JP2006017042A - Engine speed control device for hybrid vehicle and its engine speed control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンとモータを駆動力発生源とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数制御方法に関する。 The present invention relates to an engine speed control device and an engine speed control method for a hybrid vehicle using an engine and a motor as driving force generation sources.
従来のエンジンとモータを駆動力発生源とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置は、エンジンと連結しているモータトルクをエンジンのトルク推定値とし、エンジンの目標トルクとの差からエンジン出力を補正している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来技術では、ハイブリッド車において、エンジンはトルク制御を行うのが常套であり、しかも、エンジンクラッチが無いのでエンジンを切り離してエンジン単体でエンジンを回転させる必要がない(常にある程度負荷がかかっている)のでトルク制御をしても問題がなかった。 However, in the prior art, in a hybrid vehicle, it is common to perform torque control on the engine, and since there is no engine clutch, there is no need to separate the engine and rotate the engine alone (always a certain amount of load is applied). Therefore, there was no problem with torque control.
これに対し、エンジンクラッチ付きであり電気自動車走行モードとハイブリッド車走行モードを有するハイブリッド車の場合、エンジンクラッチを切り離した際に、エンジン負荷が0になりエンジンのトルク制御をすることは困難になる。それを回避するためにエンジンクラッチを切り離したときだけエンジンを回転数制御することも考えられるが、エンジン制御方法の切り替えが発生し、制御がうまくいかないと制御切り替え時に運転者に違和感を与えることがある。 On the other hand, in the case of a hybrid vehicle with an engine clutch and having an electric vehicle traveling mode and a hybrid vehicle traveling mode, when the engine clutch is disengaged, it becomes difficult to control the engine torque because the engine load becomes zero. . To avoid this, it is conceivable to control the engine speed only when the engine clutch is disconnected. However, switching of the engine control method occurs, and if the control is not successful, the driver may feel uncomfortable when switching the control. .
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンクラッチの解放による電気自動車走行モードと、エンジンクラッチの締結によるハイブリッド車走行モードと、の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成することができるハイブリッド車のエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and the driver feels uncomfortable at the time of mode transition between the electric vehicle traveling mode by releasing the engine clutch and the hybrid vehicle traveling mode by engaging the engine clutch. An object of the present invention is to provide an engine speed control device and an engine speed control method for a hybrid vehicle that can achieve smooth mode transition without giving them.
上記目的を達成するため、本発明におけるハイブリッド車のエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数制御方法では、駆動力発生源としてエンジンとモータを有し、前記エンジンとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機と、前記エンジンとモータの協調制御を行う統合コントローラと、を備えたハイブリッド車において、
前記エンジンと駆動力合成変速機との間にエンジンクラッチを設け、
前記統合コントローラは、前記エンジンクラッチが締結または解放の何れの場合においても、エンジンの回転数制御を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the engine speed control device and the engine speed control method for a hybrid vehicle according to the present invention, the driving force generating source includes an engine and a motor, and the engine, the motor, and the output member are connected. In a hybrid vehicle comprising a composite transmission and an integrated controller that performs cooperative control of the engine and motor,
An engine clutch is provided between the engine and the driving force synthesis transmission,
The integrated controller performs engine speed control regardless of whether the engine clutch is engaged or disengaged.
よって、本発明のハイブリッド車のエンジン回転数制御装置にあっては、統合コントローラにおいて、エンジンクラッチが締結または解放の何れの場合においても、エンジンの回転数制御が行われるため、エンジンクラッチの解放による電気自動車走行モードと、エンジンクラッチの締結によるハイブリッド車走行モードと、の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成することができる。 Therefore, in the engine speed control device for a hybrid vehicle of the present invention, the engine speed control is performed in the integrated controller regardless of whether the engine clutch is engaged or disengaged. A smooth mode transition that does not give the driver a sense of incongruity can be achieved during the mode transition between the electric vehicle traveling mode and the hybrid vehicle traveling mode by engagement of the engine clutch.
以下、本発明のハイブリッド車のエンジン回転数制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing an engine speed control device for a hybrid vehicle according to the present invention will be described based on a first embodiment shown in the drawings.
まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図1は実施例1のエンジン回転数制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例1におけるハイブリッド車の駆動系は、図1に示すように、エンジンEと、第1モータジェネレータMG1(モータ)と、第2モータジェネレータMG2(モータ)と、出力ギヤOG(出力部材)と、駆動力合成変速機TMと、を有する。
First, the drive system configuration of the hybrid vehicle will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a drive system of a hybrid vehicle to which the engine speed control device of the first embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the drive system of the hybrid vehicle in the first embodiment includes an engine E, a first motor generator MG1 (motor), a second motor generator MG2 (motor), and an output gear OG (output member). And a driving force synthesis transmission TM.
前記エンジンEは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ1からの目標エンジントルク指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。 The engine E is a gasoline engine or a diesel engine, and the opening degree of a throttle valve and the like are controlled based on a target engine torque command from an engine controller 1 described later.
