JP2006117206A - Controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくともモータの発生する駆動力で走行可能な車両を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls a vehicle that can travel with at least a driving force generated by a motor.
近年、環境問題を背景に、排気ガスの発生を抑制するとともに燃費を向上させることができるHV(Hybrid Vehcle)の開発が盛んに進められており、乗用車やトラックで一部実用化されている。従来、このようなHVとして、例えば、特開平11−98607号公報に開示されているハイブリッド電気自動車や、特開2001−231107号公報に開示されているパラレルハイブリッド車両がある。 In recent years, against the background of environmental problems, development of HV (Hybrid Vehicle) that can suppress the generation of exhaust gas and improve fuel efficiency has been actively promoted, and is partially put into practical use in passenger cars and trucks. Conventionally, as such HV, for example, there are a hybrid electric vehicle disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-98607 and a parallel hybrid vehicle disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-231107.
ハイブリッド電気自動車は、エンジンと、第1クラッチと、変速機と、モータ発電機と、第2クラッチと、バッテリと、バッテリの直流電力を交流電力に変換してモータ発電機を駆動するインバータとを備えている。モータ発電機の回転軸は、変速機及び第1クラッチを介して、エンジンの回転軸に連結されている。また、変速機、第2クラッチ及びデファレンシャルギヤを介して、第1車輪駆動軸に連結されている。第1車輪駆動軸の両端には前輪が装着されている。そして、車両の走行条件に応じて、第1クラッチ及び第2クラッチを適切に接続、切断するとともに、変速機の変速比を適切に切換えることで、車両の走行安定性を向上する。 The hybrid electric vehicle includes an engine, a first clutch, a transmission, a motor generator, a second clutch, a battery, and an inverter that drives the motor generator by converting the DC power of the battery into AC power. I have. The rotating shaft of the motor generator is connected to the rotating shaft of the engine via the transmission and the first clutch. Moreover, it is connected with the 1st wheel drive shaft through the transmission, the 2nd clutch, and the differential gear. Front wheels are attached to both ends of the first wheel drive shaft. And according to the driving | running conditions of a vehicle, while connecting and disconnecting a 1st clutch and a 2nd clutch appropriately, the driving | running | working stability of a vehicle is improved by switching the gear ratio of a transmission appropriately.
パラレルハイブリッド車両は、エンジンと、第1回転電機と、クラッチと、第2回転電機と、変速機と、バッテリと、バッテリの直流電力を交流電力に変換して第1回転電機および第2回転電機を駆動するインバータとを備えている。第1回転電機の回転軸は、エンジンの回転軸に連結されている。第2回転電機の回転軸は、変速機の入力側回転軸に連結されている。クラッチは、第1回転電機と第2回転電機の間に配設され、エンジンの回転軸と変速機の入力側回転軸とにそれぞれ連結されている。そして、車両の走行条件に応じて、クラッチを適切に接続、切断することで、車両の円滑な走行を可能にする。 The parallel hybrid vehicle includes an engine, a first rotating electrical machine, a clutch, a second rotating electrical machine, a transmission, a battery, and direct current power of the battery into alternating current power to convert the first rotating electrical machine and the second rotating electrical machine. And an inverter for driving. The rotating shaft of the first rotating electrical machine is connected to the rotating shaft of the engine. The rotating shaft of the second rotating electrical machine is connected to the input-side rotating shaft of the transmission. The clutch is disposed between the first rotating electric machine and the second rotating electric machine, and is coupled to the rotating shaft of the engine and the input-side rotating shaft of the transmission. And according to the driving | running | working conditions of a vehicle, a smooth driving | running | working of a vehicle is enabled by connecting / disconnecting a clutch appropriately.
ところで、HVに搭載されるモータは運転領域が非常に広く、さらに、この運転領域の全域に渡って損失を抑え、安定して駆動力を発生しなければならない。従来、このように安定してモータを制御することができるモータ制御装置として、例えば、特開2003−125597号公報に開示されている電気車用の制御装置がある。 By the way, the motor mounted on the HV has a very wide operation region, and furthermore, the loss must be suppressed over the entire region of the operation region to stably generate the driving force. Conventionally, as a motor control device capable of stably controlling a motor in this way, for example, there is a control device for an electric vehicle disclosed in JP-A-2003-125597.
電気車用の制御装置は、コンデンサと、2レベル三相PWMインバータと、多パルス発生手段と、1パルス発生手段と、PWMモード選択手段とから構成されている。さらに、制御装置には、電源となる直流架線と誘導電動機とが接続されている。 The control device for an electric vehicle includes a capacitor, a two-level three-phase PWM inverter, multi-pulse generation means, one-pulse generation means, and PWM mode selection means. Further, a DC overhead line serving as a power source and an induction motor are connected to the control device.
コンデンサは直流架線に接続され、直流架線の直流電圧を平滑して保持することで、2レベル三相PWMインバータに供給する。2レベル三相PWMインバータは、スイッチングして2レベルの電圧を選択的に出力することで、直流架線の電圧を交流電圧に変換して誘導電動機に供給する。 The capacitor is connected to the DC overhead line, and supplies the two-level three-phase PWM inverter by smoothing and holding the DC voltage of the DC overhead line. The two-level three-phase PWM inverter performs switching and selectively outputs a two-level voltage, thereby converting the voltage of the DC overhead wire into an AC voltage and supplying it to the induction motor.
多パルス発生手段は、2レベル三相PWMインバータを制御するためのバイポーラモード又は過変調モードのいずれかのスイッチング関数を出力する。バイポーラモードと過変調モードには、インバータのスイッチング回数が多く、誘導電動機を高い応答性で制御することができるが、インバータ損失が大きいという特徴がある。1パルス発生手段は、2レベル三相PWMインバータを制御するための1パルスモードのスイッチング関数を出力する。1パルスモードには、インバータのスイッチング回数が少なく、誘導電動機を高い応答性で制御することはできないが、インバータ損失が小さく、さらに出力電圧を最大にできるという特徴がある。 The multi-pulse generating means outputs a switching function of either a bipolar mode or an overmodulation mode for controlling the two-level three-phase PWM inverter. The bipolar mode and the overmodulation mode are characterized in that the number of switching of the inverter is large and the induction motor can be controlled with high responsiveness, but the inverter loss is large. The one-pulse generating means outputs a one-pulse mode switching function for controlling the two-level three-phase PWM inverter. The 1-pulse mode is characterized in that the number of switching of the inverter is small and the induction motor cannot be controlled with high responsiveness, but the inverter loss is small and the output voltage can be maximized.
PWMモード選択手段は、誘導電動機に回転数の上昇に伴って、バイポーラモード、過変調モード、1パルスモードの順にスイッチング関数を切換え、2レベル三相PWMインバータに出力する。また、バイポーラモードから過変調モードを介して1パルスモードへスイッチング関数を切換えるとき、スイッチング周波数を徐々に低下させる。 The PWM mode selection means switches the switching function in the order of the bipolar mode, the overmodulation mode, and the 1 pulse mode with the increase in the rotational speed of the induction motor, and outputs the switching function to the two-level three-phase PWM inverter. Further, when switching the switching function from the bipolar mode to the one-pulse mode via the overmodulation mode, the switching frequency is gradually lowered.
