JP2010114978A - Regeneration control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両走行用のモータを備え、車両の減速時に車両の運動エネルギーを回生する車両の回生制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle regeneration control device that includes a motor for driving a vehicle and regenerates kinetic energy of the vehicle when the vehicle is decelerated.
ハイブリッド自動車(HV車)や電気自動車(EV車)では、車両走行用のモータ(モータジェネレータ)を備え、車両推進時には、モータを電動機として動作させ、その出力トルクにより車輪を駆動して推進することができる。 A hybrid vehicle (HV vehicle) or an electric vehicle (EV vehicle) includes a motor (motor generator) for driving the vehicle, and when propelling the vehicle, the motor is operated as an electric motor and the wheels are driven by the output torque for propulsion. Can do.
その一方、車両減速時には、モータを発電機として動作させ、車両の運動エネルギーを回生することができる。より詳しくは、モータを発電機として動作させて(回生トルクを発生させて)、その回生トルクを電力に変換することで、この電力をバッテリに回収すると共に、車輪に制動力を生じさせる、いわゆる回生制動を行うことができる。 On the other hand, when the vehicle decelerates, the motor can be operated as a generator to regenerate the kinetic energy of the vehicle. More specifically, by operating the motor as a generator (generating regenerative torque) and converting the regenerative torque into electric power, this electric power is collected in the battery and a braking force is generated on the wheels, so-called Regenerative braking can be performed.
かかる回生制動時には、モータにおいて、回生トルクによる振動が発生し、この振動の伝達による騒音、すなわち回生音が発生する。 At the time of such regenerative braking, vibration due to regenerative torque is generated in the motor, and noise due to transmission of this vibration, that is, regenerative sound is generated.
そこで、特許文献1に記載の技術では、モータ及びその動力伝達系を含む駆動ユニットを車両に搭載するためのマウント装置に、車両の回生制動時に、モータで発生する振動とは逆位相の振動を発生させるアクティブマウントの機能を持たせて、回生トルクにより発生した振動をマウントの振動制御によりキャンセルして、回生音の低減を図っている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、振動源と逆位相の振動を発生させる機能を持たせたマウント装置(アクティブマウント)が必要で、コストアップになるという問題点があった。
However, the technique described in
本発明は、このような実状に鑑み、簡単な構成で、モータによる回生時の回生音の改善を図ることができる車両の回生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 a situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle regeneration control device that can improve regenerative sound during regeneration by a motor with a simple configuration.
このため、本発明では、モータによる回生時に、モータの共振周波数帯の運転領域と非共振周波数帯の運転領域とのうち少なくとも一方の運転領域にて、運転領域間の回生音の変動を減少させる方向に、回生トルクを補正する構成とした。 For this reason, in the present invention, during regeneration by the motor, the fluctuation of the regenerative sound between the operation regions is reduced in at least one of the operation region in the resonance frequency band of the motor and the operation region in the non-resonance frequency band. The configuration is such that the regenerative torque is corrected in the direction.
より具体的には、モータの共振周波数帯の運転領域にて、回生トルクを減少させ、及び/又は、非共振周波数帯の運転領域にて、回生トルクを増大させる構成とした。 More specifically, the configuration is such that the regenerative torque is decreased in the operation region of the resonance frequency band of the motor and / or the regenerative torque is increased in the operation region of the non-resonance frequency band.
モータによる回生時の回生音は、モータの固有振動と車両で決まる構造共振により変動し、モータの共振周波数帯の運転領域にて、非共振周波数帯の運転領域との比較で、回生音が突出することで、乗員に違和感を与えている。 The regenerative sound during regeneration by the motor fluctuates due to the natural vibration of the motor and the structural resonance determined by the vehicle, and the regenerative sound is prominent in the operating region of the motor's resonant frequency band compared to the operating region of the non-resonant frequency band. By doing so, the passengers feel uncomfortable.
本発明によれば、回生トルクを補正して、運転領域間での回生音の変動を低減することができ、減速時に運転領域の変化に伴って回生音が大きく変動するといった違和感を少なくすることができる。 According to the present invention, it is possible to correct the regenerative torque to reduce the fluctuation of the regenerative sound between the operation areas, and to reduce the uncomfortable feeling that the regenerative sound greatly fluctuates with the change of the operation area during deceleration. Can do.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車の車両駆動装置の断面図、図2はその模式図である。主に図2で説明する。 FIG. 1 is a sectional view of a vehicle drive device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram thereof. This will be mainly described with reference to FIG.
この車両駆動装置は、同一軸線上に、エンジンENGと、電動機と発電機とを兼ね、主に発電機として動作するモータジェネレータMG1と、主に電動機として動作するモータジェネレータMG2とを備えている。 This vehicle drive device includes, on the same axis, an engine ENG, a motor generator MG1 that functions as both a motor and a generator and operates mainly as a generator, and a motor generator MG2 that mainly operates as a motor.
エンジンENGは、内燃機関であり、燃料噴射装置、点火装置、及び、スロットルバルブ(いずれも図示せず)を有していて、これらの制御により、出力を調整することができる。このエンジンENGの出力軸1はトーションダンパ2を経て出力軸3となり、モータジェネレータMG1の中空の回転軸4内を通って、延在している。
The engine ENG is an internal combustion engine, and includes a fuel injection device, an ignition device, and a throttle valve (all not shown), and the output can be adjusted by these controls. The
モータジェネレータMG1は、回転軸4に取付けられ複数の永久磁石が埋め込まれた内側のロータ5と、三相コイルを巻回してなる外側のステータ6とからなり、電動機と発電機とを兼ねるが、主として発電機として動作する(ロータ5の回転によりステータ6側のコイルに電流を発生させる)。
The motor generator MG1 includes an
モータジェネレータMG2は、回転軸7に取付けられ複数の永久磁石が埋め込まれた内側のロータ8と、三相コイルを巻回してなる外側のステータ9とからなり、電動機と発電機とを兼ねるが、主として電動機として動作する(ステータ9側のコイルに供給する電流による磁界でロータ8を回転させる)。 The motor generator MG2 includes an inner rotor 8 attached to the rotary shaft 7 and embedded with a plurality of permanent magnets, and an outer stator 9 formed by winding a three-phase coil, and serves as both an electric motor and a generator. It mainly operates as an electric motor (rotor 8 is rotated by a magnetic field generated by a current supplied to a coil on the stator 9 side).