前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づいて、インバータ3により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are synchronous motor generators in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. Based on a control command from a
前記駆動力合成変速機TMは、ラビニョウ型遊星歯車列PGRと、ローブレーキLBと、を有し、前記ラビニョウ型遊星歯車列PGRは、第1サンギヤS1と、第1ピニオンP1と、第1リングギヤR1と、第2サンギヤS2と、第2ピニオンP2と、第2リングギヤR2と、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2とを支持する共通キャリアPCと、によって構成されている。つまり、ラビニョウ型遊星歯車PGRは、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、共通キャリアPCと、の5つの回転要素を有する。この5つの回転要素に対する入出力部材の連結関係について説明する。 The driving force combined transmission TM includes a Ravigneaux type planetary gear train PGR and a low brake LB, and the Ravigneaux planetary gear train PGR includes a first sun gear S1, a first pinion P1, and a first ring gear. R1, the second sun gear S2, the second pinion P2, the second ring gear R2, and the common carrier PC that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other. That is, the Ravigneaux type planetary gear PGR has five rotating elements: the first sun gear S1, the first ring gear R1, the second sun gear S2, the second ring gear R2, and the common carrier PC. The connection relationship of the input / output members with respect to these five rotating elements will be described.
前記第1サンギヤS1には、第1モータジェネレータMG1が連結されている。前記第1リングギヤR1は、ローブレーキLBを介してケースに固定可能に設けられている。前記第2サンギヤS2には、第2モータジェネレータMG2が連結されている。前記第2リングギヤR2には、エンジンクラッチECを介してエンジンEが連結されている。前記共通キャリアPCには、出力ギヤOGが直結されている。なお、出力ギヤOGからは、図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。 A first motor generator MG1 is connected to the first sun gear S1. The first ring gear R1 is provided so as to be fixed to the case via a low brake LB. A second motor generator MG2 is connected to the second sun gear S2. An engine E is connected to the second ring gear R2 via an engine clutch EC. An output gear OG is directly connected to the common carrier PC. A driving force is transmitted from the output gear OG to the left and right driving wheels via a differential and a drive shaft (not shown).
上記連結関係により、図2に示す共線図上において、第1モータジェネレータMG1(第1サンギヤS1)、エンジンE(第2リングギヤR2)、出力ギアOG(共通キャリアPC)、ローブレーキLB(第1リングギヤR1)、第2モータジェネレータMG2(第2サンギヤS2)の順に配列され、ラビニョウ型遊星歯車列PGRの動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数(回転速度)をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比になるように配置したものである。
2, the first motor generator MG1 (first sun gear S1), engine E (second ring gear R2), output gear OG (common carrier PC), low brake LB (first It is possible to introduce a rigid lever model that is arranged in the order of 1 ring gear R1) and second motor generator MG2 (second sun gear S2) and can simply express the dynamic operation of the Ravigneaux planetary gear train PGR.
Here, the “collinear diagram” is a velocity diagram used in a simple and easy-to-understand method of drawing instead of the method of obtaining by equation when considering the gear ratio of the differential gear, The rotation number (rotation speed) of the rotation element is taken, each rotation element is taken on the horizontal axis, and the interval between each rotation element is arranged so as to be a collinear lever ratio based on the gear ratio of the sun gear and the ring gear. .
前記エンジンクラッチECとローブレーキLBは、後述する油圧制御装置5からの油圧により締結される多板摩擦クラッチと多板摩擦ブレーキであり、エンジンクラッチECは、図2の共線図上において、エンジンEと共に第2リングギヤR2の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBは、図2の共線図上において、第1リングギヤR1の回転速度軸(出力ギヤOGの回転速度軸と第2サンギヤS2の回転速度軸との間の位置)に配置される。
The engine clutch EC and the low brake LB are a multi-plate friction clutch and a multi-plate friction brake that are fastened by hydraulic pressure from a
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例1におけるハイブリッド車の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、油圧制御装置5と、統合コントローラ6と、アクセル開度センサ7と、車速センサ8と、エンジン回転数センサ9と、第1モータジェネレータ回転数センサ10と、第2モータジェネレータ回転数センサ11と、第2リングギヤ回転数センサ12と、を有して構成されている。
Next, the control system of the hybrid vehicle will be described.
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle control system in the first embodiment includes an engine controller 1, a
前記エンジンコントローラ1は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令に応じ、エンジン動作点(Ne,Te)を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
The engine controller 1 responds to a target engine torque command from the
前記モータコントローラ2は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ10,11からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ6からの目標モータジェネレータトルク指令に応じ、第1モータジェネレータMG1のモータ動作点(N1,T1)と、第2モータジェネレータMG2のモータ動作点(N2,T2)と、をそれぞれ独立に制御する指令(デバイス制御信号)をインバータ3へ出力する。なお、このモータコントローラ2からは、バッテリ4の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ6に対して出力される。
The
前記インバータ3は、前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ2からの指令により独立した三相交流を作り出す。このインバータ3には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ4が接続されている。
The inverter 3 is connected to the respective stator coils of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2, and generates an independent three-phase alternating current according to a command from the
前記油圧制御装置5は、統合コントローラ6からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
The
前記統合コントローラ6は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APと、車速センサ8からの車速VSPと、エンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neと、第1モータジェネレータ回転数センサ10からの第1モータジェネレータ回転数N1と、第2モータジェネレータ回転数センサ11からの第2モータジェネレータ回転数N2と、第2リングギヤ回転数センサ12からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ1、モータコントローラ2、油圧制御装置5に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
The integrated
なお、統合コントローラ6とエンジンコントローラ1、および、統合コントローラ6とモータコントローラ2とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線14、15により接続されている。
The integrated
次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
実施例1のハイブリッド車における走行モードとしては、電気自動車無段変速モード(以下、「EVモード」という。)と、電気自動車固定変速モード(以下、「EV-LBモード」という。)と、ハイブリッド車固定変速モード(以下、「LBモード」という。)と、ハイブリッド車無段変速モード(以下、「E-iVTモード」という。)と、を有する。なお、前記「EVモード」と前記「EV-LBモード」とが「電気自動車走行モード」であり、前記「LBモード」と前記「E-iVTモード」が「ハイブリッド車走行モード」である。
Next, the travel mode of the hybrid vehicle will be described.