制御装置は、バイポーラモード、過変調モード、1パルスモードの順にスイッチング関数を連続的に切換えて、2レベル三相PWMインバータを制御させることで、直流架線の電圧を全域に渡って連続かつスムーズに交流電圧に変換する。
ここで、前述したハイブリッド電気自動車のモータ発電機やパラレルハイブリッド車両の回転電機を制御する制御装置として、前述した電気車用の制御装置を適用した場合について考える。例えば、クラッチの接続、切断や変速機の変速比の切換えに着目すると、クラッチの接続、切断や変速機の変速比の切換えにより、モータ発電機や回転電機の負荷が変化し、モータ発電機や回転電機の運転状態が変動する。さらに、クラッチの接続、切断のタイミングや変速機の変速比の切換えタイミングが、制御装置のモードの切換えタイミングと一致した場合、モータ発電機や回転電機の運転状態は、単にクラッチを接続、切断したときや、変速機の変速比の切換えたときに比べて、急激に大きく変化する。運転状態が急激に大きく変化することで、モータ発電機や回転電機の騒音やトルク変動が増加し、さらには、バッテリに過電流が流れる、インバータに過電圧が印加される等の異常を引き起こし、最悪の場合、バッテリの寿命を縮める、インバータを破損させる等に発展する。 Here, a case where the above-described control device for an electric vehicle is applied as a control device that controls the motor generator of the hybrid electric vehicle and the rotating electric machine of the parallel hybrid vehicle will be considered. For example, focusing on clutch connection / disconnection and transmission gear ratio switching, the clutch generator connection / disconnection and transmission gear ratio switching changes the load on the motor generator and the rotating electrical machine. The operating state of the rotating electrical machine varies. Furthermore, when the clutch connection / disconnection timing and the transmission gear ratio switching timing coincide with the mode switching timing of the control device, the operating state of the motor generator or the rotating electrical machine is simply the clutch connected / disconnected. When compared with the time when the transmission gear ratio is switched, the change is drastically large. The abrupt and large change in operating conditions increases noise and torque fluctuations in motor generators and rotating electrical machines, and causes abnormalities such as overcurrent flowing in the battery and overvoltage being applied to the inverter. In this case, the battery life is shortened and the inverter is damaged.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、クラッチや変速機を備え、複数の制御モードを切換えてモータを制御する車両の制御装置において、クラッチの接続又は切断のタイミングや変速機の変速比の切換えタイミングが、モータの制御モードの切換えタイミングと一致することで発生するモータ運転状態の急激な変動を抑え、制御装置を保護することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a vehicle control apparatus that includes a clutch and a transmission and controls a motor by switching between a plurality of control modes, the clutch connection or disconnection timing and the speed change. To provide a vehicle control device capable of protecting a control device by suppressing a sudden change in a motor operation state that occurs when a gear ratio switching timing of the machine coincides with a motor control mode switching timing. Objective.
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、クラッチの接続又は切断のタイミングや変速機の変速比の切換えタイミングと、モータの制御モードの切換えタイミングとを管理することを検証し、本発明を完成するに至った。 Therefore, the present inventor has intensively studied to solve this problem, and as a result of repeated trial and error, the clutch connection or disconnection timing, the transmission gear ratio switching timing, the motor control mode switching timing, The present invention has been completed by verifying that it is managed.
すなわち、請求項1に記載の車両の制御装置は、交流電圧を供給されることで駆動力を発生するモータと、複数の制御モードを順次切換えて前記交流電圧を制御することで前記駆動力を制御するモータ制御手段と、前記モータと駆動輪とを接続又は切断するクラッチと、前記クラッチの接続又は切断を制御するクラッチ制御手段とを備え、少なくとも前記駆動力で走行可能な車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段及び前記クラッチ制御手段は、前記制御モードの切換えと、前記クラッチの接続又は切断とが、異なるタイミングで実施されるように前記モータ及び前記クラッチをそれぞれ制御することを特徴とする。 In other words, the vehicle control device according to claim 1 is configured to control the AC voltage by sequentially switching a plurality of control modes by a motor that generates a driving force by being supplied with an AC voltage. In a control apparatus for a vehicle capable of traveling at least with the driving force, comprising: motor control means for controlling; a clutch for connecting or disconnecting the motor and the drive wheel; and clutch control means for controlling connection or disconnection of the clutch. Further, the motor control means and the clutch control means respectively control the motor and the clutch so that the switching of the control mode and the connection or disconnection of the clutch are performed at different timings. And
請求項2に記載の車両の制御装置は、請求項1に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記クラッチ制御手段が前記クラッチの接続を完了した後に前記制御モードを切換えることを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項3に記載の車両の制御装置は、請求項1に記載の車両の制御装置において、さらに、前記クラッチ制御手段は、前記モータ制御手段が前記制御モードの切換えを完了した後に前記クラッチを接続又は切断することを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項4に記載の車両の制御装置は、請求項1乃至3に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記クラッチを接続又は切断する直前の前記交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、前記制御モードを出力可能な交流電圧の大きさがより小さい制御モードに切換えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vehicle control device according to the first to third aspects, wherein the motor control means is configured such that the AC voltage immediately before the clutch is connected or disconnected is a predetermined voltage threshold value. When larger, the control mode is switched to a control mode in which the magnitude of the AC voltage that can be output is smaller.
請求項5に記載の車両の制御装置は、請求項4に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記交流電圧を正弦波状に制御する正弦波変調モード、歪み正弦波状に制御する過変調モード及び矩形波状に制御する1パルスモードからなる複数の制御モードを有し、前記クラッチを接続又は切断する直前の前記交流電圧が前記所定電圧閾値より大きいとき、前記制御モードが前記1パルスモードである場合には前記過変調モード又は前記正弦波変調モードに、前記過変調モードである場合には前記正弦波変調モードに、前記制御モードを切換えることを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項6に記載の車両の制御装置は、交流電圧を供給されることで駆動力を発生するモータと、複数の制御モードを順次切換えて前記交流電圧を制御することで前記駆動力を制御するモータ制御手段と、前記モータの駆動力を回転速度を変速して駆動輪に伝達する変速機と、前記変速機の変速比の切換えを制御する変速機制御手段とを備え、少なくとも前記駆動力で走行可能な車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段及び前記変速機制御手段は、前記制御モードの切換えと、前記変速比の切換えとが、異なるタイミングで実施されるように前記モータ及び前記変速機をそれぞれ制御することを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項7に記載の車両の制御装置は、請求項6に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記変速機制御手段が前記変速比の切換えを完了した後に前記制御モードを切換えることを特徴とする。
The vehicle control device according to claim 7 is the vehicle control device according to
請求項8に記載の車両の制御装置は、請求項6に記載の車両の制御装置において、さらに、前記変速機制御手段は、前記モータ制御手段が前記制御モードの切換えを完了した後に前記変速比を切換えることを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項9に記載の車両の制御装置は、請求項6乃至8に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記変速比を切換える直前の前記交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、前記制御モードを出力可能な交流電圧の大きさがより小さい制御モードに切換えることを特徴とする。 The vehicle control device according to a ninth aspect is the vehicle control device according to the sixth to eighth aspects, wherein the motor control means is configured such that the AC voltage immediately before switching the gear ratio is greater than a predetermined voltage threshold. In this case, the control mode is switched to a control mode in which the magnitude of the AC voltage that can be output is smaller.
請求項10に記載の車両の制御装置は、請求項9に記載の車両の制御装置において、さらに、前記モータ制御手段は、前記交流電圧を正弦波状に制御する正弦波変調モード、歪み正弦波状に制御する過変調モード及び矩形波状に制御する1パルスモードからなる複数の制御モードを有し、前記変速比を切換える直前の前記交流電圧が前記所定電圧閾値より大きいとき、前記制御モードが前記1パルスモードである場合には前記過変調モード又は前記正弦波変調モードに、前記過変調モードである場合には前記正弦波変調モードに、前記制御モードを切換えることを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項1に記載の車両の制御装置によれば、モータ制御手段及びクラッチ制御手段で、制御モードの切換えと、クラッチの接続又は切断とが、異なるタイミングで実施されるようにモータ及びクラッチをそれぞれ制御することができる。そのため、クラッチの接続又は切断のタイミングが、モータの制御モードの切換えタイミングと一致することで発生するモータ運転状態の急激な大きい変動を抑えることができる。これにより、車両の制御装置を保護することができる。 According to the vehicle control apparatus of claim 1, the motor control unit and the clutch control unit are configured so that the control mode switching and the clutch connection or disconnection are performed at different timings, respectively. Can be controlled. For this reason, it is possible to suppress a sudden large fluctuation in the motor operation state that occurs when the clutch connection or disconnection timing coincides with the motor control mode switching timing. Thereby, the control apparatus of a vehicle can be protected.
さらに詳しく説明すると、制御モードの切換えにともなって、制御周期が変わる、出力電圧範囲に制限ができる等の変化が存在するため、モータに対して騒音の悪化やトルクリプルの増加等、何らかの影響を与える。また、クラッチの接続又は切断は、モータにとっては負荷変動であるため、当然、モータの回転数を急変させる。そのため、クラッチの接続又は切断のタイミングが、モータの制御モードの切換えタイミングと一致すると、モータ運転状態が急激に変化し、バッテリやモータ制御装置に過電流や過電圧が発生し、最悪、バッテリの寿命を縮める、モータ制御装置を破損させるという異常が発生する。これを防止するためには、クラッチの接続又は切断のタイミングとモータの制御モードの切換えタイミングとを一致させないように、管理することが適している。 More specifically, since there are changes such as the control cycle changing and the output voltage range being limited as the control mode is switched, the motor is affected in some way, such as worsening noise and increasing torque ripple. . Further, since the connection or disconnection of the clutch is a load fluctuation for the motor, naturally, the rotational speed of the motor is suddenly changed. Therefore, when the clutch connection or disconnection timing coincides with the motor control mode switching timing, the motor operating state changes suddenly, overcurrent or overvoltage occurs in the battery or motor control device, and the battery life is worst. An abnormality occurs in which the motor control device is damaged. In order to prevent this, it is suitable to manage the clutch connection or disconnection timing and the motor control mode switching timing so as not to coincide with each other.
