JP2014172564A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a torque variation of a drive axle in a hybrid vehicle, and prevent a fuel consumption of an engine from increasing unnecessarily.SOLUTION: When an engine (2) is started, control means (16) calculates a target torque for motor generators (4 and 5) so that an engine speed is equal to a target engine speed designated by target engine running point designation means (16C). The control means includes change means (16D) that changes a target torque calculation feedback gain for the motor generators (4 and 5) according to the warmup state of the engine (2) discriminated by engine warmup state discrimination means (16A).

Description

この発明は、ハイブリッド車両に係り、特に複数の動力源を備える車両において始動時の動力源を制御するハイブリッド車両に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle that controls a power source at start-up in a vehicle including a plurality of power sources.

従来、車両としては、複数の動力源として、エンジンと複数のモータジェネレータ(発電動機)とから発生する動力を、駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両がある。
このようなハイブリッド車両としては、以下の先行技術文献がある。
Conventionally, as a vehicle, there is a hybrid vehicle that outputs, as a plurality of power sources, power generated from an engine and a plurality of motor generators (generators) to a drive shaft via a power transmission mechanism.
As such hybrid vehicles, there are the following prior art documents.

特許第3931854号公報Japanese Patent No. 3931854 特許第3890459号公報Japanese Patent No. 3890459

特許文献1に係る動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、エンジンを始動した直後から所定時間経過するまでは、エンジンを目標運転ポイントで運転させるために第1ゲインのフィードバックを用いてモータジェネレータを制御し、所定時間経過後は、第1ゲインとは異なる第2ゲインのフィードバックを用いてモータジェネレータを制御する。これにより、エンジンの挙動が不安定な始動直後に、エンジンに対してモータジェネレータから大きな補正トルクを出力することがなく、運転者の要求するトルクを適切に出力している。
特許文献2に係るエンジン自動停止再始動車両は、エンジンが安定燃焼状態になるまでの第1の期間においては第1のフィードバックゲインを設定し、エンジンが安定燃焼状態移行後の第2の期間においては第1のフィードバックゲインよりも小さな第2のフィードバックゲインに切り換えるものである。
The power output device, the control method thereof, and the automobile according to Patent Document 1 use a feedback of the first gain to operate the engine at a target operating point until a predetermined time has elapsed since the engine was started. After a predetermined time has elapsed, the motor generator is controlled using feedback of a second gain different from the first gain. Thus, immediately after the start when the behavior of the engine is unstable, a large correction torque is not output from the motor generator to the engine, and the torque requested by the driver is appropriately output.
In the engine automatic stop / restart vehicle according to Patent Document 2, the first feedback gain is set in the first period until the engine enters the stable combustion state, and in the second period after the engine shifts to the stable combustion state. Switches to a second feedback gain smaller than the first feedback gain.

ところが、上記の特許文献1では、第1ゲインと第2ゲインを切り替える「所定時間」の設定方法について何ら言及されていない。この「所定時間」を長めに設定すれば、駆動軸のトルク変動を確実に防止できるが、その反面、第1ゲインは第2ゲインに比して小さく設定されるため、エンジンを狙いの運転ポイントで動作させることが難しくなる。
エンジンの動作ポイントはエンジンやモータジェネレータを含めたシステム全体の効率が最も良いポイントとして設定されるため、狙いの運転ポイントで運転できないということは、燃費の悪化につながる。
よって、駆動軸のトルク変動を防止し、且つエンジンを狙いの運転ポイントで動作させることで燃費を悪化させないためには、上記の「所定時間」を最適に設定する必要があり、改善が望まれていた。
However, in Patent Document 1 described above, there is no mention of a “predetermined time” setting method for switching between the first gain and the second gain. If this “predetermined time” is set longer, fluctuations in the torque of the drive shaft can be reliably prevented, but on the other hand, the first gain is set smaller than the second gain. It becomes difficult to operate with.
Since the operating point of the engine is set as the point where the efficiency of the entire system including the engine and the motor generator is the best, the fact that the engine cannot be operated at the target driving point leads to deterioration in fuel consumption.
Therefore, in order to prevent fluctuations in the torque of the drive shaft and prevent the fuel consumption from deteriorating by operating the engine at the target operating point, it is necessary to optimally set the “predetermined time” described above, and improvement is desired. It was.

そこで、この発明の目的は、駆動軸のトルク変動を防止し、且つエンジンの燃料消費量を必要以上に増加させないことを可能とするハイブリッド車両を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that prevents torque fluctuations of a drive shaft and prevents an increase in engine fuel consumption more than necessary.

この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、前記エンジンの暖機状態を判断するエンジン暖機状態判断手段と、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、この要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力が出力できるように目標エンジンパワーと目標充放電パワーとを算出し、前記目標エンジンパワーに基づいて目標エンジン動作点を算出し、この算出された目標エンジン動作点から目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとを設定する目標エンジン動作点設定手段とを備えた制御手段を設け、この制御手段は、前記エンジンの始動時に、エンジン回転速度が前記目標エンジン動作点設定手段により設定された目標エンジン回転速度になるように前記モータジェネレータの目標トルクを算出するとともに、前記モータジェネレータの目標トルク算出用フィードバックゲインを前記エンジン暖機状態判断手段により判断される前記エンジンの暖機状態に応じて変更する変更手段を備えていることを特徴とする。   The present invention relates to an engine warm-up state determining means for determining a warm-up state of the engine in a hybrid vehicle that outputs the power generated from the engine and the motor generator to a drive shaft via a power transmission mechanism, and a driver's request. The target engine power and the target charge / discharge power are calculated so that the required driving force set by the required driving force setting means can be output, and the target engine power is calculated. A control means comprising a target engine operating point setting means for calculating a target engine operating point based on the power and setting a target engine rotational speed and a target engine torque from the calculated target engine operating point is provided. The means is a target in which the engine speed is set by the target engine operating point setting means when the engine is started. The target torque of the motor generator is calculated so that the engine rotational speed is reached, and the feedback gain for calculating the target torque of the motor generator is changed according to the engine warm-up state determined by the engine warm-up state determination means It is characterized by having a change means to do.

