JP2023175095A - Motor control device and motor control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、モータ制御装置、およびモータ制御方法に関する。 The present disclosure relates to a motor control device and a motor control method.
特開２０１９－１９８４２号公報（特許文献１）には、エンジンと、該エンジンの始動のアシストなどを行うオルタネータとを有する車両が開示されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-19842 (Patent Document 1) discloses a vehicle that includes an engine and an alternator that assists in starting the engine.
上述の技術において、オルタネータをモータに代替する構成が考えられる。このような構成が採用された車両においては、エンジンの始動時に、モータに流れるモータ電流が過大になるという問題が生じ得る。 In the above-mentioned technology, a configuration in which the alternator is replaced with a motor can be considered. In a vehicle employing such a configuration, a problem may arise in which an excessive amount of motor current flows through the motor when the engine is started.
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンが始動されるときにモータに流れるモータ電流が過大となることを抑制することである。 The present disclosure has been made to solve such problems, and its purpose is to suppress excessive motor current flowing through the motor when the engine is started.
（１） 本開示のモータ制御装置は、モータと、制御装置と、センサと、記憶装置とを備える。モータは、エンジンに接続されている。制御装置は、モータのトルクの指令値を定期的に設定する。センサは、モータの回転速度を検出する。記憶装置は、指令値の上限値と指令値の下限値とがモータの回転速度に対応付けて規定されている指令値情報を記憶する。制御装置は、モータでエンジンを始動させるときに、センサにより検出された回転速度を取得する。制御装置は、該取得した回転速度に対応付けられた上限値および下限値を指令値情報に基づいて取得する。制御装置は、前回設定された前回指令値が下限値より小さい場合に、今回指令値を下限値に設定する。制御装置は、前回指令値が上限値より大きい場合に、今回指令値を上限値に設定する。制御装置は、前回指令値が下限値より大きく、かつ上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定する。 (1) A motor control device of the present disclosure includes a motor, a control device, a sensor, and a storage device. The motor is connected to the engine. The control device periodically sets a command value for the torque of the motor. The sensor detects the rotational speed of the motor. The storage device stores command value information in which an upper limit value of the command value and a lower limit value of the command value are defined in association with the rotational speed of the motor. The control device acquires the rotational speed detected by the sensor when the motor starts the engine. The control device acquires an upper limit value and a lower limit value associated with the acquired rotational speed based on the command value information. The control device sets the current command value to the lower limit value when the previous command value set last time is smaller than the lower limit value. The control device sets the current command value to the upper limit value when the previous command value is larger than the upper limit value. When the previous command value is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value, the control device sets the current command value to the same value as the previous command value.
このような構成によれば、モータのトルクの指令値の変化を抑制することができることから、エンジンが始動されるときにモータに流れるモータ電流が過大となることを抑制できる。 According to such a configuration, since it is possible to suppress a change in the motor torque command value, it is possible to suppress the motor current flowing through the motor from becoming excessive when the engine is started.
（２） また、（１）に記載のモータ制御装置において、上限値は、モータへの過電流が抑制されることに基づいて定められる値である。 (2) Furthermore, in the motor control device according to (1), the upper limit value is a value determined based on suppressing overcurrent to the motor.
このような構成によれば、モータへの過電流が抑制されることに基づく値となる上限値を、モータのトルクの指令値が上回ることを抑制できる。したがって、エンジンが始動されるときにモータに流れるモータ電流が過大となることを抑制できる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the command value of the torque of the motor from exceeding the upper limit value, which is a value based on suppressing overcurrent to the motor. Therefore, it is possible to prevent the motor current flowing through the motor from becoming excessive when the engine is started.
（３） （１）または（２）に記載のモータ制御装置において、下限値は、エンジンの停止が抑制されることに基づいて定められる値である。 (3) In the motor control device according to (1) or (2), the lower limit value is a value determined based on suppressing engine stoppage.
このような構成によれば、エンジンの停止が抑制されることに基づく値となる下限値を、モータのトルクの指令値が下回ることを抑制できる。したがって、モータが始動されるときに、エンジンが停止してしまうことを抑制できる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the command value of the motor torque from falling below the lower limit value, which is a value based on suppressing the stoppage of the engine. Therefore, it is possible to prevent the engine from stopping when the motor is started.
（４） （１）～（３）のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、指令値情報は、回転速度が大きいほど、上限値および下限値が小さくなるように規定されている。 (4) In the motor control device according to any one of (1) to (3), the command value information is defined such that the higher the rotation speed, the smaller the upper limit value and the lower limit value.
このような構成によれば、モータの回転速度が大きくなときに、トルクの指令値を小さくすることができる。よって、モータを適切に始動させることができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the torque command value when the rotational speed of the motor is high. Therefore, the motor can be started appropriately.
（５） 本開示のモータ制御方法は、エンジンに接続されているモータを制御する方法である。モータ制御方法は、モータのトルクの指令値を定期的に設定することを備える。指令値を設定することは、モータでエンジンを始動させるときに、モータの回転速度を取得することを有する。指令値を設定することは、該取得した回転速度に対応付けられた上限値および下限値を取得することを有する。指令値を設定することは、前回設定された前回指令値が下限値より小さい場合に、今回指令値を下限値に設定することを有する。指令値を設定することは、前回指令値が上限値より大きい場合に、今回指令値を上限値に設定することを有する。指令値を設定することは、前回指令値が下限値より大きく、かつ上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定することを有する。 (5) The motor control method of the present disclosure is a method of controlling a motor connected to an engine. The motor control method includes periodically setting a motor torque command value. Setting the command value includes obtaining the rotational speed of the motor when starting the engine with the motor. Setting the command value includes acquiring an upper limit value and a lower limit value associated with the acquired rotational speed. Setting the command value includes setting the current command value to the lower limit value when the previous command value set last time is smaller than the lower limit value. Setting the command value includes setting the current command value to the upper limit value when the previous command value is larger than the upper limit value. Setting the command value includes setting the current command value to the same value as the previous command value when the previous command value is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value.
