JP3289886B2 - トルク算出装置及びトルク算出方法 - Google Patents
トルク算出装置及びトルク算出方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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- Structure Of Transmissions (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトルク算出装置及びトル
ク算出方法に関する。
ク算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料の供給が容易な従来のエンジンと、
クリーンな電気エネルギを使用するモータとを利用する
ハイブリッド車両が提案されている。このハイブリッド
車両には、エンジンを発電用に使用してバッテリを充電
するシリーズ型と、エンジンを車両の駆動系に連結する
パラレル型、および、パラレル型とシリーズ型を組み合
わせたもの（シリパラ型）がある。特に、プラネタリギ
ヤにエンジンと発電機の出力を入力させプラネタリギヤ
の１つの要素からの出力にモータの出力を組み合わせる
ことで、発電機をエンジンに連結し、エンジンからの出
力の一部を発電、残りを直接出力軸に出力するハイブリ
ッド車両が提案されている（ＵＳＰ３５６６７１７）。
このハイブリッド車両では、エンジンを高効率領域で使
用でき、また、シリーズ型のハイブリッド車両のように
エンジンで発生したエネルギを全部発電に使用するので
はないので、燃費を向上させることができる。また、エ
ンジンを定常状態で運転することもできるので、排ガス
を低減できる。
クリーンな電気エネルギを使用するモータとを利用する
ハイブリッド車両が提案されている。このハイブリッド
車両には、エンジンを発電用に使用してバッテリを充電
するシリーズ型と、エンジンを車両の駆動系に連結する
パラレル型、および、パラレル型とシリーズ型を組み合
わせたもの（シリパラ型）がある。特に、プラネタリギ
ヤにエンジンと発電機の出力を入力させプラネタリギヤ
の１つの要素からの出力にモータの出力を組み合わせる
ことで、発電機をエンジンに連結し、エンジンからの出
力の一部を発電、残りを直接出力軸に出力するハイブリ
ッド車両が提案されている（ＵＳＰ３５６６７１７）。
このハイブリッド車両では、エンジンを高効率領域で使
用でき、また、シリーズ型のハイブリッド車両のように
エンジンで発生したエネルギを全部発電に使用するので
はないので、燃費を向上させることができる。また、エ
ンジンを定常状態で運転することもできるので、排ガス
を低減できる。
【０００３】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】請求項１、請求項２に
記載した発明では、エンジンに連結されるキャリヤと発
電機に連結されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリン
グギヤとを備えたプラネタリギヤの、サンギヤに作用す
るサンギヤトルクを算出することができる装置を提供す
ることを第１の目的とする。また、請求項３に記載した
発明では、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連
結されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤと
を備えたプラネタリギヤにおいて、前記サンギヤに作用
するサンギヤトルクを算出する方法を提供することを第
２の目的とする。また、請求項４に記載した発明では、
発電機に連結されるサンギヤと、エンジンの出力軸に連
結されるキャリヤと、リングギヤを有するプラネタリギ
ヤの、リングギヤから出力されるトルクを算出すること
が可能な装置を提供することを第３の目的とする。
記載した発明では、エンジンに連結されるキャリヤと発
電機に連結されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリン
グギヤとを備えたプラネタリギヤの、サンギヤに作用す
るサンギヤトルクを算出することができる装置を提供す
ることを第１の目的とする。また、請求項３に記載した
発明では、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連
結されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤと
を備えたプラネタリギヤにおいて、前記サンギヤに作用
するサンギヤトルクを算出する方法を提供することを第
２の目的とする。また、請求項４に記載した発明では、
発電機に連結されるサンギヤと、エンジンの出力軸に連
結されるキャリヤと、リングギヤを有するプラネタリギ
ヤの、リングギヤから出力されるトルクを算出すること
が可能な装置を提供することを第３の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連結され
るサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備
え、前記キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力ト
ルクと前記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記
エンジンの出力トルクが前記リングギヤから出力される
プラネタリギヤと、前記発電機の負荷トルクを検出する
検出手段と、該検出手段で検出された負荷トルクに基づ
いて、前記サンギヤのトルクを算出するトルク算出手段
と、をトルク算出装置に具備させて前記第１の目的を達
成する。請求項２に記載した発明では、請求項１に記載
したトルク算出装置において、前記トルク算出手段は、
前記発電機のイナーシャ、角速度、前記サンギヤ、キャ
リヤ、リングギヤのギヤ比に応じて、前記サンギヤのト
ルクを算出する。
は、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連結され
るサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備