この発明は、駆動軸のトルク変動を防止し、且つエンジンの燃料消費量を必要以上に増加させないことを可能とする。   The present invention makes it possible to prevent fluctuations in the torque of the drive shaft and not increase the fuel consumption of the engine more than necessary.

図1はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。(実施例)FIG. 1 is a system configuration diagram of a control apparatus for a hybrid vehicle. (Example) 図2はハイブリッド車両の制御のブロック図である。(実施例)FIG. 2 is a block diagram of control of the hybrid vehicle. (Example) 図3は目標モータトルクを算出するフローチャート図である。(実施例)FIG. 3 is a flowchart for calculating the target motor torque. (Example) 図4は目標駆動トルク検索マップを示す図である。(実施例)FIG. 4 shows a target drive torque search map. (Example) 図5は目標充放電パワー検索テーブルを示す図である。(実施例)FIG. 5 shows a target charge / discharge power search table. (Example) 図6は目標動作点マップを示す図である。(実施例)FIG. 6 is a diagram showing a target operating point map. (Example) 図7は始動時目標エンジントルク検索マップを示す図である。(実施例)FIG. 7 is a view showing a starting target engine torque search map. (Example) 図8は本発明の実施例に係る共線図である。(実施例)FIG. 8 is a collinear diagram according to the embodiment of the present invention. (Example) 図9は通常用フィードバックゲインの時間的変化を示す図である。(実施例)FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in the normal feedback gain. (Example) 図10はフィードバックゲイン切り替え割合検索テーブルを示す図である。(実施例)FIG. 10 is a diagram showing a feedback gain switching ratio search table. (Example)

この発明は、駆動軸のトルク変動を防止し、且つエンジンの燃料消費量を必要以上に増加させない目的を、エンジンの暖機状態に応じてモータジェネレータの目標トルク算出用フィードバックゲインを変更して実現するものである。   The present invention realizes the purpose of preventing fluctuations in the torque of the drive shaft and not increasing the fuel consumption of the engine more than necessary by changing the feedback gain for calculating the target torque of the motor generator according to the warm-up state of the engine. To do.

図1〜図10は、この発明の実施例を示すものである。
図1に示すように、ハイブリッド車両(以下「車両」という)には、動力源の制御装置1が搭載される。
この制御装置1は、トルクを出力する動力源であるエンジン(図面上では「ENG」とも記する)2の出力軸3と、モータジェネレータ(発電動機)としての第一のモータジェネレータ(図面上では「MG1」とも記する)4及び第二のモータジェネレータ(図面上では「MG2」とも記する)5と、駆動輪6に出力伝達部7を介して接続される出力部材としての駆動軸(図面上では「OUT」とも記する)8と、エンジン2の出力軸3と第一のモータジェネレータ4と第二のモータジェネレータ5と駆動軸8とに夫々連結された動力伝達機構(差動歯車機構)9とを備える。
第一のモータジェネレータ4は、第一のロータ10と第一のステータ11とからなる。第二のモータジェネレータ5は、第二のロータ12と第二のステータ13とからなる。
また、制御装置1は、図1、図2に示すように、第一のモータジェネレータ4を作動制御する第一のインバータ14と、第二のモータジェネレータ5を作動制御する第二のインバータ15と、第一のインバータ14と第二のインバータ15とに接続した制御手段(ECU)16とを備えている。
第一のインバータ14は、第一のモータジェネレータ4の第一のステータ11に接続している。第二のインバータ15は、第二のモータジェネレータ5の第二のステータ13に接続している。
第一のインバータ14と第二のインバータ15の各電源端子は、バッテリ(駆動用高電圧バッテリ)17に接続している。このバッテリ17は、第一のモータジェネレータ4及び第二のモータジェネレータ5と電力のやり取りが可能なものである。
この制御装置1においては、エンジン2と第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5とからの出力を用いて、ハイブリッド車両を駆動制御する。
1 to 10 show an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a power source control device 1 is mounted on a hybrid vehicle (hereinafter referred to as “vehicle”).
The control device 1 includes an output shaft 3 of an engine (also referred to as “ENG” in the drawing) 2 that is a power source that outputs torque, and a first motor generator (in the drawing, as a motor generator). A drive shaft (shown as “MG1”) 4 and a second motor generator (also indicated as “MG2” in the drawing) 5 and an output member connected to the drive wheels 6 via an output transmission unit 7 The power transmission mechanism (differential gear mechanism) connected to the output shaft 3 of the engine 2, the first motor generator 4, the second motor generator 5, and the drive shaft 8 respectively. 9).
The first motor generator 4 includes a first rotor 10 and a first stator 11. The second motor generator 5 includes a second rotor 12 and a second stator 13.
As shown in FIGS. 1 and 2, the control device 1 includes a first inverter 14 that controls the operation of the first motor generator 4, and a second inverter 15 that controls the operation of the second motor generator 5. The control means (ECU) 16 connected to the first inverter 14 and the second inverter 15 is provided.
The first inverter 14 is connected to the first stator 11 of the first motor generator 4. The second inverter 15 is connected to the second stator 13 of the second motor generator 5.
Each power terminal of the first inverter 14 and the second inverter 15 is connected to a battery (drive high voltage battery) 17. The battery 17 can exchange power with the first motor generator 4 and the second motor generator 5.
In the control device 1, the hybrid vehicle is driven and controlled using outputs from the engine 2, the first motor generator 4, and the second motor generator 5.

