の蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段と、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段とが設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第1の所定値以下である第1状態では上記モータ及び上記電動過給機ともに非作動状態とし、目標トルクが上記第1の所定値より大きくかつその第1の所定値よりも大きな第2の所定値以下である第2状態では上記電動過給機のみを作動状態とし、目標トルクが上記第2の所定値より大きな第3状態では上記モータ及び上記電動過給機ともに作動状態とすると共に、上記蓄電量検出手段で検出された電池の蓄電量が所定以上のときは上記第2状態であってもモータを駆動するように構成されていることを特徴とする。
First, the invention according to
次に、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の電動過給機を備えたパワートレインの制御装置において、制御手段は、電池の蓄電量が所定以上のときは、蓄電量が大きいほど目標トルクに対してモータの分担トルクの比率を大きくすることを特徴とする。 Next, according to a second aspect of the present invention, there is provided a powertrain control device including the electric supercharger according to the first aspect, wherein the control means is configured such that when the storage amount of the battery is equal to or greater than a predetermined amount, The larger the ratio, the larger the ratio of the motor's shared torque to the target torque.
次に、請求項3に記載の発明は、上記請求項1または請求項2に記載の電動過給機を備えたパワートレインの制御装置において、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路に駆動連結されて電池からの供給電力によって駆動される状態と減速時の回生動力を利用して発電した電力を上記電池に蓄える状態とに切換え可能に構成されたモータと、上記電池からの供給電力によってエンジンの吸気を過給する電動過給機と、エンジン負荷に関するパラメータを検出するエンジン負荷検出手段と、エンジン回転数に関するパラメータを検出するエンジン回転数検出手段と、上記両検出手段の検出結果に応じて上記モータと上記電動過給機とを制御する制御手段とを有する電動過給機を備えたパワートレインの制御装置であって、電池の蓄電量に関するパラメータを検出する蓄電量検出手段と、上記エンジン負荷検出手段で検出されたエンジン負荷と上記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数とに基いて目標トルクを設定する目標トルク設定手段とが設けられ、上記制御手段は、上記目標トルク設定手段で設定された目標トルクが第1の所定値以下である第1状態では上記モータ及び上記電動過給機ともに非作動状態とし、目標トルクが上記第1の所定値より大きな第2状態では上記モータ及び上記電動過給機を作動状態とし、かつ該第2状態において、上記蓄電量検出手段で検出された電池の蓄電量が大きいときは小さいときに比べて目標トルクを達成するモータの分担トルクを増大させ、電動過給機の分担トルクを減少させるように構成されていることを特徴とする。 Next, according to a third aspect of the present invention, there is provided a powertrain control device including the electric supercharger according to the first or second aspect, wherein the powertrain control device is drivably coupled to a power transmission path from the engine to the drive wheels. A motor configured to be able to switch between a state driven by the power supplied from the battery and a state where the power generated using the regenerative power during deceleration is stored in the battery, and the engine by the power supplied from the battery. An electric supercharger that supercharges the intake air, an engine load detection means that detects a parameter related to the engine load, an engine speed detection means that detects a parameter related to the engine speed, and the detection result of both the detection means A control apparatus for a powertrain including an electric supercharger having a motor and a control means for controlling the electric supercharger, the battery being related to a storage amount A storage amount detecting means for detecting a parameter; and a target torque setting means for setting a target torque based on the engine load detected by the engine load detecting means and the engine speed detected by the engine speed detecting means. Provided in the first state where the target torque set by the target torque setting means is equal to or less than a first predetermined value, both the motor and the electric supercharger are inactivated, and the target torque is In the second state larger than the first predetermined value, the motor and the electric supercharger are in the operating state, and in the second state, when the stored amount of the battery detected by the stored amount detecting means is large, the battery is small Compared to the above, the torque sharing of the motor that achieves the target torque is increased, and the torque sharing of the electric supercharger is decreased.
次に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から請求項3のいずれかに記載の電動過給機を備えたパワートレインの制御装置において、制御手段は、電池の蓄電量が所定以上の場合において、目標トルクを達成するモータの分担トルクが最大トルクより小さいときはモータのみを駆動し、目標トルクを達成するモータの分担トルクが最大トルクより大きいときは電動過給機とモータとを駆動することを特徴とする。 Next, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a powertrain control device including the electric supercharger according to any one of the first to third aspects, wherein the control means has a predetermined battery charge amount. In the above case, when the motor sharing torque that achieves the target torque is less than the maximum torque, only the motor is driven, and when the motor sharing torque that achieves the target torque is greater than the maximum torque, the electric supercharger and the motor It is characterized by driving.