The travel modes in the hybrid vehicle of the first embodiment include an electric vehicle continuously variable transmission mode (hereinafter referred to as “EV mode”), an electric vehicle fixed transmission mode (hereinafter referred to as “EV-LB mode”), and a hybrid. It has a vehicle fixed speed change mode (hereinafter referred to as “LB mode”) and a hybrid vehicle continuously variable speed change mode (hereinafter referred to as “E-iVT mode”). The “EV mode” and the “EV-LB mode” are “electric vehicle travel mode”, and the “LB mode” and the “E-iVT mode” are “hybrid vehicle travel mode”.
前記「EVモード」は、図2(a)の共線図に示すように、二つのモータジェネレータMG1.MG2のみで走行する無段変速モードであり、エンジンEは駆動(最低域回転数制御)でエンジンクラッチECは解放である。 The “EV mode” is a continuously variable transmission mode in which only two motor generators MG1 and MG2 run as shown in the collinear diagram of FIG. 2 (a), and the engine E is driven (minimum speed control). The engine clutch EC is released.
前記「EV-LBモード」は、図2(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、二つのモータジェネレータMG1,MG2のみで走行する固定変速モードであり、エンジンEは駆動(最低域回転数制御)でエンジンクラッチECは解放である。第1モータジェネレータMG1から出力Outputへの減速比、及び、第2モータジェネレータMG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。 The “EV-LB mode” is a fixed speed change mode in which only the two motor generators MG1 and MG2 run with the low brake LB engaged, as shown in the collinear diagram of FIG. E is drive (minimum speed control) and the engine clutch EC is released. Since the reduction ratio from the first motor generator MG1 to the output Output and the reduction ratio from the second motor generator MG2 to the output Output are large, this is a mode in which a large driving force is generated.
前記「LBモード」は、図2(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結した状態で、エンジンEとモータジェネレータMG1,MG2で走行する固定変速モードであり、エンジンEは運転でエンジンクラッチECは締結である。エンジンEとモータジェネレータMG1,MG2から出力Outputへの減速比が大きいので駆動力が大きく出るモードである。 As shown in the collinear diagram of FIG. 2 (c), the “LB mode” is a fixed speed change mode in which the engine E and the motor generators MG1 and MG2 travel with the low brake LB engaged. The engine clutch EC is engaged during operation. This is a mode in which the driving force is large because the reduction ratio from the engine E and the motor generators MG1, MG2 to the output Output is large.
前記「E-iVTモード」は、図2(d)の共線図に示すように、エンジンEとモータジェネレータMG1,MG2で走行する無段変速モードであり、エンジンEは運転でエンジンクラッチECは締結である。 The “E-iVT mode” is a continuously variable transmission mode in which the engine E and the motor generators MG1 and MG2 run as shown in the nomogram of FIG. 2 (d). The engine E is operated and the engine clutch EC is It is conclusion.
そして、前記4つの走行モードのモード遷移制御は、統合コントローラ6により行われる。すなわち、統合コントローラ6には、要求駆動力Fdrv(アクセル開度APにより求められる。)と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、図3に示すような前記4つの走行モードを割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検知値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じて最適な走行モードが選択される。なお、図3は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
Then, the mode transition control of the four travel modes is performed by the
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「EV-LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図4に示すように、ローブレーキLBの締結・解放が行われる。「E-iVTモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図4に示すように、ローブレーキLBの締結・解放が行われる。また、「EVモード」と「E-iVTモード」との間においてモード遷移を行う場合、図4に示すように、エンジンクラッチECの締結・解放が行われる。「EV-LBモード」と「LBモード」との間においてモード遷移を行う場合、図4に示すように、エンジンクラッチECの締結・解放が行われる。 When mode transition is performed between the “EV mode” and the “EV-LB mode” by selecting the travel mode map, the low brake LB is engaged / released as shown in FIG. When mode transition is performed between the “E-iVT mode” and the “LB mode”, the low brake LB is engaged / released as shown in FIG. Further, when the mode transition is performed between the “EV mode” and the “E-iVT mode”, the engagement / release of the engine clutch EC is performed as shown in FIG. When mode transition is performed between the “EV-LB mode” and the “LB mode”, the engine clutch EC is engaged / released as shown in FIG.
