JP2013001249A - Pressing controller for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハイブリッド車両に係り、特に、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与する押し当て制御の改良に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to an improvement in pressing control that applies a pressing torque to a drive system by an electric motor when an engine is operating in a vehicle stopped state.
エンジンおよび電動モータを備えているハイブリッド車両において、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与することにより、エンジンの脈動(トルク変動)に起因して歯打ち音が発生することを防止することが提案されている。特許文献1に記載のハイブリッド車両はその一例で、エンジン、第1モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構(遊星歯車装置など)を介して連結されているスプリット型であり、車両停止状態ではエンジン回転に対応して第1モータジェネレータが回転駆動されるが、エンジンの脈動に起因して動力分割機構や減速ギヤ等が歯打ち音を発生する可能性があるため、出力部材に連結された第2モータジェネレータによって押し当てトルクを付与するようになっている。 In a hybrid vehicle including an engine and an electric motor, a rattling noise is generated due to pulsation (torque fluctuation) of the engine by applying a pressing torque to the drive system by the electric motor when the engine is operating in a vehicle stop state. It has been proposed to prevent it from occurring. The hybrid vehicle described in Patent Document 1 is an example, and is a split type in which an engine, a first motor generator, and an output member are connected via a power split mechanism (such as a planetary gear device). The first motor generator is driven to rotate in response to the rotation, but the power split mechanism, the reduction gear, etc. may generate rattling noise due to the pulsation of the engine. A pressing torque is applied by a two-motor generator.
しかしながら、このようなハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、例えば低温時やバッテリーの蓄電残量SOCが低下した場合等にバッテリーの出力(供給電力量)が制限されると、それに伴って押し当てトルクが制限され、歯打ち音の防止効果が適切に得られなくなったり、押し当てトルクがハンチングして車両振動が発生したりすることがあった。 However, in such a pushing control device for a hybrid vehicle, for example, when the battery output (power supply amount) is limited at low temperatures or when the remaining battery charge SOC of the battery is reduced, the pushing is performed accordingly. The torque is limited, and the effect of preventing rattling noise cannot be obtained properly, or the pressing torque is hunted to cause vehicle vibration.
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようにすることにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object thereof is to make it possible to appropriately apply the pressing torque regardless of the output limit of the battery.
かかる目的を達成するために、本発明は、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与するハイブリッド車両の押し当て制御装置において、前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides a hybrid vehicle pressing control device that applies a pressing torque to a drive system by an electric motor when an engine is operating in a vehicle stopped state. Even when the upper limit value of the output is limited, power can be supplied from the battery to the electric motor exceeding the limited upper limit value so that the pressing torque can be generated by the electric motor. It is characterized by being allowed.
本発明のハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより押し当てトルクを発生させることができるように、制限された上限値を越えてバッテリーから電動モータに電力が供給されることが許容されるため、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。すなわち、押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるもので、そのトルクは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量SOCの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量SOCが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて電動モータに電力供給しても、蓄電残量SOCの更なる低下などでバッテリーが直ちに使用不可になる恐れは殆ど無いのである。 In the pressing control device for a hybrid vehicle of the present invention, even when the upper limit value of the output of the battery that supplies power to the electric motor is limited, the pressing limit is set so that the pressing torque can be generated by the electric motor. The power is allowed to be supplied from the battery to the electric motor beyond the upper limit value, so that the pressing torque can be properly applied regardless of the battery output limit. It is possible to prevent the generation of noise or the generation of vehicle vibration due to the pressing torque hunting. In other words, the pressing torque is applied when the engine is operating in a vehicle stop state, and the torque is relatively small. On the other hand, the upper limit value of the battery output is limited when the remaining power SOC is low or when the temperature is low In consideration of the case where a large battery output is suddenly required due to the driver's output request, etc. Even if the electric motor is supplied with power exceeding the upper limit at the time of the limit, there is almost no possibility that the battery is immediately disabled due to a further decrease in the remaining power storage SOC.