本開示においては、エンジンが始動されるときにモータに流れるモータ電流が過大となることを抑制できる。 In the present disclosure, it is possible to suppress excessive motor current flowing through the motor when the engine is started.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［全体構成］
図１は、実施の形態に係るハイブリッド車両１の概略構成を示す図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン１１と、トランスミッション１２と、スタータ１９と、モータジェネレータ（以下、「ＭＧ２１」とも称される。）と、インバータ２２と、高圧バッテリ２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、低圧バッテリ２６と、補機２７と、バッテリマネージメントシステム２８（以下、「ＢＭＳ２８」とも称する。）と、駆動輪３０と、クランク角センサ４１と、回転速度センサ４２と、モータ電流センサ４３と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、エンジンＥＣＵ５２と、モータＥＣＵ５３とを備える。ハイブリッド車両１は、エンジン１１とＭＧ２１とを駆動源としている。ＭＧ２１は、本開示の「モータ」に対応する。
Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.
[overall structure]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
エンジン１１は、複数の気筒１３と、複数の気筒１３のそれぞれに設けられた複数の燃料噴射弁１５とを有する内燃機関である。各燃料噴射弁１５は、エンジンＥＣＵ５２からの制御信号によって駆動され、対応する気筒１３内に燃料を噴射する。
The
エンジン１１のクランク軸１１Ａの一端は、トランスミッション１２を介して駆動輪３０に連結されている。クランク軸１１Ａの他端は、第１プーリ１６に連結されている。第１プーリ１６には、伝達ベルト１７が掛け回されている。なお、図示は省略するが、エンジン１１のクランク軸１１Ａは、ベルト、プーリ、ギヤ（スプロケット）、およびチェーンなどを介して、油圧を発生させるための油圧ポンプなどにも連結されている。
One end of the
エンジン１１には、クランク角センサ４１が設けられている。クランク角センサ４１は、クランク軸１１Ａの回転角（すなわち、クランク角度）に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１およびエンジンＥＣＵ５２に出力する。車両ＥＣＵ５１およびエンジンＥＣＵ５２は、クランク角センサ４１の出力に基づき、クランク角度およびエンジン１１の回転数（以下、エンジン回転数」とも称する。）を検出する。
The
トランスミッション１２は、エンジン１１と駆動輪３０との間に連結された変速機であり、エンジン１１から出力されるトルクをギヤ比（変速比）に基づき調整して駆動輪３０に伝える役割を有する。ギヤ比は、ギヤ位置（ギヤ段）ごとのエンジン回転数とトランスミッション１２で変速された回転数（トランスミッション１２から出力される回転数）との比率を示す。
The
ＭＧ２１は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換したり、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換したりする。ＭＧ２１は、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期式の回転電機である。ＭＧ２１の回転軸２１Ａの一端は、第２プーリ１８に連結されている。第２プーリ１８には、伝達ベルト１７が掛け回されている。すなわち、ＭＧ２１は、第２プーリ１８、伝達ベルト１７、および第１プーリ１６を介して、エンジン１１のクランク軸１１Ａに連結されている。第１プーリ１６、および第２プーリ１８には、伝達ベルト１７が掛け回される。さらに、ベルトテンショナ３１が、伝達ベルト１７には所定のテンションをかける。また、ＭＧ２１は、エンジン１１と互いに動力を伝達可能に接続されている。また、ＭＧ２１と、エンジン１１とは所定部材を介して接続されている。図１の所定部材は、クランク軸１１Ａ、回転軸２１Ａ、第１プーリ１６、第２プーリ１８、および伝達ベルト１７である。
The MG 21 converts electrical energy into mechanical energy, or converts mechanical energy into electrical energy. The MG 21 is, for example, a three-phase AC synchronous rotating electric machine in which a permanent magnet is embedded in the rotor. One end of the rotating
ＭＧ２１は、電動モータとして機能する場合、高圧バッテリ２３から供給される電力を用いて駆動輪３０に対するトルクを発生させる。具体的には、ＭＧ２１が電動モータとして機能する場合、ＭＧ２１の回転子（たとえば、ロータ）が回転することにより、ＭＧ２１から第２プーリ１８に回転トルクが与えられる。そして、当該回転トルクは、伝達ベルト１７および第１プーリ１６を介してエンジン１１のクランク軸１１Ａに入力される。これにより、ＭＧ２１は、エンジン１１の駆動をアシストすることができ、ハイブリッド車両１の走行をアシストする。
When functioning as an electric motor, the
ＭＧ２１は、発電機として機能する場合、エンジン１１の駆動力を用いて発電する。具体的には、ＭＧ２１が発電機として機能する場合、エンジン１１のクランク軸１１Ａの回転トルクが、第１プーリ１６、伝達ベルト１７、および第２プーリ１８を介して、ＭＧ２１の回転軸２１Ａに入力される。ＭＧ２１は、回転軸２１Ａの回転に応じて発電する。
When functioning as a generator, the
ＭＧ２１は、インバータ２２を介して高圧バッテリ２３に電気的に接続されている。インバータ２２は、いわゆる双方向インバータである。インバータ２２は、モータＥＣＵ５３からの制御信号に従って、ＭＧ２１によって発電された交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ２３に出力する。また、インバータ２２は、高圧バッテリ２３から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ２１に出力する。
モータ電流センサ４３は、ＭＧ２１に設けられ、ＭＧ２１を流れる電流を測定する。たとえば、ＭＧ２１が三相交流同期式の回転電機である場合、モータ電流センサ４３は、ＭＧ２１の各相の電流を測定する。
Motor
高圧バッテリ２３は、たとえば４８Ｖのリチウムイオン電池である。なお、高圧バッテリ２３は、リチウムイオン電池に限らず、他の二次電池（たとえば、ニッケル水素電池）であってもよいし、全固体二次電池であってもよい。
The
高圧バッテリ２３は、ＭＧ２１が電動モータとして機能する場合、インバータ２２を介してＭＧ２１に電力を供給する。また、高圧バッテリ２３は、ＭＧ２１が発電機として機能する場合、ＭＧ２１によって発電された電力をインバータ２２を介して受けることによって、充電される。
ＢＭＳ２８は、高圧バッテリ２３の電流値、電圧値、および充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）などを測定する。ＢＭＳ２８の測定値は、車両ＥＣＵ５１に入力される。
The
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、インバータ２２を介してＭＧ２１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、高圧バッテリ２３にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、インバータ２２および高圧バッテリ２３の各々から出力される直流電圧を１２Ｖ～１５Ｖに降圧して補機２７および低圧バッテリ２６に出力する。
