JP3875934B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for a hybrid vehicle capable of intending to make a motor generator small capacity as well as to ensure a wide range of shift while securing durability and reliability of the motor generator without providing unpleasant feeling due to the unintentional reduction of output power of an engine during driving. <P>SOLUTION: In the controller for the hybrid vehicle having a hybrid driving system with a Ravigneaux type combined planetary gear row 3 in which four elements of a first motor generator MG1, the engine 1, an output gear 4, and a second motor generator MG2 are coupled such that they arranged in the order of their rotating speed, and having an engine controller 21, motor controller 23, and hybrid controller 26, the control equipment has an objective engine power calculating portion 53 calculating an objective engine power Pe, and an overdrive changing gear ratio upper limit determining portion 54 carrying out motor control in which the greater becomes the objective engine power Pe, to the lower side is shifted a overdrive changing gear ratio upper limit value i<SB>Hi</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと2つのモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両の制御装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、特開2000−102106号公報に記載のものが知られている。
【0003】
この従来公報には、小容量のモータにより無段変速機能を実現し、変速装置の電気エネルギー損失低減、小型軽量化、低コスト化を図ることを課題とし、エンジンと、2つの遊星歯車と、2つの遊星歯車のサンギヤを制御する2つのモータジェネレータと、を備え、遊星歯車のキャリヤをエンジンに接続し、遊星歯車のリングギヤを車輪に接続したハイブリッド駆動系が記載されている。
【0004】
そして、2つのモータジェネレータの速度制御あるいはトルク制御により、車両速度に対するエンジン速度、及びエンジントルクに対する車両トルクを定め、変速比を任意に変えることができるようにし、変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合には、エンジン出力を低下させるようにした制御系が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合、エンジン出力を低下させるというエンジン制御により対応するものであるため、モータ容量限界域での走行時には、アクセル操作等にあらわれるドライバーの意図とは無関係に、モータ容量を超える毎にエンジン出力を低下させる制御が行われ、これに伴って駆動力や車速の変化を招くことで、ドライバーを含む乗員に違和感を与える。特に、小型軽量化を目指して低容量のモータを使用した場合には、モータ定格容量を超える頻度、つまり、エンジン出力低下制御が行われる頻度がより高くなる。
【0006】
また、モータ出力がモータ容量を超えた場合の事後制御により、応答遅れを持つエンジン出力低下制御を実行するものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができず、モータ過熱等によりモータ寿命が短くなったり、モータの基本性能が低下したりする。
【0007】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、モータジェネレータの耐久信頼性を確保しながらも、モータジェネレータの低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータと出力部材との4要素が、第1モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第2モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を有するハイブリッド駆動系を備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンパワー検出手段を設け、モータ制御手段は、検出されるエンジンパワーが大きくなるほどオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比制限部を有する。
【0009】
ここで、「第1モータジェネレータと第2モータジェネレータ」としては、2つの独立したモータジェネレータでも良いし、また、共通ステータと2つのロータにより外観上は1つのモータジェネレータであるが、機能上は2つのモータジェネレータを達成するものでも良い。