そして、請求項5に記載の発明は、上記請求項1から請求項4のいずれかに記載の電動過給機を備えたパワートレインの制御装置において、モータ温度、インバータ温度、電池温度の少なくとも1つに関するパラメータを検出する温度検出手段が備えられ、制御手段は、モータ温度、インバータ温度、電池温度の少なくとも1つが所定温度より高いと判断されたときは、第1状態以外の状態において電池の蓄電量が所定以上であってもモータ駆動を行わないことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a powertrain control device including the electric supercharger according to any one of the first to fourth aspects, wherein at least one of a motor temperature, an inverter temperature, and a battery temperature is provided. Temperature detecting means for detecting a parameter related to the battery, and when the control means determines that at least one of the motor temperature, the inverter temperature, and the battery temperature is higher than the predetermined temperature, the battery is charged in a state other than the first state. The motor is not driven even if the amount is a predetermined amount or more.
まず、請求項1に記載の発明によれば、電池の蓄電量が所定以上のときは、第2状態であってもモータを駆動するように構成することにより、減速回生のための電池の容量を常に確保しておくことができる。その結果、モータの使用頻度を増加させることができ、燃料の使用を抑制して燃費を向上し、エネルギ効率を向上することができる。なお、自身の回転によりアシストトルクを発生させるモータは、電動過給機に比べて電力消費量が大きい(約5倍)ので、効率的に電池容量の確保を図ることができる。 First, according to the first aspect of the present invention, when the stored amount of the battery is greater than or equal to the predetermined value, the capacity of the battery for deceleration regeneration is configured by driving the motor even in the second state. Can always be secured. As a result, the usage frequency of the motor can be increased, fuel consumption can be suppressed, fuel efficiency can be improved, and energy efficiency can be improved. Note that a motor that generates assist torque by its own rotation consumes a large amount of electric power (about 5 times) as compared with an electric supercharger, so that it is possible to efficiently secure battery capacity.
次に、請求項2に記載の発明によれば、電池の蓄電量が所定以上のときは、蓄電量が大きいほど目標トルクを達成するモータの分担トルクの比率を大きくすることによって、モータによる電力消費により減速回生のための電池の容量をより迅速に確保することができるので、減速回生が行われない状態を早期に脱することができる。 Next, according to the second aspect of the present invention, when the storage amount of the battery is greater than or equal to the predetermined value, the ratio of the motor's shared torque that achieves the target torque is increased as the storage amount increases, thereby increasing the power generated by the motor. Since the battery capacity for deceleration regeneration can be secured more quickly by consumption, the state in which deceleration regeneration is not performed can be removed early.
次に、請求項3に記載の発明によれば、電池の蓄電量が大きいときは小さいときに比べて目標トルクを達成するモータの分担トルクの比率を増大させ、電動過給機の分担トルクの比率を減少させることによって、減速回生のための電池の容量を確保しておくことができ、上記請求項2に記載の発明と同様の効果が得られる。
Next, according to the third aspect of the present invention, when the stored amount of the battery is large, the ratio of the shared torque of the motor that achieves the target torque is increased compared to when the stored amount is small, and the shared torque of the electric supercharger is reduced. By reducing the ratio, the capacity of the battery for deceleration regeneration can be secured, and the same effect as the invention of
次に、請求項4に記載の発明によれば、目標トルクを達成するのモータ分担トルクが最大トルクより小さいときはモータのみを駆動し、目標トルクを達成するモータの分担トルクが最大トルクより大きいときは電動過給機とモータとを駆動することによって、モータにより放電効率を上げ、可能な限り早期に減速回生が行われない状態を脱することができる。
Next, according to the invention described in
そして、請求項5に記載の発明によれば、モータ温度、インバータ温度、又は電池温度が高いときにモータを駆動させると、過熱によりこれらが故障する可能性があるので、これらの温度が所定温度より高いと判断されたときは、電池の蓄電量が所定以上であってもモータの駆動を行わないことによって、モータ、インバータ、及び電池の故障を未然に回避することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the motor is driven when the motor temperature, the inverter temperature, or the battery temperature is high, there is a possibility that they may break down due to overheating. When it is determined that the battery is higher, failure of the motor, the inverter, and the battery can be avoided beforehand by not driving the motor even if the storage amount of the battery is greater than or equal to a predetermined value.