DC/
低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に接続されている。低圧バッテリ２６は、高圧バッテリ２３よりも電圧の低い１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないとき、またはＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が１２Ｖであるときに、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）よりも大きいときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受けて充電される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５および低圧バッテリ２６には、各種の補機（車両用電装品）２７が接続されている。補機２７は、たとえば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係、カーナビゲーション装置またはスピーカなどの車内装備である。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないときに、低圧バッテリ２６から電力の供給を受ける。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受ける。
Various auxiliary machines (vehicle electrical components) 27 are connected to the DC/
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５および低圧バッテリ２６には、補機２７の１つとしてスタータ１９が接続されている。スタータ１９は、直流電動機であり、スタータ１９の出力軸は、エンジン１１のクランク軸１１Ａに連結されている。スタータ１９は、低圧バッテリ２６またはＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力供給を受けて駆動する。
A
回転速度センサ４２は、ＭＧ２１に設けられ、ＭＧ２１の回転速度を検出する。回転速度センサ４２の検出値は、車両ＥＣＵ５１に入力される。
The
車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２、およびモータＥＣＵ５３の各々は、図示しない、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される。記憶装置は、作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、保存用ストレージ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリなど）とを含む。
Each of the
また、車両ＥＣＵ５１は、制御装置６０と、記憶装置６１とを有する。制御装置６０は、ＣＰＵと、記憶装置の一部とにより構成される。また、記憶装置６１は、上記の記憶装置の少なくとも一部により構成される。なお、車両ＥＣＵ５１が制御装置と称されてもよく、車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２、およびモータＥＣＵ５３がまとめて「制御装置」とも称されてもよい。また、制御装置は、「制御回路」と称されてもよい。
車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２、およびモータＥＣＵ５３は、入力ポートに接続された各種機器（センサなど）から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された各種機器を制御する。記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２、およびモータＥＣＵ５３が行う制御は、ソフトウェアによる処理に限らず、専用のハードウェア（電子回路）による処理でも実現可能である。
車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力指令値（たとえば、燃料噴射量など）と、ＭＧ２１に対する出力指令値（たとえば、後述の指令トルク値など）とを算出（設定）する。車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力要求値をエンジンＥＣＵ５２に出力するとともに、ＭＧ２１に対する出力要求値をモータＥＣＵ５３に出力する。
車両ＥＣＵ５１は、定期的に（たとえば、所定期間ごとに）指令トルク値を設定する。所定期間はたとえば、０．１秒である。本実施の形態の「定期的に指令トルク値を設定する」とは、指令トルク値を設定したタイミングと、次の指令トルク値を設定したタイミングとの複数の期間が同一である例と、該複数の期間が若干異なっていている例との双方を含む。
モータＥＣＵ５３は、車両ＥＣＵ５１から入力された指令トルク値に基づいて、インバータ２２を介してＭＧ２１に対する電力の供給を制御する。より具体的には、モータＥＣＵ５３は、指令トルク値に基づいて指令値（以下、設定指令値）を設定し、ＭＧ２１が出力する実トルクが該設定指令値となるようにインバータ２２を制御する。
エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から入力された出力要求値（たとえば、エンジン要求トルク）に基づいて、エンジン１１の運転制御（燃料噴射制御など）を行う。たとえば、エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から燃料噴射量の制御信号が入力されると、入力された燃料噴射量の燃料を気筒１３内に噴射するように燃料噴射弁１５を制御する。すなわち、車両ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５２を介して、エンジン１１の燃料噴射弁１５からの１噴射当たりの燃料噴射量を制御している。これにより、エンジン１１は、駆動輪３０に対する実トルクを発生させる。
また、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１が停止している状態において、エンジン１１の始動要求があった場合、スタータ１９またはＭＧ２１を用いてエンジン１１をクランキングすることによって、エンジン１１を始動する。始動要求は、たとえば、運転手によりアクセルペダルが踏込まれた場合などに発生する。
Further, when there is a request to start the
始動要求があった場合には、車両ＥＣＵ５１は、スタータ１９またはＭＧ２１を用いてエンジン１１をクランキングし、クランキングによってエンジン回転速度が予め定められた始動回転速度に達したときに、燃料噴射弁１５から燃料を噴射してエンジン１１を始動させる。このように、スタータ１９またはＭＧ２１によるエンジン１１の始動開始タイミングからＭＧ２１が安定するときまでの期間は、「始動期間」とも称される。スタータ１９またはＭＧ２１は、「クランキング機構」と称されてもよい。
When there is a start request, the
［比較例のモータ制御装置］
まず、比較例のモータ制御装置のモータジェネレータの始動を説明する。比較例のモータ制御装置は、ＭＧを始動させる場合には、所定のトルクマップを用いて、ＭＧの指令トルク値を設定する。図２は、このトルクマップの一例である。
[Comparative example motor control device]
First, starting of the motor generator of the motor control device of the comparative example will be explained. When starting the MG, the motor control device of the comparative example sets the command torque value of the MG using a predetermined torque map. FIG. 2 is an example of this torque map.