え、前記キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力ト
ルクと前記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記
エンジンの出力トルクが前記リングギヤから出力される
プラネタリギヤと、前記発電機の負荷トルクを検出する
検出手段と、該検出手段で検出された負荷トルクに基づ
いて、前記サンギヤのトルクを算出するトルク算出手段
と、をトルク算出装置に具備させて前記第１の目的を達
成する。請求項２に記載した発明では、請求項１に記載
したトルク算出装置において、前記トルク算出手段は、
前記発電機のイナーシャ、角速度、前記サンギヤ、キャ
リヤ、リングギヤのギヤ比に応じて、前記サンギヤのト
ルクを算出する。
【０００６】請求項３に記載した発明では、エンジンの
出力軸に連結されるキャリヤと発電機に連結されるサン
ギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備え、前記
キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力トルクと前
記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記エンジン
の出力トルクが前記リングギヤから出力されるプラネタ
リギヤにおけるサンギヤのトルクを算出するトルク算出
方法において、前記発電機の出力トルクを検出し、この
検出された前記発電機の出力トルクに基づいて、前記サ
ンギヤのトルクを算出する、ことで前記第２の目的を達
成する。請求項４記載の発明では、発電機に連結される
サンギヤと、エンジンの出力軸に連結されるキャリヤ
と、リングギヤを有するプラネタリギヤと、前記発電機
の負荷トルクを検出する検出手段と、該検出手段で検出
された負荷トルクに基づいて、前記リングギヤから出力
されるトルクを算出するトルク算出手段と、をトルク算
出装置に具備させて前記第３の目的を達成する。
出力軸に連結されるキャリヤと発電機に連結されるサン
ギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備え、前記
キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力トルクと前
記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記エンジン
の出力トルクが前記リングギヤから出力されるプラネタ
リギヤにおけるサンギヤのトルクを算出するトルク算出
方法において、前記発電機の出力トルクを検出し、この
検出された前記発電機の出力トルクに基づいて、前記サ
ンギヤのトルクを算出する、ことで前記第２の目的を達
成する。請求項４記載の発明では、発電機に連結される
サンギヤと、エンジンの出力軸に連結されるキャリヤ
と、リングギヤを有するプラネタリギヤと、前記発電機
の負荷トルクを検出する検出手段と、該検出手段で検出
された負荷トルクに基づいて、前記リングギヤから出力
されるトルクを算出するトルク算出手段と、をトルク算
出装置に具備させて前記第３の目的を達成する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明のトルク算出装置及びトルク算
出方法の一実施形態について、ハイブリッド車両に適用
した場合を例に図１ないし図８を参照して詳細に説明す
る。図１はリングギヤのトルク算出装置及びトルク算出
方法が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の配列を
示すスケルトン図（骨図）で、図２はこの駆動装置の軸
間関係を示す図である。図１に示すように、ハイブリッ
ド車両の駆動装置は、エンジン（ＥＧ）１、プラネタリ
ギヤ２、発電機（ジェネレータＧ）３、モータ（Ｍ）
４、およびデファレンシャルギヤ５を備えており、４軸
構成になっている。第１軸としてのエンジン１の出力軸
７上には、プラネタリギヤ２および発電機３が配置され
ている。プラネタリギヤ２は、キャリヤ２２がエンジン
１の出力軸７と連結され、サンギヤ２１が発電機３の入
力軸９と連結され、リングギヤ２３が第１カウンタドラ
イブギヤ１１に連結されている。第２軸としてのモータ
４の出力軸１３には、第２カウンタドライブギヤ１５が
連結されている。第３軸としてのカウンタシャフト３１
には、カウンタドリブンギヤ３３及びデフピニオンギヤ
３５が保持されており、カウンタドリブンギヤ３３には
第１カウンタドライブギヤ１１と第２カウンタドライブ
ギヤ１５が噛合されている。デファレンシャルギヤ５
は、第４軸を有するデフリングギヤ３７を介して駆動さ
れ、このデフリングギヤ３７とデフピニオンギヤ３５と
が互いに噛合している。
出方法の一実施形態について、ハイブリッド車両に適用
した場合を例に図１ないし図８を参照して詳細に説明す
る。図１はリングギヤのトルク算出装置及びトルク算出
方法が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の配列を
示すスケルトン図（骨図）で、図２はこの駆動装置の軸
間関係を示す図である。図１に示すように、ハイブリッ
ド車両の駆動装置は、エンジン（ＥＧ）１、プラネタリ
ギヤ２、発電機（ジェネレータＧ）３、モータ（Ｍ）
４、およびデファレンシャルギヤ５を備えており、４軸
構成になっている。第１軸としてのエンジン１の出力軸
７上には、プラネタリギヤ２および発電機３が配置され
ている。プラネタリギヤ２は、キャリヤ２２がエンジン
１の出力軸７と連結され、サンギヤ２１が発電機３の入
力軸９と連結され、リングギヤ２３が第１カウンタドラ
イブギヤ１１に連結されている。第２軸としてのモータ
４の出力軸１３には、第２カウンタドライブギヤ１５が
連結されている。第３軸としてのカウンタシャフト３１
には、カウンタドリブンギヤ３３及びデフピニオンギヤ
３５が保持されており、カウンタドリブンギヤ３３には
第１カウンタドライブギヤ１１と第２カウンタドライブ
ギヤ１５が噛合されている。デファレンシャルギヤ５
は、第４軸を有するデフリングギヤ３７を介して駆動さ