請求項2に記載の車両の制御装置によれば、クラッチの接続が完了した後に制御モードを切換えることで、クラッチの接続のタイミングと、制御モードの切換えタイミングとを確実にずらすことができる。 According to the vehicle control device of the second aspect, the clutch connection timing and the control mode switching timing can be surely shifted by switching the control mode after the clutch connection is completed.
請求項3に記載の車両の制御装置によれば、制御モードの切換えが完了した後にクラッチを接続又は切断することで、クラッチの接続又は切断のタイミングと、制御モードの切換えタイミングとを確実にずらすことができる。 According to the vehicle control device of the third aspect, the clutch connection or disconnection timing and the control mode switching timing are reliably shifted by connecting or disconnecting the clutch after the control mode switching is completed. be able to.
請求項4に記載の車両の制御装置によれば、クラッチを接続又は切断する直前の交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、制御モードを、出力可能な交流電圧の大きさがより小さい制御モードに切換えることで、モータの騒音やトルク変動を抑えることができる。 According to the vehicle control device of the fourth aspect, when the AC voltage immediately before the clutch is connected or disconnected is larger than the predetermined voltage threshold, the control mode is changed to the control mode in which the magnitude of the AC voltage that can be output is smaller. By switching, motor noise and torque fluctuation can be suppressed.
請求項5に記載の車両の制御装置によれば、制御モードが1パルスモードである場合には過変調モード又は正弦波変調モードに、過変調モードである場合には正弦波変調モードに切換えることで出力可能な交流電圧の大きさを確実に小さくすることができる。 According to the vehicle control device of the fifth aspect, when the control mode is the one-pulse mode, the mode is switched to the overmodulation mode or the sine wave modulation mode, and when the control mode is the overmodulation mode, the mode is switched to the sine wave modulation mode. The magnitude of the AC voltage that can be output with can be reliably reduced.
ところで、交流電圧を正弦波状に制御する正弦波変調モードと、歪み正弦波状に制御する過変調モードと、矩形波状に制御する1パルスモードでは、出力可能な交流電圧の大きさに違いがある。出力可能な交流電圧の大きさは、1パルスモード、過変調モード、正弦波変調モードの順に小さくなる。そのため、1パルスモードを過変調モード又は正弦波変調モードに、過変調モードを正弦波変調モードに切換えることで出力可能な交流電圧の大きさを確実に小さくすることができる。 By the way, there is a difference in the magnitude of the AC voltage that can be output between the sine wave modulation mode for controlling the AC voltage in a sine wave form, the overmodulation mode for controlling in a distorted sine wave form, and the one-pulse mode in which it is controlled in a rectangular wave form. The magnitude of AC voltage that can be output decreases in the order of 1 pulse mode, overmodulation mode, and sine wave modulation mode. Therefore, the magnitude of the AC voltage that can be output can be reliably reduced by switching the one-pulse mode to the overmodulation mode or the sine wave modulation mode and switching the overmodulation mode to the sine wave modulation mode.
請求項6に記載の車両の制御装置によれば、モータ制御手段及び変速機制御手段で、制御モードの切換えと、変速機の変速比の切換えとが、異なるタイミングで実施されるようにモータ及び変速機をそれぞれ制御することができる。そのため、変速機の変速比切換えタイミングが、モータの制御モードの切換えタイミングと一致することで発生する運転状態の急激な変動を抑え、車両の制御装置を保護することができる。 According to the vehicle control device of the sixth aspect, the motor control unit and the transmission control unit allow the motor and the transmission control unit to switch the control mode and the transmission gear ratio at different timings. Each transmission can be controlled. For this reason, it is possible to suppress a sudden change in the driving state that occurs when the transmission gear ratio switching timing coincides with the motor control mode switching timing, and to protect the vehicle control device.
請求項7に記載の車両の制御装置によれば、変速機の変速比の切換えが完了した後に制御モードを切換えることで、変速比の切換えタイミングと、制御モードの切換えタイミングとを確実にずらすことができる。 According to the vehicle control device of the seventh aspect, the control mode is switched after the transmission gear ratio switching is completed, so that the transmission ratio switching timing and the control mode switching timing are reliably shifted. Can do.
請求項8に記載の車両の制御装置によれば、制御モードの切換えが完了した後に変速機の変速比を切換えることで、変速比の切換えタイミングと、制御モードの切換えタイミングとを確実にずらすことができる。 According to the vehicle control device of the eighth aspect, the gear ratio switching timing and the control mode switching timing are reliably shifted by switching the gear ratio of the transmission after the control mode switching is completed. Can do.
請求項9に記載の車両の制御装置によれば、変速機の変速比を切換える直前の交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、制御モードを、出力可能な交流電圧の大きさがより小さい制御モードに切換えることで、モータの騒音やトルク変動を抑えることができる。
According to the vehicle control device of
請求項10に記載の車両の制御装置によれば、制御モードが1パルスモードである場合には過変調モード又は正弦波変調モードに、過変調モードである場合には正弦波変調モードに制御モードを切換えることで出力可能な交流電圧の大きさを確実に小さくすることができる。
According to the control device for a vehicle according to
本実施形態は、本発明に係る車両の制御装置を、エンジンとモータとを搭載し、少なくともモータの駆動力で走行可能なハイブリッド車両を制御する制御装置に適用した例を示す。 This embodiment shows an example in which the vehicle control device according to the present invention is applied to a control device that controls a hybrid vehicle that is equipped with an engine and a motor and that can travel at least with the driving force of the motor.
(第1実施形態)
第1実施形態におけるハイブリッド車両の構成図を図1に、モータジェネレータ制御装置とクラッチ制御装置の動作に関するフローチャートを図2に、クラッチ切換え信号処理に関するフローチャートを図3に、制御モード切換え禁止信号処理に関するフローチャートを図4に、モータジェネレータ出力調整処理に関するフローチャートを図5に、クラッチ切換え処理に関するフローチャートを図6に、制御モード切換え処理に関するフローチャートを図7に、モータジェネレータ運転状況判定処理に関するフローチャートを図8に示す。そして、図1〜図8を参照して、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid vehicle in the first embodiment, FIG. 2 is a flowchart regarding the operation of the motor generator control device and the clutch control device, FIG. 3 is a flowchart regarding clutch switching signal processing, and FIG. FIG. 4 is a flowchart related to the motor generator output adjustment process, FIG. 5 is a flowchart related to the clutch switching process, FIG. 7 is a flowchart related to the control mode switching process, and FIG. 8 is a flowchart related to the motor generator operating state determination process. Shown in And with reference to FIGS. 1-8, it demonstrates concretely in order of a structure, operation | movement, and an effect.