図5は実施例1のエンジン回転数制御装置のエンジン回転数制御系を示す制御ブロック図である。
前記統合コントローラ6は、エンジンクラッチECが締結の場合、少なくとも要求変速比を維持するために要する目標エンジン回転数を車速VSPとアクセル開度APに基づいて演算する目標回転数演算部6aと、目標エンジン回転数と実エンジン回転数の偏差に基づき目標エンジントルク指令値を演算するトルク指令値設定部6bと、を有する。なお、前記目標回転数演算部6aは、エンジンクラッチECが解放の場合、自立回転を行うために要する目標エンジン回転数を演算する。つまり、エンジンEが回転を維持するために最低限必要な回転数の情報をエンジンコントローラ1から受け、エンジン回転数を最低回転数以上に制御する。そして、エンジン回転数を最低回転数以上の所定回転を維持するために賄うトルク分を、以降の補償量として与える。
FIG. 5 is a control block diagram illustrating an engine speed control system of the engine speed control apparatus according to the first embodiment.
When the engine clutch EC is engaged, the
そして、前記トルク指令値設定部6bにて演算された目標エンジントルク指令値をエンジンコントローラ1に送信すると、前記エンジンコントローラ1は、統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令値と実エンジン回転数を受け、マップ等を用いてエンジンEのスロットル開度を設定する。
When the target engine torque command value calculated by the torque command
これら一連の制御、つまり、統合コントローラ6の内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標エンジントルクを指令することによって、エンジンクラッチECの締結または解放の何れの場合においても行われるエンジンEの回転数制御を実現する。
A series of these controls, that is, by instructing the target engine torque to the engine controller 1 so that the actual engine speed follows the target engine speed calculated inside the
図6は実施例1のエンジン回転数制御装置で目標エンジントルク指令値を設定するトルク指令値設定部6bを示す制御ブロック図である。
前記トルク指令値設定部6bは、NOT回路60と、AND回路61と、切り換え器62と、減算器63と、積分項演算器64と、比例項演算器65と、加算器66と、エンジン回転数制御ゲイン設定器67と、を有する。
FIG. 6 is a control block diagram showing a torque command
The torque command
前記NOT回路60は、クラッチ締結完了以前は「0」の信号を入力して「1」の信号を出力し、クラッチ締結完了以後は「1」の信号を入力して「0」の信号を出力する。前記AND回路61は、クラッチオン要求開始後に「1」の信号を入力し、同時に前記NOT回路60から「1」の信号を入力した場合、前記切り換え器62を「0」側から「1」側に切り換える。
つまり、トルク指令値設定部6bは、比例・積分制御にてエンジン回転数制御を行う場合、エンジンクラッチECの締結要求からエンジンクラッチECの締結完了まで移行する間のみ「0」を選択して積分制御量の分を止める。
The
That is, when performing engine speed control by proportional / integral control, the torque command
前記減算器63は、前記目標回転数演算部6aにより得られた目標エンジン回転数からエンジンコントローラ1により得られた実エンジン回転数を差し引き、エンジン回転数偏差を求める。前記積分項演算器64は、前記切り換え器62が「0」側を選択しているときは0の積分項を演算し、前記切り換え器62が「1」側を選択しているときはエンジン回転数偏差に基づき積分項の値を演算する。前記比例項演算器65は、前記切り換え器62の選択位置にかかわらず常にエンジン回転数偏差に基づき比例項の値を演算する。前記加算器66は、前記積分項演算器64からの積分項の値と、前記比例項演算器65からの比例項の値とを加算する。前記エンジン回転数制御ゲイン設定器67は、前記加算器66からの比例項と積分項との加算値にエンジン回転数制御ゲインKを掛け合わせて目標エンジントルク指令値を求め、これをエンジンコントローラ1に出力する。
つまり、トルク指令値設定部6bは、エンジンクラッチECが解放状態におけるエンジン回転数制御ゲインKを、エンジンクラッチECの締結状態におけるエンジン回転数制御ゲインKと同じに設定する。
The
That is, the torque command
次に、作用を説明する。
[エンジンクラッチ付きハイブリッド車の課題]
エンジンクラッチにより、エンジンがモータと切り離される状態が存在するハイブリッド車においては、エンジンクラッチの解放時(電気自動車走行モードでの走行中)は、エンジントルクをセンシングできないため、エンジン回転数とエンジンコントローラの中で演算したシリンダ空気量からのマップ換算値等からおおよそのエンジントルクを推定している。
Next, the operation will be described.
[Challenges for hybrid vehicles with engine clutch]
In a hybrid vehicle in which the engine is disconnected from the motor by the engine clutch, engine torque cannot be sensed when the engine clutch is released (during driving in the electric vehicle driving mode). The approximate engine torque is estimated from a map conversion value from the cylinder air amount calculated in the above.
しかし、経時劣化等による実トルクとトルク推定値のずれ分は補正出来ず、また、マップの各格子点の間は何らかの補完が必要となるため、精度良くエンジントルク推定が出来ない。 However, the difference between the actual torque and the estimated torque value due to deterioration with time cannot be corrected, and some complementation is required between the grid points of the map, so that the engine torque cannot be estimated with high accuracy.
また、エンジンコントローラは、制御構成上、アイドル回転近傍で安定して回転維持するために必要な空気量をマップ換算値等のフィードフォワード要素でほとんど賄っているため、トルク推定値と実際のトルク値がずれてしまうと、その分目標回転数への追従性が悪くなる。 In addition, because the engine controller, because of the control configuration, almost always supplies the air amount necessary for maintaining stable rotation in the vicinity of idle rotation with a feedforward element such as a map conversion value, the estimated torque value and the actual torque value If the shift occurs, the followability to the target rotational speed is deteriorated accordingly.