動力伝達機構9は、いわゆる4軸式の動力入出力装置であり、エンジン2の出力軸3と駆動軸8とを配置し、また、エンジン2側の第一のモータジェネレータ4と駆動軸8側の第二のモータジェネレータ5とを配置し、エンジン2の動力と第一のモータジェネレータ4の動力と第二のモータジェネレータ5の動力とを合成して駆動軸8に出力し、エンジン2と第一のモータジェネレータ4と第二のモータジェネレータ5と駆動軸8との間で動力の授受を行う。
つまり、動力伝達機構9では、エンジン2と第一のモータジェネレータ4と第二のモータジェネレータ5と出力部材としての駆動軸8とから構成される4つの要素を、図8に示すように、共線図上で第一のモータジェネレータ(MG1)4、エンジン(ENG)2、出力部材としての駆動軸(OUT)8、第二のモータジェネレータ(MG2)5の順になるように連結して歯車機構を構成している。
The power transmission mechanism 9 is a so-called four-shaft power input / output device, which includes the output shaft 3 and the drive shaft 8 of the engine 2, and the first motor generator 4 on the engine 2 side and the drive shaft 8 side. The second motor generator 5 is arranged, the power of the engine 2, the power of the first motor generator 4 and the power of the second motor generator 5 are combined and output to the drive shaft 8, and the engine 2 and the second motor generator 5 are combined. Power is exchanged among one motor generator 4, second motor generator 5, and drive shaft 8.
That is, in the power transmission mechanism 9, four elements including the engine 2, the first motor generator 4, the second motor generator 5, and the drive shaft 8 as an output member are shared as shown in FIG. On the diagram, the first motor generator (MG1) 4, the engine (ENG) 2, the drive shaft (OUT) 8 as an output member, and the second motor generator (MG2) 5 are connected in this order, and a gear mechanism. Is configured.

動力伝達機構9は、互いの2つの回転要素が連結された第一の遊星歯車機構18と第二の遊星歯車機構19とを並設して構成される。
第一の遊星歯車機構18は、第一のサンギア20と、この第一のサンギア20に噛み合った第一のピニオンギア21と、この第一のピニオンギア21に噛み合った第一のリングギア22と、第一のピニオンギア21に連結した第一のキャリア23と、第一のリングギア22に連結した出力ギア24とを備えている。
第二の遊星歯車機構19は、第二のサンギア25と、この第二のサンギア25に噛み合った第二のピニオンギア26と、この第二のピニオンギア26に噛み合った第二のリングギア27と、第二のピニオンギア26に連結した第二のキャリア28とを備えている。
The power transmission mechanism 9 is configured by arranging a first planetary gear mechanism 18 and a second planetary gear mechanism 19 in which two rotating elements are connected to each other.
The first planetary gear mechanism 18 includes a first sun gear 20, a first pinion gear 21 that meshes with the first sun gear 20, and a first ring gear 22 that meshes with the first pinion gear 21. The first carrier 23 connected to the first pinion gear 21 and the output gear 24 connected to the first ring gear 22 are provided.
The second planetary gear mechanism 19 includes a second sun gear 25, a second pinion gear 26 meshed with the second sun gear 25, and a second ring gear 27 meshed with the second pinion gear 26. And a second carrier 28 connected to the second pinion gear 26.

動力伝達機構9において、第一の遊星歯車機構18の第一のキャリア23は、エンジン2の出力軸3に連結している。また、第二の遊星歯車機構19の第二のキャリア28は、第一の遊星歯車機構18の第一のリングギア22及び出力ギア24に連結している。
第一のサンギア20には、第一のモータ出力軸29を介して第一のモータジェネレータ4の第一のロータ10が接続する。第一のキャリア23・第二のサンギア25には、エンジン2の出力軸3が接続する。第一のリングギア22・第二のキャリア28には、出力ギア24及び出力伝達部7を介して駆動軸8が接続する。第二のリングギア27には、第二のモータ出力軸30を介して第二のモータジェネレータ5の第二のロータ12が接続する。
第二のモータジェネレータ5は、第二のモータ出力軸30と第二のリングギア27と第二のキャリア28と第一のリングギア22と出力ギア24と出力伝達部7と駆動軸8とを介して駆動輪6に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させる。
つまり、動力伝達機構9においては、第一の遊星歯車機構18の第一のキャリア23と第二の遊星歯車機構19の第二のサンギア25とを結合してエンジン2の出力軸3に接続し、第一の遊星歯車機構18の第一のリングギア22と第二の遊星歯車機構19の第二のキャリア28とを結合して駆動軸8に接続し、第一の遊星歯車機構18の第一のサンギア20に第一のモータジェネレータ4を接続し、第二の遊星歯車機構19の第二のリングギア27に第二のモータジェネレータ5を接続し、エンジン2、第一のモータジェネレータ4、第二のモータジェネレータ5、及び駆動軸8との間で動力の授受を行っている。
In the power transmission mechanism 9, the first carrier 23 of the first planetary gear mechanism 18 is connected to the output shaft 3 of the engine 2. The second carrier 28 of the second planetary gear mechanism 19 is connected to the first ring gear 22 and the output gear 24 of the first planetary gear mechanism 18.
The first rotor 10 of the first motor generator 4 is connected to the first sun gear 20 via the first motor output shaft 29. The output shaft 3 of the engine 2 is connected to the first carrier 23 and the second sun gear 25. The drive shaft 8 is connected to the first ring gear 22 and the second carrier 28 via the output gear 24 and the output transmission unit 7. The second rotor 12 of the second motor generator 5 is connected to the second ring gear 27 via the second motor output shaft 30.
The second motor generator 5 includes a second motor output shaft 30, a second ring gear 27, a second carrier 28, a first ring gear 22, an output gear 24, the output transmission unit 7, and the drive shaft 8. Thus, the vehicle can be directly connected to the drive wheel 6 and the vehicle is driven only by a single output.
That is, in the power transmission mechanism 9, the first carrier 23 of the first planetary gear mechanism 18 and the second sun gear 25 of the second planetary gear mechanism 19 are coupled and connected to the output shaft 3 of the engine 2. The first ring gear 22 of the first planetary gear mechanism 18 and the second carrier 28 of the second planetary gear mechanism 19 are coupled and connected to the drive shaft 8, and the first planetary gear mechanism 18 The first motor generator 4 is connected to one sun gear 20, the second motor generator 5 is connected to the second ring gear 27 of the second planetary gear mechanism 19, the engine 2, the first motor generator 4, Power is exchanged between the second motor generator 5 and the drive shaft 8.