まず、具体的構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド車両1は、エンジン2と、第1クラッチ3と、モータジェネレータ4(モータ)と、第2クラッチ5(クラッチ)と、出力軸6と、デファレンシャルギヤ7と、車輪駆動軸8と、車輪9(駆動輪)とから構成されている。第2クラッチ5には、第2クラッチ制御装置10(クラッチ制御手段)が接続されている。モータジェネレータ4には、モータジェネレータ制御装置11(モータ制御手段)が接続されている。モータジェネレータ制御装置11にはバッテリ12が接続されている。ここで、ハイブリッド車両1の制御装置は、第1クラッチ3と、モータジェネレータ4と、第2クラッチ5と、第2クラッチ制御装置10と、モータジェネレータ制御装置11と、バッテリ12とから構成されている。
First, a specific configuration will be described. As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 includes an
エンジン2は、燃料が燃焼することで駆動力を発生する。第1クラッチ3は、一端がエンジン2の回転軸に、他端がモータジェネレータ4の回転軸にそれぞれ連結されている。第1クラッチ3は、車両ECU(図略)からの指令に基づいて、エンジン2の回転軸とモータジェネレータ4の回転軸とを接続又は切断する。モータジェネレータ4は、第1クラッチ3を介して伝達されるエンジン2の駆動力で交流電圧を発生する。また、モータジェネレータ制御装置11から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。第2クラッチ5は、一端がモータジェネレータ4の回転軸に、他端が出力軸6にそれぞれ連結されている。第2クラッチ5は、第2クラッチ制御装置10からの指令に基づいて、モータジェネレータ4の回転軸と出力軸6とを接続又は切断する。出力軸6は、第2クラッチ5を介して伝達される駆動力をデファレンシャルギヤ7に伝達する。デファレンシャルギヤ7は、出力軸6に連結され、出力軸6を介して伝達される駆動力を左右の車輪駆動軸8に分配する。車輪駆動軸8は、デファレンシャルギヤ7に連結され、デファレンシャルギヤ7を介して分配される駆動力を端部に装着された車輪9に伝達する。
The
第2クラッチ制御装置10は、第2クラッチ5及びモータジェネレータ制御装置11にそれぞれ接続されている。第2クラッチ制御装置10は、車両ECU(図略)からの指令及びモータジェネレータ制御装置11からの状態に関する信号に基づいて、第2クラッチ5の接続又は切断を制御する。また、第2クラッチ5の状態に関する信号をモータジェネレータ制御装置11に出力する。
Second
モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4、第2クラッチ制御装置10及びバッテリ12にそれぞれ接続されている。モータジェネレータ制御装置11は、車両ECUからの指令及び第2クラッチ制御装置10からの状態に関する信号に基づいて、出力可能な交流電圧の大きさが小さい制御モードと出力可能な交流電圧の大きさが大きい制御モードを順次切換えて、バッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ4に供給する。また、モータジェネレータ制御装置11の状態、つまり、制御モードの状態に関する信号を第2クラッチ制御装置10に出力する。ここで、出力可能な交流電圧の大きさが小さい制御モードは、少なくとも、応答性が高く、出力電圧の調整範囲が広いことを特長とする制御モードであり、出力可能な交流電圧の大きさが大きい制御モードは、少なくとも、損失が小さいことを特長とする制御モードである。さらに、モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリ12を充電する。
The motor
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車両1のイグニッションスイッチ(図略)がオンされると、エンジン2の始動が開始される。図1に示すように、エンジン始動時、第1クラッチ3は、エンジン2の回転軸とモータジェネレータ4の回転軸とを接続する。第2クラッチ5は、モータジェネレータ4の回転軸と出力軸6とを切断する。モータジェネレータ4は、モータジェネレータ制御装置11によりバッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換、供給されることで駆動力を発生する。エンジン2は、第1クラッチ3を介して伝達されるモータジェネレータ4の駆動力により始動する。
Next, a specific operation will be described. When the ignition switch (not shown) of the hybrid vehicle 1 is turned on, the
また、車両発進時、第1クラッチ3は、エンジン2の回転軸とモータジェネレータ4の回転軸とを切断する。第2クラッチ5は、モータジェネレータ4の回転軸と出力軸6とを接続する。モータジェネレータ4は、モータジェネレータ制御装置11から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。モータジェネレータ4の駆動力は、第2クラッチ5、出力軸6、デファレンシャルギヤ7及び車輪駆動軸8を介して車輪9に伝達され、車両が発進する。
Further, when the vehicle starts, the
なお、車両発進後に、エンジン始動させても良い。この場合は、例えば、ハイブリッド車両1のイグニッションスイッチがオンされると、第1クラッチ3は、エンジン2の回転軸とモータジェネレータ4の回転軸とを切断し、第2クラッチ5は、モータジェネレータ4の回転軸と出力軸6とを接続し、モータジェネレータ制御装置11がバッテリ12の直流電圧を変換して交流電圧を発生させ、車両ECU(図略)のトルク指令に応じてモータジェネレータ4を駆動し、ハイブリッド車両1を発進させ、ある程度の速度に達した後に、第1クラッチを接続し、エンジン2を始動させる。
The engine may be started after the vehicle starts. In this case, for example, when the ignition switch of the hybrid vehicle 1 is turned on, the
さらに、車両走行時、第1クラッチ3は、エンジン2の回転軸とモータジェネレータ4の回転軸とを接続する。第2クラッチ5は、モータジェネレータ4の回転軸と出力軸6との接続を維持する。エンジン2の駆動力は、第1クラッチ3、モータジェネレータ4、第2クラッチ5、出力軸6、デファレンシャルギヤ7及び車輪駆動軸8を介して車輪9に伝達され、車両が走行する。このとき、モータジェネレータ4は、モータジェネレータ制御装置11により、第1クラッチ3を介してエンジン2の振動を抑制する、伝達されるエンジン2の駆動力で交流電圧を発生する等の車両走行状態に適した運転状態に制御される。モータジェネレータ4の発生する交流電圧は、モータジェネレータ制御装置11で直流電圧に変換され、バッテリ12に充電される。
Furthermore, the
車両加速時、モータジェネレータ4は、モータジェネレータ制御装置11から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。エンジン2の駆動力にモータジェネレータ4の駆動力が加わることで車両が加速する。
When the vehicle is accelerated, the motor generator 4 is supplied with an AC voltage from the motor
車両減速時、モータジェネレータ4は、車輪9から車輪駆動軸8、デファレンシャルギヤ7、出力軸6及び第2クラッチ5を介して伝達される駆動力で交流電圧を発生する。モータジェネレータ4の発生する交流電圧は、モータジェネレータ制御装置11で直流電圧に変換されバッテリ12に充電される。
When the vehicle is decelerated, the motor generator 4 generates an AC voltage with the driving force transmitted from the
ここで、 モータジェネレータ4が駆動力を発生している状態で、第2クラッチ5が接続又は切断される場合の具体的動作について詳細に説明する。図2に示すように、第2クラッチ制御装置10は、車両ECUからの第2クラッチ5の接続又は切断の切換え要求を判定する(S2)。第2クラッチ5の切換え要求がある場合、第2クラッチ制御装置10は、第2クラッチ5の状態を判定し、クラッチ切換え信号を確定させてモータジェネレータ制御装置11に出力するクラッチ切換え信号処理を行う(S4)。モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力したクラッチ切換え信号に基づいて、制御モードの切換えを禁止し、制御モード切換え禁止信号を確定させて第2クラッチ制御装置10に出力する制御モード切換え禁止信号処理を行う(S6)。第2クラッチ制御装置10は、第2クラッチ5の切換え要求、クラッチ切換え信号及びモータジェネレータ制御装置11の出力した制御モード切換え禁止信号に基づいて、第2クラッチ5を切換えるとともに、クラッチ切換え信号をクリアさせてモータジェネレータ制御装置11に出力するクラッチ切換え処理を行う(S8)。モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力するクリアされたクラッチ切換え信号に基づいて、制御モードを選択して切換える制御モード切換え処理を行う(S10)。なお、ステップS2で第2クラッチ5の切換え要求がない場合、ステップS4以降の処理は行わない。
Here, a specific operation in the case where the
ここで、クラッチ切換え信号処理(S4)の詳細について説明する。図3に示すように、第2クラッチ制御装置10は、現状の第2クラッチ5の状態を判定する(S40)。第2クラッチ5の状態が接続状態である場合、第2クラッチ5が接続状態から切断状態に切換えられることになる。第2クラッチ制御装置10は、第2クラッチ5の接続から切断への切換えを示すクラッチ切換え信号を確定させる(S42)。これに対し、第2クラッチ5が接続状態でない場合、第2クラッチ5は切断状態であり、切断状態から接続状態に切換えられることになる。第2クラッチ制御装置10は、第2クラッチ5の切断から接続への切換えを示すクラッチ切換え信号を確定させる(S44)。クラッチ切換え信号が確定すると、第2クラッチ制御装置10は、クラッチ切換え信号をモータジェネレータ制御装置11に出力する(S46)。
Here, the details of the clutch switching signal processing (S4) will be described. As shown in FIG. 3, the second