図２の例では、横軸ではＭＧ回転速度が規定され、縦軸では指令トルク値が規定されている。図２の例では、ＭＧ回転速度が速いほど、指令トルク値が小さくなるように規定されている。 In the example of FIG. 2, the MG rotation speed is defined on the horizontal axis, and the command torque value is defined on the vertical axis. In the example of FIG. 2, it is specified that the faster the MG rotation speed, the smaller the command torque value.
図３は、比較例のモータ制御装置におけるＭＧ回転速度、指令値トルク値、実現トルク値、およびＭＧ電流値の一例を示す図である。図３（Ａ）～図３（Ｄ）の横軸は時間を示す。また、図３（Ａ）の縦軸はＭＧ回転速度を示す。図３（Ｂ）の縦軸は指令トルク値を示す。指令トルク値は、上述のように、車両ＥＣＵが定期的に設定する値である。図３（Ｃ）の縦軸は、実現トルク値を示す。実現トルク値は、ＭＧ２１で生じる実際のトルク値である。図３（Ｄ）の縦軸は、ＭＧ電流値を示す。ＭＧ電流はＭＧ２１に流れる電流である。ＭＧ電流は、たとえば、実現トルクとＭＧ回転速度との積により算出される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the MG rotation speed, command value torque value, realized torque value, and MG current value in the motor control device of the comparative example. The horizontal axis in FIGS. 3(A) to 3(D) indicates time. Further, the vertical axis in FIG. 3(A) indicates the MG rotation speed. The vertical axis in FIG. 3(B) indicates the command torque value. The command torque value is a value periodically set by the vehicle ECU, as described above. The vertical axis in FIG. 3(C) indicates the realized torque value. The realized torque value is the actual torque value generated in the
図３（Ａ）では、ＭＧ回転速度は上下しながら増加する、つまり、ＭＧ回転速度は脈動している。このように脈動する理由は、ベルトテンショナ３１の振動、および上述のクランキング機構の回転脈動などに基づく。
In FIG. 3(A), the MG rotation speed increases while going up and down, that is, the MG rotation speed is pulsating. The reason for this pulsation is based on the vibration of the
また、上述のように、比較例のモータ制御装置は、図２のトルクマップに基づいて、指令トルク値を設定する。したがって、モータ制御装置は、ＭＧの回転速度が速くなるほど、ＭＧの回転速度を遅くするように指令トルク値を小さく設定する。逆に、モータ制御装置は、ＭＧの回転速度が遅くなるほど、ＭＧの回転速度を速くするように指令トルク値を大きく設定する。このように指令トルク値が設定されることから、図３（Ｂ）に示すような指令トルク値が設定される。 Furthermore, as described above, the motor control device of the comparative example sets the command torque value based on the torque map of FIG. 2 . Therefore, the motor control device sets the command torque value to be smaller so that the faster the rotational speed of the MG, the lower the rotational speed of the MG. Conversely, the motor control device sets a larger command torque value so that the slower the rotational speed of the MG, the faster the rotational speed of the MG. Since the command torque value is set in this way, the command torque value as shown in FIG. 3(B) is set.
また、実際のＭＧの駆動は、該ＭＧの指令に対して遅れる。つまり、図３（Ｃ）に示す用ように、指令トルク値が実現トルク値として反映されるタイミングは、該指令トルク値が設定されたタイミングよりも遅くなる。なお、図３（Ｃ）では、実線が、実現トルク値を示し、破線が、図３（Ｂ）に示す指令トルク値を示す。 Furthermore, the actual driving of the MG is delayed with respect to the command of the MG. That is, as shown in FIG. 3C, the timing at which the commanded torque value is reflected as the actual torque value is later than the timing at which the commanded torque value is set. In addition, in FIG. 3(C), the solid line indicates the actual torque value, and the broken line indicates the command torque value shown in FIG. 3(B).
このように、実現トルク値の指令トルク値に対する遅れが生じることにより、ＭＧ回転速度が極大値となるタイミングと、実現トルク値が大きいタイミングとが一致する頻度が多くなる。該一致するタイミングは、単に「一致タイミング」とも称される。 As described above, due to the delay between the realized torque value and the command torque value, the timing at which the MG rotational speed reaches a local maximum value and the timing at which the realized torque value is large often coincide with each other. The matching timing is also simply referred to as "matching timing."
図３の例では、一致タイミングとしてｔ１およびｔ２が示されている。また、上述のように、ＭＧ電流は、実現トルク値とＭＧ回転速度との乗算により算出される。したがって、一致タイミングにおいては、ＭＧ電流は大きくなる傾向にある。特に始動期間の後半においては、図３（Ａ）に示すように、ＭＧ回転速度は速くなる傾向にある。したがって、図３（Ｄ）に示すように、始動期間の後半の一致タイミングｔ２において、過度にＭＧ電流は大きくなり、過電流閾値を越える場合がある。 In the example of FIG. 3, t1 and t2 are shown as matching timings. Further, as described above, the MG current is calculated by multiplying the realized torque value and the MG rotation speed. Therefore, at coincident timing, the MG current tends to increase. Particularly in the latter half of the startup period, the MG rotation speed tends to increase, as shown in FIG. 3(A). Therefore, as shown in FIG. 3(D), at the coincident timing t2 in the second half of the starting period, the MG current becomes excessively large and may exceed the overcurrent threshold.