本発明は、エンジン、第1モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構(遊星歯車装置など)を介して連結されているスプリット型のハイブリッド車両に好適に適用され、例えば出力部材から駆動輪までの動力伝達経路に連結された第2モータジェネレータによって押し当てトルクが付与されるように構成される。 The present invention is preferably applied to a split-type hybrid vehicle in which an engine, a first motor generator, and an output member are connected via a power split mechanism (such as a planetary gear device). A pressing torque is applied by a second motor generator coupled to the power transmission path.
押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるが、車両停止状態とは、パーキングロック機構によって駆動系が機械的に回転停止状態に保持される駐車状態や、D(ドライブ)レンジ等の車両駆動状態での車両停止時などで、エンジンの脈動による歯打ち音が問題になる場合である。エンジンの作動時は、例えば暖房や暖機等のための自立運転時やバッテリー充電等のための負荷運転時などで、エンジンを始動したり停止したりする際に大きな押し当てトルクを付与する場合があるが、バッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給して押し当てトルクを付与するのは、エンジンの始動や停止時を除いた比較的押し当てトルクが小さい定常作動時が望ましい。すなわち、エンジンの作動状態に応じて押し当てトルクが変化する場合、必ずしも総ての押し当てトルクを発生させることができるようにバッテリーからの電力供給が許容される必要はなく、比較的小さな一部の押し当てトルクの時だけバッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給することが許容されるようにしても良い。 The pressing torque is applied when the engine is operating in the vehicle stop state. The vehicle stop state is a parking state in which the drive system is mechanically held in the rotation stop state by the parking lock mechanism, a D (drive) range, or the like. This is a case where the rattling noise caused by the pulsation of the engine becomes a problem when the vehicle is stopped in the vehicle driving state. When a large pressing torque is applied when starting or stopping the engine when the engine is operating, for example, during independent operation for heating or warming up or during load operation for battery charging, etc. However, it is desirable that the pressing torque is applied by supplying power exceeding the upper limit value when the battery output is limited during steady operation where the pressing torque is relatively small except when the engine is started or stopped. That is, when the pressing torque changes according to the operating state of the engine, it is not always necessary to allow the power supply from the battery so that all the pressing torque can be generated, and a relatively small part It may be allowed to supply power exceeding the upper limit value when the battery output is limited only when the pressing torque is.
バッテリー出力の上限値の制限は、例えば蓄電残量SOCの低下時や低温時等に実施されるが、蓄電残量SOC(バッテリー電圧など)が更に低下して所定の使用下限値に達すると、バッテリー保護のためにバッテリーの使用が更に制限される場合があり、その時には押し当てトルクの付与も禁止することが望ましい。 The upper limit value of the battery output is limited, for example, when the remaining battery charge SOC is low or at a low temperature. When the remaining battery charge SOC (battery voltage, etc.) further decreases and reaches a predetermined lower limit value, In order to protect the battery, the use of the battery may be further restricted. At that time, it is desirable to prohibit the application of the pressing torque.
