JP2011161991A - Controller for on-vehicle power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸及び駆動輪と動力伝達が可能な駆動軸間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、これら出力軸、回転軸及び駆動軸のそれぞれに機械的に連結される第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構と、前記回転電機の発電電力を蓄電可能な蓄電手段とを備える車両に適用され、前記第3の回転体の回転速度が高いほど前記出力軸の回転速度の上限値を大きい値に設定し、該出力軸の回転速度を前記上限値以下に制限すべく前記回転電機を操作する車載動力発生装置の制御装置に関する。 The present invention is a power transmission mechanism that enables power transmission between an output shaft of an internal combustion engine, a rotating shaft of a rotating electrical machine, and a driving shaft capable of transmitting power to the driving wheel, and the output shaft, the rotating shaft, and the driving shaft. A power transmission mechanism for aligning rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body that are mechanically coupled to each of the first rotating body and the third rotating body on a collinear diagram, This is applied to a vehicle including power storage means capable of storing generated power, and the upper limit value of the rotation speed of the output shaft is set to a larger value as the rotation speed of the third rotating body is higher. The rotation speed of the output shaft It is related with the control apparatus of the vehicle-mounted motive power generator which operates the said rotary electric machine to restrict | limit to below the said upper limit.
この種の制御装置としては、下記特許文献1に見られるように、動力伝達機構として遊星歯車機構を備え、そのキャリア、サンギア及びリングギアのそれぞれに、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸及び駆動軸のそれぞれが機械的に連結された車両における制御装置も提案されている。この制御装置では、内燃機関の出力軸及び回転電機の回転軸の回転速度が過度に高くならないように出力軸の回転速度をその上限値以下に制御している。詳しくは、キャリア、サンギア及びリングギアの回転速度が共線図上において1直線上に並ぶことに鑑み、上記上限値を、リングギア(駆動軸)の回転速度が高いほど大きい値に設定している。これにより、内燃機関及び回転電機等の信頼性の低下を適切に抑制することが可能となる。なお、回転電機等の信頼性の低下を抑制するための技術としては、下記特許文献2に記載されているものもある。
As this type of control device, as can be seen in
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術によれば、回転電機等の信頼性の低下を抑制することはできるものの、上記上限値の急減に起因して蓄電手段の信頼性が低下するおそれがある。つまり、リングギアの回転速度が高いほど上限値が大きい値に設定されるため、例えば駆動輪のスリップの後、スリップが解消すること(グリップ)に起因して、リングギアに機械的に連結された駆動軸の回転速度が急減すると、上限値が急減し、出力軸の回転速度が上限値を上回ることがある。この場合、出力軸の回転速度を上限値以下に制限すべく、回転電機が操作されることで出力軸の回転速度が急減することとなる。ここで出力軸の回転速度の低下は、出力軸の回転エネルギを回転電機の発電エネルギに変換することで実現される。このため、出力軸の回転速度を急減させるために回転電機の発電電力が急増し、蓄電手段に過大な電力が供給されることに起因して蓄電手段の信頼性が低下するおそれがある。
However, according to the technique described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記上限値の急減に起因して蓄電手段の信頼性が低下する事態の発生を抑制することのできる車載動力発生装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and its object is to generate on-vehicle power that can suppress the occurrence of a situation in which the reliability of the power storage means decreases due to the sudden decrease in the upper limit value. It is to provide a control device for the apparatus.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸及び駆動輪と動力伝達が可能な駆動軸間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、これら出力軸、回転軸及び駆動軸のそれぞれに機械的に連結される第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構と、前記回転電機の発電電力を蓄電可能な蓄電手段とを備える車両に適用され、前記第3の回転体の回転速度が高いほど前記出力軸の回転速度の上限値を大きい値に設定し、該出力軸の回転速度を前記上限値以下に制限すべく前記回転電機を操作する車載動力発生装置の制御装置において、前記第3の回転体の回転速度の減少速度に基づき、前記発電電力の急増を予測する予測手段と、前記発電電力が急増すると予測されることに基づき、前記第3の回転体の回転速度に応じた前記上限値よりも低回転側に前記出力軸の回転速度を制限する制限手段とを備えることを特徴とする。
The invention described in
第3の回転体の回転速度の減少速度が高いと、上限値の減少速度が高くなることで、その後出力軸の回転速度が上限値以上となり、これを制限するために回転電機の発電電力が急増しやすくなる。このため、第3の回転体の回転速度の減少速度は、回転電機の発電電力の急増を予測するためのパラメータとなる。この点に鑑み、上記発明では、第3の回転体の回転速度の減少速度に基づき回転電機の発電電力の急増を予測することができる。そして、上記発電電力が急増すると予測されることに基づき、上記態様にて出力軸の回転速度を制限する。これにより、上限値の急減に起因する回転電機の発電電力の急増を適切に抑制することができ、ひいては蓄電手段の信頼性が低下する等の不都合の発生を抑制することができる。 If the reduction speed of the rotation speed of the third rotating body is high, the reduction speed of the upper limit value becomes high, and then the rotation speed of the output shaft becomes equal to or higher than the upper limit value. It becomes easy to increase rapidly. For this reason, the decrease rate of the rotation speed of the third rotating body is a parameter for predicting a sudden increase in the generated power of the rotating electrical machine. In view of this point, in the above invention, it is possible to predict a sudden increase in the generated electric power of the rotating electrical machine based on the decreasing speed of the rotating speed of the third rotating body. Then, based on the fact that the generated power is predicted to increase rapidly, the rotational speed of the output shaft is limited in the above manner. Thereby, it is possible to appropriately suppress the sudden increase in the generated electric power of the rotating electrical machine due to the sudden decrease in the upper limit value, and thus it is possible to suppress the occurrence of inconvenience such as a decrease in the reliability of the power storage means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記車両の走行速度を前記第3の回転体の回転速度に換算する換算手段と、前記換算された回転速度を第3の回転体の実際の回転速度と仮定した場合における前記上限値を算出する算出手段とを更に備え、前記予測手段は、前記出力軸の実際の回転速度が前記算出手段によって算出された上限値よりも高くなることに基づき、前記発電電力の急増を予測することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conversion means for converting the traveling speed of the vehicle into the rotational speed of the third rotating body, and the converted rotational speed as the third rotating body. And calculating means for calculating the upper limit value when the actual rotation speed is assumed, and the prediction means has an actual rotation speed of the output shaft higher than the upper limit value calculated by the calculation means. On the basis of this, a sudden increase in the generated power is predicted.
第3の回転体の実際の回転速度が急変する場合であっても、車両の走行速度から換算された第3の回転体の回転速度(回転体の想定回転速度)は急変しない。このため、回転体の想定回転速度を第3の回転体の実際の回転速度と仮定した場合における出力軸の回転速度の上限値(出力軸の想定上限速度)も急変しない。このため、出力軸の実際の回転速度と、出力軸の想定上限速度とによれば、出力軸の回転速度が上限値によって制限されることに起因して上記発電電力が急増するか否かを予め把握することが可能となる。この点に鑑み、上記発明では、出力軸の実際の回転速度が出力軸の想定上限速度よりも高くなることに基づき、回転電機の発電電力の急増をより適切に予測することができる。 Even when the actual rotational speed of the third rotating body changes suddenly, the rotational speed of the third rotating body (assumed rotational speed of the rotating body) converted from the traveling speed of the vehicle does not change suddenly. For this reason, the upper limit of the rotation speed of the output shaft (assumed upper limit speed of the output shaft) when the assumed rotation speed of the rotation body is assumed to be the actual rotation speed of the third rotation body does not change suddenly. Therefore, according to the actual rotational speed of the output shaft and the assumed upper limit speed of the output shaft, whether or not the generated power increases rapidly due to the rotational speed of the output shaft being limited by the upper limit value. It becomes possible to grasp in advance. In view of this point, in the above invention, it is possible to more appropriately predict a sudden increase in the generated electric power of the rotating electrical machine based on the fact that the actual rotational speed of the output shaft becomes higher than the assumed upper limit speed of the output shaft.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記制限手段は、前記第3の回転体の回転速度の低下に応じて、前記出力軸の回転速度を制限することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the limiting means limits the rotational speed of the output shaft according to a decrease in the rotational speed of the third rotating body. And
上記発明では、上限値を設定するために用いられる第3の回転体の回転速度の低下に応じて出力軸の回転速度を制限するため、出力軸の回転速度が上限値によって制限されないように、上限値の急減に応じて出力軸の回転速度を適切に制限することができる。 In the above invention, since the rotation speed of the output shaft is limited according to the decrease in the rotation speed of the third rotating body used for setting the upper limit value, the rotation speed of the output shaft is not limited by the upper limit value. The rotational speed of the output shaft can be appropriately limited according to the sudden decrease in the upper limit value.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記制限手段は、前記出力軸の回転速度を制限する処理において、前記内燃機関への燃料の供給を停止する処理を行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects of the present invention, in the process of limiting the rotation speed of the output shaft, the limiting means supplies fuel to the internal combustion engine. It is characterized by performing a process of stopping.