このように、比較例のモータ制御装置においては、ＭＧの始動時に、ＭＧに流れるＭＧ電流が過大になるという問題が生じ得る。そこで、本実施の形態のモータ制御装置は、ＭＧが始動されるときにＭＧ電流が過大となることを抑制する。
［モータ制御装置の機能ブロック図］
図４は、モータ制御装置３００の機能ブロック図である。モータ制御装置３００は、ＭＧ２１と、回転速度センサ４２と、制御装置６０と、記憶装置６１とを有する。制御装置６０は、取得部１０２と、指令部１０４とを有する。
As described above, in the motor control device of the comparative example, a problem may occur that the MG current flowing through the MG becomes excessive when the MG is started. Therefore, the motor control device of this embodiment suppresses the MG current from becoming excessive when the MG is started.
[Functional block diagram of motor control device]
FIG. 4 is a functional block diagram of the
図１で説明したようにＭＧ２１は、エンジン１１に接続されている。また、回転速度センサ４２は、ＭＧ２１の回転速度を検出する。検出された回転速度は、制御装置６０に入力される。エンジン１１を始動させるときには取得部１０２は、回転速度を取得する。該取得された回転速度は、指令部１０４に出力される。
As explained in FIG. 1, the
また、記憶装置６１には、トルクマップ６５が記憶されている。なお、記憶装置６１は、たとえば、ＲＯＭなどにより構成される。図５は、トルクマップ６５を模式的に示す図である。
The
図５の例では、上限値マップと、下限値マップとが規定されている。上限値とは、指令トルク値の上限値を示し、下限値とは指令トルク値の下限値を示す。上限値マップおよび下限値マップでは、ＭＧ２１の回転速度に対応付けて指令トルク値が規定されている。また、上限値マップおよび下限値マップでは、ＭＧ２１の回転速度が速いほど指令トルク値が小さくなるように規定されている。逆に、上限値マップおよび下限値マップでは、ＭＧ２１の回転速度が遅いほど指令トルク値が大きくなるように規定されている。トルクマップ６５は、本開示の「指令値情報」に対応する。
In the example of FIG. 5, an upper limit map and a lower limit map are defined. The upper limit value indicates the upper limit value of the command torque value, and the lower limit value indicates the lower limit value of the command torque value. In the upper limit value map and the lower limit value map, command torque values are defined in association with the rotational speed of the
指令部１０４は、ＭＧ２１の指令トルク値を定期的に設定する（後述の図７参照）。該設定処理は、「指令値設定処理」とも称される。また、今回設定する指令トルク値は、「今回指令値」と称される。また、今回指令値よりも前において直近に設定された指令トルク値は、「前回指令値」とも称される。
The
本実施の形態においては、指令部１０４は、今回指令値を設定すると、次の指令値設定処理においては、該今回指令値を前回指令値として用いる。したがって、指令部１０４は、今回指令値を設定すると、該今回指令値を所定の記憶領域（たとえば、ＲＡＭ）に記憶させる。
In the present embodiment, once the
また、指令部１０４は、エンジン１１（ＭＧ２１）を始動させるときに、回転速度を取得部１０２から取得する。指令部１０４は、該取得した回転速度に対応付けられた上限値および下限値をトルクマップ６５に基づいて取得する。
Further, the
そして、指令部１０４は、前回指令値が取得した下限値より小さい場合に、今回指令値を下限値に設定する。指令部１０４は、前回指令値が上限値より大きい場合に、今回指令値を上限値に設定する。また、指令部１０４は、前回指令値が下限値より大きく、かつ上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定する。
Then, if the previous command value is smaller than the acquired lower limit value, the
指令部１０４は設定した指令トルク値を示す指令信号を生成し、該指令信号をモータＥＣＵ５３に出力する。
The
また、上限値（上限マップ）は、ＭＧ２１への過電流が抑制されることに基づいて（ＭＧ２１への過電流が抑制されるように）予め定められる値である。つまり、指令トルク値が、上限値以上となると、ＭＧ２１に過電流が流れる場合がある。換言すれば、指令トルク値が、上限値より小さい場合には、ＭＧ２１に過電流が流れることを抑制できる。
Further, the upper limit value (upper limit map) is a value that is predetermined based on suppressing the overcurrent to the MG 21 (so that the overcurrent to the
また、下限値（下限マップ）は、エンジン１１の停止が抑制されることに基づいて（エンジン１１の停止が抑制されるように）定められる値である。つまり、指令トルク値が、下限値以下となると、エンジン１１が停止する（エンジン１１が始動しない）場合がある。換言すれば、指令トルク値が、下限値より大きい場合には、エンジン１１を適切に始動し得る。
［フローチャート］
図６は、エンジン１１の始動要求があったときの制御装置６０が実行するフローチャートの一例である。図６に示すように、制御装置６０は、定期的にステップＳ１００の指令値設定処理を実行する。
Further, the lower limit value (lower limit map) is a value determined based on suppressing the stoppage of the engine 11 (so that the stoppage of the
[flowchart]
FIG. 6 is an example of a flowchart executed by the
図７は、指令値設定処理のサブルーチンである。ステップＳ２において、制御装置６０は、回転速度センサ４２（図４参照）からＭＧ回転速度を取得する。次に、ステップＳ４において、トルクマップ６５（図５参照）を参照して、ＭＧ回転速度に対応する上限値ＴＨおよび下限値ＴＬを取得する。
FIG. 7 is a subroutine for command value setting processing. In step S2, the
次に、ステップＳ６において、制御装置６０は、前回指令値が下限値ＴＬより大きいか否かを判断する。そして、ステップＳ６において、前回指令値が下限値ＴＬより大きい場合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ８に進む。また、ステップＳ６において、前回指令値が下限値ＴＬ以下である場合には（ステップＳ６でＮＯ）、処理は、ステップＳ１４に進む。
Next, in step S6, the
ステップＳ１４においては、制御装置６０は、今回指令値を下限値ＴＬに設定する。これにより、制御装置６０は、エンジン１１が停止することを抑制できる。
In step S14, the
