JP2013112048A - Control device and control method for power output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力を出力可能なエンジンと、エンジンの出力軸に少なくともねじれ要素を介して接続された電動機とを備えた動力出力装置の制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a power output device including an engine capable of outputting power and an electric motor connected to the output shaft of the engine through at least a torsion element.
従来、この種の動力出力装置の制御装置としては、エンジンからの動力を受ける入力軸、電動発電機の回転軸および駆動軸を機械的に結合すると共にエンジンからの動力を電動発電機および駆動軸に機械的に分配するように構成された動力分割機構と、エンジンの出力軸および動力分割機構の入力軸の間に結合されると共にエンジンの出力軸と動力分割機構の入力軸との相対回転を抑制しながら動力を伝達するダンパとを含む動力出力装置を制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この制御装置は、エンジン回転数センサの検出値から算出されたクランクシャフトの回転角速度を用いてエンジントルクを推定演算すると共に、推定演算したエンジントルクをダンパの捩れ角度を基に算出したダンパの弾性力からなる補正項によって補正し、補正後の推定エンジントルクに基づいてエンジンの異常を診断する。このように、ダンパの捩れ角度を基に算出したダンパの弾性力からなる補正項によって推定エンジントルクを補正することにより、電動発電機の回転状態に応じてエンジンのクランクシャフトに作用するダンパの弾性力を加味して推定エンジントルクをより精度良く算出することができ、当該推定エンジントルクに基づいてエンジンの異常をより正確に検出することが可能となる。 Conventionally, as a control device for this type of power output device, an input shaft that receives power from an engine, a rotating shaft and a drive shaft of a motor generator are mechanically coupled, and power from the engine is supplied to the motor generator and the drive shaft. A power split mechanism configured to mechanically distribute the power split between the engine output shaft and the power split mechanism input shaft, and the relative rotation between the engine output shaft and the power split mechanism input shaft. A device that controls a power output device including a damper that transmits power while suppressing has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The control device estimates and calculates the engine torque using the rotational angular velocity of the crankshaft calculated from the detection value of the engine speed sensor, and calculates the estimated engine torque based on the torsion angle of the damper. Correction is performed using a correction term consisting of force, and engine abnormality is diagnosed based on the corrected estimated engine torque. Thus, by correcting the estimated engine torque by the correction term composed of the elastic force of the damper calculated based on the torsion angle of the damper, the elasticity of the damper acting on the crankshaft of the engine according to the rotational state of the motor generator The estimated engine torque can be calculated with higher accuracy in consideration of the force, and the engine abnormality can be detected more accurately based on the estimated engine torque.
上記従来の動力出力装置では、エンジンのトルク脈動やダンパ共振等に起因してエンジンの回転数が所定の周期で振動し、それによりエンジンのクランクシャフトにダンパや動力分割機構を介して接続された電動発電機の回転数も振動する。そして、エンジンと電動発電機との間にダンパが介在することから、ダンパの前後で回転数が変動し、エンジンの回転数振動と電動発電機の回転数振動との位相がズレることがある。このため、電動発電機でエンジンの回転数を制御するに際して、エンジンの回転数振動と電動発電機の回転数振動との位相のズレに起因してエンジンの回転数制御を精度良く行うことができず、エンジンからの振動や騒音を助長するおそれがある。 In the above-described conventional power output device, the engine speed oscillates at a predetermined cycle due to engine torque pulsation, damper resonance, etc., and thereby connected to the engine crankshaft via a damper or power split mechanism. The rotational speed of the motor generator also vibrates. Since a damper is interposed between the engine and the motor generator, the rotational speed fluctuates before and after the damper, and the phase between the engine rotational speed vibration and the motor generator rotational speed vibration may shift. For this reason, when the engine speed is controlled by the motor generator, the engine speed control can be accurately performed due to the phase shift between the engine speed vibration and the motor speed vibration. Therefore, there is a risk of promoting vibration and noise from the engine.
本発明の動力出力装置の制御装置および制御方法は、エンジンの出力軸に少なくともねじれ要素を介して接続された電動機により当該エンジンの回転数をより精度良く制御してエンジンからの振動や騒音をより良好に抑制することを主目的とする。 The control device and the control method for a power output apparatus according to the present invention control vibrations and noise from the engine more accurately by controlling the rotational speed of the engine with an electric motor connected to the output shaft of the engine via at least a torsion element. The main purpose is to suppress well.
本発明の動力出力装置の制御装置および制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the above-mentioned main object, the power output device control device and control method of the present invention employ the following means.
本発明の動力出力装置の制御装置は、
動力を出力可能なエンジンと、該エンジンの出力軸に少なくともねじれ要素を介して接続されると共に該出力軸に動力を入出力可能な電動機とを備えた動力出力装置の制御装置において、
前記エンジンが運転されるときに、前記電動機の回転数を取得すると共に、該取得した回転数を前記ねじれ要素のねじれ角に基づいて補正して制御用回転数を設定し、前記エンジンの目標エンジン回転数に基づいて設定される前記電動機の目標回転数と前記制御用回転数との差がなくなるように該電動機を制御することを特徴とする。
The control device of the power output device of the present invention is
In a control device for a power output device comprising: an engine capable of outputting power; and an electric motor connected to the output shaft of the engine via at least a torsion element and capable of inputting and outputting power to the output shaft;
When the engine is operated, the rotational speed of the electric motor is acquired, and the acquired rotational speed is corrected based on the twist angle of the torsion element to set the control rotational speed, and the target engine of the engine The electric motor is controlled such that there is no difference between the target rotational speed of the electric motor set based on the rotational speed and the control rotational speed.
本発明の動力出力装置の制御装置では、エンジンが運転されるときに、電動機の回転数が取得されると共に、当該取得された回転数をねじれ要素のねじれ角に基づいて補正することにより制御用回転数が算出され、エンジンの目標エンジン回転数に基づいて設定される電動機の目標回転数と制御用回転数との差がなくなるように電動機が制御される。このように、ねじれ要素のねじれ角に基づいて電動機の回転数を補正して制御用回転数を設定することにより、エンジンの出力軸の回転数振動と電動機の制御用回転数の振動との位相のズレを抑制することができるため、当該制御用回転数と電動機の目標回転数との差がなくなるように電動機を制御することで、エンジンの回転数をより精度良く制御してエンジンからの振動や騒音をより良好に抑制することが可能となる。 In the control device for the power output apparatus of the present invention, when the engine is operated, the rotation speed of the electric motor is acquired, and the acquired rotation speed is corrected based on the twist angle of the twist element. The rotational speed is calculated, and the electric motor is controlled so that there is no difference between the target rotational speed of the motor set based on the target engine rotational speed of the engine and the control rotational speed. Thus, by correcting the rotational speed of the electric motor based on the twist angle of the torsion element and setting the rotational speed for control, the phase between the rotational speed vibration of the engine output shaft and the vibration of the rotational speed for motor control Therefore, by controlling the motor so that there is no difference between the control rotational speed and the target rotational speed of the motor, the rotational speed of the engine can be controlled more accurately and vibration from the engine can be controlled. And noise can be suppressed more satisfactorily.