次に、 制御モード切換え禁止信号処理(S6)の詳細について説明する。図4に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力したクラッチ切換え信号から、第2クラッチ5の切換えを判定する(S60)。クラッチ切換え信号が第2クラッチ5の接続から切断又は切断から接続への切換えを示すものである場合、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードの切換えを禁止する(S62)。また、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ5の切換え完了後における制御モードの切換えに備え、現状の制御モードを記憶する(S64)。さらに、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードの切換え禁止の完了を示す制御モード切換え禁止信号を確定させる(S66)。制御モード切換え禁止信号が確定すると、モータジェネレータ制御装置11は、制御モード切換え禁止信号を第2クラッチ制御装置10に出力する(S68)。その後、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ5の切換え信号に基づいてモータジェネレータ4の出力するトルクを調整するモータジェネレータ出力調整処理を行う(S70)。なお、ステップS60でクラッチ切換え信号がクリアされている場合、ステップS62以降の処理は行わない。
Next, details of the control mode switching prohibition signal processing (S6) will be described. As shown in FIG. 4, the motor
モータジェネレータ出力調整処理(S70)の詳細について説明する。図5に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力したクラッチ切換え信号から、第2クラッチ5の切換えを判定する(S700)。クラッチ切換え信号が第2クラッチ5の接続から切断への切換えを示すものである場合、モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4の負荷減少にともなう変動を抑えるため、モータジェネレータ4の出力するトルクを減少させようにトルク指令を調整する(S702)。これに対し、クラッチ切換え信号が第2クラッチ5の接続から切断への切換えを示すものでない場合、第2クラッチ5は切断から接続への切換えられることになる。この場合、モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4の負荷増加にともなう変動を抑えるため、モータジェネレータ4の出力するトルクを増加させようにトルク指令を調整する(S704)。その後、モータジェネレータ制御装置11は、調整されたトルク指令に基づいてモータジェネレータ4の出力するトルクを制御する(S706)。さらに説明すると、モータジェネレータ4は、第1クラッチまたは第2クラッチを接続から切断へ切換えた場合には、負荷が減少することになり回転数が上昇し、第1クラッチまたは第2クラッチを切断から接続へ切換えた場合には、負荷が増加することになり、回転数が下降する。回転数が上昇すると、モータジェネレータ4の出力(力行では消費電力、回生では発電電力)が増加することになり、バッテリ12に流れる電流を増加させる。また、回転数が下降すると、モータジェネレータ4の出力(力行では消費電力、回生では発電電力)が減少することになり、バッテリ12の電圧を上昇させる(モータジェネレータ制御装置11の入力電圧を上昇させる)。ゆえに、トルクを調整することで、モータジェネレータ4の出力変動を抑制し、バッテリ12の過電流やモータジェネレータ制御装置11の過電圧を確実に防止する。
Details of the motor generator output adjustment process (S70) will be described. As shown in FIG. 5, the motor
次に、クラッチ切換え処理(S8)の詳細について説明する。図6に示すように、第2クラッチ制御装置10は、クラッチ切換え要求と、クラッチ切換え信号と制御モード切換え禁止信号とを判定する(S80)。クラッチ切換え要求があり、かつ、クラッチ切換え信号が第2クラッチ5の接続から切断又は切断から接続への切換えを示すものであり、かつ、制御モード切換え禁止信号がモータジェネレータ制御装置11の制御モード切換えを禁止するものである場合、第2クラッチ制御装置10は、クラッチ切換え信号に基づいて第2クラッチ5の切換えを行う(S82)。第2クラッチ5の切換え完了後、第2クラッチ制御装置10は、クラッチ切換え信号をクリアさせる(S84)。クラッチ切換え信号がクリアされると、第2クラッチ制御装置10は、クラッチ切換え信号をモータジェネレータ制御装置11に出力する(S86)。
Next, details of the clutch switching process (S8) will be described. As shown in FIG. 6, the second
次に、制御モード切換え処理(S10)の詳細について説明する。図7に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力したクラッチ切換え信号から第2クラッチ5の切換えの完了を判定する(S100)。クラッチ切換え信号がクリアされている場合、第2クラッチ5の切換えが完了しており、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードの切換えを許可する(S102)。制御モードの切換えが許可されると、モータジェネレータ制御装置11は、記憶した制御モード及びモータジェネレータ4に供給する交流電圧に基づいて、モータジェネレータ4の運転状況を判定するモータジェネレータ運転状況判定処理を行う(S104)。その後、モータジェネレータ制御装置11は、ステップS104の判定結果に基づいて制御モードを切換える(S106)。なお、ステップS100でクラッチ切換え信号がクリアされていない場合、ステップS102以降の処理は行わない。
Next, details of the control mode switching process (S10) will be described. As shown in FIG. 7, the motor
モータジェネレータ運転状況判定処理(S104)の詳細について説明する。図8に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、ステップS64で記憶した制御モードを読み込む(S1040)。モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4に供給する交流電圧の振幅を演算する(S1042)。モータジェネレータ制御装置11は、記憶した制御モード及び算出した交流電圧の振幅に基づいて制御モードの切換えの要否を判定する(S1044)。算出した交流電圧が所定の電圧閾値より大きく、制御モードを切換える必要がある場合、モータジェネレータ制御装置11は、ステップS1040で記憶した制御モードよりも出力可能な交流電圧が大きい最適な制御モードを選択して、以降の制御モードとして確定させる(S1046)。制御モードを切換える必要がない場合、モータジェネレータ制御装置11は、ステップS1040で記憶した制御モードに戻し、以降の制御モードして確定させる(S1048)。これにより、モータジェネレータ4の損失、騒音等の悪化や、モータジェネレータ制御装置11の損失等を悪化させることなく、第2クラッチ5の接続又は切断を完了し、車両の安定走行を確保することができる。
Details of the motor generator operation state determination process (S104) will be described. As shown in FIG. 8, the motor
最後に、具体的効果について説明する。第1実施形態によれば、第2クラッチ5の接続又は切断が完了した後に、モータジェネレータ制御装置11の制御モードを切換えることで、第2クラッチ5の接続又は切断のタイミングと、制御モードの切換えタイミングとをずらすことができる。そのため、第2クラッチ5の接続又は切断のタイミングが、モータジェネレータ4の制御モードの切換えタイミングと一致することで発生するモータ運転状態の急激な変動を抑えることができる。これにより、バッテリ12の過電流やモータジェネレータ制御装置11に対する過電圧印加を防止し、確実に、車両の制御装置を保護することができる。
Finally, specific effects will be described. According to the first embodiment, after the connection or disconnection of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態における制御モード切換え禁止信号処理に関するフローチャートを図9に、低電圧出力制御モード切換え処理に関するフローチャートを図10に示す。ここでは、第1実施形態におけるハイブリッド車両との相違部分である動作、特に、制御モード切換え禁止信号処理についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の要素及びステップには同一の符号を付して説明する。
(Second Embodiment)
Next, FIG. 9 shows a flowchart relating to the control mode switching prohibition signal processing in the second embodiment, and FIG. 10 shows a flowchart relating to the low voltage output control mode switching processing. Here, only operations that are different from the hybrid vehicle in the first embodiment, in particular, control mode switching prohibition signal processing will be described, and description of common portions will be omitted except where necessary. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element and step same as 1st Embodiment.