れ、このデフリングギヤ３７とデフピニオンギヤ３５と
が互いに噛合している。
【０００８】プラネタリギヤ２は差動ギヤであり、キャ
リヤ２２の入力回転数に対し、リングギヤ２３の出力回
転数を決定するのは、サンギヤ２１の回転数である。即
ち、発電機３の負荷トルクを制御することによって、サ
ンギヤ２１の回転数を制御することが可能である。例え
ば、サンギヤ２１を自由回転させた場合、キャリヤ２２
の回転はサンギヤ２１により吸収され、リングギヤ２３
は停止して、出力回転は生じないようになっている。プ
ラネタリギヤ２において、キャリヤ２２の入力トルク
は、発電機３の反力トルクと出力軸トルクの合成トルク
となる。すなわち、エンジン１からの出力はキャリヤ２
２に入力され、発電機３はサンギヤ２１に入力される。
エンジン１の出力トルクはリングギヤ２３から出力さ
れ、エンジン効率に基づいて設定されたギヤ比でカウン
ターギヤを介して駆動輪に出力される。またモータ４の
出力はモータ効率のよいギヤ比に基づいてカウンターギ
ヤを介して駆動輪に出力される。
リヤ２２の入力回転数に対し、リングギヤ２３の出力回
転数を決定するのは、サンギヤ２１の回転数である。即
ち、発電機３の負荷トルクを制御することによって、サ
ンギヤ２１の回転数を制御することが可能である。例え
ば、サンギヤ２１を自由回転させた場合、キャリヤ２２
の回転はサンギヤ２１により吸収され、リングギヤ２３
は停止して、出力回転は生じないようになっている。プ
ラネタリギヤ２において、キャリヤ２２の入力トルク
は、発電機３の反力トルクと出力軸トルクの合成トルク
となる。すなわち、エンジン１からの出力はキャリヤ２
２に入力され、発電機３はサンギヤ２１に入力される。
エンジン１の出力トルクはリングギヤ２３から出力さ
れ、エンジン効率に基づいて設定されたギヤ比でカウン
ターギヤを介して駆動輪に出力される。またモータ４の
出力はモータ効率のよいギヤ比に基づいてカウンターギ
ヤを介して駆動輪に出力される。
【０００９】図３は、このようなハイブリッド車両の制
御部の構成を表したものである。この図３に示すよう
に、ハイブリッド車両は、駆動系４０と、駆動系４０そ
の他各部の状態を検出するセンサ系４１と、駆動系４０
各部の制御を行う制御系４２を備えている。駆動系４０
は、エンジン１、発電機３、モータ４および、バッテリ
４３を有している。バッテリ４３は、モータ４に電力を
供給すると共に、モータ４からの回生電力および発電機
３の電力で充電される。センサ系４１は、運転者の車両
駆動力への要求度を示すアクセル開度を検出するアクセ
ルセンサ４１１、車速Ｖを検出する車速センサ４１２、
発電機３の回転数を検出する発電機回転数センサ４１
３、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数セン
サ４１４、バッテリ４３のバッテリ残量ＳＯＣを検出す
るバッテリセンサ４１５を備えている。
御部の構成を表したものである。この図３に示すよう
に、ハイブリッド車両は、駆動系４０と、駆動系４０そ
の他各部の状態を検出するセンサ系４１と、駆動系４０
各部の制御を行う制御系４２を備えている。駆動系４０
は、エンジン１、発電機３、モータ４および、バッテリ
４３を有している。バッテリ４３は、モータ４に電力を
供給すると共に、モータ４からの回生電力および発電機
３の電力で充電される。センサ系４１は、運転者の車両
駆動力への要求度を示すアクセル開度を検出するアクセ
ルセンサ４１１、車速Ｖを検出する車速センサ４１２、
発電機３の回転数を検出する発電機回転数センサ４１
３、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数セン
サ４１４、バッテリ４３のバッテリ残量ＳＯＣを検出す
るバッテリセンサ４１５を備えている。
【００１０】制御系４２は、エンジン１を制御するエン
ジン制御装置４２１、発電機３を制御する発電機制御装
置４２２、モータ４を制御するモータ制御装置４２３を
備えている。また制御系４２は、エンジン制御装置４２
１、発電機制御装置４２２、モータ制御装置４２３に対
して制御指示や制御値を供給することで車両全体を制御
する車両制御装置４２４を備えている。車両制御装置４
２４は、エンジン制御装置４２１に対してエンジンのＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号を供給するようになっている。また、発
電機制御装置４２２に対して、アクセルセンサ４１１か
らのアクセル開度αとバッテリセンサ４１５からの充電
残容量ＳＯＣとに応じた発電機３の目標回転数ＮＧ＊を
供給する。さらに、車両制御装置４２４は、モータ制御
装置４２３に対して、アクセルセンサ４１１からのアク
セル開度αと車速センサ４１２からの車速Ｖとに応じた
トルクＴＭ＊を供給すると共に、発電機制御装置４２２
から供給される発電機回転数ＮＧと発電機トルクＴＧと
から補正トルクΔＴＭを算出して供給するようになって
いる。
ジン制御装置４２１、発電機３を制御する発電機制御装
置４２２、モータ４を制御するモータ制御装置４２３を
備えている。また制御系４２は、エンジン制御装置４２
１、発電機制御装置４２２、モータ制御装置４２３に対
して制御指示や制御値を供給することで車両全体を制御
する車両制御装置４２４を備えている。車両制御装置４
２４は、エンジン制御装置４２１に対してエンジンのＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号を供給するようになっている。また、発
電機制御装置４２２に対して、アクセルセンサ４１１か
らのアクセル開度αとバッテリセンサ４１５からの充電
残容量ＳＯＣとに応じた発電機３の目標回転数ＮＧ＊を
供給する。さらに、車両制御装置４２４は、モータ制御
装置４２３に対して、アクセルセンサ４１１からのアク
セル開度αと車速センサ４１２からの車速Ｖとに応じた
トルクＴＭ＊を供給すると共に、発電機制御装置４２２
から供給される発電機回転数ＮＧと発電機トルクＴＧと
から補正トルクΔＴＭを算出して供給するようになって
いる。
【００１１】そして、エンジン制御装置４２１は、車両
制御装置４２４から供給されるＯＮ信号と、エンジン回
転数センサ４１４から供給されるエンジン回転数ＮＥに