上記発明では、出力軸の回転速度を制限する処理において、内燃機関のトルク生成を停止させるため、回転電機によって出力軸の回転速度を制限することに伴う回転電機の発電電力を低減させることができる。 In the above invention, since the torque generation of the internal combustion engine is stopped in the process of limiting the rotation speed of the output shaft, the electric power generated by the rotary electric machine accompanying the limitation of the rotation speed of the output shaft by the rotary electric machine can be reduced. .
請求項5記載の発明は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸及び駆動輪と動力伝達が可能な駆動軸間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、これら出力軸、回転軸及び駆動軸のそれぞれに機械的に連結される第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構と、前記回転電機の発電電力を蓄電可能な蓄電手段とを備える車両に適用され、前記第3の回転体の回転速度が高いほど前記出力軸の回転速度の上限値を大きい値に設定し、該出力軸の回転速度を前記上限値以下に制限すべく前記回転電機を操作する車載動力発生装置の制御装置において、前記車両の走行速度を前記第3の回転体の回転速度に換算する手段を更に備え、前記上限値は、前記換算された第3の回転体の回転速度に基づき設定されることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is a power transmission mechanism that enables power transmission between the output shaft of the internal combustion engine, the rotary shaft of the rotating electrical machine, and the drive shaft capable of power transmission with the output shaft, the rotation shaft. A power transmission mechanism for aligning rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body mechanically connected to each of the shaft and the drive shaft on a collinear diagram on a straight line; The present invention is applied to a vehicle provided with power storage means capable of storing electric power generated by the rotating electrical machine, and sets the upper limit value of the rotational speed of the output shaft to a larger value as the rotational speed of the third rotating body is higher. In the control device for the on-vehicle power generation device that operates the rotating electrical machine to limit the rotational speed of the shaft to the upper limit value or less, the vehicle further includes means for converting the traveling speed of the vehicle into the rotational speed of the third rotating body. The upper limit value is the converted third rotation. Characterized in that it is based on the rotational speed setting.
駆動輪のスリップの発生等によって第3の回転体の実際の回転速度が急変する場合であっても、車両の走行速度から換算された第3の回転体の回転速度(回転体の想定回転速度)は急変しない。この点に鑑み、上記発明では、回転体の想定回転速度に基づき上限値を設定することで、第3の回転体の実際の回転速度が急減する場合であっても、上限値が急減する事態を回避することができる。これにより、上限値の急減に起因する回転電機の発電電力の急増を抑制することができ、ひいては蓄電手段の信頼性が低下する事態の発生を抑制することができる。 Even when the actual rotational speed of the third rotator suddenly changes due to the occurrence of slippage of the drive wheels, the rotational speed of the third rotator converted from the traveling speed of the vehicle (assumed rotational speed of the rotator) ) Does not change suddenly. In view of this point, in the above invention, by setting the upper limit value based on the assumed rotation speed of the rotating body, even if the actual rotation speed of the third rotating body is rapidly decreased, the upper limit value is rapidly decreased. Can be avoided. As a result, it is possible to suppress a sudden increase in the generated electric power of the rotating electrical machine due to a sudden decrease in the upper limit value, and thus it is possible to suppress the occurrence of a situation where the reliability of the power storage means is lowered.
請求項6記載の発明は、内燃機関の出力軸、回転電機の回転軸及び駆動輪と動力伝達が可能な駆動軸間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、これら出力軸、回転軸及び駆動軸のそれぞれに機械的に連結される第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構と、前記回転電機の発電電力を蓄電可能な蓄電手段とを備える車両に適用され、前記第3の回転体の回転速度が高いほど前記出力軸の回転速度の上限値を大きい値に設定し、該出力軸の回転速度を前記上限値以下に制限すべく前記回転電機を操作する車載動力発生装置の制御装置において、前記第3の回転体の回転速度の減少速度が高い場合、前記出力軸の回転速度の減少速度の上限側の制限を緩和する手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is a power transmission mechanism that enables power transmission between the output shaft of the internal combustion engine, the rotary shaft of the rotating electrical machine, and the drive shaft capable of transmitting power to the drive wheel. A power transmission mechanism for aligning rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body mechanically connected to each of the shaft and the drive shaft on a collinear diagram on a straight line; The present invention is applied to a vehicle provided with power storage means capable of storing electric power generated by the rotating electrical machine, and sets the upper limit value of the rotational speed of the output shaft to a larger value as the rotational speed of the third rotating body is higher. In the control device of the on-vehicle power generation device that operates the rotating electrical machine to limit the rotation speed of the shaft to the upper limit value or less, when the decrease speed of the rotation speed of the third rotating body is high, the rotation speed of the output shaft A means to relax the upper limit of the rate of decrease of And wherein the Rukoto.
ドライバビリティや蓄電手段の信頼性の低下等を回避することを目的として、通常、出力軸の回転速度の減少速度が過度に高くならないようにこの減少速度の上限側に制限を設ける処理が行われる。しかしながら、減少速度が制限される場合には、上限値が急減する状況下においても出力軸の回転速度が低下しづらくなっていることから、出力軸の回転速度が上記上限値にぶつかることで上限値の急減に伴って強制的に低減されるおそれがある。この点、上記発明では、第3の回転体の回転速度の減少速度が高い場合、上記減少速度の上限側の制限を緩和する。これにより、出力軸の回転速度を上限値の減少速度よりも緩やかではあるものの前もって低下させることで、出力軸の回転速度が上限値にぶつかることを抑制することができ、ひいては回転電機の発電電力の急増を抑制することができる。したがって、蓄電手段の信頼性が低下する事態の発生を抑制することができる。 For the purpose of avoiding a decrease in drivability, reliability of the power storage means, etc., a process is usually performed to limit the upper limit of the reduction speed so that the reduction speed of the rotation speed of the output shaft does not become excessively high. . However, when the reduction speed is limited, the rotation speed of the output shaft is difficult to decrease even under conditions where the upper limit value suddenly decreases. There is a risk that the value may be forcibly reduced as the value rapidly decreases. In this regard, in the above-described invention, when the decrease rate of the rotation speed of the third rotating body is high, the restriction on the upper limit side of the decrease rate is relaxed. As a result, the rotational speed of the output shaft can be prevented from colliding with the upper limit value by lowering the rotational speed of the output shaft in advance, although it is slower than the decreasing speed of the upper limit value. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the reliability of the power storage means is reduced.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる制御装置を車載動力発生装置としてエンジン及び回転電機を備える車両(ハイブリッド車両)に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a control device according to the present invention is applied to a vehicle (hybrid vehicle) including an engine and a rotating electrical machine as an in-vehicle power generation device will be described with reference to the drawings.
図1に本実施形態にかかるシステム構成図を示す。 FIG. 1 shows a system configuration diagram according to the present embodiment.