また、ステップＳ８において、制御装置６０は、前回指令値が上限値ＴＨより小さいか否かを判断する。そして、ステップＳ８において、前回指令値が上限値ＴＨより小さい場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０に進む。また、ステップＳ８において、前回指令値が上限値ＴＨ以上である場合には（ステップＳ８でＮＯ）、処理は、ステップＳ１２に進む。
Further, in step S8, the
ステップＳ１２においては、制御装置６０は、今回指令値を上限値ＴＨに設定する。これにより、制御装置６０は、エンジン１１に過電流が流れることを抑制できる。
In step S12, the
また、ステップＳ１０においては、制御装置６０は、今回指令値を前回指令値と同じ値に設定する。これにより、図８で説明するように、指令トルク値の起伏を抑制できる。
Further, in step S10, the
また、ステップＳ１０、ステップＳ１２、およびステップＳ１１４の処理が終了した後は、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、制御装置６０は、ステップＳ１０、ステップＳ１２、およびステップＳ１１４のいずれかで設定した今回指令値を記憶する。そして、次の指令値設定処理において、制御装置６０は、ステップＳ１６で記憶した今回指令値を前回指令値として用いる。
Further, after the processing in step S10, step S12, and step S114 is completed, the processing proceeds to step S16. In step S16, the
また、図７の処理の順序は、図７で示した順序に限られず、他の順序であってもよい。たとえば、ステップＳ８の処理が、ステップＳ６の処理よりも先に実行されてもよい。また、図７の処理を総合すると、今回指令値は、以下の式（１）により表される。 Further, the order of the processing in FIG. 7 is not limited to the order shown in FIG. 7, and may be in another order. For example, the process in step S8 may be executed before the process in step S6. Furthermore, when the processing in FIG. 7 is summarized, the current command value is expressed by the following equation (1).
今回指令値＝Ｍｉｎ（ＴＨ、Ｍａｘ（ＴＬ、前回指令値）） （１）
ただし、式（１）の関数Ｍａｘ（ｐ、ｑ）は、実数ｐおよび実数ｑのうちの大きい方を出力する関数である。また、関数Ｍｉｎ（ｐ、ｑ）は、実数ｐおよび実数ｑのうちの小さい方を出力する関数である。
［シミュレーション結果］
図８は、本実施の形態のモータ制御装置３００のシミュレーション結果の一例である。図８（Ａ）～図８（Ｄ）の横軸は時間を示す。また、図８（Ａ）の縦軸はＭＧ回転速度を示す。図８（Ｂ）の縦軸は指令トルク値を示す。図８（Ｃ）の縦軸は、実現トルク値を示す。図８（Ｄ）の縦軸は、ＭＧ電流値を示す。
Current command value = Min (TH, Max (TL, previous command value)) (1)
However, the function Max (p, q) in equation (1) is a function that outputs the larger of the real number p and the real number q. Further, the function Min(p, q) is a function that outputs the smaller of the real number p and the real number q.
[simulation result]
FIG. 8 is an example of a simulation result of the
図８（Ａ）は、図３（Ａ）と同一である。また、図８（Ｂ）に示すように、始動要求があった場合には、指令トルク値（今回指令値）を初期値Ｓ１に設定する。初期値Ｓ１は、予め定められる下限値よりも大きく上限値よりも小さい値である。 FIG. 8(A) is the same as FIG. 3(A). Further, as shown in FIG. 8(B), when there is a start request, the command torque value (current command value) is set to the initial value S1. The initial value S1 is a value larger than a predetermined lower limit value and smaller than a predetermined upper limit value.
また、ステップＳ１０で説明したように、前回指令値が下限値ＴＬより大きく上限値ＴＨより小さい場合には、制御装置６０は、今回指令値を前回指令値と同じ値に設定する。したがって、図８（Ｂ）に示すように、モータ制御装置３００は、指令トルク値について水平部分Ｓ３を形成することができる。
Further, as described in step S10, if the previous command value is greater than the lower limit value TL and smaller than the upper limit value TH, the
また、ステップＳ１４で説明したように、制御装置６０は、前回指令値が下限値ＴＬ以下である場合には、今回指令値を下限値ＴＬに設定する。したがって、モータ制御装置３００は、指令トルク値が下限値ＴＬに追従する追従部分Ｓ４を形成することができる。
Furthermore, as described in step S14, if the previous command value is less than or equal to the lower limit value TL, the
また、ステップＳ１２で説明したように、制御装置６０は、前回指令値が上限値ＴＨ以上である場合には、今回指令値を上限値ＴＨに設定する。したがって、モータ制御装置３００は、指令トルク値が上限値ＴＨに追従する追従部分Ｓ２を形成することができる。
Furthermore, as described in step S12, if the previous command value is greater than or equal to the upper limit value TH, the
図８（Ｃ）においては、本実施の形態の実現トルク値は、実線で示されており、指令トルク値は、破線で示されており、比較例の実現トルク値は、一点鎖線で示されている。また、上述のように、本実施の形態においても、指令トルク値が実現トルク値として反映されるタイミングは、該指令トルク値が設定されたタイミングよりも遅くなる。 In FIG. 8C, the realized torque value of this embodiment is shown by a solid line, the command torque value is shown by a broken line, and the realized torque value of the comparative example is shown by a dashed line. ing. Further, as described above, also in this embodiment, the timing at which the commanded torque value is reflected as the actual torque value is later than the timing at which the commanded torque value is set.