応じて、スロットル開度θを制御することで、エンジン
１の出力を制御するようになっている。発電機制御装置
４２２は、目標回転数ＮＧ＊となるように、電流（トル
ク）ＩＧを制御する。モータ制御装置４２３は、車両制
御装置４２４から供給されるトルクＴＭ＊と補正トルク
ΔＴＭによって、モータ４の電流（トルク）ＩＭを制御
するようになっている。
制御装置４２４から供給されるＯＮ信号と、エンジン回
転数センサ４１４から供給されるエンジン回転数ＮＥに
応じて、スロットル開度θを制御することで、エンジン
１の出力を制御するようになっている。発電機制御装置
４２２は、目標回転数ＮＧ＊となるように、電流（トル
ク）ＩＧを制御する。モータ制御装置４２３は、車両制
御装置４２４から供給されるトルクＴＭ＊と補正トルク
ΔＴＭによって、モータ４の電流（トルク）ＩＭを制御
するようになっている。
【００１２】次に、このように構成された実施例によ
る、各制御部の動作について説明する。 （１）エンジン制御装置４２１の制御動作 図４は、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度θとの関
係を表したものである。この図４に示す関係は、燃費が
最良となるように予め決められている。エンジン制御装
置４２１は、車両制御装置４２４に入力されたアクセル
開度αを基に、図４に示すエンジン回転数ＮＥに対応し
てスロットル開度θを制御することでエンジン出力を制
御する。
る、各制御部の動作について説明する。 （１）エンジン制御装置４２１の制御動作 図４は、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度θとの関
係を表したものである。この図４に示す関係は、燃費が
最良となるように予め決められている。エンジン制御装
置４２１は、車両制御装置４２４に入力されたアクセル
開度αを基に、図４に示すエンジン回転数ＮＥに対応し
てスロットル開度θを制御することでエンジン出力を制
御する。
【００１３】（２）発電機制御装置４２２の制御動作 発電機制御装置４２２は、発電機の回転数が車両制御装
置４２４から供給される目標回転数ＮＧ＊となるように
発電機３のトルク（電流ＩＧ）を制御する。車両制御装
置４２４では、アクセルセンサ４１１から供給されるア
クセル開度αとバッテリセンサ４１５から供給されるバ
ッテリ残量ＳＯＣとから、目標回転数ＮＧ＊を決定す
る。目標回転数ＮＧ＊とアクセル開度αとバッテリ残量
ＳＯＣとの関係は、例えば図５に示す関係を使用する。
この例では、アクセル開度αが大きくなるほど、また、
バッテリ残量ＳＯＣが小さくなるほど、目標回転数ＮＧ
＊が大きくなるように決められている。発電機制御装置
４２２では、図５に従って車両制御装置４２４から供給
される目標回転数ＮＧ＊と、発電機回転センサ４１３で
実測される発電機３の回転数ＮＧとの差によるフィード
バック制御により発電機３のトルクを制御する。
置４２４から供給される目標回転数ＮＧ＊となるように
発電機３のトルク（電流ＩＧ）を制御する。車両制御装
置４２４では、アクセルセンサ４１１から供給されるア
クセル開度αとバッテリセンサ４１５から供給されるバ
ッテリ残量ＳＯＣとから、目標回転数ＮＧ＊を決定す
る。目標回転数ＮＧ＊とアクセル開度αとバッテリ残量
ＳＯＣとの関係は、例えば図５に示す関係を使用する。
この例では、アクセル開度αが大きくなるほど、また、
バッテリ残量ＳＯＣが小さくなるほど、目標回転数ＮＧ
＊が大きくなるように決められている。発電機制御装置
４２２では、図５に従って車両制御装置４２４から供給
される目標回転数ＮＧ＊と、発電機回転センサ４１３で
実測される発電機３の回転数ＮＧとの差によるフィード
バック制御により発電機３のトルクを制御する。
【００１４】また、発電機制御装置４２２は、発電機回
転数センサ４１３から供給された回転数ＮＧと、この回
転数ＮＧから次のようにして算出した発電機トルクＴＧ
とを車両制御装置４２４に供給する。発電機３が磁石を
使用している場合、発電機３のトルクは、電流に比例す
るので、発電機電流から発電機トルクＴＧを算出する。
また、発電機３が他励式である場合、図６に示すトルク
−回転数特性図から、界磁電流Ｉｆに応じて演算する。
この場合、予め定められた発電機３に対して、発電機ト
ルクＴＧは容易に精度よく求めることができる。
転数センサ４１３から供給された回転数ＮＧと、この回
転数ＮＧから次のようにして算出した発電機トルクＴＧ
とを車両制御装置４２４に供給する。発電機３が磁石を
使用している場合、発電機３のトルクは、電流に比例す
るので、発電機電流から発電機トルクＴＧを算出する。
また、発電機３が他励式である場合、図６に示すトルク
−回転数特性図から、界磁電流Ｉｆに応じて演算する。
この場合、予め定められた発電機３に対して、発電機ト
ルクＴＧは容易に精度よく求めることができる。
【００１５】なお、発電機制御装置４２２は、発電機回
転数ＮＧと共に、発電機トルクＴＧの代用値としての界
磁電流Ｉｆ等を車両制御装置４２４に供給し、車両制御
装置４２４で発電機トルクＴＧを算出するようにしても
よい。
転数ＮＧと共に、発電機トルクＴＧの代用値としての界
磁電流Ｉｆ等を車両制御装置４２４に供給し、車両制御
装置４２４で発電機トルクＴＧを算出するようにしても
よい。
【００１６】（３）モータ制御装置４２３の制御動作 モータ制御装置４２３は、エンジン１と発電機３が作動
しているとき（プラネタリギヤ２にトルクがかかって出
力軸に伝達されているとき）と作動していないときによ
り異なる。まずエンジン１と発電機３が作動しない場
合、通常の電気自動車と同様に、車速Ｖとアクセル開度
αとによって決まるトルクＴＭ＊を車両制御装置４２４
が算出してモータ制御装置４２３に供給する。モータ制
御装置４２３では、モータトルクＴＭが、ＴＭ＝ＴＭ＊
となるように、モータ４の電流値ＩＭを制御する。な
お、車両制御装置４２４は、図７に示す、モータトルク
−車速特性図からアクセル開度αに応じてモータトルク
ＴＭ＊を算出する。
しているとき（プラネタリギヤ２にトルクがかかって出
力軸に伝達されているとき）と作動していないときによ
り異なる。まずエンジン１と発電機３が作動しない場
合、通常の電気自動車と同様に、車速Ｖとアクセル開度