また、モータジェネレータMG1とMG2との間に、動力分配機構PSDと、減速機構RDとを備えている。 Further, a power distribution mechanism PSD and a speed reduction mechanism RD are provided between the motor generators MG1 and MG2.
動力分配機構PSDは、内側のサンギア10と、外側のリングギア11と、これらの中間のピニオンギア12と、ピニオンギア12を支持するプラネタリーキャリア13とから構成される遊星歯車機構であり、サンギア10の軸、リングギア11の軸、キャリア13の軸が動力の入出力軸となり、これら3軸のうち、いずれか2軸へ入出力される動力が決定されると、これらに基づいて残りの1軸に入出力される動力が決定される。
The power distribution mechanism PSD is a planetary gear mechanism including an
そして、エンジンENGの出力軸1(3)が動力分配機構PSDのキャリア13に接続され、モータジェネレータMG1の回転軸4が動力分配機構PSDのサンギア10に接続されている。また、モータジェネレータMG2の回転軸7が減速機構RDを介して動力分配機構PSDのリングギア11に接続されている。そして、このリングギア11から動力が取出される。
Output shaft 1 (3) of engine ENG is connected to carrier 13 of power distribution mechanism PSD, and rotation shaft 4 of motor generator MG1 is connected to
減速機構RDは、内側のサンギア14と、外側のリングギア15と、これらの中間のピニオンギア16と、ピニオンギア16を支持するプラネタリーキャリア17とから構成される遊星歯車機構であり、キャリア17は固定されている。従って、サンギア14の回転を減速してリングギア15へ伝達するものである。
The speed reduction mechanism RD is a planetary gear mechanism that includes an
そして、モータジェネレータMG2の回転軸7が減速機構RDのサンギア14に接続されている。その一方、減速機構RDのリングギア15と動力分配機構PSDのリングギア11は、同一のリングギアケース18の内周に形成されていて、一体に回転するようになっている。
The rotating shaft 7 of the motor generator MG2 is connected to the
そして、動力分配機構PSD(及び減速機構RD)のリングギアケース18の外周に動力取出し用のカウンタードライブギア19が設けられ、このカウンタードライブギア19によりカウンタードリブンギア20を介して、中間軸21を駆動する。
A
中間軸21にはファイナルドライブギア22が設けられ、このファイナルドライブギア22によりファイナルドリブンギア23を介して、駆動輪の車軸に設けられたデファレンシャル装置DEFを駆動する。
The
尚、車両の減速時には、モータジェネレータMG2を発電機として動作させて、回生制動を行う。このとき、エンジンENGは停止させ、モータジェネレータMG1も停止させる(空転状態)。 During deceleration of the vehicle, regenerative braking is performed by operating motor generator MG2 as a generator. At this time, engine ENG is stopped and motor generator MG1 is also stopped (idling state).
次にモータジェネレータMG1、MG2への電力供給系について図3及び図4により説明する。図3は概略図、図4は回路図である。 Next, a power supply system to motor generators MG1 and MG2 will be described with reference to FIGS. 3 is a schematic diagram, and FIG. 4 is a circuit diagram.
電力供給系は、ニッケル水素又はリチウムイオン等の二次電池からなるバッテリ30と、パワーコントロールユニット(以下「PCU」という)31とから構成される。PCU31は、バッテリ30から供給される直流電圧を昇圧する昇圧コンバータ32と、昇圧コンバータ32からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG1、MG2に供給するインバータ33、34とから構成される。
The power supply system includes a
尚、モータジェネレータMG1、MG2が発電機として動作するときは、モータジェネレータMG1、MG2からの交流電圧がインバータ33、34にて直流電圧に変換され、昇圧コンバータ32にて逆に降圧された後、バッテリ30に充電される。
When the motor generators MG1 and MG2 operate as generators, AC voltages from the motor generators MG1 and MG2 are converted into DC voltages by the
昇圧コンバータ32は、図4に示すように、コンデンサ35と、リアクトル36と、昇圧用パワーモジュール(以下「昇圧用IPM」という;IPM=Intelligent Power Module)37とを含んで構成される。また、昇圧用IPM37は、パワースイッチング素子として用いた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(以下「IGBT」という;IGBT=Insulated Gate Bipolar Transistor )Q1、Q2と、ダイオードD1、D2とを含んで構成される。
As shown in FIG. 4,
コンデンサ35は、バッテリ30の電源ラインと接地ラインとの間に接続され、バッテリ30から供給される直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をリアクトル36へ供給(あるいは逆にリアクトル36からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をバッテリ30に充電)する。
Capacitor 35 is connected between a power supply line and a ground line of
リアクトル36は、その一端がコンデンサ35の電源ラインに接続され、他端がIGBT・Q1とIGBT・Q2との中間点(IGBT・Q1のエミッタとIGBT・Q2のコレクタとの間)に接続される。
IGBT・Q1とIGBT・Q2は直列に接続されて、IGBT・Q1のコレクタが後段のインバータ33、34(コンデンサ38)の電源ラインに接続され、IGBT・Q2のエミッタが接地ラインに接続される。
The IGBT · Q1 and the IGBT · Q2 are connected in series, the collector of the IGBT · Q1 is connected to the power supply line of the
また、各IGBT・Q1、Q2のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードD1、D2が接続される。 In addition, diodes D1 and D2 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collector and emitter of each of the IGBTs Q1 and Q2.