図9に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ制御装置10の出力したクラッチ切換え信号から、第2クラッチ5の切換えを判定する(S120)。クラッチ切換え信号が第2クラッチ5の接続から切断又は切断から接続への切換えを示すものである場合、モータジェネレータ制御装置11は、記憶した制御モード及びモータジェネレータ4に供給する交流電圧に基づいて、モータジェネレータ4の運転状況を判定するモータジェネレータ運転状況判定処理を行う(S122)。ここで、ステップS122のモータジェネレータ運転状況判定処理は、ステップS104のモータジェネレータ運転状況判定処理と同一の処理である。その後、モータジェネレータ制御装置11は、モータジェネレータ4の運転状況に基づいて、出力する交流電圧がより低くなる制御モードに切換える低電圧出力制御モード切換え処理を行う(S124)。制御モードを切換えた後、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードの切換えを禁止する(S126)。さらに、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードの切換え禁止の完了を示す制御モード切換え禁止信号を確定させる(S128)。制御モード切換え禁止信号が確定すると、モータジェネレータ制御装置11は、制御モード切換え禁止信号を第2クラッチ制御装置10に出力する(S130)。その後、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ5の切換え信号に基づいて、モータジェネレータ4の出力するトルクを調整するモータジェネレータ出力調整処理を行う(S132)。ここで、ステップS132のモータジェネレータ出力調整処理は、ステップS70のモータジェネレータ出力調整処理と同一の処理である。なお、ステップS120でクラッチ切換え信号がクリアされている場合、ステップS122以降の処理は行わない。
As shown in FIG. 9, the motor
低電圧出力制御モード処理(S124)の詳細について説明する。図10に示すように、モータジェネレータ制御装置11は、ステップS122で確定された制御モードを読み込む(S1240)。モータジェネレータ制御装置11は、制御モードを判定する(S1242)。制御モードが1パルスモードである場合、モータジェネレータ制御装置11は、出力可能な交流電圧が1パルスモードより小さくなる過変調モードを選択して、以降の制御モードとして確定させる(S1244)。制御モードが1パルスモードでない場合、モータジェネレータ制御装置11は、再度、制御モードを判定する(S1246)。ここで、制御モードが過変調モードである場合、モータジェネレータ制御装置11は、出力可能な交流電圧が過変調モードより小さくなる正弦波変調モードを選択して、以降の制御モードとして確定させる(S1248)。その後、モータジェネレータ制御装置11は、第2クラッチ5の切換え完了後における制御モードの切換えに備え、現状の制御モードを記憶する(S1250)。また、モータジェネレータ制御装置11は、制御モードをステップS1244又はS1248で確定された制御モードに切換える(S1252)。なお、ステップS1246で制御モードが過変調モードでない場合、制御モードは正弦波変調モードであり、ステップS1248以降の処理は行わない。
Details of the low-voltage output control mode process (S124) will be described. As shown in FIG. 10, the motor
ここで、モータの制御モードについて具体的に説明すると、正弦波変調モードは、モータジェネレータ制御装置11の出力する交流電圧を正弦波状に制御するモードである。過変調モードは、モータジェネレータ制御装置11の出力する交流電圧を歪み正弦波状に制御するモードである。1パルスモードは、モータジェネレータ制御装置11の出力する交流電圧を矩形波状に制御するモードである。この3つの制御モードの中では、正弦波変調モードが、出力可能な交流電圧の大きさが小さい制御モードに当てはまり、制御の応答性が高く、出力電圧の調整範囲が広いという特長を有する。また、1パルスモードが、出力可能な交流電圧の大きさが大きい制御モードに当てはまり、損失が小さいという特徴を有する。過変調モードは、正弦波変調モードと1パルスモードの中間であるが、正弦波変調モードと比較して、制御の応答性は低く、出力電圧の調整範囲も狭い。
Here, the motor control mode will be specifically described. The sine wave modulation mode is a mode for controlling the AC voltage output from the motor
最後に、具体的効果について説明する。第2実施形態によれば、第2クラッチ5を接続又は切断する直前の交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、制御モードが1パルスモードである場合には、過変調モード又は正弦波変調モードに、過変調モードである場合には、正弦波変調モードに切換えることで、モータジェネレータ制御装置11の制御の応答性を高くし、さらに、モータジェネレータ制御装置11がモータジェネレータ4に出力する交流電圧の大きさをほぼ一定に保つことで、第2クラッチ5の切換えにともなうモータジェネレータの負荷変動に対し、適切に対応することができる。これにより、モータジェネレータ4の騒音やトルク変動を抑えることができる。
Finally, specific effects will be described. According to the second embodiment, when the AC voltage immediately before connecting or disconnecting the
なお、上述した第2実施形態では、ステップS124において、制御モードが1パルスモードである場合、以降の制御モードとして、過変調モードを選択している例を挙げているが、これに限られるものではない。モータジェネレータ制御装置11の出力可能な交流電圧がさらに小さくなる正弦波変調モードを選択してもよい。正弦波変調モードは制御の応答性が非常に高く、モータジェネレータ制御装置11がモータジェネレータ4に出力する交流電圧の大きさを速やかに、かつ、滑らかに小さくさせることができる。
In the second embodiment described above, in step S124, when the control mode is the 1-pulse mode, an example in which the overmodulation mode is selected as the subsequent control mode is described. However, the present invention is not limited to this. is not. A sine wave modulation mode in which the AC voltage that can be output by the motor
また、上述した第1及び第2実施形態では、第2クラッチ5の切換えを完了した後に、モータジェネレータ制御装置11の制御モードを切換えている例を挙げているが、これに限られるものではない。モータジェネレータ制御装置11の制御モードの切換えを完了した後に、第2クラッチ5を切換えても同様の効果を得ることができる。
In the first and second embodiments described above, an example is described in which the control mode of the motor
(第3実施形態)
次に、第3実施形態におけるハイブリッド車両の構成図を図11に、モータジェネレータ制御装置と変速機制御装置の動作に関するフローチャートを図12に、変速機切換え信号処理に関するフローチャートを図13に、制御モード切換え禁止信号処理に関するフローチャートを図14に、モータジェネレータ出力調整処理に関するフローチャートを図15に、変速機切換え処理に関するフローチャートを図16に、制御モード切換え処理に関するフローチャートを図17に示す。ここでは、第1実施形態におけるハイブリッド車両との相違部分についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第1実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
(Third embodiment)
Next, FIG. 11 is a configuration diagram of the hybrid vehicle in the third embodiment, FIG. 12 is a flowchart regarding the operation of the motor generator control device and the transmission control device, FIG. 13 is a flowchart regarding the transmission switching signal processing, and FIG. FIG. 14 is a flowchart regarding the switching prohibition signal process, FIG. 15 is a flowchart regarding the motor generator output adjustment process, FIG. 16 is a flowchart regarding the transmission switching process, and FIG. 17 is a flowchart regarding the control mode switching process. Here, only the difference from the hybrid vehicle in the first embodiment will be described, and the description of the common parts will be omitted except for the necessary parts. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element same as 1st Embodiment.
まず、具体的構造について説明する。図11に示すように、ハイブリッド車両1は、エンジン2と、第1モータジェネレータ13(発電機)と、第2モータジェネレータ14(モータ)と、変速機15と、出力軸6と、デファレンシャルギヤ7と、車輪駆動軸8と、車輪9(駆動輪)とから構成されている。変速機15には、変速機制御装置16(変速機制御手段)が接続されている。第1モータジェネレータ13には、第1モータジェネレータ制御装置17(発電機制御手段)が、第2モータジェネレータ14には、第2モータジェネレータ制御装置18(モータ制御手段)がそれぞれ接続されている。また、第1及び第2モータジェネレータ制御装置17、18にはバッテリ12が接続されている。ここで、ハイブリッド車両1の制御装置は、第1モータジェネレータ13と、第2モータジェネレータ14(モータ)と、変速機15と、変速機制御装置16と、第1モータジェネレータ制御装置17と、第2モータジェネレータ制御装置18と、バッテリ12とから構成されている。
First, a specific structure will be described. As shown in FIG. 11, the hybrid vehicle 1 includes an
エンジン2は、燃料が燃焼することで駆動力を発生する。第1モータジェネレータ13は、回転軸がエンジン2の回転軸に連結されている。第1モータジェネレータ13は、エンジン2の駆動力で交流電圧を発生する。また、第1モータジェネレータ制御装置17から交流電圧を供給されることで駆動力を発生してエンジン2に伝達する。第2モータジェネレータ14は、変速機15を介して伝達される車輪9からの駆動力で交流電圧を発生する。また、第2モータジェネレータ制御装置18から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。変速機15は、一端が第2モータジェネレータ14の回転軸に、他端が出力軸6にそれぞれ連結されている。変速機15は、変速機制御装置16からの指令に基づいて、第2モータジェネレータ14の駆動力を回転速度を変速して出力軸6に伝達する。出力軸6は、変速機15を介して伝達される駆動力をデファレンシャルギヤ7に伝達する。デファレンシャルギヤ7は、出力軸6に連結され、出力軸6を介して伝達される駆動力を左右の車輪駆動軸8に分配する。車輪駆動軸8は、デファレンシャルギヤ7に連結され、デファレンシャルギヤ7を介して分配される駆動力を端部に装着された車輪9に伝達する。
The
変速機制御装置16は、変速機15及び第2モータジェネレータ制御装置18にそれぞれ接続されている。変速機制御装置16は、車両ECU(図略)からの指令及び第2モータジェネレータ制御装置18からの状態に関する信号に基づいて、変速機15の変速比を制御する。また、変速機15の状態に関する信号を第2モータジェネレータ制御装置18に出力する。
The transmission control device 16 is connected to the transmission 15 and the second motor
第1モータジェネレータ制御装置17は、第1モータジェネレータ13及びバッテリ12にそれぞれ接続されている。第1モータジェネレータ制御装置17は、車両ECUからの指令に基づいて、バッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換して第1モータジェネレータ13に供給する。また、第1モータジェネレータ13の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリ12を充電する。
The first motor
第2モータジェネレータ制御装置18は、第2モータジェネレータ14、変速機制御装置16及びバッテリ12にそれぞれ接続されている。第2モータジェネレータ制御装置18は、車両ECUからの指令及び変速機制御装置16からの状態に関する信号に基づいて、正弦波変調モード、過変調モード及び1パルスモードを順次切換えて、バッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換して第2モータジェネレータ14に供給する。また、第2モータジェネレータ制御装置18の状態、つまり、制御モードの状態に関する信号を変速機制御装置16に出力する。さらに、第2モータジェネレータ制御装置18は、第2モータジェネレータ14の発生する交流電圧を直流電圧に変換して、バッテリ12を充電する。
The second motor
次に、具体的動作について説明する。ハイブリッド車両1のイグニッションスイッチ(図略)がオンされると、エンジン2の始動が開始される。図11に示すように、エンジン始動時、第1モータジェネレータ13は、第1モータジェネレータ制御装置17から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。エンジン2は、第1モータジェネレータ13の駆動力により始動する。以降、第1モータジェネレータ13は、車両の走行状態に関係なく、エンジン2の駆動力で交流電圧を発生する。第1モータジェネレータ13の発生する交流電圧は、第1モータジェネレータ制御装置11で直流電圧に変換され、バッテリ12に充電される。
Next, a specific operation will be described. When the ignition switch (not shown) of the hybrid vehicle 1 is turned on, the
また、車両発進時、第2モータジェネレータ14は、第2モータジェネレータ制御装置18から交流電圧を供給されることで駆動力を発生する。第2モータジェネレータ14の駆動力は、変速機15、出力軸6、デファレンシャルギヤ7及び車輪駆動軸8を介して車輪9に伝達され、車両が発進する。
Further, when the vehicle starts, the second motor generator 14 generates a driving force by being supplied with an AC voltage from the second motor
なお、車両発進後に、エンジン始動させても良い。この場合は、例えば、ハイブリッド車両1のイグニッションスイッチがオンされ、アクセル(図略)に合わせて、車両ECUから第2モータジェネレータ制御装置18に適切なトルク指令が入力され、第2モータジェネレータ制御装置18はバッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換して第2モータジェネレータ14に供給して、車両を発進させる。その後、ある程度の速度に達した後、車両ECUから第1モータジェネレータ制御装置17にエンジンを始動させるトルク指令が入力され、第1モータジェネレータ制御装置17はバッテリ12の直流電圧を交流電圧に変換して第1モータジェネレータ13供給し、エンジンを始動する。