【0010】
「遊星歯車機構」とは、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータと出力部材との4要素を連結するため、少なくとも4つの回転メンバを有する遊星歯車により構成される機構で、例えば、ラビニョウ型複合遊星歯車列等をいう。
【0011】
「エンジンパワー検出手段」とは、エンジンパワーを直接的または間接的に検出する手段をいい、例えば、トルクセンサによりエンジンパワーを検出する手段や、推定算出によりエンジンパワーを推定する手段や、車両状態に基づく算出により目標エンジンパワーを算出する手段をいう。
【0012】
「オーバードライブ変速比制限部」は、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータ制御により、オーバードライブ変速比の逆数の上限値をエンジンパワーの大きさに応じて規定する制御部をいう。
【0013】
【発明の効果】
よって、本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータ制御により、オーバードライブ変速比の逆数の上限値をエンジンパワーの大きさに応じて規定するようにしたため、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、モータジェネレータの耐久信頼性を確保しながらも、モータジェネレータの低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0015】
(第1実施例)
まず、構成を説明する。
図1は第1実施例のハイブリッド車両の制御装置を示す全体システム図である。ハイブリッド駆動系の構成を図1により説明すると、1はエンジン、2は同軸多層モータ(第1モータジェネレータと第2モータジェネレータ)、3はラビニョウ型複合遊星歯車列(遊星歯車機構)、4は出力ギヤ(出力部材)、5はカウンターギヤ、6はドライブギヤ、7はディファレンシャル、8,8はドライブシャフト、9はモータ&ギヤケース、10はエンジン出力軸、11は第1モータジェネレータ出力軸、12は第2モータジェネレータ出力軸、13はモータ室、14はギヤ室である。
【0016】
前記同軸多層モータ2は、モータ&ギヤケース9に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの外側に配置し、図外の永久磁石を埋設したアウターロータORと、前記ステータSの内側に配置し、図外の永久磁石を埋設したインナーロータIRと、を同軸上に配置することで構成されている。以下、ステータS+アウターロータORを第1モータジェネレータMG1といい、ステータS+インナーロータIRを、第2モータジェネレータMG2という。
【0017】
前記ラビニョウ型複合遊星歯車列3は、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第2ピニオンP2に噛み合うリングギヤRとの4つの回転要素を有する。なお、第1サンギヤS1と第1ピニオンP1と第2ピニオンP2とリングギヤRによりダブルピニオン型遊星歯車が構成され、第2サンギヤS2と第2ピニオンP2とリングギヤRによりシングルピニオン型遊星歯車が構成される。
【0018】
そして、ハイブリッド駆動系は、前記リングギヤRとエンジン出力軸10を連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータジェネレータ出力軸11とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータジェネレータ出力軸12とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ4(Out)を連結することにより構成されている。
【0019】
前記出力ギヤ4からの出力回転及び出力トルクは、カウンターギヤ5→ドライブギヤ6→ディファレンシャル7を経過し、ドライブシャフト8,8から図外の駆動輪へ伝達される。
【0020】
ハイブリッド車の制御系の構成を図1により説明すると、21はエンジンコントローラ、22はスロットルバルブアクチュエータ、23はモーターコントローラ、24はインバータ、25はバッテリ、26はハイブリッドコントローラ、27はアクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)、28は車速センサ(車速検出手段)、29はモータ温度センサ(モータ温度検出手段)、30はエンジン回転数センサである。
【0021】
前記エンジンコントローラ21は、ハイブリッドコントローラ26からの指令に応じてエンジン1の回転数を制御する指令をスロットルバルブアクチュエータ22へ出力する。すなわち、エンジン回転数センサ30からのエンジン回転数検出値をフィードバック情報としてスロットルバルブを開閉制御する。
【0022】
前記モータコントローラ23は、第1モータジェネレータMG1の回転数N1とトルクT1と第2モータジェネレータMG2の回転数N2とトルクT2をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ24へ出力する。
【0023】
前記インバータ24は、前記同軸多層モータ3のステータSのコイルに接続され、モータコントローラ23からの指令により、インナーロータIRへの駆動電流とアウターロータORへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出す。このインバータ24にはバッテリ25が接続されている。
【0024】
前記ハイブリッドコントローラ26は、アクセル開度センサ27,車速センサ28,モータ温度センサ29,エンジン回転数センサ30等からのセンサ信号を入力して所定の演算処理を行う。このハイブリッドコントローラ26には、前記エンジンコントローラ21に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するエンジン制御プログラム(エンジン制御手段)と、前記モータコントローラ23に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力するモータ制御プログラム(モータ制御手段)とが組み込まれている。