ここで、接地側のIGBT・Q2がONとなるとバッテリ30(コンデンサ35)の電圧がリアクトル36に充電され、その結果、リアクトル36内の電圧が上昇する。リアクトル36内の電圧が上昇すると接地側のIGBT・Q2をOFFとし、このときIGBT・Q2に逆起電力が発生する。すると、発生した逆起電力に引き起こされ、リアクトル36に充電されている電力が電源側のダイオードD1を経てインバータ33、34側(コンデンサ38側)に流れる。これにより、接地側のIGBT・Q2がONされた期間に応じて、バッテリ30(コンデンサ35)から供給される直流電圧を昇圧し、インバータ33、34(コンデンサ38)へ供給する。
Here, when the IGBT / Q2 on the ground side is turned on, the voltage of the battery 30 (capacitor 35) is charged in the
インバータ33は、図4に示すように、コンデンサ38と、インバータ用パワーモジュール(インバータ用IPM)39とを含んで構成される。また、インバータ用IPM39は、パワースイッチング素子として用いた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)Q3〜Q8と、ダイオードD3〜D8とを含んで構成される。
As shown in FIG. 4, the
インバータ34は、図4に示すように、インバータ33と共用のコンデンサ38と、インバータ用パワーモジュール(インバータ用IPM)40とを含んで構成される。また、インバータ用IPM40は、インバータ用IPM39と同様に、パワースイッチング素子として用いた6個の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)Q3〜Q8と、ダイオードD3〜D8とを含んで構成される。
As shown in FIG. 4, the
コンデンサ38は、昇圧コンバータ32からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ用IPM39、40へ供給(あるいは逆にインバータ用IPM39、40からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ32へ供給)する。
Capacitor 38 smoothes the DC voltage from
インバータ用IPM39、40は、PWM制御(擬似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御)により、コンデンサ38からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータMG1、MG2に供給(あるいは逆にモータジェネレータMG1、MG2からの交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ38に供給)するもので、コンデンサ38の電源ラインと接地ラインとの間に、並列に、U相アームと、V相アームと、W相アームとを備える。
The
U相アームは、コンデンサ38の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、2つのIGBT・Q3、Q4を備え、各IGBT・Q3、Q4にダイオードD3、D4がそれぞれ逆並列に接続される。 The U-phase arm includes two IGBTs Q3 and Q4 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 38, and diodes D3 and D4 are connected in antiparallel to the IGBTs Q3 and Q4, respectively.
V相アームも、コンデンサ38の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、2つのIGBT・Q5、Q6を備え、各IGBT・Q5、Q6にダイオードD5、D6がそれぞれ逆並列に接続される。 The V-phase arm also includes two IGBTs Q5 and Q6 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 38, and diodes D5 and D6 are connected in antiparallel to the IGBTs Q5 and Q6, respectively.
W相アームも、コンデンサ38の電源ラインと接地ラインとの間に直列に、2つのIGBT・Q7、Q8を備え、各IGBT・Q7、Q8にダイオードD7、D8がそれぞれ逆並列に接続される。 The W-phase arm also includes two IGBTs Q7 and Q8 in series between the power supply line and the ground line of the capacitor 38, and diodes D7 and D8 are connected in antiparallel to the IGBTs Q7 and Q8, respectively.
U、V、W各相アームの中間点は、モータジェネレータMG1、MG2の各一端においてスター結線されたU、V、W各相コイルの他端に接続される。すなわち、IGBT・Q3、Q4の中間点がU相コイルに接続され、IGBT・Q5、Q6の中間点がV相コイルに接続され、IGBT・Q7、Q8の中間点がW相コイルに接続される。 The intermediate point of each U, V, W phase arm is connected to the other end of each U, V, W phase coil that is star-connected at one end of each of motor generators MG1, MG2. That is, the intermediate point of IGBTs Q3 and Q4 is connected to the U-phase coil, the intermediate point of IGBTs Q5 and Q6 is connected to the V-phase coil, and the intermediate point of IGBTs Q7 and Q8 is connected to the W-phase coil. .
従って、U、V、W各相への正弦波電圧に合わせて、各相アームの電源側のIGBTのON期間と接地側のIGBTのON期間との比率を制御することにより、擬似的な交流電圧を得て、モータジェネレータMG1、MG2を駆動することができる。 Therefore, by controlling the ratio between the ON period of the IGBT on the power supply side and the ON period of the IGBT on the ground side in accordance with the sine wave voltage to each phase of U, V, and W, pseudo alternating current Motor generators MG1 and MG2 can be driven by obtaining a voltage.
逆に、モータジェネレータMG1、MG2が発電した交流電圧をインバータ用IPM39、40でのPWM制御により直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ38を介して昇圧コンバータ32へ供給して降圧させ、バッテリ30に充電することができる。
Conversely, the AC voltage generated by motor generators MG1 and MG2 is converted into a DC voltage by PWM control in
電子制御装置(ECU)としては、図3に併せて示したように、エンジンENG(その燃料噴射装置、点火装置、及び、スロットルバルブなど)を制御するエンジンECU41と、モータジェネレータMG1、MG2(詳しくは昇圧コンバータ32及びインバータ33、34)を制御するモータECU42とが設けられ、更に、エンジンECU41及びモータECU42を統合制御するハイブリッドECU43が設けられる。
As shown in FIG. 3, the electronic control unit (ECU) includes an
ハイブリッドECU43は、アクセル開度センサ44、車速センサ45等を含む各種センサからの信号に基づいて、運転モード(エンジン走行モード、モータ走行モード等)を決定し、エンジントルク及びモータトルクを決定し、エンジンECU41及びモータECU42に対し指令する。
The
エンジンECU41は、ハイブリッドECU43からのエンジントルク指令値に基づいて、エンジンENGの燃料噴射装置、点火装置、及び、スロットルバルブなどを制御して、所望のエンジントルクを得る。
Based on the engine torque command value from the
モータECU42は、ハイブリッドECU43からのモータトルク指令値に基づいて、昇圧コンバータ32及びインバータ33、34をPWM制御し、所望のモータトルクを得る。
The
特にモータジェネレータMG2については次のように制御する。 In particular, the motor generator MG2 is controlled as follows.