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両10を説明するための骨子図である。このハイブリッド車両10は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるエンジン16と、それぞれ電動モータおよび発電機として用いることができる第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2と、シングルピニオン型の遊星歯車装置18とを同軸上に備えている。エンジン16は、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在することなく、ダンパ22を介して入力軸24に機械的に接続されている。本実施例では、第2モータジェネレータMG2が請求項1に記載の電動モータに相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a skeleton diagram for explaining a
このハイブリッド車両10はスプリット型で、遊星歯車装置18は、エンジン16の動力を出力部材である出力スプロケット26および第1モータジェネレータMG1に分割する動力分割機構として機能する。すなわち、遊星歯車装置18のキャリアC1には入力軸24が相対回転不能に連結されている一方、リングギヤR1には出力スプロケット26が相対回転不能に連結されているとともに、サンギヤS1には第1モータジェネレータMG1のロータが相対回転不能に連結されており、キャリアC1がエンジン16により回転駆動されると、サンギヤS1に連結された第1モータジェネレータMG1の反力トルク(制動トルク)に応じたトルクでリンギヤR1、更には出力スプロケット26が回転駆動される。出力スプロケット26にはまた、前記第2モータジェネレータMG2のロータが相対回転不能に連結されており、その第2モータジェネレータMG2によっても回転駆動されるようになっている。
The
上記出力スプロケット26は、チェーン28を介してカウンタ軸30に機械的に接続されており、そのカウンタ軸30に伝達されたトルクは、更に大歯車32および小歯車34が一体的に設けられた減速装置36、差動歯車装置38、および1対の車軸40L、40Rを介して左右の前輪42L、42Rへ伝達されるようになっている。上記減速装置36の大歯車32にはパーキングギヤ44が一体的に設けられており、シトフレバー60が駐車用の「P」ポジションへ操作された場合に、図示しないパーキングロック装置によってパーキングロックポールと噛み合わされ、回転が機械的に阻止されるパーキングロック状態とされる。なお、図1では、前輪42L、42Rの舵角を変更する操舵装置が省略されている。
The
上記第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は、インバータ52を介してバッテリー54に接続されており、それぞれ電動モータとして機能する力行時や発電機として機能する回生時のトルクが制御される。また、エンジン16は、電子スロットル弁や燃料噴射装置等を有するエンジン制御装置56によって運転状態が制御される。これ等のインバータ52およびエンジン制御装置56は、マイクロコンピュータ等を有する電子制御装置50によって制御されるようになっており、電子制御装置50にはバッテリー54から蓄電残量SOCを表す信号、具体的にはバッテリー電圧を表す信号が供給される。また、バッテリー温度センサ55からバッテリー温度Tbattを表す信号が供給されるとともに、レバーポジションセンサ58からシフトレバー60の操作ポジションPshを表す信号が供給される。シフトレバー60は、車両の駆動状態を選択する駆動状態選択手段に相当するもので、駐車用の「P」ポジション、後進走行用の「R」ポジション、前進走行用の「D」ポジション、動力伝達を遮断する「N」ポジション等を選択できるようになっている。電子制御装置50にはまた、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量(開度)Accを表す信号や、エンジン回転速度Neを表す信号、車速V(出力スプロケット26等の出力回転速度Nout に対応)を表す信号、第1モータジェネレータMG1の回転速度(MG1回転速度)NMG1を表す信号、第2モータジェネレータMG2の回転速度(MG2回転速度)NMG2を表す信号など、各種の制御に必要な種々の情報を表す信号が供給されるようになっている。
The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are connected to a
上記電子制御装置50は、第2モータジェネレータMG2のトルク制御に関して図2に示す各種の機能を備えている。要求モータトルク算出手段70は、アクセル操作量Acc等の出力要求量に基づいて要求モータトルクrtmgを算出するもので、Acc=0の車両停止時にはrtmg=0或いは所定のクリープトルクとされる。押し当てトルク設定手段72は、シフトレバー60が「P」ポジションへ操作された駐車時、或いはシフトレバー60が「D」または「R」ポジションへ操作された駆動状態での車両停止時で、且つエンジン16が作動状態である場合に、その作動状態に応じて押し当てトルクotmgを設定する。押し当てトルクotmgはエンジン16の脈動などで歯打ち音が発生しないようにするためのもので、エンジン16の作動状態、すなわち暖房や暖機等のための自立運転時か、バッテリー充電等のための負荷運転時か、エンジン16の始動時か、エンジン16を停止させる停止時か、等に応じて予め定められている。エンジン16の始動時や停止時には、自立運転時や負荷運転時等の定常作動時に比較して大きな押し当てトルクotmgが設定される。押し当て制限手段74は、バッテリー54の蓄電残量SOCすなわちバッテリー電圧が予め定められた使用下限値に達した場合に、押し当てトルク設定手段72によって設定される押し当てトルクotmgを強制的に0にする。
The