図1に示すように、本実施形態に係るパワートレイン1は、駆動源としてエンジン10と駆動モータ16とを併用するハイブリッド車両に搭載されている。パワートレイン1は、車両走行用の駆動力を発生するエンジン10と、該エンジン10の出力回転を無段階に変速することが可能な無段変速機11とを含む。無段変速機11は、特に種類は限定されないが、好ましくは、例えばインプットディスクとアウトプットディスクとの間にパワーローラを傾転自在に介在させたトロイダル型無段変速機、特に、トルクコンバータの採用を不要としたギヤードニュートラル方式の無段変速機等である。エンジン10の出力トルクは、上記無段変速機11で所定のギヤ比に変速された後、デファレンシャル装置12等を経て左右の駆動輪13,13に伝達される。
As shown in FIG. 1, the
エンジン10と駆動輪13,13との間の動力伝達経路14上に、例えばクラッチ等を用いた断接機構15が配設され、この断接機構15を介して、駆動モータ16が上記動力伝達経路14に連結されている。駆動モータ16は、インバータ17による電流制御により、電池18からの電力の供給を受けて、車両を走行させるに足る回転駆動力を発生し、発生した駆動力は、上記断接機構15を介して、動力伝達経路14に導入される。駆動モータ16は、減速回生時には、動力伝達経路14上の回転駆動力を利用して電力を発電する発電機として機能することが可能であり、発電した電力は、電池18に蓄えられる。
On the
エンジン10の出力軸に、ベルトやチェーン等を介して、交流発電機であるオルタネータ19が連結されている。オルタネータ19は、エンジン10の出力回転で直接に駆動されて電力を発電し、発電した電力は、電池18に蓄えられる。
An
エンジン10の吸気通路20に、吸気を過給してエンジン10の出力増大を図る電動過給機21が備えられている。電動過給機21は、過給機モータ22で、吸気通路20上のタービン23を回転駆動し、エンジン10の自然吸気以上の量の吸気を燃焼室に圧送する。電動過給機21は、上記駆動モータ16と同様、電池18からの電力の供給を受けて駆動する。
An
吸気通路20において、電動過給機21の下流に、インタークーラ24とスロットル弁25とがこの順に配設されている。スロットル弁25は、専用のアクチュエータ26で開閉駆動される電動式のものである。また、電動過給機21の上流とインタークーラ24の下流とに亘ってバイパス通路(リリーフ通路あるいは再循環通路ともいう)27が設けられている。この通路27は、例えば低回転領域で電動過給機21のタービン23を通過する吸気流量が少ないときに、電動過給機21の過給能力を確保するために、一旦インタークーラ24を出た吸気を再び電動過給機21の上流に戻して、タービン23を通過する吸気流量を確保するためのものである。バイパス通路27には、該通路27の開度(すなわちタービン23を通過する吸気の循環量)を調整するリリーフ弁28が設けられている。
In the
このように、このパワートレイン1の電気システムは、駆動モータ16、オルタネータ19、及び電動過給機21のモータ22がそれぞれ電池18と電気的に接続された構成である。そして、駆動モータ16の駆動時及び過給機モータ22の駆動時には、上記電池18からそれぞれに電力が供給される一方、駆動モータ16が減速回生時に発電機として機能するとき、及びオルタネータ19がエンジン10の出力回転により発電を行うときには、その発電電力が上記電池18に供給されて、該電池18の充電に充てられる。
As described above, the electric system of the
このパワートレイン1のコントロールユニット40は、電動過給機21のモータ22の温度を検出する過給機モータ温度センサ29からの信号、吸気通路20におけるインタークーラ24を出た直後の吸気温度を検出する吸気温度センサ30からの信号、吸気通路20におけるスロットル弁25の直上流の吸気圧を検出する吸気圧センサ31からの信号、運転者によるアクセルペダル32の踏込量を検出するアクセル開度センサ33からの信号、エンジン10の冷却水温度を検出する水温センサ34からの信号、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転数センサ35からの信号、駆動モータ16、インバータ17及び電池18の各温度を検出する温度センサ36,37,38からの信号、及び電池18の蓄電量に関する状態量(例えば電圧値や電流値等)を検出する蓄電量センサ39からの信号等を入力し、そして、それらの入力結果に基いて、バイパス通路27上のリリーフ弁28、電動過給機21のモータ22、スロットル弁25を開閉駆動するスロットルアクチュエータ26、無段変速機(より詳しくは、例えば変速制御用の油圧制御回路に配設された各種ソレノイドや調圧弁等)11、及び駆動モータ16への印加電流制御用のインバータ17等に各種の制御信号を出力して、エンジン10の出力制御や、モータ16のトルクアシスト制御、あるいは電動過給機21のトルク増大制御等を実行する。また、インバータ17は、コントロールユニット40の制御により駆動モータ16に3相交流電圧を印加するに際して、その交流電圧の位相を駆動モータ16に発生する逆起電力の位相に対して連続的に変更することができ、その交流電圧の移送を当該逆起電力の位相に対して進めたときに、駆動モータ16を電動機として動作させ、遅らせたときには電池18に蓄電する発電機として動作させる。
The
次に、本発明の特徴部分を構成するこのパワートレイン1の基本的な制御動作を図2を参照しながら説明する。まず、図2に示すように、このエンジン10においては、全低負荷領域及び全高回転領域が自然吸気領域、すなわち非過給領域Xに設定されている。この自然吸気領域Xでは、電動過給機21も駆動モータ16も駆動されず、エンジン1の自然吸気による出力のみが得られる。また、中回転高負荷領域は過給領域Yに設定されている。この過給領域Yでは、電動過給機21によりトルクを増加させる。但し、電池18の蓄電量が所定値以上の場合は、駆動モータ16によりトルクアシストを行う。なお、本実施形態における駆動モータ16によるトルクは、変速機11のギヤ比をかけて、エンジン出力軸のトルクに換算している。そして、低回転高負荷領域はモータアシスト領域Zに設定されている。このモータアシスト領域Zでは、電動過給機5の駆動に加えて、駆動モータ11が車両動力源として駆動され、エンジン1の出力トルクが助勢される。以上のように、電池18の蓄電量が所定値以下の場合は、電動過給によるトルク増大を駆動モータ16によるトルクアシストよりも優先的に用いることにより、駆動モータ16や電池18の負担を(使用頻度大による熱上昇)を減らし、駆動モータ16や電池18の小型化が可能になる。