車両の推進時(通常運転時)であって、モータ走行モードなどのときは、モータジェネレータMG2を電動機として動作させるが、モータトルク指令値に応じたトルクを発生するように、モータトルク指令値に応じてインバータ34をPWM制御する。
When the vehicle is propelled (during normal operation) and in the motor running mode, the motor generator MG2 is operated as an electric motor, but the motor torque command value is set so that torque according to the motor torque command value is generated. Accordingly, the
また、車両の減速時(回生制動時)は、モータジェネレータMG2を発電機として動作させるが、回生トルク指令値に応じた回生制動を行うように、回生トルク指令値に応じてインバータ34をPWM制御する。
When the vehicle is decelerating (during regenerative braking), motor generator MG2 is operated as a generator, but
ところで、上記のハイブリッド自動車においては、回生制動時に、モータジェネレータMG2がエネルギー回収することで、作動音である回生音が発生する。 By the way, in the hybrid vehicle described above, during regenerative braking, the motor generator MG2 recovers energy to generate regenerative sound that is an operation sound.
かかる回生音は、モータの固有振動と車両で決まる構造共振により変動するがゆえ、車室内の乗員に違和感(不快感)を与えている。 Such regenerative sound fluctuates due to the natural vibration of the motor and the structural resonance determined by the vehicle, and thus gives a sense of discomfort (discomfort) to the passengers in the passenger compartment.
図5は、車速(モータ回転数)と回生音(回生音の騒音レベル)との関係を回生トルク別に示したもので(実線示)、共振周波数帯の運転領域(車速域)A1、A2、A3にて、非共振周波数帯の運転領域(車速域)B1、B2に比べ、回生音(騒音レベル)が大きくなり、減速時に運転領域の変化(車速の低下)に伴って回生音が変動することで、乗員に違和感を与えていることがわかる。 FIG. 5 shows the relationship between vehicle speed (motor rotation speed) and regenerative sound (regenerative sound noise level) for each regenerative torque (shown by a solid line), and the operation range (vehicle speed range) A1, A2, At A3, the regenerative sound (noise level) is larger than the non-resonant frequency band operation areas (vehicle speed areas) B1 and B2, and the regenerative sound fluctuates with changes in the operation area (decrease in vehicle speed) during deceleration. This shows that the passengers feel uncomfortable.
尚、モータの回転数(回転周波数)によって共振レベルが変化するのであるが、本実施形態の駆動系では、車速によりモータ回転数が一義的に定まるので、モータ回転数の代わりに車速をパラメータとすることができる。 Although the resonance level changes depending on the motor rotation speed (rotation frequency), in the drive system of this embodiment, the motor rotation speed is uniquely determined by the vehicle speed, so the vehicle speed is used as a parameter instead of the motor rotation speed. can do.
その一方、回生トルク(回生制動トルク)が要求減速トルク(要求制動トルク)より小さいことを前提とすると、従来は、回生音のレベルによらず、停止直前の車速帯を除き、回生トルク(モータ電流)は、一定に制御されていた(図6の実線示)。回生量を大きくとるためである。 On the other hand, assuming that the regenerative torque (regenerative braking torque) is smaller than the required deceleration torque (required braking torque), conventionally, the regenerative torque (motor) (Current) was controlled to be constant (shown by a solid line in FIG. 6). This is to increase the amount of regeneration.
そこで、本実施形態では、共振周波数帯の運転領域(共振発生のおそれのある運転領域)A1、A2、A3と、非共振周波数帯の運転領域(共振発生のおそれのない運転領域)B1、B2とのうち、少なくとも一方の運転領域にて、運転領域間の回生音の変動を減少させる方向に、回生トルク(モータ電流)を補正する。 Therefore, in the present embodiment, the operation regions in the resonance frequency band (operation regions in which resonance may occur) A1, A2, and A3, and the operation regions in the non-resonance frequency band (operation regions in which resonance does not occur) B1 and B2 In at least one of the operating regions, the regenerative torque (motor current) is corrected so as to reduce the fluctuation of the regenerative sound between the operating regions.
より具体的には、モータの共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3にて、回生トルクを減少させ、及び/又は、非共振周波数帯の運転領域B1、B2にて、回生トルクを増大させる。 More specifically, the regenerative torque is decreased in the operation areas A1, A2, and A3 in the resonance frequency band of the motor and / or the regenerative torque is increased in the operation areas B1 and B2 in the non-resonance frequency band. .
より望ましくは、図6(点線示)に車速(モータ回転数)と回生トルク(モータ電流)との関係を示すように、モータの共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3にて、回生トルクを減少させ、非共振周波数帯の運転領域B1、B2にて、回生トルクを増大させる。尚、図6は、基本の回生トルク(実線示)に対する補正後の回生トルク(点線示)を示し、差分が補正値に相当する。 More desirably, as shown in FIG. 6 (shown by a dotted line), the regenerative torque is obtained in the operation areas A1, A2, and A3 in the resonance frequency band of the motor so as to show the relationship between the vehicle speed (motor rotational speed) and the regenerative torque (motor current). And the regenerative torque is increased in the operation regions B1 and B2 in the non-resonant frequency band. FIG. 6 shows the regenerative torque after correction (shown by the dotted line) with respect to the basic regenerative torque (shown by the solid line), and the difference corresponds to the correction value.