また、前記制御用回転数は、前記ねじれ角に基づいて前記ねじれ要素の入力回転数から出力回転数を減じて回転数差を算出し、該算出した回転数差の前記電動機の回転軸換算値を前記取得された前記電動機の回転数に加算することにより設定されてもよい。このように、ねじれ要素の入力回転数と出力回転数との回転数差に基づいて電動機の制御用回転数を設定することで、エンジンの出力軸の回転数振動の位相と制御用回転数の振動の位相と
のズレをより良好に抑制することができる。従って、当該制御用回転数と電動機の目標回転数との差がなくなるように電動機を制御することで、エンジンの回転数を更に精度良く制御してエンジンからの振動や騒音をより一層良好に抑制することができる。
Further, the rotational speed for control is calculated by subtracting the output rotational speed from the input rotational speed of the torsional element based on the torsion angle to calculate a rotational speed difference, and the calculated rotational speed difference is a value converted to the rotating shaft of the motor. May be set by adding to the acquired number of rotations of the motor. As described above, by setting the control rotational speed of the electric motor based on the rotational speed difference between the input rotational speed and the output rotational speed of the torsion element, the phase of the rotational speed vibration of the engine output shaft and the control rotational speed The deviation from the vibration phase can be suppressed more favorably. Therefore, by controlling the electric motor so that there is no difference between the control rotational speed and the target rotational speed of the motor, the engine rotational speed can be controlled with higher accuracy to further suppress vibration and noise from the engine. can do.
更に、前記動力出力装置は、前記エンジンの出力軸に前記ねじれ要素を介して接続された第1の回転要素、前記電動機の回転軸に接続された第2の回転要素、および動力を入出力可能な第2電動機に接続された第3の回転要素を有する遊星歯車機構を更に備えてもよい。 In addition, the power output device can input and output a first rotating element connected to the output shaft of the engine via the torsion element, a second rotating element connected to the rotating shaft of the electric motor, and power. A planetary gear mechanism having a third rotating element connected to the second electric motor may be further provided.
本発明の動力出力装置の制御方法は、
動力を出力可能なエンジンと、前記エンジンの出力軸に少なくともねじれ要素を介して接続された動力を入出力可能な電動機とを備えた動力出力装置の制御方法において、
前記エンジンが運転されるときに、前記電動機の回転数を取得すると共に、該取得した回転数を前記ねじれ要素のねじれ角に基づいて補正して制御用回転数を設定し、前記エンジンの目標エンジン回転数に基づいて設定される前記電動機の目標回転数と前記制御用回転数との差がなくなるように該電動機を制御するものである。
The method for controlling the power output apparatus of the present invention includes:
In a control method of a power output device comprising: an engine capable of outputting power; and an electric motor capable of inputting / outputting power connected to the output shaft of the engine via at least a torsion element,
When the engine is operated, the rotational speed of the electric motor is acquired, and the acquired rotational speed is corrected based on the twist angle of the torsion element to set the control rotational speed, and the target engine of the engine The electric motor is controlled such that there is no difference between the target rotational speed of the motor set based on the rotational speed and the control rotational speed.
本発明の動力出力装置の制御方法によれば、エンジンの出力軸の回転数振動と電動機の制御用回転数の振動との位相のズレを抑制することができるため、当該制御用回転数と電動機の目標回転数との差がなくなるように電動機を制御することで、エンジンの回転数をより精度良く制御してエンジンからの振動や騒音をより良好に抑制可能となる。 According to the control method for a power output apparatus of the present invention, it is possible to suppress a phase shift between the rotation speed vibration of the engine output shaft and the vibration of the motor control rotation speed. By controlling the electric motor so that there is no difference from the target rotational speed, the rotational speed of the engine can be controlled with higher accuracy, and vibration and noise from the engine can be better suppressed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明による動力出力装置の制御装置を含むハイブリッド車両の一例であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジン(内燃機関)22と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ30と、主として発電機として動作するモータMG1と、駆動輪39a,39bに伝達ギヤ機構37やデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸35にプラネタリギヤ式の減速ギヤ機構36を介して動力を入出力するモータMG2とを含む。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle 20 which is an example of a hybrid vehicle including a control device for a power output apparatus according to the present invention. A hybrid vehicle 20 shown in the figure includes an engine (internal combustion engine) 22 that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline and light oil, a single-pinion planetary gear 30, and a motor MG1 that mainly operates as a generator. And a motor MG2 for inputting / outputting power via a planetary gear type reduction gear mechanism 36 to a drive shaft 35 connected to the drive wheels 39a, 39b via a transmission gear mechanism 37 and a differential gear 38.
更に、ハイブリッド自動車20は、エンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24と、モータMG1およびMG2を駆動するためのインバータ41および42と、インバータ41および42に接続されたバッテリ50と、インバータ41および42を介してモータMG1およびMG2を制御するモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)55と、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU55等と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70とを含む。 Further, hybrid vehicle 20 is connected to an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 24 for controlling engine 22, inverters 41 and 42 for driving motors MG 1 and MG 2, and inverters 41 and 42. Battery 50, motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40 that controls motors MG 1 and MG 2 via inverters 41 and 42, and battery electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40 that manages battery 50. And a hybrid electronic control unit (hereinafter referred to as “hybrid ECU”) 70 that controls the entire vehicle while communicating with the engine ECU 24, the motor ECU 40, the battery ECU 55, and the like.