Next, a basic control operation of the
次に、走行状態に応じたコントロールユニット40によるエンジン10、電動過給機21及び駆動モータ16の制御並びに走行状態に応じた駆動力の伝達形態について説明する。
Next, the control of the
まず、停車時においては、エンジン10、電動過給機21、及び駆動モータ16は停止される。但し、SOCが所定値以下の場合及び冷間時には、エンジン10が運転されると共に該エンジン10の回転トルクによってオルタネータ19は発電を行い、発電電力を電池18に蓄電することがある。オルタネータ19の充電時には、無段変速機11に内蔵された図示しないクラッチを開放してエンジン10から変速機11に駆動力が伝達されないようにし、エンジン10がオルタネータ19を駆動して電池を充電する。
First, when the vehicle is stopped, the
一方、発進時においては、エンジン10及び電動過給機21は停止され、駆動モータ16が回転トルクを出力することになる。但し、急発進時においては、始動後にエンジン10及び電動過給機21が高出力で運転されることになる。
On the other hand, at the time of start, the
そして、エンジン10の始動時においては、図示しない始動モータがエンジン10をクランキングするために動力伝達経路14に駆動トルクを出力してエンジン10が始動される。なお、始動モータに代えてオルタネータ19をジェネレータモータで構成し、該ジェネレータモータを駆動してエンジン10を始動するようにしてもよい。
When the
車両走行中においてアクセル開度の開度量が全閉状態となった減速時においては、エンジン10は停止され、駆動モータ16は車両が慣性走行することにより動力伝達経路14を回転するトルクによって発電する発電機として機能し、これにより発生した回生電力を電池18に蓄える。このとき、無段変速機11に内蔵される図示しないクラッチを開放して動力伝達経路14の駆動力が断接機構15を介して駆動モータ16に伝達され、これにより駆動モータ16が電力の回生を行って電池18を充電する。
During deceleration when the accelerator opening amount is fully closed while the vehicle is running, the
なお、上記の駆動力の伝達形態においてはクラッチを用いてエンジン10と動力伝達経路14との動力の断接制御を行っていたが、これに限らず、変速機のN(ニュートラル)レンジと、D(ドライブ)レンジとの遷移を制御することによって同様のクラッチ機能を実現してもよい。
In the drive force transmission mode described above, power connection / disconnection control between the
次に、図3に示すフローチャートを用いて上記パワートレイン1の第1の制御例について説明する。
Next, a first control example of the
まず、ステップS1において、上記各種センサで検出した信号をコントロールユニット40に入力する。そして、ステップS2でアクセル開度αとエンジン回転数Neとに基づいて目標トルクToを算出する。次に、ステップS3で、算出した目標トルクToと自然吸気により得られる(X領域の)最大トルクTwotとを比較する。そして、目標トルクToが自然吸気最大トルクTwotよりも小さければ、すなわち目標トルクToが図2に示すX領域にある場合は、例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neなどに基づく周知のパワートレイン(エンジン10及び変速機11)の制御に進む。
First, in step S <b> 1, signals detected by the various sensors are input to the
一方、ステップS3で目標トルクToが自然吸気最大トルクTwotより大きいときは、すなわち目標トルクToがY領域もしくはZ領域にあるときは、ステップS4に進んでスロットル開度TVOを100%に設定する。そして、ステップS5において目標トルクToと過給で得られるトルク増加の最大値Tyとを比較する。目標トルクToがTyよりも小さいとき、すなわち目標トルクToがY領域にあるときは、ステップS6に進む。ステップS6では電池18の蓄電量SOCと予め設定した所定値(ここでは蓄電量SOC50%)とを比較する。そして、蓄電量SOCが所定値よりも小さい場合は、ステップS7に進む。ステップS7では、(目標トルクTo−自然吸気最大トルクTwot)の値に基づいて電動過給機21の目標過給回転数Nを設定する。次に、ステップS8において、電動過給機21のタービン23の回転数がNになるように過給機21をフィードバック制御した後、パワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)に進む。
On the other hand, when the target torque To is larger than the natural intake maximum torque Twoot in step S3, that is, when the target torque To is in the Y region or the Z region, the process proceeds to step S4 and the throttle opening TVO is set to 100%. In step S5, the target torque To is compared with the maximum torque increase value Ty obtained by supercharging. When the target torque To is smaller than Ty, that is, when the target torque To is in the Y region, the process proceeds to step S6. In step S6, the charged amount SOC of the