図2に示すように、制御手段16には、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段31と、エンジン2の回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段32と、エンジン2の冷却水温度をエンジン水温として検出する水温検出手段33と、車両の速度としての車速を検出する車速検出手段34と、バッテリ17の充電状態(SOC)を検出する充電状態検出手段35とが接続している。   As shown in FIG. 2, the control means 16 includes an accelerator opening degree detecting means 31 for detecting the depression amount of the accelerator pedal as an accelerator opening degree, an engine rotation speed detecting means 32 for detecting the rotation speed of the engine 2, and an engine. A water temperature detecting means 33 for detecting the coolant temperature of the engine 2 as the engine water temperature, a vehicle speed detecting means 34 for detecting the vehicle speed as the speed of the vehicle, and a charging state detecting means 35 for detecting the state of charge (SOC) of the battery 17. Connected.

制御手段16は、図2に示すように、エンジン暖機状態判断手段16Aと、要求駆動力設定手段16Bと、目標エンジン動作点設定手段16Cとを備える。
エンジン暖機状態判断手段16Aは、水温検出手段33からの出力信号を受けてエンジン2の暖機状態を判断する。
要求駆動力設定手段16Bは、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する。
目標エンジン動作点設定手段16Cは、要求駆動力設定手段16Bにより設定された要求駆動力が出力できるように目標エンジンパワーと目標充放電パワーとを算出し、前記目標エンジンパワーに基づいて目標エンジン動作点を算出し、この算出された目標エンジン動作点から目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとを設定する。
また、制御手段16は、図2に示すように、変更手段16Dを備える。
この変更手段16Dは、エンジン2の始動時に、エンジン回転速度が目標エンジン動作点設定手段16Cにより設定された目標エンジン回転速度になるようにモータジェネレータ4、5の目標トルクを算出するとともに、モータジェネレータ4、5の目標トルク算出用フィードバックゲインをエンジン暖機状態判断手段16Aにより判断されるエンジン2の暖機状態に応じて変更する。
上記のエンジン2の暖機状態は、エンジン2の冷却水温度をエンジン水温として検出する水温検出手段33からの出力信号により判断される。
As shown in FIG. 2, the control unit 16 includes an engine warm-up state determination unit 16A, a required driving force setting unit 16B, and a target engine operating point setting unit 16C.
The engine warm-up state determination unit 16A receives the output signal from the water temperature detection unit 33 and determines the warm-up state of the engine 2.
The requested driving force setting means 16B sets the requested driving force according to the driver's request.
The target engine operating point setting unit 16C calculates the target engine power and the target charge / discharge power so that the required driving force set by the required driving force setting unit 16B can be output, and the target engine operation based on the target engine power. A point is calculated, and a target engine speed and a target engine torque are set from the calculated target engine operating point.
Moreover, the control means 16 is provided with the change means 16D, as shown in FIG.
The changing means 16D calculates the target torque of the motor generators 4 and 5 so that the engine speed becomes the target engine speed set by the target engine operating point setting means 16C when the engine 2 is started. The target torque calculation feedback gains 4 and 5 are changed according to the warm-up state of the engine 2 determined by the engine warm-up state determination means 16A.
The warm-up state of the engine 2 is determined by an output signal from the water temperature detecting means 33 that detects the coolant temperature of the engine 2 as the engine water temperature.