エンジンクラッチによりエンジンがモータと切り離される「電気自動車走行モード」でエンジンを停止する場合は勿論のこと、エンジンクラッチによりエンジンがモータと切り離される「電気自動車走行モード」でエンジンをアイドル回転にて駆動する場合にも、エンジントルクの推定精度が低くなる。このため、「電気自動車走行モード」からエンジンクラッチを締結し、エンジンを動力源に加える「ハイブリッド車走行モード」にモード遷移する場合、エンジンにおいて目標とする回転数とトルクが得られなかったり、目標回転数に対する追従性が悪くなり、モード遷移時、エンジンのトルク変動や回転数変動により運転者に違和感を与えてしまうという課題があつた。 The engine is driven at idle rotation in the “electric vehicle running mode” in which the engine is separated from the motor by the engine clutch, as well as in the “electric vehicle running mode” in which the engine is separated from the motor by the engine clutch. Even in this case, the estimation accuracy of the engine torque is lowered. Therefore, when the engine clutch is engaged from the “electric vehicle travel mode” and the mode transition is made to the “hybrid vehicle travel mode” in which the engine is added to the power source, the target engine speed and torque cannot be obtained or the target The followability with respect to the rotational speed is deteriorated, and there is a problem that the driver feels uncomfortable due to engine torque fluctuation and rotational speed fluctuation at the time of mode transition.
[エンジン回転数制御作用]
これに対し、実施例1のエンジン回転数制御では、統合コントローラ6の内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標エンジントルクを指令することによって、エンジンクラッチECの締結または解放の何れの場合においてもエンジンEの回転数制御を行うようにすることで、エンジンクラッチECの解放による電気自動車走行モードと、エンジンクラッチECの締結によるハイブリッド車走行モードと、の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成した。
[Engine speed control action]
On the other hand, in the engine speed control of the first embodiment, by commanding the target engine torque to the engine controller 1 so that the actual engine speed follows the target engine speed calculated inside the
以下、エンジンクラッチECの締結/解放が行われるモード遷移の一例として、「EVモード」から「E-iVTモード」へのモード遷移時におけるエンジン回転数制御作用について説明する。
まず、エンジンクラッチECが解放状態での「EVモード」による走行中であって、エンジンクラッチECの締結要求が出るまでにおいては、統合コントローラ6の内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標エンジントルクを指令することによって、比例・積分制御によりエンジンEの回転数制御が行われる。
Hereinafter, as an example of the mode transition in which the engagement / release of the engine clutch EC is performed, the engine speed control operation at the time of the mode transition from the “EV mode” to the “E-iVT mode” will be described.
First, while the engine clutch EC is running in the “EV mode” with the released state and the engine clutch EC is requested to be engaged, the actual engine speed is set to the target engine speed calculated in the
つまり、統合コントローラ6の目標回転数演算部6aにおいて、自立回転を行うために要する目標エンジン回転数を演算し、この目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づき、トルク指令値設定部6bにて目標エンジントルク指令値を演算し、エンジンコントローラ1は、統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令値と実エンジン回転数を受け、マップ等を用いてエンジンEのスロットル開度を設定する。
That is, the target engine
ここで、エンジンクラッチECの解放状態では、エンジンEが回転を維持するために最低限必要な回転数の情報をエンジンコントローラ1から受け、アイドル回転数制御と同様に、エンジン回転数を最低回転数以上に制御する。そして、エンジン回転数を最低回転数以上の所定回転を維持するために賄うトルク分を、以降の補償量として与える。
なお、「EVモード」での変速比は、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2でのモータジェネレータ回転数制御により行われる。
Here, in the released state of the engine clutch EC, information on the minimum number of revolutions necessary for the engine E to maintain the rotation is received from the engine controller 1, and the engine revolution number is set to the minimum revolution number in the same manner as the idle revolution number control. Control above. Then, the amount of torque provided to maintain the engine speed at a predetermined speed equal to or higher than the minimum speed is given as a subsequent compensation amount.
Note that the gear ratio in the “EV mode” is performed by motor generator rotation speed control by the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2.
次に、「EVモード」による走行中にエンジンクラッチECの締結要求が出てから、エンジンクラッチECの締結が完了するまでの間は、統合コントローラ6の内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標エンジントルクを指令することによって、比例制御のみによりエンジンEの回転数制御が行われる。
Next, during the period of travel in the “EV mode”, after the engine clutch EC engagement request is issued and until the engine clutch EC engagement is completed, the target engine speed calculated inside the
ここで、エンジンクラッチECの締結要求が出るまでは比例・積分制御にてエンジン回転数制御を行うにもかかわらず、エンジンクラッチECの締結要求からエンジンクラッチECの締結完了まで移行する間のみ積分制御量の分を止めるため、エンジンクラッチECの締結等によりエンジン回転数に瞬間的に外乱が生じた場合においても、外乱発生後に余分な操作量が残らないので、外乱発生後も外乱発生前と同様の制御を行うことができる。 Here, integral control is performed only during the transition from the engagement request of the engine clutch EC to the completion of the engagement of the engine clutch EC, even though the engine speed control is performed by proportional / integral control until the engagement request of the engine clutch EC is issued. Even if there is a momentary disturbance in the engine speed due to the engagement of the engine clutch EC, etc. in order to stop the amount, there will be no excess manipulated variable after the occurrence of the disturbance. Can be controlled.