また、ステップS6において電池18の蓄電量SOCが所定値以上のときは、ステップS9に進む。ステップS9では、モータ温度と第1所定値Temp1とを比較する。そして、モータ温度が第1所定値Temp1より小さいときには、ステップS10に進んで、蓄電量SOCに応じて目標トルクToに対する駆動モータ16の分担トルクであるモータ分担率Wを決定する。モータ分担率Wは、図4のマップで示すように、蓄電量SOCが50%以下のときはゼロ、蓄電量SOCが50%からゼロ以上になって90%に至るまで蓄電量SOCの増加に伴って増加し、蓄電量SOCが90%以上のときは駆動モータ16の分担トルクの比率が100%に設定される。なお、モータ分担率Wのマップは、目標トルクToの増加に伴って下方にシフトし、その結果、モータアシストを開始する蓄電量SOCが大きい値に設定される共に、マップは同じ勾配を維持するのでモータ分担率Wが全体的に減少するように設定される。
In step S6, when the charged amount SOC of the
そして、ステップS11で駆動モータ16の分担目標トルクTmを(To−Twot)×Wに設定する。次に、ステップS12において、上記目標トルクTmと駆動モータ16の最大出力トルクTmmaxとを比較する。そして、目標トルクTmが最大出力トルクTmmaxよりも大きいときはステップS13で目標トルクTmを最大出力トルクTmmaxに設定してステップS14に進む。一方、ステップS12で目標トルクToが最大出力トルクTmmaxよりも小さいときは直接ステップS14に進む。ステップS14では、電動過給機21の過給による目標トルクTsを(To−Twot)−Tmに設定する。そして、ステップS15において、過給による目標トルクTsに応じて目標過給回転数Nを設定し、ステップS16で電動過給機21のタービン回転数がNになるよう過給機21をフィードバック制御してパワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)に進む。
In step S11, the shared target torque Tm of the
なお、ステップS9においてモータ温度が第1所定値Temp1以上のときは、加熱による駆動モータ16の故障を回避するためステップS7、次にステップS8に進んで駆動モータ16は使わずに過給によるトルクアシストを実行してパワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)に移行する。
When the motor temperature is equal to or higher than the first predetermined value Temp1 in step S9, the process proceeds to step S7 and then to step S8 in order to avoid failure of the
また、ステップS5において目標トルクToが過給で得られるトルク増加の最大値Tyよりも大きいとき、すなわち目標トルクToがZ領域にある場合は、ステップS17に進んで電動過給機21の目標過給回転数Nを最大値に設定する。次に、ステップS18で電動過給機21のタービン回転数がNになるよう過給機21をフィードバック制御する。そして、ステップS19において、モータ温度と第2所定値Temp2とを比較する。なお、第2所定値Temp2は、第1所定値Temp1よりも大きな値に設定されている。これは、モータ温度が相当高くない限り目標トルクToの実現を優先するためである。モータ温度が第2所定値Temp2より小さいときは、ステップS20に進んで、駆動モータ16による必要アシスト量を目標トルクToと電動過給機21によるアシストトルクにより演算する。過給機21によるアシストトルクは、予め実験により求めた電動過給機21の過給により得られる最大アシストトルク、または吸気負圧から推定される。そして、ステップS21において必要アシスト量になるよう駆動モータ16を駆動させてパワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)に進む。また、ステップS19において、モータ温度が第2所定値Temp2以上である場合には、ステップS22に進んで無段変速機11のシフトダウンを行い、パワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)に進む。
When the target torque To is larger than the maximum torque increase value Ty obtained by supercharging in step S5, that is, when the target torque To is in the Z region, the process proceeds to step S17 and the target supercharging of the
次に、図5及び図6に示すフローチャートを用いて上記パワートレイン1の第2の制御例について説明する。
Next, a second control example of the
まず、ステップS31において、各種センサで検出した信号をコントロールユニット40に入力する。そして、ステップS32でアクセル開度αとエンジン回転数Neとに基づいて目標トルクToを算出する。次に、ステップS33で、算出した目標トルクToと自然吸気最大トルクTwotとを比較する。そして、目標トルクToが自然吸気最大トルクTwotよりも小さければ、すなわち目標トルクToが図2に示すX領域にある場合は、例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neなどに基づく周知のパワートレイン(エンジン10及び変速機11)の制御に進む。