エンジンECU24は、図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を有する。エンジンECU24には、クランクシャフト26の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションや、スロットルバルブの開度を検出する図示しないスロットル開度センサからのスロットル開度THといったエンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号が入力ポートを介して入力される。また、エンジンECU24からは、エンジン22の燃料噴射量や吸入空気量、点火時期等を制御するための制御信号等が出力される。エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信し、ハイブリッドECU70からの信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン22を制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に送信する。更に、エンジンECU24は、クランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト26の回転数、すなわちエンジン22の回転数Neを算出すると共に、例えば回転数Neや図示しないエアフローメータにより検出されるエンジン22の吸入空気量あるいはスロットル開度TH、予め定められたマップあるいは計算式に基づいてエンジン22から出力されているトルクの推定値であるエンジントルクTeestを算出する。 The engine ECU 24 is configured as a microcomputer centered on a CPU (not shown). In addition to the CPU, a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port (all not shown). Etc.). The engine ECU 24 includes a state of the engine 22 such as a crank position from a crank position sensor (not shown) that detects the rotational position of the crankshaft 26 and a throttle opening TH from a throttle opening sensor (not shown) that detects the opening of a throttle valve. Signals from various sensors for detecting the signal are input via the input port. The engine ECU 24 outputs a control signal for controlling the fuel injection amount, intake air amount, ignition timing, and the like of the engine 22. The engine ECU 24 communicates with the hybrid ECU 70, controls the engine 22 based on a signal from the hybrid ECU 70, a signal from the sensor, and the like, and transmits data related to the operating state of the engine 22 to the hybrid ECU 70 as necessary. Further, the engine ECU 24 calculates the rotational speed of the crankshaft 26 based on the signal from the crank position sensor, that is, the rotational speed Ne of the engine 22, and detects the rotational speed Ne of the engine 22 detected by, for example, the rotational speed Ne or an air flow meter (not shown). Based on the intake air amount or throttle opening TH, a predetermined map or calculation formula, engine torque Test, which is an estimated value of torque output from engine 22, is calculated.
プラネタリギヤ30は、モータMG1のロータ(回転軸)に接続されるサンギヤ(第2要素)31と、駆動軸35に接続されると共に減速ギヤ機構36を介してモータMG2のロータ(回転軸)に接続されるリングギヤ(第3要素)32と、複数のピニオンギヤ33を支持すると共にねじれ要素としてのダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26に接続されるプラネタリキャリア(第1要素)34とを有する。プラネタリギヤ30は、モータMG1がエンジン22からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機として機能する際にはプラネタリキャリア34に伝達されるエンジン22からの動力をサンギヤ31とリングギヤ32とにそのギヤ比に応じて分配する。また、プラネタリギヤ30は、モータMG1が電動機として機能する際にはプラネタリキャリア34に伝達されるエンジン22からの動力とサンギヤ31に伝達されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、駆動軸35や伝達ギヤ機構37、デファレンシャルギヤ38等を介して最終的に駆動輪39a,39bに出力される。なお、ダンパ28は、少なくとも、クランクシャフト26に接続される入力要素28aと、プラネタリキャリア34に接続される出力要素28bと、入力要素28aと出力要素28bとの間に配置される複数の弾性体(スプリング)28cとを含む。 The planetary gear 30 is connected to the sun gear (second element) 31 connected to the rotor (rotary shaft) of the motor MG1 and to the drive shaft 35 and to the rotor (rotary shaft) of the motor MG2 via the reduction gear mechanism 36. And a planetary carrier (first element) 34 that supports the plurality of pinion gears 33 and is connected to the crankshaft 26 of the engine 22 via a damper 28 as a torsion element. When the motor MG1 functions as a generator that generates power using at least part of the power from the engine 22, the planetary gear 30 transmits the power from the engine 22 transmitted to the planetary carrier 34 to the sun gear 31 and the ring gear 32. Distribute according to gear ratio. In addition, planetary gear 30 integrates the power from engine 22 transmitted to planetary carrier 34 and the power from motor MG1 transmitted to sun gear 31 when motor MG1 functions as an electric motor, and outputs it to ring gear 32. The power output to the ring gear 32 is finally output to the drive wheels 39a and 39b via the drive shaft 35, the transmission gear mechanism 37, the differential gear 38, and the like. The damper 28 includes at least an input element 28a connected to the crankshaft 26, an output element 28b connected to the planetary carrier 34, and a plurality of elastic bodies arranged between the input element 28a and the output element 28b. (Spring) 28c.
モータMG1およびMG2は、周知の同期発電電動機として構成されており、それぞれインバータ41または42を介してバッテリ50と電力をやり取りする。インバータ41および42とバッテリ50とを接続する電力ライン45は、インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1およびMG2の一方により発電される電力を他方で消費可能とする。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2により発電または消費される電力に応じて充放電され、モータMG1およびMG2間で電力収支のバランスをとれば充放電されないことになる。 Motors MG1 and MG2 are configured as well-known synchronous generator motors, and exchange power with battery 50 via inverters 41 and 42, respectively. The power line 45 connecting the inverters 41 and 42 and the battery 50 is configured as a positive and negative bus shared by the inverters 41 and 42, and the power generated by one of the motors MG1 and MG2 can be consumed by the other. And Therefore, the battery 50 is charged / discharged according to the electric power generated or consumed by the motors MG1, MG2, and is not charged / discharged if the balance of electric power is balanced between the motors MG1 and MG2.
モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を有する。モータECU40には、モータMG1,MG2のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流等が入力され、モータECU40からは、インバータ41および42へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいてモータMG1およびMG2のロータの回転数Nm1およびNm2を算出する。更に、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信し、ハイブリッドECU70からの信号等に基づいてモータMG1およびMG2を制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の状態に関するデータをハイブリッドECU70に送信する。 The motor ECU 40 is configured as a microcomputer centering on a CPU (not shown). In addition to the CPU, a ROM for storing various programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port and a communication port (all not shown). Etc.). The motor ECU 40 receives signals from rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2, phase currents applied to the motors MG1 and MG2 detected by a current sensor (not shown), and the like. The motor ECU 40 outputs a switching control signal and the like to the inverters 41 and 42. Further, motor ECU 40 calculates the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the rotors of motors MG1 and MG2 based on signals input from rotational position detection sensors 43 and 44. Further, the motor ECU 40 communicates with the hybrid ECU 70, controls the motors MG1 and MG2 based on signals from the hybrid ECU 70, and transmits data related to the states of the motors MG1 and MG2 to the hybrid ECU 70 as necessary.
バッテリ50は、例えば200〜300Vの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されている。また、バッテリ50を管理するバッテリECU55も図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を有する。更に、バッテリECU55は、ハイブリッドECU70やエンジンECU24と通信し、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをハイブリッドECU70等に送信する。そして、バッテリECU55には、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの充放電電圧(端子間電圧)Vb、バッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ib、バッテリ50に設置された図示しない温度センサからのバッテリ温度Tb等が入力される。なお、充放電電圧Vbや充放電電流Ibは、放電側が正とされ、充電側が負とされる。 The battery 50 is configured as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery having a rated output voltage of 200 to 300 V, for example. The battery ECU 55 that manages the battery 50 is also configured as a microcomputer centered on a CPU (not shown). In addition to the CPU, a ROM that stores various programs, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and communication Ports (none of which are shown). Further, the battery ECU 55 communicates with the hybrid ECU 70 and the engine ECU 24, and transmits data regarding the state of the battery 50 to the hybrid ECU 70 and the like as necessary. The battery ECU 55 includes a charge / discharge voltage (inter-terminal voltage) Vb from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50, a current (not shown) installed in a power line connected to the output terminal of the battery 50. A charge / discharge current Ib from the sensor, a battery temperature Tb from a temperature sensor (not shown) installed in the battery 50, and the like are input. The charge / discharge voltage Vb and the charge / discharge current Ib are positive on the discharge side and negative on the charge side.