すなわち、共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3にて、回生トルク(モータ電流)を小さくすることで、当該領域での回生音の突出を抑えることができる。 That is, by reducing the regenerative torque (motor current) in the operation regions A1, A2, and A3 in the resonance frequency band, protrusion of regenerative sound in the region can be suppressed.
また、非共振周波数帯の運転領域B1、B2にて、回生トルク(モータ電流)を大きくすることで、当該領域での回生音の落ち込みをなくすことができる。 Further, by increasing the regenerative torque (motor current) in the operation regions B1 and B2 in the non-resonant frequency band, it is possible to eliminate the drop of regenerative sound in the region.
これらにより、図5に点線で示すような車速−回生音特性が得られ、回生時の車室内における回生音の変動がなくなり、減速時の違和感(不快感)がなくなる。そればかりか、リニアなサウンド感を得ることができ、車両の商品性をアップすることができる。 As a result, the vehicle speed-regenerative sound characteristic shown by the dotted line in FIG. 5 is obtained, the fluctuation of the regenerative sound in the vehicle interior during regeneration is eliminated, and the sense of incongruity (discomfort) during deceleration is eliminated. In addition, a linear sound feeling can be obtained, and the merchantability of the vehicle can be improved.
具体的な制御を図7のフローチャートにより説明する。 Specific control will be described with reference to the flowchart of FIG.
この回生制御ルーチンは、ハイブリッドECU43(又はモータECU42)により、所定の回生制御条件(減速運転時)にて、所定時間毎に実施される。 This regenerative control routine is executed every predetermined time by the hybrid ECU 43 (or the motor ECU 42) under a predetermined regenerative control condition (during deceleration operation).
ここでいう所定の回生制御条件とは、例えば、アクセル開度=0、車速V≧所定値の減速運転時で、かつ、バッテリ30の充電量SOCが限界値未満などの条件とする。
Here, the predetermined regenerative control condition is, for example, a condition in which the accelerator opening degree = 0, the vehicle speed V ≧ decelerated operation with a predetermined value, and the charge amount SOC of the
S1では、車速検出手段(モータ回転数検出手段)である車速センサ45の信号を読込んで、車速Vを検出する。
In S1, the signal of the
S2では、車速(モータ回転数)に応じて回生トルクに対する補正値(回生トルク補正値)を定めたテーブルを参照し、検出された車速Vに基づいて、回生トルク補正値(補正係数)を求める。 In S2, a regenerative torque correction value (correction coefficient) is obtained based on the detected vehicle speed V with reference to a table that defines a correction value (regenerative torque correction value) for the regenerative torque according to the vehicle speed (motor rotation speed). .
S3では、S2で求めた回生トルク補正値(補正係数)により、回生トルクを補正して、補正後の回生トルクを求める。 In S3, the regenerative torque is corrected by the regenerative torque correction value (correction coefficient) obtained in S2, and the regenerated torque after correction is obtained.
尚、S2で用いるテーブルを車速(モータ回転数)に応じて補正後の回生トルクを定めたものとして、テーブルから直接的に補正後の回生トルクを求めるようにしてもよい。 The corrected regenerative torque may be obtained directly from the table, assuming that the table used in S2 has the corrected regenerative torque determined according to the vehicle speed (motor rotation speed).
S4では、S3で求めた補正後の回生トルク(指令値)に基づいて、回生トルク制御を行う。すなわち、回生トルク指令値に応じた回生制動を行うように、回生トルク指令値に応じてインバータ34をPWM制御することで、モータ電流を制御する。
In S4, regenerative torque control is performed based on the corrected regenerative torque (command value) obtained in S3. That is, the motor current is controlled by PWM-controlling the
S2で用いる車速−回生トルク補正値(若しくは補正後の回生トルク)のテーブル(マップとも呼ぶ)は、図5に点線で示したような車速−回生音特性を得るように、図6に点線で示したように作成され、モータの共振周波数帯の運転領域(車速域)A1、A2、A3にて、回生音を減少させるように、回生トルクを減少させる。逆に、非共振周波数帯の運転領域(車速域)B1、B2では、回生音を増大させるように、回生トルクを増大させる。 A vehicle speed-regenerative torque correction value (or regenerative torque after correction) table (also referred to as a map) used in S2 is indicated by a dotted line in FIG. 6 so as to obtain a vehicle speed-regenerative sound characteristic as indicated by a dotted line in FIG. The regenerative torque is reduced so as to reduce the regenerative sound in the operating range (vehicle speed range) A1, A2, A3 of the motor resonance frequency band. On the contrary, in the non-resonant frequency band driving regions (vehicle speed regions) B1 and B2, the regenerative torque is increased so as to increase the regenerative sound.
従って、上記のテーブルは、車速(モータ回転数)の変化に対し回生音の変化(回生音の騒音レベルの変化)が滑らかとなるように、車速(モータ回転数)に応じて回生トルク補正値(若しくは補正後の回生トルク)を定めている。 Therefore, the above table shows the regenerative torque correction value according to the vehicle speed (motor rotation speed) so that the change of the regenerative sound (change of the noise level of the regenerative sound) becomes smooth with respect to the change of the vehicle speed (motor rotation speed). (Or regenerative torque after correction).
本実施形態によれば、モータによる回生時に、モータの共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3と非共振周波数帯の運転領域B1、B2とのうち少なくとも一方の運転領域にて、運転領域間の回生音の変動を減少させる方向に、回生トルクを補正する構成としたため、減速時に運転領域の変化に伴って回生音が大きく変動するといった違和感を少なくすることができる。 According to the present embodiment, during regeneration by the motor, between the operation regions in at least one of the operation regions A1, A2, A3 in the resonance frequency band of the motor and the operation regions B1, B2 in the non-resonance frequency band. Since the configuration is such that the regenerative torque is corrected so as to reduce the fluctuation of the regenerative sound, it is possible to reduce the uncomfortable feeling that the regenerative sound fluctuates greatly with a change in the operation region during deceleration.