図示されるように、ハイブリッド車両には、エンジン10と、発電機兼電動機である第1のモータジェネレータ11a(以下、MG1)及び第2のモータジェネレータ11b(以下、MG2)と、動力分割機構12と、各種制御装置とが備えられている。MG2は、駆動軸14と機械的に連結されて且つ駆動軸14及びデファレンシャルギア16を介して駆動輪18(例えば車両の後輪)と動力伝達が可能なものであり、エンジン10とともに車載動力発生装置としての機能を有するものである。
As shown in the figure, the hybrid vehicle includes an
エンジン10の各気筒には、エンジン10の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁19が備えられている。燃料噴射弁19によって供給された燃料と吸気との混合気の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン10の出力軸(クランク軸20)の回転エネルギとして取り出される。なお、クランク軸20付近には、クランク軸20の回転角度を検出するクランク角度センサ22が設けられている。
Each cylinder of the
動力分割機構12は、エンジン10、MG1及び駆動軸14間で互いに動力伝達を可能とするものである。詳しくは、動力分割機構12は、サンギアSと、リングギアRと、サンギアS及びリングギアR間の動力伝達を可能とする複数のピニオンギアP(図中、2つを例示)と、キャリアCとを備えて構成される遊星歯車機構である。ここでキャリアCには、クランク軸20が機械的に連結されており、リングギアRには、駆動軸14が機械的に連結されている。また、サンギアSには、MG1の回転軸が機械的に連結されている。特に本実施形態では、クランク軸20及びキャリアCは同一の回転速度で回転し、MG1の回転軸及びサンギアSは同一の回転速度で回転し、更には駆動軸14、MG2の回転軸及びリングギアRは同一の回転速度で回転する。また、MG1の回転軸、クランク軸20及び駆動軸14の回転速度の順に、これら回転速度が共線図上において一直線上に並ぶこととなる。
The
MG1は、エンジン10を動力供給源とする発電機及びエンジン10の始動時においてクランク軸20に初期回転を付与するための電動機の機能を有するものである。詳しくは、MG1が発電機として機能する場合、クランク軸20からキャリアCへと入力される動力が、サンギアS及びリングギアRのそれぞれに入力されるべく分割され、サンギアSに入力された動力がMG1の駆動源となる。一方、MG1が電動機として機能する場合には、MG1からサンギアSへと入力される動力が、キャリアCを介してクランク軸20へと入力されることで上記初期回転が付与される。
The
上記MG1及びMG2のそれぞれは、パワーコントロールユニット(以下、PCU)を介してバッテリ23と電力のやりとりを行う。PCUは、MG1及びMG2のそれぞれを駆動制御するためのインバータ(INV1、INV2)や、コンバータ(CONV)、モータ電子制御装置(以下、モータECU24)等を備えて構成されている。
Each of the MG1 and MG2 exchanges power with the
モータECU24は、MG1及びMG2の駆動制御に必要な上記インバータを含むPCU内の各種機器を操作する制御装置である。モータECU24には、MG1及びMG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサ等の検出信号が逐次入力される。そして、これら入力信号に基づきインバータ等を操作することで、MG1及びMG2のトルク等の制御を行う。ここでMG1及びMG2間において、これらモータのうち一方で発電される電力を他方で消費することが可能となっている。こうした構成において、MG1及びMG2のいずれかで発電される電力によってバッテリ23が充電されたり、これらモータのいずれかで不足する電力をバッテリ23から放電したりする制御が可能となる。なお、MG1及びMG2間のうち一方の発電電力と、他方の消費電力とが同一となる場合、バッテリ23が充放電されないこととなる。
The
バッテリ電子制御装置(以下、バッテリECU26)は、バッテリ23の蓄電量(SOC)等を管理する制御装置である。バッテリECU26は、バッテリ23の電圧を検出する図示しない電圧センサ等の検出信号を逐次入力し、これら入力信号に基づき上記蓄電量や、充電時にバッテリ23の信頼性を維持可能なバッテリ23への最大供給電力(最大充電電力Win)、放電時にバッテリ23の信頼性を維持可能なバッテリ23からの最大放出電力(最大放電電力Wout)等を管理する。
The battery electronic control device (hereinafter referred to as the battery ECU 26) is a control device that manages the storage amount (SOC) of the
エンジン電子制御装置(以下、エンジンECU28)は、エンジン10の燃焼制御等に必要な各種アクチュエータを操作する制御装置である。エンジンECU28は、クランク角度センサ22の検出信号等を逐次入力し、これら入力信号に基づき燃料噴射弁19による燃料噴射制御等を行う。
The engine electronic control device (hereinafter, engine ECU 28) is a control device that operates various actuators necessary for combustion control of the
ハイブリッド電子制御装置(以下、HV―ECU30)は、車両の駆動制御等を行うべく、モータECU24及びエンジンECU28等を介してエンジン10、MG1及びMG2等を操作する制御装置である。HV―ECU30は、モータECU24、バッテリECU26及びエンジンECU28からの各種制御信号や、車両の走行速度を検出すべく従動輪(例えば車両の前輪)付近に設けられる車輪速センサ32、ドライバのアクセル操作量を検出するアクセルセンサ33、更には駆動軸14の回転速度を検出する回転速度センサ34等の検出信号を逐次入力する。そして、これら入力信号に基づき、駆動軸14への出力が要求されるトルク(車両要求トルク)やエンジン10に要求される動力(エンジン要求パワー)を実現すべく、エンジンECU28やモータECU24を操作することでクランク角度センサ22の出力値に基づくエンジン回転速度をその目標値(目標回転速度)に制御したり、MG1及びMG2のトルク制御を行ったりする。ここで上記目標回転速度の算出処理(目標回転速度算出処理)について説明すると、まず、車輪速センサ32の出力値に基づく車両の走行速度及びアクセルセンサ33の出力値に基づくアクセル操作量から、上記車両要求トルクを算出する。ここで車両要求トルクは、アクセル操作量が大きいほど大きく設定され、車両の走行速度が高いほど小さく設定されるものであり、例えばアクセル操作量及び車両の走行速度と関連付けられた車両要求トルクが規定されるマップ等を用いて算出される。次に、算出された車両要求トルクと、回転速度センサ34の出力値に基づく駆動軸14の回転速度との乗算値等から、エンジン要求パワーを算出する。ここでエンジン要求パワーは、上記乗算値が大きいほど大きく設定される。そして、算出されたエンジン要求パワーに基づき、上記目標回転速度を算出する。具体的には、エンジン10を効率よく動作させるべくエンジン回転速度と関連付けられたエンジン10の生成トルクが規定される予め実験等で決定されたマップ等を用い、上記規定されたエンジン回転速度及びエンジン10の生成トルクの乗算値と上記エンジン要求パワーとが等しくなる場合におけるエンジン回転速度を目標回転速度として算出する。このため、車両要求トルクが大きくなったり、駆動軸14の回転速度が高くなったりすると、エンジン要求パワーが大きくなることで目標回転速度が高く設定される。
The hybrid electronic control device (hereinafter referred to as HV-ECU 30) is a control device that operates the
特にHV−ECU30は、MG1及びピニオンギアPの信頼性の低下を回避することを目的として、上記目標回転速度Netgtがその上限値(上限回転速度Nlimit)を上回る(過回転判定される)場合、目標回転速度Netgtを上限回転速度Nlimit以下に制限する制御である過回転防止制御を行う。この制御について説明すると、まず、共線図においてサンギアS、キャリアC及びリングギアRのそれぞれの回転速度が一直線上に並ぶことに鑑み、MG1の信頼性を維持可能とするエンジン回転速度の上限値(MG1上限回転速度Nemax1)を下式(1)により算出する。
Nemax1=ρ/(1+ρ)×Ngmax+1/(1+ρ)×Np…(1)
・ρ:リングギアRの歯数に対するサンギアSの歯数の比
・Ngmax[rpm]:MG1の信頼性を維持可能なMG1の回転軸の回転速度の上限値
・Np[rpm]:駆動軸14の実際の回転速度(以下、駆動軸14の実回転速度)
In particular, for the purpose of avoiding a decrease in the reliability of the MG1 and the pinion gear P, the HV-
Nemax1 = ρ / (1 + ρ) × Ngmax + 1 / (1 + ρ) × Np (1)
Ρ: Ratio of the number of teeth of the sun gear S to the number of teeth of the ring gear R Ngmax [rpm]: Upper limit value of the rotational speed of the rotating shaft of MG1 capable of maintaining the reliability of MG1 Np [rpm]: Drive shaft 14 Actual rotation speed (hereinafter, actual rotation speed of the drive shaft 14)
一方、ピニオンギアPの信頼性を維持可能とするエンジン回転速度の上限値(ピニオン上限回転速度Nemax2)を下式(2)により算出する。
Nemax2=Np+γ×Npinmax…(2)
・γ:リングギアRの歯数に対するピニオンギアPの歯数の比
・Npinmax[rpm]:ピニオンギアPの信頼性を維持可能なピニオンギアPの回転速度の上限値
On the other hand, the upper limit value (pinion upper limit rotation speed Nemax2) of the engine rotation speed that can maintain the reliability of the pinion gear P is calculated by the following expression (2).