更に、バッテリECU55は、電流センサからの充放電電流Ibの積算値を算出すると共に、当該積算値に基づいてバッテリ50の充電割合を示す残容量SOCを算出したり、残容量SOCに基づいてバッテリ50の目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*(ここでは、放電側を正とし、充電側を負とする)を算出したりする。また、バッテリECU55は、残容量SOCとバッテリ温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Woutとを算出する。バッテリ50の入力制限Winは、バッテリ温度Tbに対応したベース値にバッテリ50の残容量SOCに対応した入力制限用補正係数を乗じることにより設定可能であり、出力制限Woutは、バッテリ温度Tbに対応したベース値にバッテリ50の残容量SOCに対応した出力制限用補正係数を乗じることにより設定可能である。 Further, the battery ECU 55 calculates an integrated value of the charging / discharging current Ib from the current sensor, calculates a remaining capacity SOC indicating a charging ratio of the battery 50 based on the integrated value, and calculates a battery based on the remaining capacity SOC. The charge / discharge required power Pb * (here, the discharge side is positive and the charge side is negative) as 50 target charge / discharge power is calculated. Further, the battery ECU 55 receives the input limit Win as the allowable charging power that is the power allowed for charging the battery 50 based on the remaining capacity SOC and the battery temperature Tb, and the allowable discharge that is the power allowed for discharging the battery 50. An output limit Wout as power is calculated. The input limit Win of the battery 50 can be set by multiplying the base value corresponding to the battery temperature Tb by the input limiting correction coefficient corresponding to the remaining capacity SOC of the battery 50, and the output limit Wout corresponds to the battery temperature Tb. This base value can be set by multiplying the output limit correction coefficient corresponding to the remaining capacity SOC of the battery 50.
ハイブリッドECU70は、CPU72を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPU72の他に各種プログラムを記憶するROM74、データを一時的に記憶するRAM76、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を有する。ハイブリッドECU70は、上述したようにエンジンECU24やモータECU40、バッテリECU55等と通信し、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU55等と各種信号やデータのやり取りを行う。また、ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置(シフトポジション)に対応したシフトレンジSRを検出するシフトレンジセンサ82からのシフトレンジSR、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度(アクセル操作量)Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V等が入力ポートを介して入力される。 The hybrid ECU 70 is configured as a microcomputer centering on the CPU 72, and has a ROM 74 for storing various programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and a communication port (not shown), and the like in addition to the CPU 72. As described above, the hybrid ECU 70 communicates with the engine ECU 24, the motor ECU 40, the battery ECU 55, and the like, and exchanges various signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, the battery ECU 55, and the like. Further, the hybrid ECU 70 includes a shift range SR from the shift range sensor 82 that detects an ignition signal from the ignition switch (start switch) 80, a shift range SR corresponding to the operation position (shift position) of the shift lever 81, an accelerator pedal. Accelerator opening (accelerator operation amount) Acc from the accelerator pedal position sensor 84 for detecting the depression amount of 83, brake pedal stroke BS from the brake pedal stroke sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, and from the vehicle speed sensor 87 The vehicle speed V or the like is input via the input port.
上述のように構成されたハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸35に出力すべき要求トルクTr*が計算され、この要求トルクTr*に応じたトルクが駆動軸35に出力されるようにエンジン22が制御されると共にモータMG1およびMG2のトルク指令Tm1*およびTm2*が設定される。エンジン22、モータMG1およびモータMG2の制御モードには、要求トルクTr*に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を制御すると共にエンジン22から出力されるパワーのすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1およびMG2とによってトルク変換されて駆動軸35に出力されるようモータMG1およびMG2を制御するトルク変換運転モードや、要求トルクTr*とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力されるパワーの全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1およびMG2とによりトルク変換されることで要求トルクTr*に応じたトルクが駆動軸35に出力されるようモータMG1およびMG2を制御する充放電運転モードが含まれる。また、ハイブリッド自動車20では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン22を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。 In the hybrid vehicle 20 configured as described above, the required torque Tr * to be output to the drive shaft 35 is calculated based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the torque corresponding to the required torque Tr * is output to the drive shaft. The engine 22 is controlled so as to be output to the engine 35, and torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set. In the control mode of the engine 22, the motor MG1 and the motor MG2, the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required torque Tr * is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is transmitted to the planetary gear 30 and the motor. Torque conversion operation mode for controlling the motors MG1 and MG2 so that the torque is converted by MG1 and MG2 and output to the drive shaft 35, and the power corresponding to the sum of the required torque Tr * and the power required for charging and discharging the battery 50 The engine 22 is controlled so as to be output from the engine 22, and all or part of the power output from the engine 22 with charge / discharge of the battery 50 is torque-converted by the planetary gear 30 and the motors MG1 and MG2. The torque corresponding to the required torque Tr * There are included charge-discharge drive mode for controlling the motors MG1 and MG2 to be outputted to the drive shaft 35. Moreover, in the hybrid vehicle 20, when a predetermined condition is satisfied under the torque conversion operation mode or the charge / discharge operation mode, intermittent operation for automatically stopping and starting the engine 22 is executed.
次に、上述のように構成されるハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、エンジン22が運転されているときに、ハイブリッドECU70により所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 Next, the operation of the hybrid vehicle 20 configured as described above will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a drive control routine that is executed by the hybrid ECU 70 every predetermined time (for example, every several msec) while the engine 22 is operating.
図2の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70(CPU72)は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、車速センサ87からの車速V、エンジン22の回転数NeやエンジントルクTeest、モータMG1およびMG2の回転数Nm1およびNm2、バッテリ50の充放電要求パワーPb*、入力制限Winおよび出力制限Woutの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。エンジン22の回転数NeおよびエンジントルクTeestは、エンジンECU24から通信により入力され、モータMG1およびMG2の回転数Nm1およびNm2は、モータECU40から通信により入力され、バッテリ50の充放電要求パワーPb*、入力制限Winおよび出力制限Woutは、バッテリECU55から通信により入力される。 At the start of the drive control routine of FIG. 2, the hybrid ECU 70 (CPU 72) determines the accelerator opening degree Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 87, the rotational speed Ne of the engine 22, the engine torque Test, and the motor. Input processing of data necessary for control such as the rotation speeds Nm1 and Nm2 of MG1 and MG2, the charge / discharge required power Pb * of the battery 50, the input limit Win and the output limit Wout is executed (step S100). The rotational speed Ne and engine torque Test of the engine 22 are input from the engine ECU 24 through communication, and the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 through communication, and the charge / discharge required power Pb * of the battery 50 The input limit Win and the output limit Wout are input from the battery ECU 55 by communication.