First, in step S31, signals detected by various sensors are input to the
一方、ステップS33で目標トルクToが自然吸気最大トルクTwotより大きいときは、すなわち目標トルクToがY領域もしくはZ領域にあるときは、ステップS34に進んでスロットル開度TVOを100%に設定する。次に、ステップS35で電動過給機21の分担トルクTobの割合を決定する。すなわち、Tob=Kb×(To−Twot)において、図7に示すマップにより過給機分担比率Kbを決定する。これによると、電池18の蓄電量SOCが50%以下の場合は、過給機分担比率Kbは1に設定されると共に、蓄電量SOCが50%から過給機分担比率Kbは減少し始め、蓄電量SOCが50%から90%の間においては、蓄電量SOCの増加に伴って過給機分担比率Kbは減少し、蓄電量SOCが90%以上においてはKbはゼロに設定される。なお、マップは、目標トルクToの増加に伴って上方にシフトし、目標トルクToが大きいほど過給機分担比率Kbが減少し始める蓄電量SOCが増加し、マップは同じ勾配を維持するので目標トルクToに対する過給機分担比率Kbが全体的に増加することになる。
On the other hand, when the target torque To is larger than the natural intake maximum torque Twoot in step S33, that is, when the target torque To is in the Y region or the Z region, the process proceeds to step S34 and the throttle opening TVO is set to 100%. Next, the ratio of the shared torque Tob of the
次に、ステップS36において、サージング又はノッキングが生じるために電動過給に適さない領域を除いて、図8に示すマップからNeに応じた過給による最大エンジントルク増加量Tbmを計算する。そしてステップS37において、過給機21の分担トルクTobと過給による最大エンジントルクTbmを比較する。過給機21の分担トルクTobが過給による最大エンジントルクTbm以上の場合は、ステップS38に進んで過給による最大エンジントルクTbmとなる電動過給機21のタービン回転目標値Nboを設定してステップS40に進む。一方、ステップS37において、過給機21の分担トルクTobが過給による最大エンジントルクTbmよりも小さい場合は、ステップS39に進んでエンジントルク増加量がTobとなる過給機21のタービン回転目標値Nboを設定してステップS40に進む。ステップS40では、過給機21のタービン回転数がNboになるよう過給機21をフィードバック制御する。
Next, in step S36, the maximum engine torque increase Tbm due to supercharging according to Ne is calculated from the map shown in FIG. 8 except for the region that is not suitable for electric supercharging because surging or knocking occurs. In step S37, the shared torque Tob of the
そして、ステップS41において過給機21のタービン回転数あるいは吸気管圧力により現在の実エンジントルクTeを算出し、ステップS42で実エンジントルクTeと目標トルクToとを比較する。実エンジントルクTeが目標トルクToよりも大きい場合は、パワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)を行い、実エンジントルクTeが目標トルクToよりも小さい場合は、ステップS43に進む。ステップS43において、モータ温度と第3所定値Temp3とを比較し、モータ温度が第3所定値Temp以上の場合は駆動モータ16を保護するためにステップS51で変速機11をシフトダウンし、パワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)を行う。一方、モータ温度が第3所定値Temp3より小さい場合は、ステップS44に進む。
In step S41, the current actual engine torque Te is calculated from the turbine speed of the
ステップS44においては、目標アシストパワ量PasstをPasst=ηt×(To−Te)×Neを計算することによって求める。なお、ηtはトランスミッション効率である。次にステップS45に進んで、電池18の蓄電量SOCと電池温度から図9に示すマップに基いて電池の最大出力Pbatを算出する。すなわち、図9に示すように、電池温度に応じて設定されたマップにおいて、蓄電量SOCに応じて電池最大出力Pbatは増加する。そして、ステップS46に進んでモータ温度及びインバータ温度から図10に示すマップに基いてモータ最大出力Pmotを算出する。すなわち、図10に示すように、インバータ温度に応じて設定されたマップにおいて、モータ温度に応じてモータ最大出力Pmotは減少する。そして、ステップS47に進んでPbatとPmot×ηmotの小さい方を最大アシスト量Paとする。なお、ηmotは、モータ及びインバータ効率である。次に、ステップS48で目標アシストパワ量Passtと最大アシスト量Paとを比較する。目標アシストパワ量Passtが最大アシスト量Pa以下のときは、ステップS49でモータ出力を目標アシストパワ量Passtになるよう設定してパワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)を行う。一方、ステップS48で目標アシストパワ量Passtが最大アシスト量Paより大きいときは、ステップS50でモータ出力を最大アシスト量PaとしてステップS51で変速機11をシフトダウンし、その後パワートレイン制御(例えばアクセル開度αとエンジン回転数Neに基く周知の制御)を行う。