αとによって決まるトルクＴＭ＊を車両制御装置４２４
が算出してモータ制御装置４２３に供給する。モータ制
御装置４２３では、モータトルクＴＭが、ＴＭ＝ＴＭ＊
となるように、モータ４の電流値ＩＭを制御する。な
お、車両制御装置４２４は、図７に示す、モータトルク
−車速特性図からアクセル開度αに応じてモータトルク
ＴＭ＊を算出する。
【００１７】一方、エンジン１と発電機３が作動し、プ
ラネタリギヤ２にトルクを伝達している場合、そのトル
ク変動の影響による走行フィーリングの悪化をモータ出
力で吸収するため、車両制御装置４２４は、モータ４に
対する補正トルクΔＴＭを算出してモータ制御装置４２
３に供給する。補正トルクΔＴＭは、発電機制御装置４
２２から供給される発電機トルクＴＧと、発電機３の回
転変化率とから、次のようにして算出する。
ラネタリギヤ２にトルクを伝達している場合、そのトル
ク変動の影響による走行フィーリングの悪化をモータ出
力で吸収するため、車両制御装置４２４は、モータ４に
対する補正トルクΔＴＭを算出してモータ制御装置４２
３に供給する。補正トルクΔＴＭは、発電機制御装置４
２２から供給される発電機トルクＴＧと、発電機３の回
転変化率とから、次のようにして算出する。
【００１８】すなわち、発電機イナーシャをＩｎＧ、発
電機角加速度（回転変化率）をαＧとした場合、サンギ
ヤ２１に作用するサンギヤトルクＴＳは、次の数式１で
表されるように、発電機トルクＴＧと発電機イナーシャ
によるトルクＩｎＧ・αＧの和となる。なお、発電機３
の回転変化率αＧが非常に小さい場合のサンギヤトルク
ＴＳは、ＴＳ＝ＴＧとなる。
電機角加速度（回転変化率）をαＧとした場合、サンギ
ヤ２１に作用するサンギヤトルクＴＳは、次の数式１で
表されるように、発電機トルクＴＧと発電機イナーシャ
によるトルクＩｎＧ・αＧの和となる。なお、発電機３
の回転変化率αＧが非常に小さい場合のサンギヤトルク
ＴＳは、ＴＳ＝ＴＧとなる。
【００１９】
【数１】ＴＳ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・αＧ
【００２０】一方、プラネタリギヤ２におけるリングギ
ヤ２３の歯数がサンギヤ２１の２倍であるとすると、リ
ングギヤトルクＴＲは発電機トルクＴＧの２倍となる。
従って、モータ４で吸収すべき補正トルクΔＴＭは、カ
ウンタギヤ比をｉとした場合、ΔＴＭ＝２・ｉ・ＴＳと
なる。なお、車両制御装置４２４における以上の計算で
必要な発電機トルクＴＧ、イナーシャＩｎＧ、回転数Ｎ
Ｇ等はすべて既知であり、測定困難なエンジントルク等
の値は必要としていないため、容易に算出することが可
能である。車両制御装置４２４は、このモータ４部分で
の補正トルクΔＴＭをモータ制御装置４２３に供給す
る。
ヤ２３の歯数がサンギヤ２１の２倍であるとすると、リ
ングギヤトルクＴＲは発電機トルクＴＧの２倍となる。
従って、モータ４で吸収すべき補正トルクΔＴＭは、カ
ウンタギヤ比をｉとした場合、ΔＴＭ＝２・ｉ・ＴＳと
なる。なお、車両制御装置４２４における以上の計算で
必要な発電機トルクＴＧ、イナーシャＩｎＧ、回転数Ｎ
Ｇ等はすべて既知であり、測定困難なエンジントルク等
の値は必要としていないため、容易に算出することが可
能である。車両制御装置４２４は、このモータ４部分で
の補正トルクΔＴＭをモータ制御装置４２３に供給す
る。
【００２１】モータ制御装置４２３では、供給された補
正トルクΔＴＭで、モータトルクＴＭ＊を補正する。す
なわち、モータ制御装置４２３は、ＴＭ＝ＴＭ＊−ΔＴ
Ｍとなるように、モータ４の電流ＩＭを制御する。これ
によって、出力トルクは発電機３やエンジン１のトルク
の影響を受けることなく、常時定められたトルクＴＭ＊
を維持することができる。
正トルクΔＴＭで、モータトルクＴＭ＊を補正する。す
なわち、モータ制御装置４２３は、ＴＭ＝ＴＭ＊−ΔＴ
Ｍとなるように、モータ４の電流ＩＭを制御する。これ
によって、出力トルクは発電機３やエンジン１のトルク
の影響を受けることなく、常時定められたトルクＴＭ＊
を維持することができる。
【００２２】以上説明したように、本実施例によれば、
発電機３のトルクＴＧと回転変化率αＧによりモータト
ルクＴＭを補正（ΔＴＭ）することで、エンジン１の出
力変動にかかわらず出力トルクが変動をすることがない
ので、走行フィーリングがよくなる。また、発電機３に
より補正トルクΔＴＭを算出するので、出力に対するト
ルクセンサーが不要となる。さらに、エンジン１、発電
機３、モータ４の制御は、値を交換しあいながら調整し
合う制御ではなく、各々の制御がシーケンシャルに行わ
れるので、互いの制御が干渉することがなくなる。ま
た、モータ４によりトルク補正が行われるので、エンジ
ン１は車両の走行とは独立して最適燃費運転が可能とな
る。
発電機３のトルクＴＧと回転変化率αＧによりモータト
ルクＴＭを補正（ΔＴＭ）することで、エンジン１の出
力変動にかかわらず出力トルクが変動をすることがない
ので、走行フィーリングがよくなる。また、発電機３に
より補正トルクΔＴＭを算出するので、出力に対するト
ルクセンサーが不要となる。さらに、エンジン１、発電
機３、モータ４の制御は、値を交換しあいながら調整し
合う制御ではなく、各々の制御がシーケンシャルに行わ
れるので、互いの制御が干渉することがなくなる。ま
た、モータ４によりトルク補正が行われるので、エンジ
ン１は車両の走行とは独立して最適燃費運転が可能とな
る。
【００２３】次に第２の実施例について説明する。図８
は、第２の実施例におけるハイブリッド車両の駆動装置
の配列を示すスケルトン図である。なお、図１に示す第
１の実施例と同一の構成部分には同一の符号を付してそ
の説明を適宜省略することとする。この図８に示すよう
に、第２の実施例では、エンジン１ｂの出力軸７ｂが発
電機３ｂのステータ５１（ケースには保持されていな
い）に連結され、発電機３ｂのロータ５２が出力軸５３
に連結されている。そして、モータ４ｂも出力軸５３に
連結されている。この出力軸５３には、カウンタドライ
ブギヤ５４が連結され、このカウンタドライブギヤ５４
には、カウンタシャフト３１のカウンタドリブンギヤ３
３が噛合されている。
は、第２の実施例におけるハイブリッド車両の駆動装置
の配列を示すスケルトン図である。なお、図１に示す第