ステップS100のデータ入力処理の後、ハイブリッドECU70は、図3に例示する要求トルク設定用マップからステップS100にて入力したアクセル開度Accおよび車速Vに対応した値を導出して駆動軸35に出力すべき要求トルクTr*として設定した上で、エンジン22に出力させるパワーの指令値である要求パワーPe*を設定する(ステップS110)。要求パワーPe*は、ハイブリッド自動車20の走行に要求される要求走行パワーすなわち走行に要求される要求トルクTr*と駆動軸35の回転数Nr(モータMG2の回転数Nm2/減速ギヤ機構36のギヤ比Gr、または車速V×換算係数k)との積から充放電要求パワーPb*を減じた値に損失分Lossを加算することにより得られる。 After the data input process in step S100, the hybrid ECU 70 derives a value corresponding to the accelerator opening Acc and the vehicle speed V input in step S100 from the required torque setting map illustrated in FIG. After setting as the required torque Tr * to be performed, a required power Pe * that is a command value of power to be output to the engine 22 is set (step S110). The required power Pe * is the required travel power required for traveling of the hybrid vehicle 20, that is, the required torque Tr * required for travel and the rotational speed Nr of the drive shaft 35 (the rotational speed Nm2 / motor MG2 / the gear of the reduction gear mechanism 36). It is obtained by adding the loss Loss to a value obtained by subtracting the charge / discharge required power Pb * from the product of the ratio Gr or vehicle speed V × conversion coefficient k).
次いで、ハイブリッドECU70は、要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標運転ポイントである目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する(ステップS120)。実施例では、エンジン22を効率良く動作させるために予め定められた動作ライン(図示省略)と要求パワーPe*とに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とが設定される。動作ラインは、実験・解析を経て求められるエンジン要求パワーPe*ごとのエンジン22を最も効率良く動作させる動作点を結ぶことにより得られるものである。 Next, the hybrid ECU 70 sets a target rotational speed Ne * and a target torque Te * that are target operating points of the engine 22 based on the required power Pe * (step S120). In the embodiment, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set based on a predetermined operation line (not shown) and the required power Pe * in order to operate the engine 22 efficiently. . The operating line is obtained by connecting operating points at which the engine 22 is operated most efficiently for each engine required power Pe * obtained through experiments and analyses.
続いて、ハイブリッドECU70は、次式(1)に従ってダンパ28のねじれ角θd(rad)を算出する(ステップS130)。ここで、式(1)中の“k”は、ダンパ28のバネ定数であり、“ρ”は、プラネタリギヤ30のギヤ比(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)であり、“前回Tm1*”は、本ルーチンを実行直前に設定されているモータMG1のトルク指令値であり、“Im”は、ダンパ28よりも下流側の駆動部品のイナーシャであり、“dNc/dt”は、プラネタリギヤ30のプラネタリキャリア34の回転数Ncの時間微分値(駆動側角加速度)であり、“Ie”は、エンジン22のイナーシャであり、“dNe/dt”は、ステップS100にて入力したエンジン22の回転数Neの時間微分値(エンジン側角加速度)である。なお、“dt”としては、本ルーチンの実行周期が用いられ、プラネタリキャリア34の回転数Ncは、ステップS100にて入力したモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2に基づいて次式(2)に従って算出される。そして、式(2)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式であり、プラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す図4の共線図から容易に導出され得る。 Subsequently, the hybrid ECU 70 calculates the torsion angle θd (rad) of the damper 28 according to the following equation (1) (step S130). Here, “k” in the equation (1) is the spring constant of the damper 28, and “ρ” is the gear ratio of the planetary gear 30 (the number of teeth of the sun gear 31 / the number of teeth of the ring gear 32). “Tm1 *” is the torque command value of the motor MG1 set immediately before execution of this routine, “Im” is the inertia of the drive component downstream of the damper 28, and “dNc / dt” is The time differential value (drive-side angular acceleration) of the rotational speed Nc of the planetary carrier 34 of the planetary gear 30, “Ie” is the inertia of the engine 22, and “dNe / dt” is the engine 22 input in step S 100. Is the time differential value (engine side angular acceleration) of the rotation speed Ne. As “dt”, the execution cycle of this routine is used, and the rotational speed Nc of the planetary carrier 34 is based on the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 input in step S100. Is calculated according to Equation (2) is a dynamic relational expression for the rotating element of the planetary gear 30 and is easily derived from the collinear chart of FIG. 4 showing the dynamic relation between the rotational speed and torque in the rotating element of the planetary gear 30. Can be done.
θd = 2/k×((1+ρ)/ρ×前回Tm1*-Teest-Im×dNc/dt-Ie×dNe/dt) …(1)
Nc =ρ/(1+ρ)×Nm1 +1/(1+ρ)×Nm2 …(2)
θd = 2 / k × ((1 + ρ) / ρ × previous Tm1 * -Teest-Im × dNc / dt-Ie × dNe / dt) (1)
Nc = ρ / (1 + ρ) × Nm1 + 1 / (1 + ρ) × Nm2 (2)
ここで、式(1)に従って算出されたダンパ28のねじれ角θdは、次式(3)に示すように、ダンパ28の入力要素28aすなわちエンジン22のクランクシャフト26の回転角度θeからダンパ28の出力要素28bすなわちプラネタリギヤ30のプラネタリキャリア34の回転角度θcを減じた値に等しい。従って、次式(4)に示すように、ダンパ28のねじれ角θdを時間微分して値(60/2π)を乗じることにより、ダンパ28の入力回転数すなわちエンジン22のクランクシャフト26の回転数Ne(rpm)と、ダンパ28の出力回転数すなわちプラネタリギヤ30のプラネタリキャリア34の回転数Nc(rpm)との回転数差Nd(rpm)を算出することができる(ステップS140)。 Here, the torsion angle θd of the damper 28 calculated according to the equation (1) is calculated from the rotational angle θe of the input element 28a of the damper 28, that is, the crankshaft 26 of the engine 22, as shown in the following equation (3). It is equal to the value obtained by subtracting the rotation angle θc of the planetary carrier 34 of the output element 28 b, that is, the planetary gear 30. Therefore, as shown in the following equation (4), the input rotation speed of the damper 28, that is, the rotation speed of the crankshaft 26 of the engine 22 is obtained by time-differentiating the torsion angle θd of the damper 28 and multiplying the value (60 / 2π). A rotation speed difference Nd (rpm) between Ne (rpm) and the output rotation speed of the damper 28, that is, the rotation speed Nc (rpm) of the planetary carrier 34 of the planetary gear 30 can be calculated (step S140).