次に、この実施例に係る制御について、図3のフローチャートに基づいて説明する。
この図3のフローチャートでは、エンジン回転速度を目標回転速度に一致させるための目標モータトルクの算出方法について述べる。
図3に示すように、制御手段16のプログラムがスタートすると(ステップA01)、先ず、制御に用いる各種信号の取り込みとして、アクセル開度、車速、バッテリ17の充電状態(SOC)、エンジン水温、エンジン回転速度の取り込みを行う(ステップA02)。
そして、図4に示す目標駆動トルク検索マップから、車速とアクセル開度に応じた目標駆動トルクを算出する(ステップA03)。アクセル開度=0での高車速域は、エンジンブレーキ相当の減速方向の駆動トルクとなるように、負の値に設定し、一方、車速が低い領域では、クリープ走行ができるように、正の値としている。
その後、前記ステップA03で算出された目標駆動トルクと車速を乗算して、車両を駆動するのに必要な目標駆動パワーを算出する(ステップA04)。
そして、バッテリ17の充電状態(SOC)を通常使用範囲内に制御するために、目標とする充放電量を、図5に示す目標充放電パワー検索テーブルから算出する(ステップA05)。ここでは、図5に示すように、バッテリ17の充電状態(SOC)が低い場合には、目標充放電パワーを大きくしてバッテリ17の過放電を防止するようにし、一方、バッテリ17の充電状態(SOC)が高い場合は、目標充放電パワーを大きくしてバッテリ17の過充電を防止するようにしている。図5では、便宜上、放電側を正の値(+)、充電側を負の値(−)として取り扱う。
そして、前記目標駆動パワーと前記目標充放電パワーとからエンジン2が出力すべき目標エンジンパワーを計算する(ステップA06)。このエンジン2が出力すべき目標エンジンパワーは、車両の駆動に必要な目標駆動パワーにバッテリ17を充放電する目標充放電パワーを加算した値となる。ここでは、充電側を負の値(−)として取り扱っているので、目標駆動パワーから目標充放電パワーを減算して、目標エンジンパワーを算出する。
Next, control according to this embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
In the flowchart of FIG. 3, a method for calculating the target motor torque for making the engine rotational speed coincide with the target rotational speed will be described.
As shown in FIG. 3, when the program of the control means 16 is started (step A01), first, as various signals used for control, the accelerator opening, the vehicle speed, the state of charge of the battery 17 (SOC), the engine water temperature, the engine The rotational speed is captured (step A02).
And the target drive torque according to a vehicle speed and an accelerator opening is calculated from the target drive torque search map shown in FIG. 4 (step A03). The high vehicle speed range at the accelerator opening = 0 is set to a negative value so that the driving torque in the deceleration direction corresponding to the engine brake is obtained. On the other hand, in the region where the vehicle speed is low, a positive value is set so that creep driving can be performed. Value.
Thereafter, the target drive power calculated to drive the vehicle is calculated by multiplying the target drive torque calculated in step A03 by the vehicle speed (step A04).
Then, in order to control the state of charge (SOC) of the battery 17 within the normal use range, the target charge / discharge amount is calculated from the target charge / discharge power search table shown in FIG. 5 (step A05). Here, as shown in FIG. 5, when the state of charge (SOC) of the battery 17 is low, the target charge / discharge power is increased to prevent overdischarge of the battery 17, while the state of charge of the battery 17 is When (SOC) is high, the target charge / discharge power is increased to prevent overcharging of the battery 17. In FIG. 5, for convenience, the discharge side is treated as a positive value (+) and the charge side is treated as a negative value (−).
And the target engine power which the engine 2 should output from the said target drive power and the said target charging / discharging power is calculated (step A06). The target engine power to be output by the engine 2 is a value obtained by adding the target charging / discharging power for charging / discharging the battery 17 to the target driving power necessary for driving the vehicle. Here, since the charge side is handled as a negative value (−), the target engine power is calculated by subtracting the target charge / discharge power from the target drive power.

その後、エンジン2が始動完了したかどうかを判定する(ステップA07)。この実施例では、例えば、エンジントルクが所定値以上、且つエンジン回転速度が所定値以上で、エンジン2が始動したと判定する。
このステップA07がYESで、エンジン2が始動完了した場合には、目標エンジン動作点を算出する(ステップA08)。
このステップA08においては、前記ステップA06で算出した目標エンジンパワーから図6の目標動作点マップを検索して、目標エンジン動作点(目標エンジン回転速度、目標エンジントルク)を算出する。
この目標動作点マップは、図6に示すように、等パワーライン上でエンジンの効率に動力伝達機構9と第一のモータジェネレータ4と第二のモータジェネレータ5とにより構成される動力伝達系の効率を加味した全体の効率が最も良くなるポイントをパワー毎に選定して結んだラインを目標動作ラインとして設定している。従って、目標エンジンパワーと目標動作ラインの交点は、目標エンジン動作点(目標エンジン回転速度、目標エンジントルク)となる。
Thereafter, it is determined whether or not the engine 2 has been started (step A07). In this embodiment, for example, it is determined that the engine 2 is started when the engine torque is equal to or greater than a predetermined value and the engine rotation speed is equal to or greater than a predetermined value.
If this step A07 is YES and the engine 2 has been started, a target engine operating point is calculated (step A08).
In step A08, the target operating point map of FIG. 6 is searched from the target engine power calculated in step A06, and the target engine operating point (target engine speed, target engine torque) is calculated.
As shown in FIG. 6, this target operating point map is obtained from a power transmission system constituted by a power transmission mechanism 9, a first motor generator 4, and a second motor generator 5 for engine efficiency on an equal power line. The line that selects and connects the points where the overall efficiency with the highest efficiency is selected for each power is set as the target operation line. Therefore, the intersection of the target engine power and the target operation line becomes the target engine operating point (target engine speed, target engine torque).

一方、前記ステップA07がNOで、エンジン2が始動完了していない場合には、始動用目標エンジン動作点を算出する(ステップA09)。
このステップA09においては、エンジン始動用の始動時目標エンジン動作点(目標エンジン回転速度、目標エンジントルク)を算出する。
始動時目標目標エンジントルクは、図7に示す始動時目標エンジントルク検索マップから算出する。始動時目標エンジントルクは、エンジン2の燃料カット時のフリクショントルクよりマイナス(−)側に大きくしておけば、後述のステップA10で演算する目標モータトルクベース分が、エンジン2のフリクションに打ち勝って、エンジン回転速度を上昇させることができる。また、始動時目標エンジン回転速度は、1000rpmなどに設定する。
On the other hand, if step A07 is NO and the engine 2 has not been started, a starting target engine operating point is calculated (step A09).
In step A09, a starting target engine operating point (target engine speed, target engine torque) for engine starting is calculated.
The starting target engine torque is calculated from the starting target engine torque search map shown in FIG. If the starting target engine torque is set to a minus (−) side from the friction torque at the time of fuel cut of the engine 2, the target motor torque base calculated in step A 10 described later can overcome the friction of the engine 2. The engine speed can be increased. Further, the target engine speed at start is set to 1000 rpm or the like.