図８（Ｂ）で説明したように、本実施の形態においては、指令トルク値の起伏を抑制する。したがって、該指令トルク値に対応する実現トルク値の起伏を、比較例の実現トルク値と比較して抑制できる。 As described with reference to FIG. 8(B), in this embodiment, the undulations of the command torque value are suppressed. Therefore, the fluctuation of the realized torque value corresponding to the command torque value can be suppressed by comparing with the realized torque value of the comparative example.
また、図８（Ｄ）に示すように、ＭＧ２１の始動フェーズの後半における一致タイミングｔ２におけるＭＧ電流値を小さくできる。これは、上述のように、指令トルク値の起伏を抑制していることから、実現トルク値の起伏を抑制しているからである。よって、ＭＧ電流値が、過電流閾値を越えることを抑制できる。
Furthermore, as shown in FIG. 8(D), the MG current value at the coincident timing t2 in the latter half of the starting phase of the
以上、比較例のモータ制御装置においては、エンジンの始動時に、ＭＧに流れるＭＧ電流が過大になるという問題が生じ得る（図３（Ｄ）参照）。この問題を解決するために、伝達ベルト１７のテンションを増加させて図３（Ａ）のようなＭＧ回転速度の脈動を抑制する構成が考えられる。しかしながら、このような構成ではトルクの損失が大きくなり、エンジン１１が安定するまでの時間が長くなることから始動性が低減する。また、この問題を解決するために、図３（Ｂ）に示す指令トルク値を小さくする構成が考えられる。しかしながら、このような構成であっても、エンジン１１が安定するまでの時間が長くなることから始動性が低減する。
As described above, in the motor control device of the comparative example, there may arise a problem that the MG current flowing through the MG becomes excessive when the engine is started (see FIG. 3(D)). In order to solve this problem, a configuration can be considered in which the tension of the
そこで、本実施の形態のモータ制御装置３００は、ＭＧ２１を始動させるときに、回転速度センサ４２により検出された回転速度を取得する（ステップＳ２）。次に、モータ制御装置３００は、該取得した回転速度に対応付けられた上限値および下限値をトルクマップに基づいて取得する（ステップＳ４）。次に、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値ＴＬ以下の場合に（ステップＳ６でＮＯ）、今回指令値を下限値ＴＬに設定する（ステップＳ１４）。また、モータ制御装置３００は、前回指令値が上限値ＴＨ以上である場合に、今回指令値を上限値ＴＨに設定する（ステップＳ１２）。また、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値ＴＬより大きく、かつ上限値ＴＨより小さい場合には、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定する（ステップＳ１０）。
Therefore, the
このような構成によれば、図８（Ｂ）に示すように、モータ制御装置３００は、指令トルク値の時間的推移の起伏を抑制することができる。したがって、たとえば、始動期間の後半（ＭＧ回転速度が速くなる傾向にある期間）の一致タイミングｔ２においても指令トルク値を低減することができる。よって、該一致タイミングｔ２においてＭＧ電流値を小さくすることができ、ＭＧ２１が始動されるときにＭＧ２１に流れるモータ電流が過大となることを抑制することができる。
According to such a configuration, as shown in FIG. 8(B), the
また、図５に示す上限値マップの上限値は、ＭＧ２１への過電流が抑制されることに基づいて予め定められる値である。したがって、モータ制御装置３００は、「ＭＧ２１への過電流が抑制されることに基づく値となる上限値を、モータのトルクの指令値が上回ること」を抑制できる。よって、エンジンが始動されるときにＭＧ２１に流れるモータ電流が過大となることを抑制できる。
Further, the upper limit value of the upper limit value map shown in FIG. 5 is a value determined in advance based on the fact that overcurrent to the
また、図５に示す下限値マップの下限値は、エンジンの停止が抑制されることに基づいて予め定められる値である。したがって、モータ制御装置３００は、「エンジンの停止が抑制されることに基づく値となる下限値を、ＭＧトルクの指令値が下回ること」を抑制できる。したがって、ＭＧ２１が始動されるときに、エンジン１１が停止してしまうことを抑制できる。
Further, the lower limit value of the lower limit value map shown in FIG. 5 is a value that is predetermined based on suppressing engine stoppage. Therefore, the
また、トルクマップ６５は、モータ回転速度が速いほど、上限値および下限値が小さくなるように規定されている。したがって、ＭＧ２１の回転速度が大きくなときに、トルクの指令値を小さくすることができる。よって、モータ制御装置３００は、エンジン１１およびＭＧ２１を適切に始動させることができる。
［その他の実施の形態］
（１） 上述の図７の例では、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値より大きく、かつ上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値に設定する構成を説明した。しかしながら、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値以上であり、かつ上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値に設定する構成が採用されてもよい。このような構成が採用される場合には、ステップＳ６において、前回指令値が下限値ＴＬと同一である場合には、ステップＳ６でＹＥＳと判断される。
Furthermore, the
[Other embodiments]
(1) In the example of FIG. 7 described above, the
また、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値より大きく、かつ上限値以下である場合に、今回指令値を該前回指令値に設定する構成が採用されてもよい。このような構成が採用される場合には、ステップＳ８において、前回指令値が上限値ＴＨと同一である場合には、ステップＳ８でＹＥＳと判断される。
Further, the
また、モータ制御装置３００は、前回指令値が下限値以上であり、かつ上限値以下である場合に、今回指令値を該前回指令値に設定する構成が採用されてもよい。このような構成が採用される場合には、ステップＳ６において、前回指令値が下限値ＴＬと同一である場合には、ステップＳ６でＹＥＳと判断される。また、ステップＳ８において、前回指令値が上限値ＴＨと同一である場合には、ステップＳ８でＹＥＳと判断される。
Further, the
（２） 上述の実施の形態においては、指令値情報は、トルクマップ６５である構成を説明した。しかしながら、指令値情報は、ＭＧ２１の回転速度に対応付けられた上限値および下限値であれば如何なる情報であってもおい。たとえば、指令値情報は、回転速度を入力といて、上限値および下限値を出力する情報（たとえば、関数）であってもよい。
(2) In the above embodiment, the command value information is the
（３） 上述の形態においては、高圧バッテリ２３は、４８Ｖである構成を説明した。しかしながら、用いられるバッテリの電圧値は、他の値であってもよい。たとえば、１２Ｖとしてもよく、または、２４Ｖとしてもよい。このような構成の場合には、スタータ１９が、エンジン１１を始動させる。
(3) In the above embodiment, the
（４） 上述の形態においては、第１プーリ１６および第２プーリ１８に掛け回されている部材は、伝達ベルト１７である構成が説明された。しかしながら、この部材は、たわむ部材であれば、他の部材であってもよい。この部材は、たとえば、チェーンなどとしてもよい。また、伝達ベルト１７の数は、１つに限られず、２つ以上としてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and it is intended that all changes within the meaning and scope equivalent to the claims are included.