θd = θe - θc …(3)
Nd = 60/2π×dθd/dt = 60/2π×dθe/dt - 60/2π×dθc/dt = Ne‐Nc …(4)
θd = θe-θc (3)
Nd = 60 / 2π x dθd / dt = 60 / 2π x dθe / dt-60 / 2π x dθc / dt = Ne-Nc (4)
このようにしてエンジン22のクランクシャフト26の回転数Neとプラネタリキャリア34の回転数Ncとの回転数差Ndを算出した後、ハイブリッドECU70は、次式(5)に従って制御用回転数Nmc1を設定する(ステップS150)。ただし、式(5)中の右辺第2項の“ (1+ρ)/ρ×Nd”は、エンジン22のクランクシャフト26の回転数Neとプラネタリキャリア34の回転数Ncとの回転数差Ndのプラネタリギヤ30のサンギヤ31軸換算値、すなわちモータMG1の回転軸換算値を示す。 After calculating the rotational speed difference Nd between the rotational speed Ne of the crankshaft 26 of the engine 22 and the rotational speed Nc of the planetary carrier 34 in this manner, the hybrid ECU 70 sets the control rotational speed Nmc1 according to the following equation (5). (Step S150). However, “(1 + ρ) / ρ × Nd” in the second term on the right side of the equation (5) is the rotational speed difference Nd between the rotational speed Ne of the crankshaft 26 of the engine 22 and the rotational speed Nc of the planetary carrier 34. Of the sun gear 31 of the planetary gear 30, that is, the rotary shaft converted value of the motor MG 1.
Nmc1 = Nm1 + (1+ρ)/ρ×Nd …(5) Nmc1 = Nm1 + (1 + ρ) / ρ × Nd (5)
ここで、図5に、エンジン22が運転されている際のエンジン22の回転数NeとモータMG1の回転数Nm1と制御用回転数Nmc1との時間変化の様子の一例を示す。図示するように、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22のトルク脈動やダンパ28の共振等に起因してエンジン22の回転数Neが所定の周期で振動し、それによりエンジン22のクランクシャフト26にダンパ28やプラネタリギヤ30を介して接続されたモータMG1の回転数Nm1も振動する。そして、エンジン22とモータMG1との間にダンパ28が介在することから、ダンパ28の入力要素28aおよび出力要素28bの間、すなわちエンジン22のクランクシャフト26とプラネタリギヤ30のプラネタリキャリア34との間で回転数が変動し、それによりエンジン22の回転数振動とモータMG1の回転数振動との位相がズレることがある。このため、実施例のハイブリッド自動車20では、上記式(5)に示すようにステップS100にて入力したモータMG1の回転数Nm1にエンジン22のクランクシャフト26の回転数Neとプラネタリキャリア34の回転数Ncとの回転数差NdのモータMG1の回転軸換算値を加算することにより制御用回転数Nmc1を設定する。これにより、図5に示すように、制御用回転数Nmc1の振動の位相とエンジン22のクランクシャフト26の回転数振動の位相とのズレを良好に抑制することができる。 Here, FIG. 5 shows an example of changes over time in the rotational speed Ne of the engine 22, the rotational speed Nm1 of the motor MG1, and the control rotational speed Nmc1 when the engine 22 is operated. As shown in the figure, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the rotational speed Ne of the engine 22 vibrates at a predetermined cycle due to torque pulsation of the engine 22, resonance of the damper 28, and the like. Further, the rotational speed Nm1 of the motor MG1 connected through the damper 28 and the planetary gear 30 also vibrates. Since damper 28 is interposed between engine 22 and motor MG1, between input element 28a and output element 28b of damper 28, that is, between crankshaft 26 of engine 22 and planetary carrier 34 of planetary gear 30. The rotational speed fluctuates, which may cause a phase shift between the rotational speed vibration of the engine 22 and the rotational speed vibration of the motor MG1. Therefore, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the rotational speed Ne of the crankshaft 26 of the engine 22 and the rotational speed of the planetary carrier 34 are added to the rotational speed Nm1 of the motor MG1 input in step S100 as shown in the above formula (5). The rotational speed Nmc1 for control is set by adding the rotational axis conversion value of the motor MG1 with the rotational speed difference Nd from Nc. As a result, as shown in FIG. 5, it is possible to satisfactorily suppress the deviation between the vibration phase of the control rotational speed Nmc1 and the rotational speed vibration of the crankshaft 26 of the engine 22.
そして、ハイブリッドECU70は、回転数指令Ne*と駆動軸35の回転数Nr(Nm2/Grまたはk×V)とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(6)に従いモータMG1の目標回転数Nm1*を算出した上で、エンジン22の目標トルクTe*や目標回転数Nm1*、ステップS150にて設定した制御用回転数Nmc1等を用いて次式(7)に従いモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定する(ステップS160)。式(6)は、プラネタリキャリア34の回転数Ncとエンジン22の回転数Neとを同一の値と仮定した場合に、図4の共線図から導き出されるものである。そして、式(7)は、モータMG1のエンジン22の回転数指令Ne*に対応した目標回転数Nm1*と制御用回転数Nmc1との差がなくなるようにするためのフィードバック制御における関係式であり、式(7)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。このように、ダンパ28のねじれ角θdを考慮した制御用回転数Nmc1と、エンジン22の目標回転数Ne*に基づいて設定されるモータMG1の目標回転数Nm1*との差がなくなるようにモータMG1をフィードバック制御することで、エンジン22の回転数Neをより精度良く制御し、エンジン22からの振動や騒音を良好に抑制することが可能となる。 Then, the hybrid ECU 70 uses the rotational speed command Ne *, the rotational speed Nr (Nm2 / Gr or k × V) of the drive shaft 35, and the gear ratio ρ of the planetary gear 30 to satisfy the target rotational speed of the motor MG1. After calculating the number Nm1 *, the torque command Tm1 for the motor MG1 according to the following equation (7) using the target torque Te * of the engine 22, the target speed Nm1 *, the control speed Nmc1 set in step S150, and the like. * Is set (step S160). Equation (6) is derived from the collinear diagram of FIG. 4 when the rotation speed Nc of the planetary carrier 34 and the rotation speed Ne of the engine 22 are assumed to be the same value. Expression (7) is a relational expression in feedback control for eliminating the difference between the target rotational speed Nm1 * corresponding to the rotational speed command Ne * of the engine 22 of the motor MG1 and the control rotational speed Nmc1. In equation (7), “k1” in the second term on the right side is the gain of the proportional term, and “k2” in the third term on the right side is the gain of the integral term. In this way, the motor is controlled so that there is no difference between the control rotational speed Nmc1 considering the torsion angle θd of the damper 28 and the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 set based on the target rotational speed Ne * of the engine 22. By performing feedback control of MG1, the rotational speed Ne of the engine 22 can be controlled with higher accuracy, and vibration and noise from the engine 22 can be satisfactorily suppressed.