Nemax2 = Np + γ × Npinmax (2)
Γ: Ratio of the number of teeth of the pinion gear P to the number of teeth of the ring gear R Npinmax [rpm]: Upper limit value of the rotational speed of the pinion gear P that can maintain the reliability of the pinion gear P
次に、上式(1)及び(2)によって算出されたMG1上限回転速度Nemax1、ピニオン上限回転速度Nemax2及びエンジン10の信頼性を維持可能とするエンジン回転速度の上限値(エンジン上限回転速度Nemax3)のうちの最小値を上記上限回転速度Nlimitとして算出する。すなわち、上限回転速度Nlimitは、下式(3)によって算出される。
Nlimit=min(Nemax1、Nemax2、Nemax3)…(3)
Next, the MG1 upper limit rotation speed Nemax1 and the pinion upper limit rotation speed Nemax2 calculated by the above formulas (1) and (2), and the upper limit value of the engine rotation speed that can maintain the reliability of the engine 10 (engine upper limit rotation speed Nemax3). ) Is calculated as the upper limit rotation speed Nlimit. That is, the upper limit rotation speed Nlimit is calculated by the following equation (3).
Nlimit = min (Nemax1, Nemax2, Nemax3) (3)
なお、本実施形態では、駆動軸14の実回転速度Npが、低速回転域、中速回転域及び高速回転域となる場合に、上記上限回転速度Nlimitが、MG1上限回転速度Nemax1、ピニオン上限回転速度Nemax2及びエンジン上限回転速度Nemax3となるような上記MG1の回転軸の回転速度の上限値Ngmax、上記ピニオンギアPの回転速度の上限値Npinmax、エンジン上限回転速度Nemax3及び上記歯数の比(ρ、γ)が設定されている。このため、駆動軸14の実回転速度Npが低速回転域又は中速回転域となる場合、上限回転速度Nlimitは駆動軸14の実回転速度Npに比例する。 In the present embodiment, when the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is in the low-speed rotation range, the medium-speed rotation range, and the high-speed rotation range, the upper limit rotation speed Nlimit is MG1 upper limit rotation speed Nemax1 and pinion upper limit rotation. The upper limit value Ngmax of the rotational speed of the rotating shaft of the MG1, the upper limit value Npinmax of the rotational speed of the pinion gear P, the engine upper limit rotational speed Nemax3 and the ratio of the number of teeth (ρ , Γ) is set. For this reason, when the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is in the low speed rotation range or the medium speed rotation range, the upper limit rotation speed Nlimit is proportional to the actual rotation speed Np of the drive shaft 14.
上記過回転防止制御によれば、図2に示すように、目標回転速度Netgt(図中、キャリアCの回転速度)を上限回転速度Nlimitによって制限することで、MG1の回転軸の回転速度(図中、サンギアSの回転速度)をMG1の回転軸の回転速度の上限値Ngmax以下とすることができ、MG1等の信頼性の低下を回避することが可能となる。 According to the over-rotation prevention control, as shown in FIG. 2, the target rotational speed Netgt (the rotational speed of the carrier C in the figure) is limited by the upper limit rotational speed Nlimit, whereby the rotational speed of the rotary shaft of the MG1 (FIG. Among them, the rotation speed of the sun gear S) can be made equal to or lower than the upper limit value Ngmax of the rotation speed of the rotation shaft of the MG1, and it becomes possible to avoid a decrease in reliability of the MG1 and the like.
ところで、上記過回転防止制御によってMG1等の信頼性の低下を回避することができるものの、この制御によって目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限されることに起因して、以下に述べる理由によってPCUやバッテリ23の信頼性が低下するおそれがある。
By the way, although it is possible to avoid a decrease in reliability of MG1 and the like by the over-rotation prevention control, due to the reason that the target rotation speed Netgt is limited by the upper limit rotation speed Nlimit by this control, for the reason described below. There is a risk that the reliability of the PCU and the
駆動輪18のスリップが生じると、駆動軸14の実回転速度Npが急増するため、上式(1)〜(3)によって算出される上限回転速度Nlimitが急増する。その後、駆動輪18のスリップが解消する直前において、駆動軸14の実回転速度Npが急減するため、上限回転速度Nlimitが急減する。ここで上限回転速度Nlimitの急減時において上記過回転判定される場合、上限回転速度Nlimitの急減に伴い目標回転速度Netgtが急減することがある。この場合、エンジン回転速度を目標回転速度Netgtまで急減させるべく、クランク軸20の回転を妨げる方向にMG1のトルクが制御される。このトルク制御によれば、クランク軸20の回転エネルギがMG1の発電エネルギに変換されることでMG1の発電電力が急増する。そして急増した発電電力がバッテリ23やコンバータに供給されることで、この供給電力が上記最大充電電力Winを超えたり、瞬間的にコンバータ等に過大な電圧が印加されたりするおそれがある。そしてこの場合、コンバータやインバータのスイッチング素子の耐圧を上げる要求が生じ、ひいてはこれらのコストが増大する等の問題が生じるおそれがある。
When the
そこで本実施形態では、上記事態を回避すべく、上記過回転判定される以前において、上限回転速度Nlimitの急減によってMG1の発電電力が急増するか否かを予測する処理(予測処理)を行い、上記発電電力が急増すると予測される期間(急増予測期間)において、駆動軸14の実回転速度Npに応じた上限回転速度Nlimitよりも低回転側に目標回転速度Netgtを制限する処理(引き下げ処理)を行う。これにより、スリップの発生に起因するMG1の発電電力の急増の回避を図る。 Therefore, in the present embodiment, in order to avoid the above situation, a process (prediction process) is performed to predict whether or not the generated power of MG1 increases rapidly due to a rapid decrease in the upper limit rotation speed Nlimit before the overspeed determination is performed. Processing for limiting the target rotational speed Netgt to a lower rotational side than the upper limit rotational speed Nlimit corresponding to the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 during the period in which the generated power is expected to increase rapidly (rapid increase prediction period) (reduction process) I do. This avoids a sudden increase in the power generated by MG1 due to the occurrence of slip.
図3に、本実施形態にかかる上記予測処理及び引き下げ処理の手順を示す。この処理は、HV−ECU30によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 3 shows the procedure of the prediction process and the reduction process according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the HV-
この一連の処理では、まずステップS10において、上記予測処理を行う。本実施形態では、以下の条件(A)と条件(B)との論理積が真であると判断された場合、急増予測期間であると判断する。 In this series of processes, first, in step S10, the prediction process is performed. In this embodiment, when it is determined that the logical product of the following condition (A) and condition (B) is true, it is determined that it is a rapid increase prediction period.