また、本実施形態によれば、前記共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3にて、回生トルクを減少させる構成としたため、当該領域での回生音の突出を抑制することができ、回生音の変動低減の他、騒音レベルの低下を図ることができる。 Moreover, according to this embodiment, since it was set as the structure which reduces regenerative torque in operation area | region A1, A2, A3 of the said resonance frequency band, the protrusion of the regenerative sound in the said area | region can be suppressed, and regenerative sound is suppressed. In addition to reducing fluctuations in noise, it is possible to reduce the noise level.
また、本実施形態によれば、前記非共振周波数帯の運転領域B1、B2にて、回生トルクを増大させる構成としたため、当該領域での回生音の落ち込みを少なくし、回生音の変動低減に寄与できる。尚、回生トルクの基本指令値が回生量を大きくとるために限界値付近に設定されているときは、回生トルクの増大代は少ないが、回生トルクの基本指令値が比較的低めに設定されているときは、回生トルクの増大代が大きく、効果が大きい。 Moreover, according to this embodiment, since it was set as the structure which increases regenerative torque in the driving | operation area | region B1, B2 of the said non-resonant frequency band, the fall of the regenerative sound in the said area | region is decreased, and the fluctuation | variation of regenerative sound is reduced. Can contribute. When the basic command value for regenerative torque is set near the limit value in order to increase the regenerative amount, the increase in regenerative torque is small, but the basic command value for regenerative torque is set relatively low. When it is, the regenerative torque increase is large and the effect is great.
また、本実施形態によれば、前記共振周波数帯の運転領域A1、A2、A3にて、回生トルクを減少させ、前記非共振周波数帯の運転領域B1、B2にて、回生トルクを増大させる構成としたため、回生音の変動をより効果的に低減して、減速時の違和感をなくすだけでなく、リニアなサウンド感を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, the configuration is such that the regenerative torque is decreased in the operation regions A1, A2, and A3 in the resonance frequency band, and the regenerative torque is increased in the operation regions B1 and B2 in the non-resonance frequency band. Therefore, the fluctuation of the regenerative sound can be reduced more effectively to eliminate the uncomfortable feeling during deceleration, and a linear sound feeling can be obtained.
また、本実施形態によれば、モータの回転数に応じて回生トルクに対する補正値若しくは補正後の回生トルクを定めたテーブルを有し、このテーブルを参照して、回転数検出手段により検出されるモータの回転数に応じた、回生トルク指令を行う構成としたため、回転数の全域で最適な回生トルク制御を行うことができ、容易に所望の回生音特性を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, the table having the correction value for the regenerative torque or the regenerative torque after the correction determined according to the rotation speed of the motor is detected by the rotation speed detection means with reference to this table. Since the configuration is such that a regenerative torque command is provided in accordance with the rotational speed of the motor, optimal regenerative torque control can be performed over the entire rotational speed range, and desired regenerative sound characteristics can be easily obtained.
すなわち、前記テーブルを、モータの回転数の変化に対し回生音の変化が滑らかとなるように、モータの回転数に応じて回生トルクに対する補正値若しくは補正後の回生トルク定めるものとすることで、理想とする回生音特性を容易に得ることができる。 That is, by setting the correction value for the regenerative torque or the regenerative torque after the correction according to the rotation speed of the motor so that the change of the regenerative sound becomes smooth with respect to the change of the rotation speed of the motor, Ideal regenerative sound characteristics can be easily obtained.
また、回転数検出手段に代えて、車速検出手段を用い、車速に応じて回生トルク補正を行うことにより、より簡易に制御することができる。 Further, it is possible to perform control more simply by using vehicle speed detection means instead of the rotation speed detection means and performing regenerative torque correction according to the vehicle speed.
次に、液圧ブレーキ装置との間で協調制御を行う場合について説明する。 Next, a case where cooperative control is performed with the hydraulic brake device will be described.
図3に併せて示すように、液圧ブレーキ装置46を制御するブレーキECU47を備え、ハイブリッドECU43との間で協調制御を行う。
As shown in FIG. 3, a
図8は協調制御の場合の回生トルク制御のフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart of regenerative torque control in the case of cooperative control.
この回生制御ルーチンは、ハイブリッドECU43により、ブレーキECU47との間で通信しつつ、所定の回生制御条件(減速運転時)にて、所定時間毎に実行される。
This regenerative control routine is executed at predetermined time intervals under a predetermined regenerative control condition (during deceleration operation) while communicating with the
S11では、後述のごとくブレーキECU47によりブレーキペダル操作量に基づいて算出されて送信される要求減速トルク(要求制動トルク)Treq を受信する。
In S11, as described later, the
S12では、バッテリ30の状態(充電量SOC、温度)、及び、車速Vに基づいて、回生トルク上限値Tgmaxを算出する。 In S12, the regenerative torque upper limit value Tgmax is calculated based on the state of the battery 30 (charge amount SOC, temperature) and the vehicle speed V.
尚、大きな回生トルクが発生するほど、バッテリ30は大きな充電電流で充電されるが、バッテリ30が受け入れることが可能な回生エネルギーの上限は、バッテリ30の充電量SOCと温度とによって制限される。また、モータジェネレータMG2が発生し得る回生エネルギーの上限は、車速Vによって制限される。従って、回生トルクの上限は、バッテリ30の充電量SOC、温度、及び、車速Vによって制限される。よって、これらより、回生トルク上限値Tgmaxを求めるのである。
The
S13では、要求減速トルクTreq と回生トルク上限値Tgmaxとを比較し、大小を判別する。Treq ≧Tgmaxの場合は、S14へ進んで、回生トルクTgt=回生トルク上限値Tgmaxとする。逆に、Treq <Tgmaxの場合は、S15へ進んで、回生トルクTgt=要求減速トルクTreq とする。すなわち、要求減速トルクTreq と回生トルク上限値Tgmaxとのうち、小さい方を選択して、回生トルクTgtを設定する。 In S13, the required deceleration torque Treq and the regenerative torque upper limit value Tgmax are compared to determine the magnitude. When Treq ≧ Tgmax, the routine proceeds to S14, where the regenerative torque Tgt = the regenerative torque upper limit value Tgmax. On the other hand, if Treq <Tgmax, the process proceeds to S15, where regenerative torque Tgt = required deceleration torque Treq. That is, the smaller of the required deceleration torque Treq and the regenerative torque upper limit value Tgmax is selected to set the regenerative torque Tgt.