Nm1*=Ne*×(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr×ρ) …(6)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)×Te*+k1×(Nm1*-Nmc1)+k2×∫(Nm1*-Nmc1)dt …(7)
Nm1 * = Ne * × (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr × ρ) (6)
Tm1 * =-ρ / (1 + ρ) × Te * + k1 × (Nm1 * -Nmc1) + k2 × ∫ (Nm1 * -Nmc1) dt (7)
モータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定した後、ハイブリッドECU70は、バッテリ50の入出力制限Win,Woutとトルク指令Tm1*とモータMG1,MG2の現在の回転数Nm1,Nm2とを用いてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(8)および(9)に従い算出する(ステップS170)。更に、ハイブリッドECU70は、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρと減速ギヤ機構36のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクの目標値である目標トルクTm2tagを次式(10)に従い算出する(ステップS180)。そして、モータMG2に対するトルク指令Tm2*をトルク制限Tmin,Tmaxにより目標トルクTm2tagを制限した値に設定する(ステップS190)。これにより、モータMG2から駆動軸35に出力されるトルクをバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内に制限することができる。なお、式(10)も上述の共線図から容易に導出され得るものである。 After setting the torque command Tm1 * for the motor MG1, the hybrid ECU 70 uses the input / output limits Win and Wout of the battery 50, the torque command Tm1 *, and the current rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 from the motor MG2. Torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of torque that may be output are calculated according to the following equations (8) and (9) (step S170). Further, the hybrid ECU 70 uses the required torque Tr *, the torque command Tm1 *, the gear ratio ρ of the planetary gear 30 and the gear ratio Gr of the reduction gear mechanism 36, and a target torque Tm2tag that is a target value of torque to be output from the motor MG2. Is calculated according to the following equation (10) (step S180). Then, the torque command Tm2 * for the motor MG2 is set to a value in which the target torque Tm2tag is limited by the torque limits Tmin and Tmax (step S190). Thus, the torque output from motor MG2 to drive shaft 35 can be limited within the range of input / output limits Win and Wout of battery 50. Equation (10) can also be easily derived from the collinear chart described above.
Tmin=(Win-Tm1*×Nm1)/Nm2 …(8)
Tmax=(Wout-Tm1*×Nm1)/Nm2 …(9)
Tm2tag=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(10)
Tmin = (Win-Tm1 * × Nm1) / Nm2 (8)
Tmax = (Wout-Tm1 * × Nm1) / Nm2 (9)
Tm2tag = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (10)
モータMG1,MG2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*を設定した後、ハイブリッドECU70は、エンジン22の回転数指令Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1およびMG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS200)、本ルーチンを一旦終了させる。ハイブリッドECU70から回転数指令Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、回転数指令Ne*と目標トルクTe*とに基づいて吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。これにより、エンジン22は、目標トルクTe*に応じたトルクを出力するように運転されることになる。また、ハイブリッドECU70からトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。 After setting torque commands Tm1 * and Tm2 * for motors MG1 and MG2, hybrid ECU 70 transmits engine 22 rotation speed command Ne * and target torque Te * to engine ECU 24, and torque commands Tm1 for motors MG1 and MG2. * And Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40 (step S200), and this routine is temporarily terminated. The engine ECU 24 that has received the rotational speed command Ne * and the target torque Te * from the hybrid ECU 70 executes intake air amount control, fuel injection control, ignition timing control, and the like based on the rotational speed command Ne * and the target torque Te *. To do. As a result, the engine 22 is operated so as to output a torque corresponding to the target torque Te *. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * from the hybrid ECU 70 switches the inverters 41 and 42 so that the motor MG1 is driven according to the torque command Tm1 * and the motor MG2 is driven according to the torque command Tm2 *. Switching control of the element is performed.
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22が運転されるときに、モータMG1の回転数Nm1が取得されると共に、取得された回転数Nm1をダンパ28のねじれ角θdに基づいて補正することにより制御用回転数Nmc1が算出され、エンジン22の目標回転数Ne*に基づいて設定されるモータMG1の目標回転数Nm1*と制御用回転数Nmc1との差がなくなるようにモータMG1が制御される。このように、ダンパ28のねじれ角θdに基づいてモータMG1の回転数Nm1を補正して制御用回転数Nmc1を設定することにより、エンジン22のクランクシャフト26(出力軸)の回転数振動とモータMG1の制御用回転数Nmc1の振動との位相のズレをより良好に抑制することができるため、当該制御用回転数Nmc1とモータMG1の目標回転数Nm1*との差がなくなるようにモータMG1を制御することで、エンジン22の回転数Neをより精度良く制御してエンジン22からの振動や騒音をより良好に抑制することが可能となる。 As described above, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the engine 22 is operated, the rotation speed Nm1 of the motor MG1 is acquired, and the acquired rotation speed Nm1 is based on the twist angle θd of the damper 28. The control rotational speed Nmc1 is calculated by correcting the motor speed so as to eliminate the difference between the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 set based on the target rotational speed Ne * of the engine 22 and the control rotational speed Nmc1. MG1 is controlled. Thus, by correcting the rotational speed Nm1 of the motor MG1 based on the torsion angle θd of the damper 28 and setting the control rotational speed Nmc1, the rotational speed vibration of the crankshaft 26 (output shaft) of the engine 22 and the motor are set. Since the phase shift from the vibration of the control rotation speed Nmc1 of MG1 can be suppressed more satisfactorily, the motor MG1 is controlled so that the difference between the control rotation speed Nmc1 and the target rotation speed Nm1 * of the motor MG1 is eliminated. By controlling, it becomes possible to control the rotation speed Ne of the engine 22 with higher accuracy and to more effectively suppress vibration and noise from the engine 22.