(A)駆動軸14の実回転速度Npの変化速度(駆動軸14の回転変化速度ΔNp)が負の値である規定速度α(<0)を下回るとの条件:上述したように、上限回転速度Nlimitは、駆動軸14の実回転速度Npが低速回転域又は中速回転域となる場合において駆動軸14の実回転速度Npに比例する。このため、上記回転域において駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が高くなると、上限回転速度Nlimitの減少速度が高くなる。そして、目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限されることで、目標回転速度Netgtが急減すると、エンジン回転速度を目標回転速度Netgtに制御すべく、MG1の発電電力が急増する。このため、上記条件(A)は、MG1の発電電力が急増するか否かを予測するための条件となる。ここで上記規定速度αは、MG1の発電電力の急増に起因してバッテリ23に過大な電力が供給されたり、PCUに過大な電圧が印加されたりする等、PCUやバッテリ23の信頼性を低下させるおそれが生じる値に設定すればよい。なお、駆動軸14の回転変化速度ΔNpは、回転速度センサ34の出力値の微分演算値に基づき算出すればよい。
(A) Condition that the change speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 (the rotation change speed ΔNp of the drive shaft 14) is lower than the negative specified speed α (<0): As described above, the upper limit rotation The speed Nlimit is proportional to the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 when the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is in a low speed rotation range or a medium speed rotation range. For this reason, when the decrease speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 increases in the rotation range, the decrease speed of the upper limit rotation speed Nlimit increases. When the target rotation speed Netgt is limited by the upper limit rotation speed Nlimit and the target rotation speed Netgt decreases rapidly, the power generated by the MG1 increases rapidly in order to control the engine rotation speed to the target rotation speed Netgt. For this reason, the condition (A) is a condition for predicting whether or not the power generated by MG1 increases rapidly. Here, the specified speed α decreases the reliability of the PCU and the
(B)目標回転速度Netgtが規定回転速度β(>0)を上回るとの条件:目標回転速度Netgtが高くなると、その後過回転防止制御によって目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限されるとともに急減することで、MG1の発電電力が急増しやすくなる。このため、上記条件(B)は、MG1の発電電力が急増するか否かを予測するための条件となる。ここで本実施形態では、上記規定回転速度βを下式(4)〜(7)によって算出する。
NpV=V×60×D/(2×π×r)…(4)
Nemax1V=ρ/(1+ρ)×Ngmax+1/(1+ρ)×NpV…(5)
Nemax2V=NpV+γ×Npinmax…(6)
β=min(Nemax1V、Nemax2V、Nemax3)…(7)
・V[m/s]:車両の走行速度
・D:デファレンシャルギア16の変速比
・π:円周率
・r[m]:車輪の半径
(B) Condition that the target rotational speed Netgt exceeds the specified rotational speed β (> 0): When the target rotational speed Netgt increases, the target rotational speed Netgt is then limited by the upper limit rotational speed Nlimit by the over-rotation prevention control. By rapidly decreasing, the power generated by MG1 is likely to increase rapidly. For this reason, the condition (B) is a condition for predicting whether or not the power generated by MG1 increases rapidly. Here, in the present embodiment, the specified rotational speed β is calculated by the following equations (4) to (7).
NpV = V × 60 × D / (2 × π × r) (4)
Nemax1V = ρ / (1 + ρ) × Ngmax + 1 / (1 + ρ) × NpV (5)
Nemax2V = NpV + γ × Npinmax (6)
β = min (Nemax1V, Nemax2V, Nemax3) (7)
V [m / s]: Vehicle running speed D: Gear ratio of
上式(4)は、車両の走行速度を駆動軸14の回転速度に換算した駆動軸14の想定回転速度NpVを算出するものであり、上式(5)及び(6)は、上式(1)及び(2)における駆動軸14の実回転速度Npを、駆動軸14の想定回転速度NpVに置換したものである。そして上式(7)によって算出される規定回転速度βは、駆動軸14の想定回転速度NpVを駆動軸14の実回転速度Npと仮定した場合におけるMG1上限回転速度(MG1想定上限回転速度Nemax1V)、上記駆動軸14の想定回転速度NpVとなる場合におけるピニオン上限回転速度(ピニオン想定上限回転速度Nemax2V)及び上記エンジン上限回転速度Nemax3のうちの最小値として算出される。ここで図4(a)に示すように、駆動輪18のスリップの発生によって駆動軸14の実回転速度Np(図中破線)が急増し、その後スリップが解消する直前において駆動軸14の実回転速度Npが急減する場合であっても、駆動軸14の想定回転速度NpV(図中実線)は急変しない。このため、図4(b)に示すように、駆動軸14の実回転速度Npに基づく上限回転速度Nlimit(図中破線)は急変するものの、MG1想定上限回転速度Nemax1V及びピニオン想定上限回転速度Nemax2Vが急変しないため、上記規定回転速度β(図中実線)は急変しないこととなる。このため、目標回転速度Netgtが規定回転速度βを上回ることに基づき、駆動輪18のスリップが発生していることを適切に把握することができ、その後目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限されることに起因してMG1の発電電力が急増するか否かを予め把握することが可能となる。なお本実施形態では、駆動軸14の想定回転速度NpVの算出に用いる車両の走行速度Vを、車輪速センサ32の出力値に基づき算出する。これは、駆動輪18のスリップが生じる場合であっても従動輪のスリップが生じないことに鑑みたものである。
The above equation (4) calculates the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14 obtained by converting the traveling speed of the vehicle into the rotational speed of the drive shaft 14, and the above equations (5) and (6) The actual rotational speed Np of the drive shaft 14 in 1) and (2) is replaced with the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14. The prescribed rotational speed β calculated by the above equation (7) is the MG1 upper limit rotational speed when the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14 is assumed to be the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 (MG1 assumed upper limit rotational speed Nemax1V). , Calculated as the minimum value of the pinion upper limit rotational speed (pinion assumed upper limit rotational speed Nemax2V) and the engine upper limit rotational speed Nemax3 when the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14 is reached. Here, as shown in FIG. 4A, the actual rotation speed Np (broken line in the figure) of the drive shaft 14 rapidly increases due to the occurrence of the slip of the
ステップS10においてMG1の発電電力が急増しないと予測された場合には、ステップS12に進み、上記目標回転速度算出処理を行う。 When it is predicted in step S10 that the generated power of MG1 does not increase rapidly, the process proceeds to step S12, and the target rotation speed calculation process is performed.
一方、上記ステップS10においてMG1の発電電力が急増すると予測された場合には、ステップS14に進み、燃料噴射弁19の燃料噴射を停止させる制御(燃料カット制御)を行う。これは、引き下げ処理の実行中において、MG1によってエンジン回転速度を低下させることに伴うMG1の発電電力を低減させるための処理である。つまり、燃料カット制御を行うと、エンジン10のトルク生成を停止させることができ、MG1によって発電エネルギに変換すべきクランク軸20の回転エネルギを低下させることが可能となる。
On the other hand, when it is predicted in step S10 that the power generated by MG1 increases rapidly, the process proceeds to step S14, and control (fuel cut control) for stopping fuel injection of the
続くステップS16では上記引き下げ処理を行う。この処理は、過回転判定されないように予め目標回転速度Netgtを低下させてMG1の発電電力の急増を抑制するための処理である。本実施形態では、引き下げ処理を、駆動軸14の実回転速度Npの低下に応じて上限回転速度Nlimitよりも低回転側に目標回転速度Netgtを制限する処理とする。詳しくは、図5に示すように、上記急増予測期間における目標回転速度Netgtは、急増予測期間の開始タイミング(時刻t1)における駆動軸14の実回転速度Np1及び目標回転速度Ne1と、急増予測期間の終了タイミング(時刻t2)における駆動軸14の実回転速度Np2及び目標回転速度Ne2とに基づき表される。具体的には、急増予測期間における目標回転速度Netgtは、下式(8)〜(10)によって表される。
Netgt=Ne1−func{x}×(Ne1−Ne2)…(8)
func{x}=x…(9)
x=(Np1−Np)/(Np1−Np2)…(10)
In the subsequent step S16, the above-described reduction process is performed. This process is a process for reducing the target rotation speed Netgt in advance so as not to make an over-rotation determination and suppressing a sudden increase in the generated power of MG1. In the present embodiment, the lowering process is a process of limiting the target rotation speed Netgt to a lower rotation side than the upper limit rotation speed Nlimit in accordance with a decrease in the actual rotation speed Np of the drive shaft 14. Specifically, as shown in FIG. 5, the target rotational speed Netgt in the rapid increase prediction period includes the actual rotational speed Np1 and the target rotational speed Ne1 of the drive shaft 14 at the start timing (time t1) of the rapid increase prediction period, and the rapid increase prediction period. Is expressed based on the actual rotation speed Np2 and the target rotation speed Ne2 of the drive shaft 14 at the end timing (time t2). Specifically, the target rotational speed Netgt in the rapid increase prediction period is expressed by the following equations (8) to (10).