１の実施例と同一の構成部分には同一の符号を付してそ
の説明を適宜省略することとする。この図８に示すよう
に、第２の実施例では、エンジン１ｂの出力軸７ｂが発
電機３ｂのステータ５１（ケースには保持されていな
い）に連結され、発電機３ｂのロータ５２が出力軸５３
に連結されている。そして、モータ４ｂも出力軸５３に
連結されている。この出力軸５３には、カウンタドライ
ブギヤ５４が連結され、このカウンタドライブギヤ５４
には、カウンタシャフト３１のカウンタドリブンギヤ３
３が噛合されている。
【００２４】第１の実施例では、エンジン１と発電機３
はプラネタリギヤ２を介して出力軸に連結されるので、
出力軸に連結したリングギヤ２３のトルクＴＲは発電機
トルクＴＧの２倍となる。これに対して、第２の実施例
では、ギヤ比を考慮することなく発電機３ｂの出力軸ト
ルクは発電機トルクＴＧと等しくなるので、モータ４に
対する補正トルクΔＴＭは、ΔＴＭ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・α
Ｇとなる。
はプラネタリギヤ２を介して出力軸に連結されるので、
出力軸に連結したリングギヤ２３のトルクＴＲは発電機
トルクＴＧの２倍となる。これに対して、第２の実施例
では、ギヤ比を考慮することなく発電機３ｂの出力軸ト
ルクは発電機トルクＴＧと等しくなるので、モータ４に
対する補正トルクΔＴＭは、ΔＴＭ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・α
Ｇとなる。
【００２５】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではなく、種々の変形が可能である。例え
ば、実施例では、車両制御装置４２４において補正トル
クΔＴＭを算出する構成としたが、他に、発電機制御装
置４２２から発電機トルクＴＧと回転数ＮＧを受け取っ
てモータ制御装置４２３において補正トルクΔＴＭを計
算するようにしてもよい。
されるものではなく、種々の変形が可能である。例え
ば、実施例では、車両制御装置４２４において補正トル
クΔＴＭを算出する構成としたが、他に、発電機制御装
置４２２から発電機トルクＴＧと回転数ＮＧを受け取っ
てモータ制御装置４２３において補正トルクΔＴＭを計
算するようにしてもよい。
【００２６】また、発電機回転数ＮＧについて、発電機
回転数センサ４１３で検出したが、エンジン回転数セン
サ４１４からエンジン回転数ＮＥを入力して次のように
算出してもよい。すなわち、発電機回転数（サンギヤ）
をＮＧ、エンジン回転数（キャリヤ）をＮＥ、出力軸回
転数（リングギヤ）をＮＲとし、リングギヤ２３の歯数
をサンギヤ２１の歯数の２倍にした場合、次の数式２が
成立する。
回転数センサ４１３で検出したが、エンジン回転数セン
サ４１４からエンジン回転数ＮＥを入力して次のように
算出してもよい。すなわち、発電機回転数（サンギヤ）
をＮＧ、エンジン回転数（キャリヤ）をＮＥ、出力軸回
転数（リングギヤ）をＮＲとし、リングギヤ２３の歯数
をサンギヤ２１の歯数の２倍にした場合、次の数式２が
成立する。
【００２７】
【数２】ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＲ
【００２８】この数式２が示すように、エンジン回転数
ＮＥと発電機回転数ＮＧは互いに算出することができ
る。従って、発電機回転数センサ４１３で発電機回転数
ＮＧを検出する代わりに、エンジン回転数センサ４１４
で検出したエンジン回転数ＮＥを使用して発電機回転数
ＮＧを算出すると共に、この発電機回転数ＮＧから発電
機トルクＴＧを算出する。このようにすることで、発電
機回転数センサ４１３が不要になる。
ＮＥと発電機回転数ＮＧは互いに算出することができ
る。従って、発電機回転数センサ４１３で発電機回転数
ＮＧを検出する代わりに、エンジン回転数センサ４１４
で検出したエンジン回転数ＮＥを使用して発電機回転数
ＮＧを算出すると共に、この発電機回転数ＮＧから発電
機トルクＴＧを算出する。このようにすることで、発電
機回転数センサ４１３が不要になる。
【００２９】また、第１の実施例では、エンジンと発電
機がプラネタリギヤを介して出力軸に接続されている構
成について説明したが、本発明では、ベベルギヤ等の他
の差動ギヤを介して出力軸に接続されるようにしてもよ
い。
機がプラネタリギヤを介して出力軸に接続されている構
成について説明したが、本発明では、ベベルギヤ等の他
の差動ギヤを介して出力軸に接続されるようにしてもよ
い。
【００３０】更に実施例として、エンジンの出力トルク
を駆動輪および発電機の入力軸に伝達するハイブリッド
車両において、前記エンジンの出力軸に連結されたモー
タと、前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御
手段と、前記発電機の回転数を制御する発電機制御手段
と、この発電機制御手段で回転数制御された発電機の出
力トルクを演算する発電機トルク演算手段と、この発電
機トルク演算手段で演算された出力トルクに応じて、前
記モータの出力トルクを補正するモータ制御手段と、を
ハイブリッド車両に具備させるようにしてもよい。すな
わち、エンジンの出力がエンジン出力制御手段で制御さ
れ、発電機の回転数が発電機制御手段で制御される。こ
の発電機制御手段で回転数制御された発電機の出力トル
クが発電機トルク演算手段で演算され、演算された出力
トルクに応じて、モータの出力トルクがモータ制御手段
で補正される。上記構成において、前記発電機制御手段
は、アクセル開度とバッテリ残量によって前記発電機の
回転数を制御する、ようにしてもよい。さらに、前記エ
ンジンと発電機はプラネタリギヤを介して前記出力軸に
連結され、前記モータは前記出力軸に連結されている、
ようにしてもよい。そして、前記プラネタリギヤは、サ
ンギヤが前記発電機に連結され、キャリヤが前記エンジ
ンの出力軸に連結され、リングギヤが前記出力軸に連結
されている、ように構成してもよい。この実施例によれ
ば、発電機がエンジンに連結され、エンジンからの出力
の一部が発電、残りが直接出力軸に連結されるハイブリ
ッド車両において、エンジンの変動にかかわらず出力ト
ルクの変動が抑えられるので、走行フィーリングを改善