S16では、車速検出手段(モータ回転数検出手段)である車速センサ45の信号を読込んで、車速Vを検出する。
In S16, the signal of the
S17では、車速V(モータ回転数)に応じて回生トルクに対する補正値(回生トルク補正値)Kを定めたテーブルを参照し、検出された車速Vに基づいて、回生トルク補正値(補正係数)Kを求める。 In S17, a table in which a correction value (regenerative torque correction value) K for the regenerative torque is determined according to the vehicle speed V (motor rotation speed) and the regenerative torque correction value (correction coefficient) is determined based on the detected vehicle speed V. Find K.
S18では、S14又はS15で設定した回生トルクTgtを、S17で求めた回生トルク補正値(補正係数)Kにより、補正して、補正後の回生トルクTgtを求める(Tgt=Tgt・K)。 In S18, the regenerative torque Tgt set in S14 or S15 is corrected by the regenerative torque correction value (correction coefficient) K obtained in S17 to obtain a regenerative torque Tgt after correction (Tgt = Tgt · K).
S19では、補正後の回生トルクTgtと要求減速トルクTreq とを比較し、Tgt>Treq の場合のみ、S20へ進んで、Tgt=Treq とする。S17で回生トルクTgtの増大側への補正が行われた場合に要求減速トルクTreq を超えないようにするためである。 In S19, the corrected regenerative torque Tgt and the required deceleration torque Treq are compared, and only when Tgt> Treq, the process proceeds to S20 and Tgt = Treq is set. This is to prevent the required deceleration torque Treq from being exceeded when the correction to the increase side of the regenerative torque Tgt is performed in S17.
S21では、S18で求めた(あるいはS20で規制した)補正後の回生トルクTgt(指令値)に基づいて、回生トルク制御を行う。すなわち、回生トルク指令値に応じた回生制動を行うように、回生トルク指令値に応じてインバータ34をPWM制御することで、モータ電流を制御する。
In S21, regenerative torque control is performed based on the corrected regenerative torque Tgt (command value) obtained in S18 (or regulated in S20). That is, the motor current is controlled by PWM-controlling the
S22では、回生トルクの増減分を補うように、液圧制動トルクを発生させるよう、ブレーキECU47に対し、最終的な回生トルク(指令値)Tgtを、送信する。
In S22, the final regenerative torque (command value) Tgt is transmitted to the
図9は、図8の回生制御ルーチンと並行して、ブレーキECU47にて実行されるブレーキ液圧制御のフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of the brake fluid pressure control executed by the
この液圧制御ルーチンは、ブレーキECU47により、ハイブリッドECU43との間で通信しつつ、減速運転時に、所定時間毎に実行される。
The hydraulic pressure control routine is executed every predetermined time during deceleration operation while communicating with the
S31では、ブレーキ操作量に基づいて、要求減速トルク(要求制動トルク)Treq を算出する。尚、ブレーキ操作量は、液圧ブレーキ装置46内のマスタシリンダの油圧から検知することができる。
In S31, a required deceleration torque (required braking torque) Treq is calculated based on the brake operation amount. The amount of brake operation can be detected from the hydraulic pressure of the master cylinder in the
S32では、協調制御のため、ハイブリッドECU43に対し、要求減速トルク(要求制動トルク)Treq を送信する。
In S32, a required deceleration torque (required braking torque) Treq is transmitted to the
S33では、ハイブリッドECU43から、最終的な回生トルク(回生制動トルク)Tgtを受信する。
In S33, the final regenerative torque (regenerative braking torque) Tgt is received from the
S34では、要求減速トルク(要求制動トルク)Treq から回生トルク(回生制動トルク)Tgtを減算して、液圧制動トルクTbt=Treq −Tgtを算出する。 In S34, the hydraulic braking torque Tbt = Treq−Tgt is calculated by subtracting the regenerative torque (regenerative braking torque) Tgt from the required deceleration torque (required braking torque) Treq.
S35では、S34で求めた液圧制動トルクTbt(指令値)に基づいて、液圧ブレーキ制御を行う。すなわち、液圧制動トルク指令値に応じた液圧制動を行うように、液圧制動トルク指令値に応じて液圧ブレーキ装置46を制御する。
In S35, hydraulic brake control is performed based on the hydraulic braking torque Tbt (command value) obtained in S34. That is, the
本実施形態によれば、車両に装備される液圧ブレーキ装置46に対し、回生トルク補正手段(S16〜S18)による回生トルクの増減分を補うように、液圧制動トルクを発生させるよう指令する液圧ブレーキ制御手段(S34、S35)を備えることにより、回生トルクの増減補正にかかわらず、過不足のない制動力を得ることができる。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、車両の減速時にブレーキペダルの操作量に基づいて要求減速トルクを算出する要求減速トルク算出手段(S31)と、バッテリの状態及び車速に基づいて回生トルク上限値を算出する回生トルク上限値算出手段(S12)と、前記要求減速トルクと前記回生トルク上限値とのうち小さい方を選択して、回生トルクを設定する回生トルク設定手段(S13〜S15)と、前記要求減速トルクから前記回生トルクを減算して、液圧制動トルクを算出し、液圧ブレーキ装置に対し液圧制動トルク指令を行う液圧ブレーキ制御手段(S34、S35)と、を備える場合に、回生トルク補正手段(S17、S18)により、前記回生トルク設定手段(S13〜S15)により設定される回生トルクを補正することで、回生トルクの増減補正にかかわらず、過不足のない制動力を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, the required deceleration torque calculating means (S31) that calculates the required deceleration torque based on the operation amount of the brake pedal when the vehicle is decelerated, and the regenerative torque upper limit value based on the state of the battery and the vehicle speed. Regenerative torque upper limit calculating means (S12) to be calculated; regenerative torque setting means (S13 to S15) for selecting a smaller one of the required deceleration torque and the regenerative torque upper limit value to set the regenerative torque; A hydraulic brake control means (S34, S35) for subtracting the regenerative torque from the required deceleration torque to calculate a hydraulic braking torque and issuing a hydraulic braking torque command to the hydraulic brake device; The regenerative torque is corrected by correcting the regenerative torque set by the regenerative torque setting means (S13 to S15) by the regenerative torque correction means (S17, S18). Despite the increase or decrease correction of the click, it is possible to obtain a braking force just enough.