In step S44, the target assist power amount Pastst is obtained by calculating Pastst = ηt × (To−Te) × Ne. Note that ηt is transmission efficiency. Next, the process proceeds to step S45, and the maximum output Pbat of the battery is calculated from the charged amount SOC of the
なお、上記ステップS51においては、変速機11をシフトダウン制御する代わりに、電動過給機21によってさらに過給して目標トルクToを実現するように構成してもよい。
In step S51, the target torque To may be realized by further supercharging by the
上記制御例1、2においてエンジン使用状態が領域Xから領域Yに移行する場合における目標トルクToの電動過給機21及び駆動モータ16の分担比率の例を図11に示す。図11(a)に示すように、蓄電量SOCが所定値より小さいときに、目標トルクToに対してエンジン使用領域が領域Xから領域Yに移行する場合は、電動過給機21による過給のみによりトルクを増加させる。一方、図11(b)に示すように、蓄電量SOCが所定値以上のときに目標トルクToによりエンジン使用領域が領域Xから領域Yに移行する場合は、駆動モータ16によるアシストのみによりトルクを増加させる。
FIG. 11 shows an example of the sharing ratio between the
また、上記制御例1、2においてエンジン使用状態が領域Xから領域Zに移行する場合における目標トルクTo′の電動過給機21及び駆動モータ16の分担比率の例を図12に示す。図12(a)に示すように、蓄電量SOCが所定値より小さいときに、目標トルクTo′に対してエンジン使用領域が領域Xから領域Zに移行する場合は、電動過給機21による過給を優先させた上で、不足分を駆動モータ16によりアシストする。一方、図12(b)に示すように、蓄電量SOCが所定値以上の場合は、駆動モータ16によるトルクアシストを優先させた上で、不足分を電動過給機21の過給によりトルクを増加させる。
FIG. 12 shows an example of the sharing ratio between the
以上のように、電池18の蓄電量SOCが所定値以上のときは、Y領域であっても駆動モータ16でアシストに構成することにより、減速回生のための電池18の容量を常に確保しておくことができる。その結果、駆動モータ18の使用頻度を増やすことができ、燃料の使用を抑制して燃費を向上し、エネルギ効率を向上することができる。なお、自身の回転によりアシストトルクを発生させる駆動モータ16は、電動過給機21に比べて電力消費量が大きい(約5倍)ので、効率的に電池容量の確保を図ることができる。
As described above, when the storage amount SOC of the
また、電池18の蓄電量SOCが所定以上のときは、蓄電量SOCが大きいほど目標トルクToに対する駆動モータ16の分担トルクの比率を大きくすることによって、減速回生のための電池18の容量の確保をより迅速に行うことができるので、減速回生が行われない状態を早期に脱することができる。
Further, when the charged amount SOC of the
そして、目標トルクToを達成するの駆動モータ16の分担トルクが該モータ16により得られる最大トルクより小さいときは駆動モータ16のみを駆動し、目標トルクToを達成する駆動モータ16の分担トルクが最大トルクより大きいときは電動過給機21と駆動モータ16とを駆動することによって、電池18の放電効率を上げて可能な限り早期に減速回生が行われない状態を脱することができる。
When the shared torque of the
さらに、駆動モータ16、インバータ17、又は電池18の温度が高いときに駆動モータ16を駆動させると、これらは過熱により故障する可能性があるので、これらの温度が所定温度より高いと判断されたときは、電池18の蓄電量SOCが所定以上であっても駆動モータ16の駆動を行わないことによって、駆動モータ16、インバータ17、及び電池18の故障を未然に回避することができる。
Furthermore, if the
本発明は、効率的に減速回生を行うことによってエネルギ効率を向上した電動過給機を備えたパワートレインの制御装置を提供する。本発明は、電動過給機を備えたパワートレインの制御装置、より詳しくは、エンジンの出力増大を図るための電動過給機と、エンジンアシストを行うエンジン駆動用モータとを併せて備え、これらの駆動をエンジンの運転状態に応じて切り換えるように構成されたパワートレインの制御装置の技術分野に広く好適である。 The present invention provides a control apparatus for a power train including an electric supercharger that is improved in energy efficiency by efficiently performing deceleration regeneration. The present invention relates to a powertrain control device equipped with an electric supercharger, more specifically, an electric supercharger for increasing engine output and an engine drive motor that performs engine assist. This is widely suitable for the technical field of a powertrain control device that is configured to switch the drive according to the operating state of the engine.