また、上記実施例において、制御用回転数Nmc1は、ねじれ角θdに基づいてダンパ28の入力要素28aおよび出力要素28b、すなわちエンジン22のクランクシャフト26の回転数Neとプラネタリキャリア34の回転数Ncとの回転数差Ndを算出し、算出された回転数差NdのモータMG1の回転軸換算値をモータMG1の回転数Nm1に加算することにより設定される。このように、ダンパ28の入力回転数と出力回転数との回転数差Ndに基づいてモータMG1の制御用回転数Nmc1を設定することで、エンジン22のクランクシャフトの回転数振動の位相と制御用回転数Nmc1の振動の位相とのズレをより良好に抑制することができる。従って、制御用回転数Nmc1とモータMG1の目標回転数Nm1*との差がなくなるようにモータMG1を制御することで、エンジン22の回転数Neを更に精度良く制御してエンジン22からの振動や騒音をより一層良好に抑制することができる。 In the above embodiment, the control rotational speed Nmc1 is determined based on the torsion angle θd based on the input element 28a and the output element 28b of the damper 28, that is, the rotational speed Ne of the crankshaft 26 of the engine 22 and the rotational speed Nc of the planetary carrier 34. Is calculated by adding the rotation axis converted value of the motor MG1 of the calculated rotation speed difference Nd to the rotation speed Nm1 of the motor MG1. Thus, by setting the control rotational speed Nmc1 of the motor MG1 based on the rotational speed difference Nd between the input rotational speed and the output rotational speed of the damper 28, the phase and control of the rotational speed vibration of the crankshaft of the engine 22 are controlled. The deviation from the vibration phase of the rotational speed Nmc1 can be suppressed more favorably. Therefore, by controlling the motor MG1 so that the difference between the control rotational speed Nmc1 and the target rotational speed Nm1 * of the motor MG1 is eliminated, the rotational speed Ne of the engine 22 can be controlled with higher accuracy, Noise can be suppressed even better.
なお、上記ハイブリッド自動車20は、モータMG1の回転軸に接続されるサンギヤ31と、駆動輪DWに連結される駆動軸35に接続されるリングギヤ32と、エンジン22のクランクシャフト23に接続されるプラネタリキャリア34とを有するプラネタリギヤ30を含むものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、プラネタリギヤ30の回転要素に対して上述のようにエンジン22やモータMG1およびMG2を接続する代わりに、プラネタリギヤ30のサンギヤ31にモータMG2の回転軸を接続し、リングギヤ32にモータMG1の回転軸を接続すると共にエンジン22のクランクシャフト23をダンパを介して接続し、かつプラネタリキャリア34に駆動輪DWに連結される駆動軸を接続してもよい。また、本発明が適用されるハイブリッド車両は、いわゆる1モータ式のハイブリッド車両であってもよい。更に、上述のハイブリッド自動車20において、減速ギヤ機構36の代わりに、例えば複数のプラネタリギヤを含むと共にHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有し、モータMG2の回転数を変速して駆動軸35に伝達する変速機が採用されてもよい。 The hybrid vehicle 20 includes a sun gear 31 connected to the rotation shaft of the motor MG1, a ring gear 32 connected to the drive shaft 35 connected to the drive wheels DW, and a planetary connected to the crankshaft 23 of the engine 22. Although the planetary gear 30 having the carrier 34 is included, the application target of the present invention is not limited to this. That is, instead of connecting the engine 22 and the motors MG1 and MG2 to the rotating element of the planetary gear 30 as described above, the rotating shaft of the motor MG2 is connected to the sun gear 31 of the planetary gear 30, and the rotating shaft of the motor MG1 is connected to the ring gear 32. And the crankshaft 23 of the engine 22 may be connected via a damper, and the planetary carrier 34 may be connected to a drive shaft connected to the drive wheels DW. The hybrid vehicle to which the present invention is applied may be a so-called one-motor hybrid vehicle. Further, in the hybrid vehicle 20 described above, instead of the reduction gear mechanism 36, for example, a plurality of planetary gears are included and two or more gear stages of Hi and Lo or three or more gear stages are provided, and the rotational speed of the motor MG2 is increased. A transmission that changes speed and transmits it to the drive shaft 35 may be adopted.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、動力を出力可能なエンジン22が「エンジン」に相当し、エンジン22のクランクシャフト26(出力軸)に少なくともダンパ28(ねじれ要素)を介して接続されると共にクランクシャフト26に動力を入出力可能なモータMG1が「電動機」に相当する。ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 capable of outputting power corresponds to an “engine” and is connected to the crankshaft 26 (output shaft) of the engine 22 via at least a damper 28 (twisting element) and transmits power to the crankshaft 26. The input / output motor MG1 corresponds to an “electric motor”. However, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the invention described in the column of means for solving the problem by the embodiment. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the examples are merely specific examples of the invention described in the column of means for solving the problem, and the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem is It should be done based on the description.
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 As mentioned above, although the embodiment of the present invention has been described using examples, the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、動力出力装置やハイブリッド車両等の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in manufacturing industries such as power output devices and hybrid vehicles.
20、20B ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、33 ピニオンギヤ、34 プラネタリキャリア、35 駆動軸、36 減速ギヤ機構、37 伝達ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42,49 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45 電力ライン、50 バッテリ、55 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、72 CPU、74 ROM、76 RAM、81 シフトレバー、82 シフトレンジセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルストロークセンサ、87 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20, 20B Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 31 sun gear, 32 ring gear, 33 pinion gear, 34 planetary carrier, 35 drive shaft, 36 reduction gear Mechanism, 37 transmission gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42, 49 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 45 power line, 50 battery, 55 Electronic control unit for battery (battery ECU), 70 Electronic control unit for hybrid (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 81 Shift lever, 82 Shift range Capacitors, 83 an accelerator pedal, 84 an accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 a brake pedal stroke sensor, 87 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (4)
前記エンジンが運転されるときに、前記電動機の回転数を取得すると共に、該取得した回転数を前記ねじれ要素のねじれ角に基づいて補正して制御用回転数を設定し、前記エンジンの目標エンジン回転数に基づいて設定される前記電動機の目標回転数と前記制御用回転数との差がなくなるように該電動機を制御することを特徴とする動力出力装置の制御装置。 In a control device for a power output device comprising: an engine capable of outputting power; and an electric motor connected to the output shaft of the engine via at least a torsion element and capable of inputting and outputting power to the output shaft;
When the engine is operated, the rotational speed of the electric motor is acquired, and the acquired rotational speed is corrected based on the twist angle of the torsion element to set the control rotational speed, and the target engine of the engine A control device for a power output device, wherein the motor is controlled such that a difference between a target rotational speed of the motor set based on the rotational speed and the control rotational speed is eliminated.
前記エンジンが運転されるときに、前記電動機の回転数を取得すると共に、該取得した回転数を前記ねじれ要素のねじれ角に基づいて補正して制御用回転数を設定し、前記エンジンの目標エンジン回転数に基づいて設定される前記電動機の目標回転数と前記制御用回転数との差がなくなるように該電動機を制御する、
動力出力装置の制御方法。 In a control method of a power output device comprising: an engine capable of outputting power; and an electric motor capable of inputting / outputting power connected to the output shaft of the engine via at least a torsion element,
When the engine is operated, the rotational speed of the electric motor is acquired, and the acquired rotational speed is corrected based on the twist angle of the torsion element to set the control rotational speed, and the target engine of the engine Controlling the electric motor so that there is no difference between the target rotational speed of the motor set based on the rotational speed and the control rotational speed;
Control method of power output device.
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