Netgt = Ne1-func {x} × (Ne1-Ne2) (8)
func {x} = x (9)
x = (Np1-Np) / (Np1-Np2) (10)
ここで本実施形態では、引き下げ処理時の都度の目標回転速度Netgtを、図6に示すように、上式(10)における駆動軸14の実回転速度Np2を都度の駆動軸14の想定回転速度NpVとするとともに、上式(8)における目標回転速度Ne2を上式(4)〜(7)によって算出される都度の上記規定回転速度βとすることで算出する。これにより、上記ステップS10の処理において急増予測期間であると判断されるタイミング(時刻t2)から急増予測期間でないと判断されるタイミング(時刻t3)までの期間において目標回転速度Netgtを適切に制限することが可能となる。 Here, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the target rotational speed Netgt at the time of the lowering process is set to the actual rotational speed Np2 of the drive shaft 14 in the above equation (10), and the assumed rotational speed of the drive shaft 14 at each time. In addition to NpV, the target rotational speed Ne2 in the above equation (8) is calculated by using the above-mentioned prescribed rotational speed β calculated by the above equations (4) to (7). Thereby, the target rotational speed Netgt is appropriately limited in the period from the timing (time t2) determined to be the rapid increase prediction period to the timing (time t3) determined not to be the rapid increase prediction period in the process of step S10. It becomes possible.
なお、ステップS12、S16の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 In addition, when the process of step S12, S16 is completed, this series of processes is once complete | finished.
図7に、本実施形態にかかる予測処理及び引き下げ処理の一例を示す。詳しくは、図7(1−a)に、駆動軸14の実回転速度Npの推移を示し、図7(1−b)に、上限回転速度Nlimit及び目標回転速度Netgtの推移を示し、図7(1−c)に、MG1及びMG2とバッテリ23との電力のやりとりの総和Wの推移を示し、図7(1−d)に、PCU(例えばコンバータ)に印加される電圧VHの推移を示す。なお、図7(1−c)において、上記総和Wが0となる場合、バッテリ23が充放電されないこととなる。
FIG. 7 shows an example of prediction processing and reduction processing according to the present embodiment. Specifically, FIG. 7 (1-a) shows the transition of the actual rotational speed Np of the drive shaft 14, FIG. 7 (1-b) shows the transition of the upper limit rotational speed Nlimit and the target rotational speed Netgt, (1-c) shows the transition of the total power W of MG1 and MG2 and the
図示されるように、時刻t1において駆動輪18のスリップが発生することで、その後駆動軸14の実回転速度Npが急増するとともに上限回転速度Nlimitが急増する。そして時刻t2において、駆動軸14の実回転速度Npが急減を開始することで、MG1の発電電力が急増すると予測される。このため、急増予測期間(時刻t2〜t3)において上記引き下げ処理が行われることとなる。これにより、急増予測期間において過回転判定される事態を回避することで、上記総和Wがバッテリ23の充電側に急増する事態を回避することができ、上記電圧VHが基準となる電圧(例えば上記電圧VHの目標値)を超えて過大となる事態を回避することができる。
As shown in the figure, when the slip of the
ここで、図7に従来技術にかかる過回転防止制御の一例を併記した。詳しくは、図7(2−a)〜図7(2−d)は、先に示した図7(1−a)〜図7(1−d)に対応している。 Here, FIG. 7 also shows an example of over-rotation prevention control according to the prior art. Specifically, FIGS. 7 (2-a) to 7 (2-d) correspond to FIGS. 7 (1-a) to 7 (1-d) described above.
従来技術によれば、急増予測期間において、引き下げ処理が行われないため、上限回転速度Nlimitの急減によって過回転判定される事態が発生することで、上記総和Wがバッテリ23の充電側に急増し、上記電圧VHが過大となる事態が発生する。
According to the prior art, since the reduction process is not performed during the sudden increase prediction period, a situation in which over-rotation determination is caused by a sudden decrease in the upper limit rotational speed Nlimit occurs, so that the total sum W rapidly increases toward the charging side of the
このように、本実施形態では、急増予測期間において引き下げ処理を行うことで、上限回転速度Nlimitが急減することに起因するMG1の発電電力の急増を抑制することができ、PCUやバッテリ23の信頼性が低下する事態の発生を回避することができる。
As described above, in the present embodiment, by performing the lowering process in the sudden increase prediction period, it is possible to suppress the sudden increase in the generated power of MG1 due to the rapid decrease in the upper limit rotation speed Nlimit, and the reliability of the PCU and the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)駆動軸14の回転変化速度ΔNpが負の値である規定速度αを下回るとの条件と、目標回転速度Netgtが上式(4)〜(7)によって算出された規定回転速度βを上回るとの条件との論理積が真であると判断された場合、MG1の発電電力が急増すると予測した。これにより、駆動輪18のスリップの発生に起因する上記発電電力の急増を高精度に予測することができる。
(1) The condition that the rotational speed change ΔNp of the drive shaft 14 is less than the negative prescribed speed α, and the target rotational speed Netgt is the prescribed rotational speed β calculated by the above equations (4) to (7). When it is determined that the logical product with the condition of exceeding is true, the generated power of MG1 is predicted to increase rapidly. Thereby, the sudden increase in the generated power due to the occurrence of slip of the
(2)過回転防止制御を行うとともに、急増予測期間において上記引き下げ処理を行った。これにより、バッテリ23に供給されるMG1の発電電力の急増を回避することでバッテリ23に供給される発電電力の増大速度を低下させることができ、ひいてはMG1及びピニオンギアP等と、PCU及びバッテリ23との双方の信頼性の低下を回避することができる。
(2) The over-rotation prevention control is performed, and the lowering process is performed during the rapid increase prediction period. Thereby, the increase speed of the generated power supplied to the
(3)急増予測期間において燃料カット制御を行った。これにより、MG1のトルク制御によってエンジン回転速度を低下させることに伴うMG1の発電電力を低減させることができる。 (3) Fuel cut control was performed during the rapid increase prediction period. Thereby, the generated electric power of MG1 accompanying lowering of an engine speed by torque control of MG1 can be reduced.
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、上記過回転防止制御における上限回転速度Nlimitを、MG1上限回転速度Nemax1、ピニオン上限回転速度Nemax2及びエンジン上限回転速度Nemax3に加えて、上式(5)によって算出されるMG1想定上限回転速度Nemax1V及び上式(6)によって算出されるピニオン想定上限回転速度Nemax2Vのうちの最小値として算出することで、MG1の発電電力の急増に起因するPCUやバッテリ23の信頼性の低下を回避する。すなわち、上限回転速度Nlimitを、下式(11)によって算出する。
Nlimit=min(Nemax1、Nemax2、Nemax3、Nemax1V、Nemax2V)…(11)
In the present embodiment, the upper limit rotational speed Nlimit in the overspeed prevention control is added to the MG1 upper limit rotational speed Nemax1, the pinion upper limit rotational speed Nemax2, and the engine upper limit rotational speed Nemax3, and the MG1 assumed upper limit calculated by the above equation (5). By calculating as the minimum value of the rotational speed Nemax1V and the pinion assumed upper limit rotational speed Nemax2V calculated by the above equation (6), the deterioration of the reliability of the PCU and the
Nlimit = min (Nemax1, Nemax2, Nemax3, Nemax1V, Nemax2V) (11)
ここで先の図4に示したように、スリップが解消する直前において駆動軸14の実回転速度Npが急減する場合であっても、駆動軸14の想定回転速度NpVは急減しない。このため、駆動輪18のスリップの発生時において、上式(11)によって算出される上限回転速度Nlimitは、駆動軸14の想定回転速度NpVに基づき算出されたMG1想定上限回転速度Nemax1V及びピニオン想定上限回転速度Nemax2Vの一方によって制限され、駆動軸14の実回転速度Npの急減に伴って急減しないこととなる。
Here, as shown in FIG. 4, even if the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 suddenly decreases immediately before the slip is eliminated, the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14 does not rapidly decrease. Therefore, when slippage of the
図8に、本実施形態にかかる過回転防止制御処理の一例を示す。詳しくは、図8(a)は、駆動軸14の実回転速度Np及び駆動軸14の想定回転速度NpVの推移を示し、図8(b)〜図8(d)は、先に示した図7(1−b)〜図7(1−d)に対応している。 FIG. 8 shows an example of the over-rotation prevention control process according to the present embodiment. Specifically, FIG. 8A shows the transition of the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 and the assumed rotational speed NpV of the drive shaft 14, and FIGS. 8B to 8D are diagrams shown above. 7 (1-b) to FIG. 7 (1-d).