１ ハイブリッド車両、１１ エンジン、１１Ａ クランク軸、１２ トランスミッション、１３ 気筒、１５ 燃料噴射弁、１６ 第１プーリ、１７ 伝達ベルト、１８ 第２プーリ、１９ スタータ、２１Ａ 回転軸、２２ インバータ、２３ 高圧バッテリ、２５ コンバータ、２６ 低圧バッテリ、２７ 補機、２８ バッテリマネージメントシステム、３０ 駆動輪、３１ ベルトテンショナ、４１ クランク角センサ、４２ 回転速度センサ、４３ モータ電流センサ、６０ 制御装置、６１ 記憶装置、６５ トルクマップ、１０２ 取得部、１０４ 指令部、３００ モータ制御装置。 1 hybrid vehicle, 11 engine, 11A crankshaft, 12 transmission, 13 cylinder, 15 fuel injection valve, 16 first pulley, 17 transmission belt, 18 second pulley, 19 starter, 21A rotating shaft, 22 inverter, 23 high voltage battery, 25 converter, 26 low voltage battery, 27 auxiliary equipment, 28 battery management system, 30 drive wheel, 31 belt tensioner, 41 crank angle sensor, 42 rotation speed sensor, 43 motor current sensor, 60 control device, 61 storage device, 65 torque map , 102 acquisition unit, 104 command unit, 300 motor control device.
Claims (5)
前記モータのトルクの指令値を定期的に設定する制御装置と、
前記モータの回転速度を検出するセンサと、
前記指令値の上限値と前記指令値の下限値とが前記モータの回転速度に対応付けて規定されている指令値情報を記憶する記憶装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記モータで前記エンジンを始動させるときに、前記センサにより検出された回転速度を取得し、
該取得した回転速度に対応付けられた前記上限値および前記下限値を前記指令値情報に基づいて取得し、
前回設定された前回指令値が前記下限値より小さい場合に、今回指令値を前記下限値に設定し、
前記前回指令値が前記上限値より大きい場合に、今回指令値を前記上限値に設定し、
前記前回指令値が前記下限値より大きく、かつ前記上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定する、モータ制御装置。 A motor connected to the engine so that power can be transmitted to each other,
a control device that periodically sets a torque command value for the motor;
a sensor that detects the rotational speed of the motor;
a storage device that stores command value information in which an upper limit value of the command value and a lower limit value of the command value are defined in association with the rotational speed of the motor;
The control device includes:
obtaining the rotational speed detected by the sensor when starting the engine with the motor;
acquiring the upper limit value and the lower limit value associated with the acquired rotational speed based on the command value information;
If the previous command value set last time is smaller than the lower limit value, setting the current command value to the lower limit value,
If the previous command value is larger than the upper limit value, setting the current command value to the upper limit value;
A motor control device that sets a current command value to the same value as the previous command value when the previous command value is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value.
前記モータ制御方法は、前記モータのトルクの指令値を定期的に設定することを備え、
前記指令値を設定することは、
前記モータで前記エンジンを始動させるときに、前記モータの回転速度を取得することと、
該取得した回転速度に対応付けられた上限値および下限値を取得することと、
前回設定された前回指令値が前記下限値より小さい場合に、今回指令値を前記下限値に設定することと、
前記前回指令値が前記上限値より大きい場合に、今回指令値を前記上限値に設定することと、
前記前回指令値が前記下限値より大きく、かつ前記上限値より小さい場合に、今回指令値を該前回指令値と同じ値に設定することを備える、モータ制御方法。
A motor control method for a motor connected to an engine so as to be able to transmit power to each other,
The motor control method includes periodically setting a torque command value of the motor,
Setting the command value is as follows:
obtaining the rotational speed of the motor when starting the engine with the motor;
obtaining an upper limit value and a lower limit value associated with the obtained rotational speed;
If the previous command value set last time is smaller than the lower limit value, setting the current command value to the lower limit value;
If the previous command value is larger than the upper limit value, setting the current command value to the upper limit value;
A motor control method comprising setting a current command value to the same value as the previous command value when the previous command value is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value.
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