前記ステップA08の処理後、又は前記ステップA09の処理後は、前記算出された目標駆動パワー、目標エンジンパワー、目標エンジン動作点から、目標モータトルクベース分を算出する(ステップA10)。
この実施例では、動力伝達機構9に入力されるトルクのバランスを表す以下の(式1)、及び第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5で発電又は消費されるパワーとバッテリ17への充放電パワーが等しいことを表す以下の(式2)から成る連立方程式の計算結果から算出された目標MG1(第一のモータジェネレータ)トルクベース分、目標MG2(第二のモータジェネレータ)トルクベース分を、目標モータトルクベース分とする。エンジン始動時は、エンジン2の燃料カット時のフリクショントルクよりマイナス(−)側に大きく設定された目標エンジントルクで目標モータトルクベース分を演算するので、第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5から出力されたトルクがエンジン2のフリクションに打ち勝ってエンジン回転速度を上昇させることができる。
After the process of step A08 or after the process of step A09, a target motor torque base is calculated from the calculated target drive power, target engine power, and target engine operating point (step A10).
In this embodiment, the following (Expression 1) representing the balance of torque input to the power transmission mechanism 9 and the power generated or consumed by the first motor generator 4 and the second motor generator 5 and the battery 17 are shown. The target MG1 (first motor generator) torque base and the target MG2 (second motor generator) torque base calculated from the calculation results of the simultaneous equations consisting of Let the minutes be the target motor torque base. When the engine is started, the target motor torque base is calculated with the target engine torque set larger than the friction torque at the time of fuel cut of the engine 2 to the minus (−) side. Therefore, the first motor generator 4 and the second motor The torque output from the generator 5 can overcome the friction of the engine 2 and increase the engine speed.

目標エンジントルク+(1+k1)×目標MG1トルクベース分=k2×目標MG2トルクベース分 ……(式1)
k1:図8において、ENG−OUTを1とするMG1−ENGのレバー比
k2:図8において、ENG−OUTを1とするOUT−MG2のレバー比
目標駆動パワー−目標エンジンパワー=MG1回転角速度×目標MG1トルクベース分+MG2回転角速度×目標MG2トルクベース分 ……(式2)
Target engine torque + (1 + k1) × target MG1 torque base portion = k2 × target MG2 torque base portion (Expression 1)
k1: MG1-ENG lever ratio with ENG-OUT as 1 in FIG. 8 k2: OUT-MG2 lever ratio with ENG-OUT as 1 in FIG. 8 Target drive power-target engine power = MG1 rotational angular velocity × Target MG1 torque base + MG2 rotation angular velocity x Target MG2 torque base ... (Formula 2)

その後、前記ステップA07と同様に、エンジン2が始動したかどうかを判定する(ステップA11)。この実施例では、エンジントルクが所定値以上、且つエンジン回転速度が所定値以上で、エンジン2が始動したと判定する。
このステップA11がYESで、エンジン2が始動完了した場合には、通常用フィードバックゲインを算出する(ステップA12)。
このステップA12においては、エンジン回転速度を目標回転速度に一致させるためのフィードバックゲインを設定する。フィードバックゲインは、図9に示すように、エンジン始動用のフィードバックゲインからこのエンジン始動用のフィードバックゲインとは異なる通常用フィードバックゲインに徐々に切り替えるように設定される。また、このフィードバックゲインの切り替え割合は、エンジン2が冷機状態かどうかを示す指標であるエンジン水温に応じてフィードバックゲイン切り替え割合検索テーブル(図10参照)から算出した割合を用いる。これにより、エンジン2の挙動が比較的安定な完暖状態では、フィードバックゲインを素早く切り替えて、エンジン回転速度の目標回転速度に対する追従性の向上を優先させる一方、エンジン2の挙動がより不安定となる冷機状態では、フィードバックゲインの切り替えを遅くして、エンジン2の始動直後の第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5による大きな補正を抑制して、確実に駆動軸8のトルク変動を防止する。さらに、このフィードバックゲインは始動用から通常用へ徐々に切り替わるようにしてあるため、目標モータトルクフィードバック分がステップ状に急に切り替わることがなく、駆動軸8のトルクの急変を防止することができる。
Thereafter, similarly to Step A07, it is determined whether or not the engine 2 has been started (Step A11). In this embodiment, it is determined that the engine 2 is started when the engine torque is equal to or greater than a predetermined value and the engine speed is equal to or greater than the predetermined value.
If this step A11 is YES and the engine 2 has been started, a normal feedback gain is calculated (step A12).
In step A12, a feedback gain for setting the engine rotation speed to the target rotation speed is set. As shown in FIG. 9, the feedback gain is set so as to gradually switch from the feedback gain for starting the engine to the normal feedback gain different from the feedback gain for starting the engine. Further, as the feedback gain switching ratio, the ratio calculated from the feedback gain switching ratio search table (see FIG. 10) according to the engine water temperature, which is an index indicating whether or not the engine 2 is in the cold state, is used. As a result, in a fully warm state where the behavior of the engine 2 is relatively stable, the feedback gain is quickly switched to give priority to improving the followability of the engine speed to the target rotational speed, while the behavior of the engine 2 is more unstable. In the cold state, the feedback gain switching is delayed to suppress large correction by the first motor generator 4 and the second motor generator 5 immediately after the engine 2 is started, and the torque fluctuation of the drive shaft 8 is surely reduced. To prevent. Further, since the feedback gain is gradually switched from start to normal, the target motor torque feedback is not suddenly switched stepwise, and sudden change in the torque of the drive shaft 8 can be prevented. .