図示されるように、駆動輪18のスリップが発生してからスリップが解消するまでの期間(時刻t1〜t2)において、駆動軸14の想定回転速度NpVが急変しないため、上限回転速度Nlimitが急変しない。このため、目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限される場合であっても、駆動輪18のスリップの発生に起因して上限回転速度Nlimitが急減せず、MG1の発電電力が急増しない。
As shown in the figure, the assumed rotation speed NpV of the drive shaft 14 does not change abruptly during a period (time t1 to t2) from when the slip of the
このように、本実施形態では、過回転防止制御を上記態様にて行うことで、駆動輪18のスリップの発生に起因する上限回転速度Nlimitの急減を回避することができる。更に、PCUやバッテリ23の信頼性の低下を回避可能とする上記過回転防止制御の制御ロジックを、従来の過回転防止制御の制御ロジックを流用して簡易に構築することができるため、制御ロジックの構築に要する工数の増大を好適に抑制することもできる。
Thus, in the present embodiment, by performing the over-rotation prevention control in the above-described manner, it is possible to avoid a sudden decrease in the upper limit rotation speed Nlimit due to the occurrence of slip of the
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が高いほど、目標回転速度Netgtの減少速度の上限値(制限値ΔNetgt)を高く設定する処理(制限値緩和処理)を行うことで、MG1の発電電力の急増を回避する。つまり、エンジン回転速度の急変によるドライバビリティの低下や、大電力を充放電することによるバッテリ23の信頼性の低下等を回避することを目的として、通常、目標回転速度Netgtの減少速度が過度に高くならないように目標回転速度Netgtの減少速度を上記制限値ΔNetgtによって制限する処理が行われる。ここで目標回転速度Netgtは、上述したように車両要求トルク及び駆動軸14の実回転速度Npに基づき算出される。このため例えば、駆動輪18のスリップが発生してから解消するまでにおいてドライバがブレーキ操作を行うべくアクセル操作量が低下することで車両要求トルクが低下したり、駆動輪18のスリップの解消直前において駆動輪18の実回転速度Npが急減したりすることでエンジン要求パワーが減少したりすると、図9に実線にて示すように、目標回転速度Netgtが低下する。しかしながら、目標回転速度Netgtの減少速度は上記制限値ΔNetgtによって制限されるため、上限回転速度Nlimit(図中一点鎖線)の急減度合いによっては、目標回転速度Netgt(図中破線)が上限回転速度Nlimitによって制限されることで、目標回転速度Netgtの減少速度が急激に大きくなる。
In the present embodiment, a process (limit value relaxation process) for setting the upper limit value (limit value ΔNetgt) of the decrease speed of the target rotation speed Netgt higher as the decrease speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is higher. , To avoid a sudden increase in the power generated by MG1. That is, for the purpose of avoiding a decrease in drivability due to a sudden change in engine rotation speed, a decrease in reliability of the
図10に、本実施形態にかかる制限値緩和処理の手順を示す。この処理は、HV−ECU30によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 10 shows a procedure of limit value relaxation processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the HV-
この一連の処理では、まずステップS18において、駆動軸14の回転変化速度ΔNpが負であるか否かを判断する。この処理は、上記過回転防止制御によって算出される上限回転速度Nlimitが低下を開始するか否かを判断するための処理である。 In this series of processes, first, in step S18, it is determined whether or not the rotational change speed ΔNp of the drive shaft 14 is negative. This process is a process for determining whether or not the upper limit rotation speed Nlimit calculated by the overspeed prevention control starts to decrease.
ステップS18において駆動軸14の回転変化速度ΔNpが正であると判断された場合には、ステップS20に進み、通常時における上記制限値ΔNetgtを設定する処理を行う。 If it is determined in step S18 that the rotational change speed ΔNp of the drive shaft 14 is positive, the process proceeds to step S20, and processing for setting the limit value ΔNetgt in the normal state is performed.
一方、上記ステップS18において肯定判断された場合には、ステップS22に進み、上記制限値緩和処理を行う。ここで駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が高いほど、上記制限値ΔNetgtを高く設定するのは、目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限される事態を適切に回避するためである。つまり、駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が高いほど、上記目標回転速度算出処理によって算出される目標回転速度Netgtの減少速度が高くなる。しかし、目標回転速度Netgtの減少速度が上記制限値ΔNetgtによって制限されることで最終的な目標回転速度Netgtの減少速度はさほど大きくならず、ひいては目標回転速度Netgtが上限回転速度Nlimitによって制限されやすくなる。このため、上記態様にて制限値ΔNetgtの制限を緩和することで、目標回転速度Netgtの減少速度を高くする。なお、上記制限値ΔNetgtは、具体的には、駆動軸14の実回転速度Npの減少速度及び上記制限値ΔNetgtが関連付けられたマップを用いて算出すればよい。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S18, the process proceeds to step S22, and the limit value relaxation process is performed. The reason why the limit value ΔNetgt is set higher as the decrease speed of the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 is higher is to appropriately avoid the situation where the target rotational speed Netgt is limited by the upper limit rotational speed Nlimit. . That is, the higher the decrease speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14, the higher the decrease speed of the target rotation speed Netgt calculated by the target rotation speed calculation process. However, since the reduction speed of the target rotation speed Netgt is limited by the limit value ΔNetgt, the final reduction speed of the target rotation speed Netgt does not increase so much, and the target rotation speed Netgt is likely to be limited by the upper limit rotation speed Nlimit. Become. For this reason, the reduction speed of the target rotation speed Netgt is increased by relaxing the restriction of the limit value ΔNetgt in the above-described mode. The limit value ΔNetgt may be calculated using a map in which the reduction speed of the actual rotational speed Np of the drive shaft 14 and the limit value ΔNetgt are associated with each other.
ステップS20、S22の処理が完了する場合には、ステップS24に進み、目標回転速度算出処理によって算出された目標回転速度Netgtの減少速度を上記設定された制限値ΔNetgtによって制限する処理を行う。 When the processes of steps S20 and S22 are completed, the process proceeds to step S24, where a process of limiting the decrease speed of the target rotational speed Netgt calculated by the target rotational speed calculation process by the set limit value ΔNetgt is performed.
なお、ステップS24の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 In addition, when the process of step S24 is completed, this series of processes is once complete | finished.
このように、本実施形態では、駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が高いほど上記制限値ΔNetgtを高くする処理である制限値緩和処理を行うことで、上限回転速度Nlimitが急減する状況下、目標回転速度Netgtの減少速度の増大を許可することで過回転判定される事態を回避することができる。これにより、MG1の発電電力の増大に起因して発生するPCUやバッテリ23の信頼性の低下の回避を優先することができる。
As described above, in the present embodiment, the limit value relaxation process, which is a process of increasing the limit value ΔNetgt as the decrease speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is higher, causes the upper limit rotation speed Nlimit to rapidly decrease. In addition, it is possible to avoid a situation in which an overspeed determination is made by permitting an increase in the decrease speed of the target rotation speed Netgt. Accordingly, priority can be given to avoiding a decrease in the reliability of the PCU or the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・過回転防止制御手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、上限回転速度Nlimitの算出に際し、上式(3)からMG1上限回転速度Nemax1及びピニオン上限回転速度Nemax2のうち一方を除いたり、エンジン上限回転速度Nemax3を除いたりしてもよい。 The over-rotation prevention control method is not limited to the one exemplified in the first embodiment. For example, when calculating the upper limit rotational speed Nlimit, one of the MG1 upper limit rotational speed Nemax1 and the pinion upper limit rotational speed Nemax2 may be removed from the above equation (3), or the engine upper limit rotational speed Nemax3 may be removed.
・MG1の発電電力の急増を予測する手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記条件(B)における規定回転速度βの算出において上式(7)からエンジン上限回転速度Nemax3を除いたり、規定回転速度βを固定値としたりしてもよい。また例えば、上記条件(A)のみが成立すると判断された場合、上記発電電力が急増すると予測してもよい。この場合であっても、上限回転速度Nlimitの急減に起因する上記発電電力の急増を予測することはできる。 The method for predicting the sudden increase in the generated power of MG1 is not limited to the method exemplified in the first embodiment. For example, in the calculation of the prescribed rotational speed β in the above condition (B), the engine upper limit rotational speed Nemax3 may be removed from the above equation (7), or the prescribed rotational speed β may be a fixed value. For example, when it is determined that only the condition (A) is satisfied, the generated power may be predicted to increase rapidly. Even in this case, it is possible to predict the sudden increase in the generated power due to the rapid decrease in the upper limit rotational speed Nlimit.