The engine may be started after the vehicle starts. In this case, for example, the ignition switch of the hybrid vehicle 1 is turned on, and an appropriate torque command is input from the vehicle ECU to the second motor
さらに、車両走行時、第2モータジェネレータ14の駆動力は、変速機15で適切な回転速度に変速され、出力軸6、デファレンシャルギヤ7及び車輪駆動軸8を介して車輪9に伝達され、車両が走行する。
Further, when the vehicle travels, the driving force of the second motor generator 14 is shifted to an appropriate rotational speed by the transmission 15 and transmitted to the
車両減速時、第2モータジェネレータ14は、車輪9から車輪駆動軸8、デファレンシャルギヤ7、出力軸6及び変速機15を介して伝達される駆動力で交流電圧を発生する。第2モータジェネレータ14の発生する交流電圧は、第2モータジェネレータ制御装置18で直流電圧に変換されバッテリ12に充電される。
When the vehicle is decelerated, the second motor generator 14 generates an AC voltage with the driving force transmitted from the
ここで、 第2モータジェネレータ14が駆動力を発生している状態で、変速機15が変速比を切換える場合の動作について詳細に説明する。図12に示すように、変速機制御装置16は、車両ECUからの変速機15の変速比の切換え要求を判定する(S2’)。変速機15の切換え要求がある場合、変速機制御装置16は、変速機15の切換え要求の内容を判定し、変速機切換え信号を確定させて第2モータジェネレータ制御装置18に出力する変速機切換え信号処理を行う(S4’)。第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力した変速機切換え信号に基づいて、制御モードの切換えを禁止し、制御モード切換え禁止信号を確定させて変速機制御装置16に出力する制御モード切換え禁止信号処理を行う(S6’)。変速機制御装置16は、変速機15の切換え要求、変速機切換え信号及び第2モータジェネレータ制御装置18の出力した制御モード切換え禁止信号に基づいて、変速機15を切換えるとともに、変速機切換え信号をクリアさせて第2モータジェネレータ制御装置18に出力する変速機切換え処理を行う(S8’)。第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力するクリアされた変速機切換え信号に基づいて、制御モードを選択して切換える制御モード切換え処理を行う(S10’)。なお、ステップS2’で変速機15の切換え要求がない場合、ステップS4’以降の処理は行わない。
Here, the operation in the case where the transmission 15 switches the gear ratio in a state where the second motor generator 14 is generating the driving force will be described in detail. As shown in FIG. 12, the transmission control device 16 determines a request for switching the gear ratio of the transmission 15 from the vehicle ECU (S2 '). When there is a switching request for the transmission 15, the transmission control device 16 determines the content of the switching request for the transmission 15, determines the transmission switching signal, and outputs it to the second motor
ここで、変速機切換え信号処理(S4’)の詳細について説明する。図13に示すように、変速機制御装置16は、変速機切換え要求の内容を判定する(S40’)。変速機切換え要求が変速比を減少させるものである場合、変速機制御装置16は、変速機15の変速比の減少を示す変速機切換え信号を確定させる(S42’)。これに対し、変速機切換え要求が変速比を減少をさせるものでない場合、変速機切換え要求は変速比を増加させるものであり、変速機制御装置16は、変速機15の変速比の増加を示す変速機切換え信号を確定させる(S44’)。変速機切換え信号が確定すると、変速機制御装置16は、変速機切換え信号を第2モータジェネレータ制御装置18に出力する(S46’)。 Here, details of the transmission switching signal processing (S4 ') will be described. As shown in FIG. 13, the transmission control device 16 determines the content of the transmission switching request (S40 '). If the transmission switching request is to decrease the transmission ratio, the transmission control device 16 determines a transmission switching signal indicating a decrease in the transmission ratio of the transmission 15 (S42 '). On the other hand, when the transmission switching request does not decrease the transmission ratio, the transmission switching request increases the transmission ratio, and the transmission control device 16 indicates an increase in the transmission ratio of the transmission 15. A transmission switching signal is fixed (S44 '). When the transmission switching signal is determined, the transmission control device 16 outputs the transmission switching signal to the second motor generator control device 18 (S46 ').
次に、制御モード切換え禁止信号処理(S6’)の詳細について説明する。図14に示すように、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力した変速機切換え信号から、変速機15の切換えを判定する(S60’)。変速機切換え信号が変速機15の変速比の減少又は増加を示すものである場合、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モードの切換えを禁止する(S62’)。また、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機15の切換え完了後における制御モードの切換えに備え、現状の制御モードを記憶する(S64’)。さらに、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モードの切換え禁止の完了を示す制御モード切換え禁止信号を確定させる(S66’)。制御モード切換え禁止信号が確定すると、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モード切換え禁止信号を変速機制御装置16に出力する(S68’)。その後、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機15の切換え信号に基づいて第2モータジェネレータ14の出力するトルクを調整するモータジェネレータ出力調整処理を行う(S70’)。なお、ステップS60’で変速機切換え信号がクリアされている場合、ステップS62’以降の処理は行わない。
Next, details of the control mode switching prohibition signal processing (S6 ') will be described. As shown in FIG. 14, the second motor
モータジェネレータ出力調整処理(S70’)の詳細について説明する。図15に示すように、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力した変速機切換え信号から、変速機15の切換えを判定する(S700’)。変速機切換え信号が変速機15の変速比の減少を示すものである場合、第2モータジェネレータ制御装置18は、第2モータジェネレータ14の負荷減少にともなう変動を抑えるため、第2モータジェネレータ14の出力するトルクを減少させようにトルク指令を調整する(S702’)。これに対し、変速機切換え信号が変速機15の変速比の減少を示すものでない場合、変速機15の変速比の増加を示すものであり、第2モータジェネレータ制御装置18は、第2モータジェネレータ14の負荷増加にともなう変動を抑えるため、第2モータジェネレータ14の出力するトルクを増加させようにトルク指令を調整する(S704’)。その後、第2モータジェネレータ制御装置18は、調整されたトルク指令に基づいて第2モータジェネレータ14の出力するトルクを制御する(S706’)。
Details of the motor generator output adjustment process (S70 ') will be described. As shown in FIG. 15, the second motor
次に、変速機切換え処理(S8’)の詳細について説明する。図16に示すように、変速機制御装置16は、変速機切換え要求と、変速機切換え信号と制御モード切換え禁止信号とを判定する(S80’)。変速機切換え要求があり、かつ、変速機切換え信号が変速機15の変速比の減少又は増加を示すものであり、かつ、制御モード切換え禁止信号が第2モータジェネレータ装置18の制御モード切換えを禁止するものである場合、変速機制御装置16は、変速機切換え信号に基づいて変速機15の変速比の切換えを行う(S82’)。変速機15の切換え完了後、変速機制御装置16は、変速機切換え信号をクリアさせる(S84’)。変速機切換え信号がクリアすると、変速機制御装置16は、変速機切換え信号を第2モータジェネレータ装置18に出力する(S86’)。
Next, details of the transmission switching process (S8 ') will be described. As shown in FIG. 16, the transmission control device 16 determines a transmission switching request, a transmission switching signal, and a control mode switching prohibition signal (S80 '). There is a transmission switching request, the transmission switching signal indicates a decrease or increase in the transmission gear ratio of the transmission 15, and the control mode switching prohibition signal prohibits the control mode switching of the second
次に、制御モード切換え処理(S10’)の詳細について説明する。図17に示すように、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力した変速機切換え信号から変速機15の切換えの完了を判定する(S100’)。変速機切換え信号がクリアされている場合、変速機15の切換えが完了しており、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モードの切換えを許可する(S102’)。制御モードの切換えが許可されると、第2モータジェネレータ制御装置18は、ステップS64’で記憶した制御モード及び第2モータジェネレータ14に供給する交流電圧に基づいて、第2モータジェネレータ14の運転状況を判定するモータジェネレータ運転状況判定処理を行う(S104’)。ここで、ステップS104’のモータジェネレータ運転状況判定処理は、第1実施形態における、ステップS104のモータジェネレータ運転状況判定処理と同一の処理である。その後、第2モータジェネレータ制御装置18は、ステップS104’の判定結果に基づいて制御モードを切換える(S106’)。なお、ステップS100’で変速機切換え信号がクリアされていない場合、ステップS102’以降の処理は行わない。
Next, details of the control mode switching process (S10 ') will be described. As shown in FIG. 17, the second motor
最後に、具体的効果について説明する。第3実施形態によれば、変速機15の変速比の切換えが完了した後に、第2モータジェネレータ制御装置18の制御モードを切換えることで、変速機15の変速比の切換えタイミングと、制御モードの切換えタイミングとをずらすことができる。そのため、変速機15の変速比切換えタイミングが、第2モータジェネレータ14の制御モードの切換えタイミングと一致することで発生する運転状態の急激な変動を抑えることができる。これにより、過大な電流による制御装置の破損を防止して、車両の制御装置を保護することができる。
Finally, specific effects will be described. According to the third embodiment, after the switching of the transmission gear ratio of the transmission 15 is completed, the switching mode of the second motor
(第4実施形態)
次に、第4実施形態における制御モード切換え禁止信号処理に関するフローチャートを図18に示す。ここでは、第3実施形態におけるハイブリッド車両との相違部分である動作、特に、制御モード切換え禁止信号処理についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第3実施形態と同一の要素及びステップには同一の符号を付して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, FIG. 18 shows a flowchart relating to control mode switching prohibition signal processing in the fourth embodiment. Here, only operations that are different from the hybrid vehicle in the third embodiment, in particular, control mode switching prohibition signal processing, will be described, and description of common portions will be omitted except where necessary. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the element and step same as 3rd Embodiment.