一方、前記ステップA11がNOで、エンジン2が始動完了していない場合には、始動用フィードバックゲインを算出する(ステップA13)。
このステップA13においては、図9に示すように、エンジン始動用のフィードバックゲインは通常用フィードバックゲインよりも小さい値に設定されるため、エンジン2の挙動が不安定なエンジン2の始動直後に第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5によって大きな補正を加えることがなくなり、駆動軸8のトルク変動を防止することができる。
On the other hand, if step A11 is NO and the engine 2 has not been started, a starting feedback gain is calculated (step A13).
In step A13, as shown in FIG. 9, the feedback gain for starting the engine is set to a value smaller than the feedback gain for normal use, so that the first immediately after the start of the engine 2 where the behavior of the engine 2 is unstable. Thus, the motor generator 4 and the second motor generator 5 do not apply a large correction, and the torque fluctuation of the drive shaft 8 can be prevented.

前記ステップA12の処理後、又は前記ステップA13の処理後は、エンジン回転速度を目標回転速度に一致させるための目標モータトルクフィードバック分(目標MG1トルクフィードバック分、目標MG2トルクフィードバック分)を算出する(ステップA14)。
目標MG1トルクフィードバック分は、エンジン回転速度と目標エンジン回転速度から以下の式(3)を用いて求め、目標MG2トルクフィードバック分は、トルクバランスを考慮して以下の式(4)を用いて求める。
After the process of step A12 or after the process of step A13, a target motor torque feedback component (target MG1 torque feedback component, target MG2 torque feedback component) for making the engine rotation speed coincide with the target rotation speed is calculated ( Step A14).
The target MG1 torque feedback is obtained from the engine rotational speed and the target engine rotational speed using the following equation (3), and the target MG2 torque feedback is obtained using the following equation (4) in consideration of the torque balance. .

目標MG1トルクフィードバック分=(目標エンジン回転速度−エンジン回転速度)×フィードバックゲイン ……(式3)
k1×目標MG1トルクフィードバック分=(1+k2)×目標MG2トルクフィードバック分 ……(式4)
k1:図8において、ENG−OUTを1とするMG1−ENGのレバー比
k2:図8において、ENG−OUTを1とするOUT−MG2のレバー比
Target MG1 torque feedback = (target engine rotational speed−engine rotational speed) × feedback gain (Equation 3)
k1 × target MG1 torque feedback = (1 + k2) × target MG2 torque feedback (Equation 4)
k1: Lever ratio of MG1-ENG where ENG-OUT is 1 in FIG. 8 k2: Lever ratio of OUT-MG2 where ENG-OUT is 1 in FIG.

そして、目標モータトルクベース分と目標モータトルクフィードバック分との和を、目標モータトルクとして、第一のモータジェネレータ4・第二のモータジェネレータ5を制御する(ステップA15)。
その後、このプログラムをリターンする(ステップA16)。
Then, the first motor generator 4 and the second motor generator 5 are controlled using the sum of the target motor torque base and the target motor torque feedback as the target motor torque (step A15).
Thereafter, the program is returned (step A16).

即ち、この実施例においては、エンジン2とモータジェネレータ4、5とを動力源として備え、エンジン回転速度を目標回転速度に一致するようにモータジェネレータ4、5でフィードバック制御するハイブリッド車両において、通常用フィードバックゲインへの変更を予め決められた割合で徐々に切り替える。また、エンジン2とモータジェネレータ4、5を動力源として備え、エンジン回転速度を目標回転速度に一致するようにモータジェネレータ4、5でフィードバック制御するハイブリッド車両において、通常用フィードバックゲインへの変更割合を、エンジン水温に応じて変更する。
このような構成により、エンジン2の暖機状態に応じてフィードバックゲインの切り替えタイミングを変更できるので、エンジン2の挙動が比較的安定な完暖状態では、エンジン2の始動直後にエンジン回転速度の目標回転速度に対する追従性を向上させることができる一方、エンジン2の挙動が不安定となる冷機状態では、エンジン2の始動直後にエンジン2に対するモータジェネレータ4、5による大きな補正を抑制して、確実に駆動軸8のトルク変動を防止できる。また、通常用フィードバックゲインへの変更が徐々に切り替えられるので、モータトルクがステップ状に替わることがなく、駆動軸8のトルクの急変を防止することができる。
That is, in this embodiment, in a hybrid vehicle that includes the engine 2 and the motor generators 4 and 5 as power sources and performs feedback control with the motor generators 4 and 5 so that the engine rotational speed matches the target rotational speed, The change to the feedback gain is gradually switched at a predetermined rate. Further, in a hybrid vehicle that includes the engine 2 and the motor generators 4 and 5 as power sources and performs feedback control with the motor generators 4 and 5 so that the engine rotation speed matches the target rotation speed, the rate of change to the normal feedback gain is set. Change according to engine water temperature.
With such a configuration, the feedback gain switching timing can be changed in accordance with the warm-up state of the engine 2. Therefore, in the complete warm state where the behavior of the engine 2 is relatively stable, the target engine speed immediately after the engine 2 is started. While it is possible to improve the follow-up performance with respect to the rotational speed, in the cold state where the behavior of the engine 2 becomes unstable, the large correction by the motor generators 4 and 5 with respect to the engine 2 is suppressed immediately after the engine 2 is started. Torque fluctuations of the drive shaft 8 can be prevented. In addition, since the change to the normal feedback gain is gradually switched, the motor torque does not change stepwise, and a sudden change in the torque of the drive shaft 8 can be prevented.