することができる。
を駆動輪および発電機の入力軸に伝達するハイブリッド
車両において、前記エンジンの出力軸に連結されたモー
タと、前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御
手段と、前記発電機の回転数を制御する発電機制御手段
と、この発電機制御手段で回転数制御された発電機の出
力トルクを演算する発電機トルク演算手段と、この発電
機トルク演算手段で演算された出力トルクに応じて、前
記モータの出力トルクを補正するモータ制御手段と、を
ハイブリッド車両に具備させるようにしてもよい。すな
わち、エンジンの出力がエンジン出力制御手段で制御さ
れ、発電機の回転数が発電機制御手段で制御される。こ
の発電機制御手段で回転数制御された発電機の出力トル
クが発電機トルク演算手段で演算され、演算された出力
トルクに応じて、モータの出力トルクがモータ制御手段
で補正される。上記構成において、前記発電機制御手段
は、アクセル開度とバッテリ残量によって前記発電機の
回転数を制御する、ようにしてもよい。さらに、前記エ
ンジンと発電機はプラネタリギヤを介して前記出力軸に
連結され、前記モータは前記出力軸に連結されている、
ようにしてもよい。そして、前記プラネタリギヤは、サ
ンギヤが前記発電機に連結され、キャリヤが前記エンジ
ンの出力軸に連結され、リングギヤが前記出力軸に連結
されている、ように構成してもよい。この実施例によれ
ば、発電機がエンジンに連結され、エンジンからの出力
の一部が発電、残りが直接出力軸に連結されるハイブリ
ッド車両において、エンジンの変動にかかわらず出力ト
ルクの変動が抑えられるので、走行フィーリングを改善
することができる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１及び請求項２に記載した発明に
よれば、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連結
されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを
備え、前記キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力
トルクと前記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前
記エンジンの出力トルクが前記リングギヤから出力され
るプラネタリギヤの、サンギヤトルクを算出することが
できる。また、請求項３に記載した発明によれば、エン
ジンに連結されるキャリヤと発電機に連結されるサンギ
ヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備え、前記キ
ャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力トルクと前記
出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記エンジンの
出力トルクが前記リングギヤから出力されるプラネタリ
ギヤの、前記サンギヤに作用するサンギヤトルクを算出
するすることができる。請求項４に記載した発明によれ
ば、発電機に連結されるサンギヤと、エンジンの出力軸
に連結されるキャリヤと、リングギヤを有するプラネタ
リギヤの、リングギヤから出力されるトルクを算出する
ことができる。
よれば、エンジンに連結されるキャリヤと発電機に連結
されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを
備え、前記キャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力
トルクと前記出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前
記エンジンの出力トルクが前記リングギヤから出力され
るプラネタリギヤの、サンギヤトルクを算出することが
できる。また、請求項３に記載した発明によれば、エン
ジンに連結されるキャリヤと発電機に連結されるサンギ
ヤ及び出力軸に連結されるリングギヤとを備え、前記キ
ャリヤの入力トルクは、前記発電機の反力トルクと前記
出力軸のトルクとの合成トルクとなり、前記エンジンの
出力トルクが前記リングギヤから出力されるプラネタリ
ギヤの、前記サンギヤに作用するサンギヤトルクを算出
するすることができる。請求項４に記載した発明によれ
ば、発電機に連結されるサンギヤと、エンジンの出力軸
に連結されるキャリヤと、リングギヤを有するプラネタ
リギヤの、リングギヤから出力されるトルクを算出する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例におけるトルク算出装置及び
トルク算出方法が適用されるハイブリッド車両の駆動装
置の配列を示すスケルトン図である。
トルク算出方法が適用されるハイブリッド車両の駆動装
置の配列を示すスケルトン図である。
【図２】同上、ハイブリッド車両の駆動装置の軸間関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】同上、ハイブリッド車両の制御部の構成図であ
る。
る。
【図４】同上、ハイブリッド車両のエンジン回転数ＮＥ
とスロットル開度αとの関係を示す特性図である。
とスロットル開度αとの関係を示す特性図である。
【図５】同上、ハイブリッド車両の目標回転数ＮＧ＊と
アクセル開度αとバッテリ残量ＳＯＣとの関係を示す特
性図である。
アクセル開度αとバッテリ残量ＳＯＣとの関係を示す特
性図である。
【図６】同上、ハイブリッド車両における発電機が他励
式である場合のトルク−回転数特性図である。
式である場合のトルク−回転数特性図である。
【図７】同上、ハイブリッド車両におけるモータトルク
−車速特性図である。
−車速特性図である。
【図８】本発明の第２の実施例におけるトルク算出装置
及びトルク算出方法が適用されるハイブリッド車両の駆
動装置の配列を示すスケルトン図である。
及びトルク算出方法が適用されるハイブリッド車両の駆
動装置の配列を示すスケルトン図である。