次に、エンジンクラッチECの締結が完了後、「E-iVTモード」にモード遷移した場合には、統合コントローラ6の内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標エンジントルクを指令することによって、比例・積分制御によりエンジンEの回転数制御が行われる。
Next, after the engagement of the engine clutch EC is completed, when the mode transition is made to the “E-iVT mode”, the actual engine speed follows the target engine speed calculated inside the
つまり、統合コントローラ6の目標回転数演算部6aにおいて、少なくとも要求変速比の維持に要する目標エンジン回転数を演算し、この目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づき、トルク指令値設定部6bにて目標エンジントルク指令値を演算し、エンジンコントローラ1は、統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令値と実エンジン回転数を受け、マップ等を用いてエンジンEのスロットル開度を設定する。
That is, the target engine
ここで、エンジンクラッチECが解放状態におけるエンジン回転数制御ゲインKを、エンジンクラッチECの締結状態におけるエンジン回転数制御ゲインKと同じに設定しているため、エンジンクラッチECが解放から締結に移行するとき、言い換えると、「EVモード」から「E-iVTモード」にモード遷移するとき、エンジンEの回転変動を抑制することができ、変速比の安定を図ることができる。
なお、説明を省略するが、「E-iVTモード」から「EVモード」にモード遷移するときも同様に、エンジンEの回転変動を抑制することができ、変速比の安定を図ることができる。
Here, since the engine speed control gain K in the released state of the engine clutch EC is set to be the same as the engine speed control gain K in the engaged state of the engine clutch EC, the engine clutch EC shifts from released to engaged. In other words, when the mode is changed from the “EV mode” to the “E-iVT mode”, fluctuations in the rotation of the engine E can be suppressed, and the speed ratio can be stabilized.
Although explanation is omitted, similarly, when the mode is changed from the “E-iVT mode” to the “EV mode”, the rotational fluctuation of the engine E can be suppressed and the speed ratio can be stabilized.
次に、効果を説明する。
実施例1のハイブリッド車のエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数制御方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
The effects listed below can be obtained in the engine speed control device and the engine speed control method for the hybrid vehicle of the first embodiment.
(1) 駆動力発生源としてエンジンEとモータを有し、前記エンジンEとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機TGと、前記エンジンEとモータの協調制御を行う統合コントローラ6と、を備えたハイブリッド車において、前記エンジンEと駆動力合成変速機TGとの間にエンジンクラッチECを設け、前記統合コントローラ6は、前記エンジンクラッチECが締結または解放の何れの場合においても、エンジンEの回転数制御を行うため、エンジンクラッチECの解放による「電気自動車走行モード」と、エンジンクラッチECの締結による「ハイブリッド車走行モード」と、の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成することができる。加えて、統合コントローラ6内でエンジンEの回転数制御を行うので、モータジェネレータMG1,MG2の回転数制御等、他の制御ロジックを流用することができる。
(1) A driving force synthesis transmission TG having an engine E and a motor as a driving force generation source, connecting the engine E, the motor, and an output member; an
(2) 前記統合コントローラ6は、内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラ1に目標トルクを指令することによりエンジンEの回転数制御を行うため、エンジンコントローラ1のロジックは既存のロジックのままで、エンジンEの回転数制御の仕様変更を行うことができるので、仕様変更に要する開発工数を最小限に抑えることができる。
(2) The integrated
(3) 前記駆動力合成変速機TGは、エンジンEとモータによって変速比の設定を行い、前記統合コントローラ6は、エンジンクラッチECが解放の場合には、自立回転を行うために要するエンジントルクを演算し、エンジンクラッチECが締結の場合には、少なくとも要求変速比を維持するために要するエンジントルクを演算するため、エンジンクラッチECの締結・解放にかかわらず、いずれの場合も同様のロジックでエンジン回転数制御を行うことができ、エンジン回転数制御ロジックの作成に要する開発工数を最小限に抑えることができる。
(3) The driving force synthesizing transmission TG sets the transmission ratio by the engine E and the motor, and the
(4) 前記統合コントローラ6は、エンジンクラッチECが解放状態におけるエンジン回転数制御ゲインKを、エンジンクラッチECの締結状態におけるエンジン回転数制御ゲインKと同じに設定するため、エンジンクラッチECの締結→解放、エンジンクラッチECの解放→締結での回転数制御ゲインKが変わらないので、エンジンクラッチECの締結/解放の切り換え時におけるエンジン回転変動を抑制することができる。
(4) The integrated
(5) 前記統合コントローラ6は、比例・積分制御にてエンジン回転数制御を行う場合、エンジンクラッチECの締結要求からエンジンクラッチECの締結完了まで移行する間のみ積分制御量の分を止めるため、エンジンクラッチECの締結等によりエンジン回転数に瞬間的に外乱が生じた場合においても、外乱発生後に余分な操作量が残らないので、外乱発生後も外乱発生前と同様の制御を行うことができる。
(5) When the engine speed is controlled by proportional / integral control, the
(6) 前記統合コントローラ6は、エンジンEが回転を維持するために最低限必要な回転数の情報をエンジンコントローラ1から受け、エンジン回転数を最低回転数以上に制御するため、エンジンEのISC機能(アイドルストップ制御機能)の中で必要な部分を生かしながら、統合コントローラ6でエンジン回転数制御を行うので、既存ロジックと新規ロジックの統合を最適に行うことができる。
(6) The integrated
(7) 前記統合コントローラ6は、エンジン回転数を最低回転数以上の所定回転を維持するために賄うトルク分を、以降の補償量として与えるため、エンジンEのISC機能(アイドルストップ制御機能)の中で設定し切れなかったトルクのずれ分を補償量として上乗せすることができ、目標エンジン回転数への追従性及び精度の向上を図ることができる。
(7) The integrated