図18に示すように、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機制御装置16の出力した変速機切換え信号から、変速機15の切換えを判定する(S120’)。変速機切換え信号が変速機15の変速比の減少又は増加を示すものである場合、第2モータジェネレータ制御装置18は、記憶した制御モード及びモータジェネレータ4に供給する交流電圧に基づいて、モータジェネレータ4の運転状況を判定するモータジェネレータ運転状況判定処理を行う(S122’)。ここで、ステップS122’のモータジェネレータ運転状況判定処理は、ステップS104’のモータジェネレータ運転状況判定処理と同一の処理である。その後、第2モータジェネレータ制御装置18は、ステップS122’の判定結果に基づいて、出力可能な交流電圧がより小さくなる制御モードに切換える低電圧出力制御モード切換え処理を行う(S124’)。ここで、ステップS124’の低電圧出力制御モード切換え処理は、第2実施形態における、ステップS124の低電圧出力制御モード切換え処理と同一の処理である。制御モードを切換えた後、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モードの切換えを禁止する(S126’)。さらに、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モードの切換え禁止の完了を示す制御モード切換え禁止信号を確定させる(S128’)。制御モード切換え禁止信号が確定すると、第2モータジェネレータ制御装置18は、制御モード切換え禁止信号を変速機制御装置16に出力する(S130’)。その後、第2モータジェネレータ制御装置18は、変速機15の切換え信号に基づいてモータジェネレータ4の出力するトルクを調整するモータジェネレータ出力調整処理を行う(S132’)。ここで、ステップS132’のモータジェネレータ出力調整処理は、ステップS70’のモータジェネレータ出力調整処理と同一の処理である。なお、ステップS120’で変速機切換え信号がクリアされている場合、ステップS122’以降の処理は行わない。
As shown in FIG. 18, the second motor
最後に、具体的効果について説明する。第4実施形態によれば、変速機15を切換える直前の交流電圧が所定電圧閾値より大きいとき、第2実施形態と同様に、制御モードが1パルスモードである場合には、過変調モード又は正弦波変調モードに、過変調モードである場合には、正弦波変調モードに切換えることで、出力可能な交流電圧の大きさをより小さくすることができる。そのため、調整可能な交流電圧の範囲が狭くなることで発生する第2モータジェネレータ14の騒音やトルク変動を抑えることができる。 Finally, specific effects will be described. According to the fourth embodiment, when the AC voltage immediately before switching the transmission 15 is larger than the predetermined voltage threshold, as in the second embodiment, when the control mode is the one-pulse mode, the overmodulation mode or sine When the wave modulation mode is the overmodulation mode, the magnitude of the AC voltage that can be output can be further reduced by switching to the sine wave modulation mode. Therefore, it is possible to suppress the noise and torque fluctuation of the second motor generator 14 that are generated when the range of the adjustable AC voltage is narrowed.
なお、上述した第3及び第4実施形態では、変速機15の変速比の切換えを完了した後に、第2モータジェネレータ制御装置18の制御モードを切換えている例を挙げているが、これに限られるものではない。第2モータジェネレータ制御装置18の制御モードの切換えを完了した後に、変速機15の変速比を切換えても同様の効果を得ることができる。
In the third and fourth embodiments described above, an example is given in which the control mode of the second motor
1・・・ハイブリッド車両、2・・・エンジン、3・・・第1クラッチ、4・・・モータジェネレータ(モータ)、5・・・第2クラッチ(クラッチ)、6・・・出力軸、
7・・・デファレンシャルギヤ、8・・・車輪駆動軸、9・・・車輪(駆動輪)、10・・・第2クラッチ制御装置(クラッチ制御手段)、11・・・モータジェネレータ制御装置(モータ制御手段)、12・・・バッテリ、13・・・第1モータジェネレータ(発電機)、14・・・第2モータジェネレータ(モータ)、15・・・変速機、16・・・変速機制御装置(変速機制御手段)、17・・・第1モータジェネレータ制御装置(発電機制御手段)、18・・・第2モータジェネレータ制御装置(モータ制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle, 2 ... Engine, 3 ... 1st clutch, 4 ... Motor generator (motor), 5 ... 2nd clutch (clutch), 6 ... Output shaft,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Differential gear, 8 ... Wheel drive shaft, 9 ... Wheel (drive wheel), 10 ... Second clutch control device (clutch control means), 11 ... Motor generator control device (motor Control means), 12 ... battery, 13 ... first motor generator (generator), 14 ... second motor generator (motor), 15 ... transmission, 16 ... transmission control device (Transmission control means), 17 ... first motor generator control device (generator control means), 18 ... second motor generator control device (motor control means)
Claims (10)
さらに、前記モータ制御手段及び前記クラッチ制御手段は、前記制御モードの切換えと、前記クラッチの接続又は切断とが、異なるタイミングで実施されるように前記モータ及び前記クラッチをそれぞれ制御することを特徴とする車両の制御装置。 A motor that generates a driving force by being supplied with an AC voltage; a motor control unit that controls the AC voltage by sequentially switching a plurality of control modes; and the motor and driving wheels. In a vehicle control device comprising a clutch to be connected or disconnected, and a clutch control means for controlling connection or disconnection of the clutch, and capable of traveling at least with the driving force,
Further, the motor control means and the clutch control means respectively control the motor and the clutch so that the switching of the control mode and the connection or disconnection of the clutch are performed at different timings. A vehicle control device.
さらに、前記モータ制御手段及び前記変速機制御手段は、前記制御モードの切換えと、前記変速比の切換えとが、異なるタイミングで実施されるように前記モータ及び前記変速機をそれぞれ制御することを特徴とする車両の制御装置。 A motor that generates a driving force by being supplied with an AC voltage, a motor control unit that controls the driving force by sequentially switching a plurality of control modes and controlling the AC voltage, and a rotation of the driving force of the motor In a vehicle control apparatus comprising: a transmission that changes speed and transmits it to drive wheels; and a transmission control means that controls switching of a transmission gear ratio of the transmission, and at least a vehicle that can travel with the driving force.
Further, the motor control means and the transmission control means respectively control the motor and the transmission so that the switching of the control mode and the switching of the gear ratio are performed at different timings. A vehicle control device.
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