ENG エンジン
MG1 モータジェネレータ
MG2 モータジェネレータ
PSD 動力分配機構
RD 減速機構
DEF ディファレンシャル装置
1、3 エンジン出力軸
2 トーションダンパ
4 回転軸
5 ロータ
6 ステータ
7 回転軸
8 ロータ
9 ステータ
10 サンギア
11 リングギア
12 ピニオンギア
13 プラネタリーキャリア
14 サンギア
15 リングギア
16 ピニオンギア
17 プラネタリーキャリア
18 リングギアケース
19 カウンタードライブギア
20 カウンタードリブンギア
21 中間軸
22 ファイナルドライブギア
23 ファイナルドリブンギア
30 バッテリ
31 PCU(パワーコントロールユニット)
32 昇圧コンバータ
33 MG1用インバータ
34 MG2用インバータ
35 コンデンサ
36 リアクトル
37 昇圧用IPM(パワーモジュール)
38 コンデンサ
39、40 インバータ用IPM(パワーモジュール)
41 エンジンECU
42 モータECU
43 ハイブリッドECU
44 アクセル開度センサ
45 車速センサ
46 液圧ブレーキ装置
47 ブレーキECU
ENG Engine MG1 Motor generator MG2 Motor generator PSD Power distribution mechanism RD Deceleration mechanism DEF
32
38
41 Engine ECU
42 Motor ECU
43 Hybrid ECU
44
Claims (9)
前記モータによる回生時に、前記モータの共振周波数帯の運転領域と非共振周波数帯の運転領域とのうち少なくとも一方の運転領域にて、運転領域間の回生音の変動を減少させる方向に、回生トルクを補正する回生トルク補正手段を備えることを特徴とする車両の回生制御装置。 A regenerative control device for a vehicle that includes a motor for driving the vehicle, operates the motor as a generator when the vehicle decelerates, and regenerates kinetic energy of the vehicle,
During regeneration by the motor, regenerative torque in a direction to reduce fluctuations of regenerative sound between the operation areas in at least one of the operation areas of the resonance frequency band and the non-resonance frequency band of the motor. A regenerative torque correction means for correcting the regenerative torque is provided.
前記回生トルク補正手段は、前記モータの回転数に応じて回生トルクに対する補正値若しくは補正後の回生トルクを定めたテーブルを有し、このテーブルを参照して、前記検出手段により検出される前記モータの回転数に応じた、回生トルク指令を行うものであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の車両の回生制御装置。 A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the motor;
The regenerative torque correction means has a table in which a correction value for the regenerative torque or a corrected regenerative torque is determined according to the rotation speed of the motor, and the motor detected by the detection means with reference to this table The regenerative torque command according to any one of claims 1 to 4, wherein a regenerative torque command is issued in accordance with the rotational speed of the vehicle.
前記回生トルク補正手段は、車速に応じて回生トルクに対する補正値若しくは補正後の回生トルクを定めたテーブルを有し、このテーブルを参照して、前記検出手段により検出される車速に応じた、回生トルク指令を行うものであることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の車両の回生制御装置。 In place of the rotation speed detection means, a vehicle speed detection means is provided,
The regenerative torque correcting means has a table in which a correction value for the regenerative torque or a corrected regenerative torque is determined in accordance with the vehicle speed, and the regenerative torque in accordance with the vehicle speed detected by the detecting means is referred to this table. The vehicle regeneration control device according to claim 5 or 6, wherein a torque command is issued.
バッテリの状態及び車速に基づいて回生トルク上限値を算出する回生トルク上限値算出手段と、
前記要求減速トルクと前記回生トルク上限値とのうち小さい方を選択して、回生トルクを設定する回生トルク設定手段と、
前記要求減速トルクから前記回生トルクを減算して、液圧制動トルクを算出し、液圧ブレーキ装置に対し液圧制動トルク指令を行う液圧ブレーキ制御手段と、
を備え、
前記回生トルク補正手段は、前記回生トルク設定手段により設定される回生トルクを補正するものであることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の車両の回生制御装置。 Requested deceleration torque calculating means for calculating a requested deceleration torque based on an operation amount of a brake pedal at the time of deceleration of the vehicle;
Regenerative torque upper limit calculating means for calculating the regenerative torque upper limit based on the state of the battery and the vehicle speed;
Regenerative torque setting means for selecting a smaller one of the required deceleration torque and the regenerative torque upper limit value to set the regenerative torque;
A hydraulic brake control means for subtracting the regenerative torque from the required deceleration torque to calculate a hydraulic braking torque and issuing a hydraulic braking torque command to the hydraulic brake device;
With
The vehicle regeneration control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the regenerative torque correcting means corrects the regenerative torque set by the regenerative torque setting means.
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