以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項1に記載の発明においては、制御手段16は、エンジン2の始動時に、エンジン回転速度が目標エンジン動作点設定手段16Cにより設定された目標エンジン回転速度になるようにモータジェネレータ4、5の目標トルクを算出するとともに、モータジェネレータ4、5の目標トルク算出用フィードバックゲインをエンジン暖機状態判断手段16Aにより判断されるエンジン2の暖機状態に応じて変更する変更手段16Dを備えている。
このような構成により、エンジン2の暖機状態に応じて、モータジェネレータ4、5の目標トルク算出用フィードバックゲインを変更できるので、駆動軸8のトルク変動を防止し、且つエンジン2の燃料消費量を必要以上に増加させないことが可能である。
また、請求項2に記載の発明においては、エンジン2の暖機状態は、エンジン2の冷却水温度をエンジン水温として検出する水温検出手段33からの出力信号により判断される。
これにより、特別な算出方法や、特別な検出手段が必要なく、構成の簡素化を図ることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the configuration of the above-described embodiments will be described for each claim.
First, in the first aspect of the present invention, when the engine 2 is started, the control means 16 sets the motor generator 4, so that the engine speed becomes the target engine speed set by the target engine operating point setting means 16 C. And a change means 16D for changing the target torque calculation feedback gain of the motor generators 4 and 5 according to the warm-up state of the engine 2 determined by the engine warm-up state determination means 16A. Yes.
With such a configuration, the feedback gain for calculating the target torque of the motor generators 4 and 5 can be changed according to the warm-up state of the engine 2, so that the torque fluctuation of the drive shaft 8 is prevented and the fuel consumption of the engine 2 is reduced. Is not increased more than necessary.
In the second aspect of the invention, the warm-up state of the engine 2 is determined by an output signal from the water temperature detection means 33 that detects the coolant temperature of the engine 2 as the engine water temperature.
This eliminates the need for a special calculation method or special detection means, and simplifies the configuration.

この発明に係る制御装置を、各種車両に適用可能である。   The control device according to the present invention can be applied to various vehicles.

1 制御装置
2 エンジン(ENG)
3 エンジンの出力軸
4 第一のモータジェネレータ(MG1)
5 第二のモータジェネレータ(MG2)
6 駆動輪
8 駆動軸(OUT)
9 動力伝達機構(差動歯車機構)
16 制御手段(ECU)
16A エンジン暖機状態判断手段
16B 要求駆動力設定手段
16C 目標エンジン動作点設定手段
16D 変更手段
17 バッテリ
18 第一の遊星歯車機構
19 第二の遊星歯車機構
31 アクセル開度検出手段
32 エンジン回転速度検出手段
33 水温検出手段
34 車速検出手段
35 充電状態(SOC)検出手段
1 Controller 2 Engine (ENG)
3 Engine output shaft 4 First motor generator (MG1)
5 Second motor generator (MG2)
6 Drive wheel 8 Drive shaft (OUT)
9 Power transmission mechanism (differential gear mechanism)
16 Control means (ECU)
16A Engine warm-up state determining means 16B Required driving force setting means 16C Target engine operating point setting means 16D Changing means 17 Battery 18 First planetary gear mechanism 19 Second planetary gear mechanism 31 Accelerator opening degree detecting means 32 Engine rotational speed detection Means 33 Water temperature detection means 34 Vehicle speed detection means 35 State of charge (SOC) detection means

Claims (2)

エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、前記エンジンの暖機状態を判断するエンジン暖機状態判断手段と、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、この要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力が出力できるように目標エンジンパワーと目標充放電パワーとを算出し、前記目標エンジンパワーに基づいて目標エンジン動作点を算出し、この算出された目標エンジン動作点から目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとを設定する目標エンジン動作点設定手段とを備えた制御手段を設け、この制御手段は、前記エンジンの始動時に、エンジン回転速度が前記目標エンジン動作点設定手段により設定された目標エンジン回転速度になるように前記モータジェネレータの目標トルクを算出するとともに、前記モータジェネレータの目標トルク算出用フィードバックゲインを前記エンジン暖機状態判断手段により判断される前記エンジンの暖機状態に応じて変更する変更手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車両。   In a hybrid vehicle that outputs power generated from an engine and a motor generator to a drive shaft via a power transmission mechanism, engine warm-up state determining means for determining a warm-up state of the engine, and requested according to a driver's request The target engine power and the target charge / discharge power are calculated so that the required driving force setting means for setting the driving force and the required driving force set by the required driving force setting means can be output, and based on the target engine power Control means comprising target engine operating point setting means for calculating a target engine operating point and setting a target engine rotational speed and target engine torque from the calculated target engine operating point is provided. The target engine speed whose engine speed is set by the target engine operating point setting means when the engine is started A change in which the target torque calculation feedback gain of the motor generator is changed according to the engine warm-up state determined by the engine warm-up state determination means A hybrid vehicle characterized by comprising means. 前記エンジンの暖機状態は、前記エンジンの冷却水温度をエンジン水温として検出する水温検出手段からの出力信号により判断されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。   2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the warm-up state of the engine is determined by an output signal from a water temperature detecting unit that detects a cooling water temperature of the engine as an engine water temperature.
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