(8) 前記駆動力合成変速機TGは、共線図上に4つ以上の回転要素が配列され、各回転要素のうちの内側に配列される2つの回転要素の一方にエンジンクラッチECを介してエンジンEからの入力を割り当て、2つの回転要素の他方に駆動系統への出力ギアOGをそれぞれ割り当てると共に、前記内側の回転要素の両外側に配列される2つの回転要素にそれぞれ第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2とを連結したラビニョウ型遊星歯車列PGRを有し、前記統合コントローラ6は、エンジンクラッチECの締結・解放の指令を出力すると共に、協調制御により両モータジェネレータMG1,MG2とエンジンEへの目標トルク指令値を演算し、それぞれの指令値をモータコントローラ2とエンジンコントローラ1とに出力するため、少なくとも走行モードとして「EVモード」と「E-iVTモード」を有するハイブリッド車において、「EVモード」と「E-iVTモード」の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成することができる。
(8) In the driving force synthesis transmission TG, four or more rotating elements are arranged on a collinear diagram, and one of the two rotating elements arranged inside each rotating element is connected to an engine clutch EC. And assigning an input from the engine E to the other of the two rotating elements, and assigning an output gear OG to the drive system to each other, and the first motor generator to each of the two rotating elements arranged on both outer sides of the inner rotating element It has a Ravigneaux type planetary gear train PGR in which MG1 and the second motor generator MG2 are connected, and the
(9) 駆動力発生源としてエンジンEとモータを有し、前記エンジンEとモータと出力部材を連結する駆動力合成変速機TGと、前記エンジンEとモータの協調制御を行う統合コントローラ6と、を備えたハイブリッド車において、前記エンジンEと駆動力合成変速機TGとの間にエンジンクラッチECを設け、前記統合コントローラ6は、前記エンジンクラッチECが締結または解放の何れの場合においても、エンジンEの回転数制御を行うため、エンジンクラッチECの解放による「電気自動車走行モード」と、エンジンクラッチECの締結による「ハイブリッド車走行モード」と、の間でのモード遷移時、運転者に違和感を与えることのない円滑なモード遷移を達成するハイブリッド車のエンジン回転数制御方法を提供することができる。
(9) a driving force synthesis transmission TG having an engine E and a motor as a driving force generation source, connecting the engine E, the motor, and an output member; an
以上、本発明のハイブリッド車のエンジン回転数制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the engine speed control apparatus of the hybrid vehicle of this invention was demonstrated based on Example 1, it is not restricted to this Example 1 about a concrete structure, Each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention.
実施例1では、駆動力発生源としてエンジンと2つのモータジェネレータを有するエンジンクラッチ付きハイブリッド車の例を示したが、駆動力発生源としてエンジンと1つ以上のモータを有するエンジンクラッチ付きのパラレル型ハイブリッド車には適用できる。また、駆動力合成変速機としてラビニョウ型遊星歯車列を有する例を示したが、例えば、複数の単純遊星歯車列を備えた差動装置等を有する駆動力合成変速機にも適用することができる。 In the first embodiment, an example of a hybrid vehicle with an engine clutch having an engine and two motor generators as a driving force generation source is shown. However, a parallel type with an engine clutch having an engine and one or more motors as a driving force generation source is shown. Applicable to hybrid vehicles. Moreover, although the example which has a Ravigneaux type planetary gear train as a driving force synthetic | combination transmission was shown, for example, it can apply also to the driving force synthetic | combination transmission which has a differential apparatus etc. provided with several simple planetary gear trains. .
E エンジン
MG1 第1モータジェネレータ(モータ)
MG2 第2モータジェネレータ(モータ)
OG 出力ギヤ(出力部材)
TM 駆動力合成変速機
PGR ラビニョウ型遊星歯車列
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 インバータ
4 バッテリ
5 油圧制御装置
6 統合コントローラ
6a 目標回転数演算部
6b トルク指令値設定部
7 アクセル開度センサ
8 車速センサ
9 エンジン回転数センサ
10 第1モータジェネレータ回転数センサ
11 第2モータジェネレータ回転数センサ
12 第2リングギヤ回転数センサ
E engine
MG1 1st motor generator (motor)
MG2 Second motor generator (motor)
OG output gear (output member)
TM Driving force transmission
PGR Ravigneaux type planetary gear train
EC engine clutch
LB Low brake 1
Claims (9)
前記エンジンと駆動力合成変速機との間にエンジンクラッチを設け、
前記統合コントローラは、前記エンジンクラッチが締結または解放の何れの場合においても、エンジンの回転数制御を行うことを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 In a hybrid vehicle comprising an engine and a motor as driving force generation sources, a driving force combining transmission that connects the engine, the motor, and an output member, and an integrated controller that performs cooperative control of the engine and the motor,
An engine clutch is provided between the engine and the driving force synthesis transmission,
The engine speed control device for a hybrid vehicle, wherein the integrated controller controls the engine speed regardless of whether the engine clutch is engaged or disengaged.