1 パワートレイン
10 エンジン
13 駆動輪
14 動力伝達経路
16 モータ(駆動モータ)
18 電池
21 電動過給機
33 エンジン負荷検出手段(アクセル開度センサ)
35 エンジン回転数検出手段(エンジン回転数センサ)
36 モータ温度センサ(モータ温度検出手段)
39 蓄電量検出手段(蓄電量センサ)
40 制御手段、目標トルク設定手段(コントロールユニット)
1
18
35 Engine speed detection means (engine speed sensor)
36 Motor temperature sensor (motor temperature detection means)
39 Storage amount detection means (storage amount sensor)
40 Control means, target torque setting means (control unit)
Claims (5)
A temperature detecting means for detecting a parameter relating to at least one of the motor temperature, the inverter temperature, and the battery temperature is provided, and the control means determines that at least one of the motor temperature, the inverter temperature, and the battery temperature is higher than a predetermined temperature. The power provided with the electric supercharger according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor is not driven even in a state other than the first state, even if the storage amount of the battery is a predetermined amount or more. Train control device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008215199A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
WO2017104033A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | ボルボ トラック コーポレーション | Device and method for controlling hybrid system |
KR102036822B1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-10-25 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | Apparatus and method for controlling twin electric supercharger system |
US10974584B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-04-13 | Volvo Truck Corporation | Device and method for controlling hybrid system |
US11634114B2 (en) * | 2019-08-12 | 2023-04-25 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for controlling hybrid vehicle having electric superchargers |
-
2004
- 2004-05-18 JP JP2004147334A patent/JP2005330818A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008215199A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine control device |
US10974584B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-04-13 | Volvo Truck Corporation | Device and method for controlling hybrid system |
WO2017104033A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | ボルボ トラック コーポレーション | Device and method for controlling hybrid system |
KR102036822B1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-10-25 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | Apparatus and method for controlling twin electric supercharger system |
US11634114B2 (en) * | 2019-08-12 | 2023-04-25 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for controlling hybrid vehicle having electric superchargers |
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