上記要求モータトルク算出手段70によって算出された要求モータトルクrtmgおよび押し当てトルク設定手段72によって設定された押し当てトルクotmgが加算手段75によって加算されることにより、総モータトルクtmg(=rtmg+otmg)が算出される。そして、この総モータトルクtmgは上下限制限手段86により上限値tmgmax以下で且つ下限値tmgmin以上に制限され、それ等の上限値tmgmaxおよび下限値tmgminによって制限された総モータトルクtmgで第2モータジェネレータMG2が作動させられるように、モータトルク指令手段88によってインバータ52が制御される。例えばシフトレバー60の操作ポジションが「P」、「D」、または「R」ポジションでの車両停止時で且つエンジン16が作動状態である場合に、要求モータトルクrtmg=0で総モータトルクtmg=otmgであり、その総モータトルクtmgが上限値tmgmaxと下限値tmgminの範囲内である場合には、実質的に押し当てトルクotmgで第2モータジェネレータMG2が作動させられる。そして、この押し当てトルクotmgが遊星歯車装置18のリングギヤR1や出力スプロケット26に加えられることにより、遊星歯車装置18やカウンタ軸30等の各部の歯車が押圧され、エンジン16の脈動などで歯打ち音が発生することが防止される。
By adding the required motor torque rtmg calculated by the required motor torque calculating means 70 and the pressing torque otmg set by the pressing torque setting means 72 by the adding means 75, the total motor torque tmg (= rtmg + otmg) is obtained. Calculated. The total motor torque tmg is limited by the upper / lower
一方、上記押し当てトルクotmgを表す信号は押し当て保証トルク設定手段76にも供給される。押し当て保証トルク設定手段76は、バッテリー54の出力の上限値が制限される場合でも、エンジン16が自立運転または負荷運転の時には押し当てトルクotmgで第2電動モータジェネレータMG2を作動させることを保証するためのもので、その押し当てトルクotmgを押し当て保証トルクstmgに設定する。エンジン16の始動時や停止時など、自立運転または負荷運転以外の場合は、押し当て保証トルクstmgを0とする。
On the other hand, the signal representing the pressing torque otmg is also supplied to the pressing guarantee torque setting means 76. The pressing guarantee torque setting means 76 ensures that the second electric motor generator MG2 is operated with the pressing torque otmg when the
バッテリー出力制限手段78は、バッテリー54の蓄電残量SOCが所定値以下になるか、バッテリー温度Tbattが所定温度以下の時に、バッテリー54の出力(供給電力量)の上限値を制限するもので、その制限された電力量により第2モータジェネレータMG2が発生するトルクを制限トルクαとしてMAX選択手段80に出力する。この制限トルクαは、エンジン16が自立運転または負荷運転の時の押し当てトルクotmgよりも小さい値で、この制限トルクαによって前記上下限制限手段86により総モータトルクtmgの上限が制限されると、十分な押し当てトルクが得られなくなって歯打ち音が発生したり、その押し当てトルクのハンチングで車両振動が生じたりする可能性がある。上記バッテリー出力制限手段78によるバッテリー出力の制限は、運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量SOCに余裕がある段階で実施される。なお、前記押し当て制限手段74が押し当てトルクotmgを強制的に0にする使用下限値は、このバッテリー出力制限手段78によってバッテリー出力が制限される蓄電残量SOCよりも更に低い蓄電残量SOCである。
The battery output limiting means 78 limits the upper limit value of the output (supplied power amount) of the
MAX選択手段80は、押し当て保証トルク設定手段76によって設定された押し当て保証トルクstmgと、バッテリー出力制限手段78から供給された制限トルクαとを比較し、大きい方を選択する。すなわち、車両停止時にエンジン16が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段72により押し当てトルクotmgが設定されている場合、バッテリー出力制限手段78によってバッテリー出力の上限値が制限されても、その押し当てトルクotmgを表す押し当て保証トルクstmgがMAX選択手段80によって選択される。また、車両走行時など押し当てトルクotmg=0の時には、制限トルクαが選択される。なお、バッテリー出力制限手段78によってバッテリー出力の上限値が制限されていない場合は、予め定められた許容最大出力と押し当て保証トルクstmgとを比較し、許容最大出力が選択される。この許容最大出力についても、その許容最大出力により第2モータジェネレータMG2が発生するトルクに換算して比較が行われる。
The MAX selection means 80 compares the pressing guarantee torque stmg set by the pressing guarantee torque setting means 76 with the limiting torque α supplied from the battery
上限値設定手段82は、バッテリー54や第2モータジェネレータMG2に関する定格や熱等による各種の制限によって定まる最大トルクと、上記MAX選択手段80によって選択されたトルクとを比較して、小さい方のトルクを選択して上限値tmgmaxに設定する。車両停止時にエンジン16が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段72により押し当てトルクotmgが設定されている場合で、バッテリー出力制限手段78によってバッテリー出力の上限値が制限される場合には、その押し当てトルクotmgを表す押し当て保証トルクstmgがMAX選択手段80によって選択されるため、熱等で最大トルクが大きく制限されない限り、通常はその押し当て保証トルクstmgが上限値tmgmaxに設定される。そして、この上限値tmgmaxを用いて上下限制限手段86により総モータトルクtmgの上限が制限されることにより、バッテリー出力制限手段78によりバッテリー出力の上限が制限される場合でも押し当てトルクotmgで第2モータジェネレータMG2が作動させられ、エンジン16の脈動等による歯打ち音の発生が適切に防止される。