・駆動軸14の実回転速度Npに応じた上限回転速度Nlimitよりも低回転側に目標回転速度Netgtを制限する手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、上式(8)及び(10)において、上記駆動軸14の実回転速度Np2及び目標回転速度Ne2を0としてもよい。この場合、エンジン10が停止されるまで過回転判定される事態を回避することができ、MG1の発電電力の急増を抑制することができる。また例えば、上式(9)において、func{x}=x^2とする等、func{x}をXを独立変数とする単調増加関数(望ましくは、func{0}=0、func{1}=1)としてもよい。更に例えば、急増予測期間において、この期間の前半における目標回転速度Netgtの低下度合いを上記期間の後半における上記低下度合いよりも大きくすることにより、MG1の発電電力の少なくとも一部をMG2によって消費させる処理を行ってもよい。
The method for limiting the target rotation speed Netgt to the lower rotation side than the upper limit rotation speed Nlimit corresponding to the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is not limited to that exemplified in the first embodiment. For example, in the above formulas (8) and (10), the actual rotational speed Np2 and the target rotational speed Ne2 of the drive shaft 14 may be set to zero. In this case, it is possible to avoid a situation in which the overspeed determination is made until the
・上記第1の実施形態において、引き下げ処理時において目標回転速度Netgtの減少速度を上限回転速度Nlimitの減少速度よりも低くしてもよい。 In the first embodiment, the reduction speed of the target rotation speed Netgt may be lower than the reduction speed of the upper limit rotation speed Nlimit during the reduction process.
・上記第1の実施形態において、引き下げ処理の実行中に燃料カット制御を実施しなくてもよい。 In the first embodiment, the fuel cut control may not be performed during the execution of the lowering process.
・動力分割機構12としては、MG1の回転軸が連結される第2の回転体をサンギアSとし、MG2(駆動軸14)が連結される第3の回転体をリングギアRとするものに限らない。例えば、MG1の回転軸が連結される第2の回転体をリングギアRとし、MG2(駆動軸14)が連結される第3の回転体をサンギアSとするものであってもよい。
The
・目標回転速度Netgtの減少速度の上限側の制限を緩和する手法としては、上記第3の実施形態に例示したものに限らない。例えば、駆動軸14の実回転速度Npの減少速度が所定速度以上になると判断された場合、上記制限値ΔNetgtを所定量高くしてもよい。 A method for relaxing the upper limit of the reduction speed of the target rotational speed Netgt is not limited to that exemplified in the third embodiment. For example, when it is determined that the decrease speed of the actual rotation speed Np of the drive shaft 14 is equal to or higher than a predetermined speed, the limit value ΔNetgt may be increased by a predetermined amount.
・車両の走行速度Vを算出する手法としては、上記第1及び第2の実施形態に例示したものに限らない。例えば、車輪が全て駆動輪18である場合、車両の進行方向の加速度を検出する加速度センサを備え、このセンサの出力値の積算値に基づき車両の走行速度Vを算出してもよい。また例えば、車両の外部から情報を取得する手段(例えば、ナビゲーションシステム)の出力値に基づき、車両の走行速度Vを算出してもよい。
The method for calculating the traveling speed V of the vehicle is not limited to the method exemplified in the first and second embodiments. For example, when all the wheels are
・本願発明が適用される車両としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、減速機構や変速装置を介してリングギアRと駆動軸14とが接続されるような車両に適用してもよい。 -Vehicles to which the present invention is applied are not limited to those exemplified in the above embodiments. For example, the present invention may be applied to a vehicle in which the ring gear R and the drive shaft 14 are connected via a speed reduction mechanism or a transmission.
10…エンジン、11a…第1のモータジェネレータ、11b…第2のモータジェネレータ、12…動力分割機構、18…駆動輪、19…燃料噴射弁、20…クランク軸、23…バッテリ、30…HV―ECU(車載動力発生装置の制御装置の一実施形態)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第3の回転体の回転速度の減少速度に基づき、前記発電電力の急増を予測する予測手段と、
前記発電電力が急増すると予測されることに基づき、前記第3の回転体の回転速度に応じた前記上限値よりも低回転側に前記出力軸の回転速度を制限する制限手段とを備えることを特徴とする車載動力発生装置の制御装置。 A power transmission mechanism that enables power transmission between an output shaft of an internal combustion engine, a rotary shaft of a rotating electrical machine, and a drive shaft capable of transmitting power to a drive wheel, and each of the output shaft, the rotary shaft, and the drive shaft has a machine A power transmission mechanism that aligns the rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body that are connected to each other on a straight line on the alignment chart, and stores the generated power of the rotating electrical machine The upper limit value of the rotation speed of the output shaft is set to a larger value as the rotation speed of the third rotating body is higher, and the rotation speed of the output shaft is set to the upper limit value. In the control device of the in-vehicle power generation device that operates the rotating electrical machine to limit to the following:
A predicting means for predicting a sudden increase in the generated power based on a decreasing speed of the rotating speed of the third rotating body;
And a limiting means for limiting the rotational speed of the output shaft to a lower rotational side than the upper limit value according to the rotational speed of the third rotating body based on the fact that the generated power is predicted to increase rapidly. A control device for a vehicle-mounted power generation device.
前記換算された回転速度を第3の回転体の実際の回転速度と仮定した場合における前記上限値を算出する算出手段とを更に備え、
前記予測手段は、前記出力軸の実際の回転速度が前記算出手段によって算出された上限値よりも高くなることに基づき、前記発電電力の急増を予測することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。 Conversion means for converting the traveling speed of the vehicle into the rotational speed of the third rotating body;
A calculation means for calculating the upper limit value when the converted rotation speed is assumed to be the actual rotation speed of the third rotating body;
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the predicting unit predicts a sudden increase in the generated power based on an actual rotation speed of the output shaft being higher than an upper limit value calculated by the calculating unit. Engine control device.
前記車両の走行速度を前記第3の回転体の回転速度に換算する手段を更に備え、
前記上限値は、前記換算された第3の回転体の回転速度に基づき設定されることを特徴とする車載動力発生装置の制御装置。 A power transmission mechanism that enables power transmission between an output shaft of an internal combustion engine, a rotary shaft of a rotating electrical machine, and a drive shaft capable of transmitting power to a drive wheel, and each of the output shaft, the rotary shaft, and the drive shaft has a machine A power transmission mechanism that aligns the rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body that are connected to each other on a straight line on the alignment chart, and stores the generated power of the rotating electrical machine The upper limit value of the rotation speed of the output shaft is set to a larger value as the rotation speed of the third rotating body is higher, and the rotation speed of the output shaft is set to the upper limit value. In the control device of the in-vehicle power generation device that operates the rotating electrical machine to limit to the following:
Means for converting the traveling speed of the vehicle into the rotational speed of the third rotating body;
The upper limit value is set on the basis of the converted rotation speed of the third rotating body.
前記第3の回転体の回転速度の減少速度が高い場合、前記出力軸の回転速度の減少速度の上限側の制限を緩和する手段を備えることを特徴とする車載動力発生装置の制御装置。 A power transmission mechanism that enables power transmission between an output shaft of an internal combustion engine, a rotary shaft of a rotating electrical machine, and a drive shaft capable of transmitting power to a drive wheel, and each of the output shaft, the rotary shaft, and the drive shaft has a machine A power transmission mechanism that aligns the rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body that are connected to each other on a straight line on the alignment chart, and stores the generated power of the rotating electrical machine The upper limit value of the rotation speed of the output shaft is set to a larger value as the rotation speed of the third rotating body is higher, and the rotation speed of the output shaft is set to the upper limit value. In the control device of the in-vehicle power generation device that operates the rotating electrical machine to limit to the following:
A control device for an in-vehicle power generation device, comprising: means for relaxing an upper limit of a reduction speed of the rotation speed of the output shaft when a reduction speed of the rotation speed of the third rotating body is high.
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