１ エンジン ２ プラネタリギヤ ２１ サンギヤ ２２ キャリヤ ２３ リングギヤ ３ 発電機 ４ モータ ５ デファレンシャルギヤ １１ 第１カウンタドライブギヤ １５ 第２カウンタドライブギヤ ３１ カウンタシャフト ３３ カウンタドリブンギヤ ３５ デフピニオンギヤ ４０ 駆動系 ４１ センサ系 ４１１ アクセルセンサ ４１２ 車速センサ ４１３ 発電機回転数センサ ４１４ エンジン回転数センサ ４１５ バッテリセンサ ４２ 制御系 ４２１ エンジン制御装置 ４２２ 発電機制御装置 ４２３ モータ制御装置 ４２４ 車両制御装置 ４３ バッテリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 67/04 Ｆ１６Ｈ 3/44 Ｚ Ｆ１６Ｈ 3/44 Ｈ０２Ｐ 7/00 Ｃ Ｈ０２Ｐ 7/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 29/02 B60K 6/02 B60K 17/04 B60L 11/14 B60L 15/20 F02B 67/04 F16H 3/44 H02P 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンに連結されるキャリヤと発電機
に連結されるサンギヤ及び出力軸に連結されるリングギ
ヤとを備え、前記キャリヤの入力トルクは、前記発電機
の反力トルクと前記出力軸のトルクとの合成トルクとな
り、前記エンジンの出力トルクが前記リングギヤから出
力されるプラネタリギヤと、 前記発電機の負荷トルクを検出する検出手段と、 該検出手段で検出された負荷トルクに基づいて、前記サ
ンギヤのトルクを算出するトルク算出手段と、 を具備することを特徴とするトルク算出装置。 - 【請求項２】 前記トルク算出手段は、前記発電機のイ
ナーシャ、角速度、前記サンギヤ、キャリヤ、リングギ
ヤのギヤ比に応じて、前記サンギヤのトルクを算出す
る、ことを特徴とする請求項１に記載のトルク算出装
置。 - 【請求項３】 エンジンの出力軸に連結されるキャリヤ
と発電機に連結されるサンギヤ及び出力軸に連結される
リングギヤとを備え、前記キャリヤの入力トルクは、前
記発電機の反力トルクと前記出力軸のトルクとの合成ト
ルクとなり、前記エンジンの出力トルクが前記リングギ
ヤから出力されるプラネタリギヤにおけるサンギヤのト
ルクを算出するトルク算出方法において、 前記発電機の出力トルクを検出し、 この検出された前記発電機の出力トルクに基づいて、前
記サンギヤのトルクを算出する、 ことを特徴とするトルク算出方法。 - 【請求項４】 発電機に連結されるサンギヤと、エンジ
ンの出力軸に連結されるキャリヤと、リングギヤを有す
るプラネタリギヤと、 前記発電機の負荷トルクを検出する検出手段と、 該検出手段で検出された負荷トルクに基づいて、前記リ
ングギヤから出力されるトルクを算出するトルク算出手
段と、 を具備することを特徴とするトルク算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09517398A JP3289886B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | トルク算出装置及びトルク算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09517398A JP3289886B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | トルク算出装置及びトルク算出方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7037567A Division JP2796698B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | ハイブリッド車両 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231743A JPH10231743A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3289886B2 true JP3289886B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=14130373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09517398A Expired - Lifetime JP3289886B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | トルク算出装置及びトルク算出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289886B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3815220B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2006-08-30 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド型車両及びその制御方法 |
| KR100494919B1 (ko) * | 2003-03-05 | 2005-06-13 | 현대자동차주식회사 | 병렬형 하이브리드 전기자동차의 모터 제어방법 및 그제어장치 |
| CN111497823A (zh) * | 2019-01-30 | 2020-08-07 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种混合动力车辆控制模式切换协调控制方法及车辆 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP09517398A patent/JP3289886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10231743A (ja) | 1998-09-02 |
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