The upper limit value setting means 82 compares the maximum torque determined by various restrictions due to ratings, heat, and the like regarding the
下限値設定手段84は、バッテリー54にや第2モータジェネレータMG2に関する定格や出力(パワー)、熱等による各種の制限によって定まる最小トルクの最大値を選択し、下限値tmgminに設定する。そして、この下限値tmgminを用いて上下限制限手段86により総モータトルクtmgの下限が制限されることにより、第2モータジェネレータMG2がその下限値tmgmin以上のトルクで作動させられる。
The lower limit value setting means 84 selects the maximum value of the minimum torque determined by various restrictions such as the rating, output (power), heat, etc. regarding the
このように、本実施例のハイブリッド車両10においては、第2モータジェネレータMG2に電力供給するバッテリー54の出力の上限値がバッテリー出力制限手段78によって制限された場合でも、押し当て保証トルク設定手段76およびMAX選択手段80によって押し当て保証トルクstmgが選択されることにより、制限された上限値を越えてバッテリー54から第2電動モータジェネレータMG2に電力が供給されることが許容され、押し当てトルクotmgで第2モータジェネレータMG2が作動させられる。これにより、バッテリー54の出力制限に拘らず押し当てトルクotmgが適切に付与されるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。
Thus, in the
ここで、押し当てトルクotmgは車両停止状態におけるエンジン16の作動時に付与されるもので、そのトルクotmgは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量SOCの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量SOCが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクotmgのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて第2モータジェネレータMG2に電力供給しても、蓄電残量SOCの更なる低下などでバッテリー54が直ちに使用不可になる恐れは殆ど無く、押し当て制御を適切に実施することができる。
Here, the pressing torque otmg is applied when the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
10:ハイブリッド車両 16:エンジン 50:電子制御装置 54:バッテリー 72:押し当てトルク設定手段 76:押し当て保証トルク設定手段 78:バッテリー出力制限手段 80:MAX選択手段 MG2:第2モータジェネレータ(電動モータ) otmg:押し当てトルク α:制限トルク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Hybrid vehicle 16: Engine 50: Electronic controller 54: Battery 72: Pushing torque setting means 76: Pushing guarantee torque setting means 78: Battery output restriction means 80: MAX selection means MG2: 2nd motor generator (electric motor) ) Otmg: Pushing torque α: Limit torque
Claims (1)
前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、該電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにした
ことを特徴とするハイブリッド車両の押し当て制御装置。 In a pushing control device for a hybrid vehicle that applies pushing torque to a drive system by an electric motor when the engine is operating in a vehicle stop state,
Even when the upper limit value of the output of the battery that supplies power to the electric motor is limited, the pressing torque is generated by the electric motor so that the pressing torque can be generated from the battery beyond the limited upper limit value. A hybrid vehicle pressing control device characterized in that it is allowed to supply electric power to an electric motor.
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JP2015113032A (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid-vehicular control apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015113032A (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid-vehicular control apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140902 |