前記統合コントローラは、内部で演算された目標エンジン回転数に実エンジン回転数が追従するように、エンジンコントローラに目標エンジントルクを指令することによりエンジンの回転数制御を行うことを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 In the hybrid vehicle engine speed control device according to claim 1,
The hybrid controller performs engine speed control by instructing a target engine torque to the engine controller so that the actual engine speed follows the target engine speed calculated internally. Engine speed control device.
前記駆動力合成変速機は、エンジンとモータによって変速比の設定を行い、
前記統合コントローラは、エンジンクラッチが解放の場合、自立回転を行うために要する目標エンジン回転数を演算し、エンジンクラッチが締結の場合、少なくとも要求変速比を維持するために要する目標エンジン回転数を演算することを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 In the engine speed control device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The driving force synthesizing transmission sets a gear ratio by an engine and a motor,
When the engine clutch is disengaged, the integrated controller calculates the target engine speed required to perform self-sustaining rotation, and when the engine clutch is engaged, calculates the target engine speed required to maintain at least the required gear ratio. An engine speed control device for a hybrid vehicle.
前記統合コントローラは、エンジンクラッチが解放状態におけるエンジン回転数制御ゲインを、エンジンクラッチの締結状態におけるエンジン回転数制御ゲインと同じに設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 The engine speed control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The integrated controller sets an engine speed control gain when the engine clutch is released to be the same as an engine speed control gain when the engine clutch is engaged.
前記統合コントローラは、比例・積分制御にてエンジン回転数制御を行う場合、エンジンクラッチの締結要求からエンジンクラッチの締結完了まで移行する間のみ積分制御量の分を止めることを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 The engine speed control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
When the engine speed is controlled by proportional / integral control, the integrated controller stops the integral control amount only during the transition from the engagement request of the engine clutch to the completion of the engagement of the engine clutch. Engine speed control device.
前記統合コントローラは、エンジンが回転を維持するために最低限必要な回転数の情報をエンジンコントローラから受け、エンジン回転数を最低回転数以上に制御することを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 In the engine speed control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The integrated controller receives information on a minimum number of revolutions necessary for the engine to maintain its rotation from the engine controller, and controls the engine revolution number to be equal to or higher than the minimum revolution number. apparatus.
前記統合コントローラは、エンジン回転数を最低回転数以上の所定回転を維持するために賄うトルク分を、以降の補償量として与えることを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 In the hybrid vehicle engine rotational speed control device according to claim 6,
The integrated controller provides an engine speed control device for a hybrid vehicle, which provides a compensation amount for a torque that is provided to maintain the engine speed at a predetermined speed equal to or higher than the minimum speed.
前記駆動力合成変速機は、共線図上に4つ以上の回転要素が配列され、各回転要素のうちの内側に配列される2つの回転要素の一方にエンジンクラッチを介してエンジンからの入力を割り当て、2つの回転要素の他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の回転要素の両外側に配列される2つの回転要素にそれぞれ第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとを連結したラビニョウ型遊星歯車列を有し、
前記統合コントローラは、エンジンクラッチの締結・解放の指令を出力すると共に、協調制御により両モータジェネレータとエンジンへの目標トルク指令値を演算し、それぞれの指令値をモータコントローラとエンジンコントローラとに出力することを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御装置。 The engine speed control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 7,
In the driving force combining transmission, four or more rotating elements are arranged on a collinear diagram, and one of two rotating elements arranged inside each rotating element is input from an engine via an engine clutch. An output member to the drive system is assigned to the other of the two rotating elements, and the first motor generator and the second motor generator are respectively assigned to the two rotating elements arranged on both outer sides of the inner rotating element. It has a connected Ravigneaux planetary gear train,
The integrated controller outputs a command for engaging / disengaging the engine clutch, calculates a target torque command value for both motor generators and the engine by cooperative control, and outputs each command value to the motor controller and the engine controller. An engine speed control device for a hybrid vehicle characterized by the above.
前記エンジンと駆動力合成変速機との間にエンジンクラッチを設け、
前記統合コントローラは、前記エンジンクラッチが締結または解放の何れの場合においても、エンジンの回転数制御を行うことを特徴とするハイブリッド車のエンジン回転数制御方法。 In a hybrid vehicle comprising an engine and a motor as a driving force generation source, a driving force combining transmission that connects the engine and the motor, and an integrated controller that performs cooperative control of the engine and the motor,
An engine clutch is provided between the engine and the driving force synthesis transmission,
The method for controlling the engine speed of a hybrid vehicle, wherein the integrated controller controls the engine speed regardless of whether the engine clutch is engaged or disengaged.
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