【0025】
なお、ハイブリッドコントローラ26とエンジンコントローラ21、および、ハイブリッドコントローラ26とモータコントローラ23とは、それぞれ双方向通信線により接続されている。
【0026】
図2はハイブリッドコントローラ26において、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2の一方を放電とし他方を発電として用い、両者MG1,MG2の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数N1,N2とトルクT1,T2を決めてモータ制御するダイレクト配電制御モードでのブロック図を示す。
【0027】
図2において、50は目標駆動トルク決定部、51は出力軸回転数算出部、52は目標パワー算出部、53は目標エンジンパワー算出部(エンジンパワー検出手段)、54はオーバードライブ変速比逆数上限値決定部(オーバードライブ変速比制限部)、55は最適燃費エンジン回転数決定部、56はエンジントルク算出部、57はモータ動作点算出部、58は動作点確認部、59はエンジン回転数設定変更部、60はモータ動作点決定部である。
【0028】
前記目標駆動トルク決定部50は、アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspと目標駆動トルクマップ(図4)に基づいて、目標駆動トルクToを決定する。
【0029】
前記出力軸回転数算出部51は、車速検出値Vspと変換係数K1とを用いて出力軸回転数Noを算出する。
【0030】
前記目標パワー算出部52は、目標駆動トルク決定部50からの目標駆動トルクToと、出力軸回転数算出部51からの出力軸回転数Noと、変換係数K2とを用いて目標パワーPoを算出する。
【0031】
前記目標エンジンパワー算出部53は、目標パワーPoと、メカ効率ηmとを用いて、目標エンジンパワーPeを算出する。
【0032】
前記オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54は、目標エンジンパワーPeと、Pe−iHiマップ(図5)を用いて、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)を決定する。
【0033】
前記最適燃費エンジン回転数決定部55は、目標エンジンパワーPeと、最適燃費線によるエンジン出力マップ(図6)を用いて、最適燃費エンジン回転数Neαを決定する。
【0034】
前記エンジントルク算出部56は、最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPeとエンジン回転数NeによりエンジントルクTeを算出する。
【0035】
前記モータ動作点算出部57は、エンジン回転数Ne、変速比i(=Ne/No)を既知とした場合、
N1=Ne+α(Ne−No) …(1)
N2=Noβ(Ne−No) …(2)
To=T1+T2+Te …(3)
N1・T1+N2・T2=0 …(4)
αT1+To=(1+β)T2 …(5)
但し、N1,T1:第1モータジェネレータの回転数とトルク
N2,T2:第2モータジェネレータの回転数とトルク
α,β:遊星歯車の歯数比
であらわされる(1)〜(5)の式(E−IVTバランス式)によりモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を算出する。
【0036】
前記動作点確認部58は、エンジントルク算出部56からのエンジン回転数Ne(=Neα)と、出力軸回転数算出部51からの出力軸回転数Noとを用いて変速比の逆数(=No/Ne)を算出し、この変速比の逆数がオーバードライブ変速比逆数上限値決定部54で決められたオーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi) 以下であるか否かを判断する。
【0037】
前記エンジン回転数設定変更部59は、動作点確認部58にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Neαを所定回転数△Neだけ増加させて新たなエンジン回転数Neαとする。
【0038】
前記モータ動作点決定部60は、動作点確認部58にて(1/iHi)≧(No/Ne)と判断された場合、モータ動作点算出部57にて算出されたモータ動作点(N1,T1,N2,T2)をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、変更されたエンジン回転数Neαを用いたモータ動作点の算出を(1/iHi)≧(No/Ne)と判断されるまで繰り返し、モータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決定する。
【0039】
次に、作用を説明する。
【0040】
[同軸多層モータの採用]
2ロータ・1ステータの同軸多層モータ2を採用したことで、アウターロータ磁力線とインナーロータ磁力線とに2つの磁力線が作られ、コイル及びインバータ24を2つのインナーロータIRとアウターロータORに対し共用できる。そして、インナーロータIRに対する電流とアウターロータORに対する電流を重ね合わせた複合電流を1つのコイルに印加することにより、2つのロータIR,ORをそれぞれ独立に制御することができる。つまり、外観的には、1つの同軸多層モータ2であるが、モータ機能とジェネレータ機能の異種または同種の機能を組み合わせたものとして使える。
【0041】
よって、例えば、それぞれにロータとステータを持つ2個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト(部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減)・サイズ(同軸構造による小型化、インバータサイズ低減)・効率(鉄損低減・インバータ損失低減)の面で有利にすることができる。
【0042】
また、複合電流制御のみで(モータ+ジェネレータ)の使い方に限らず、(モータ+モータ)や(ジェネレータ+ジェネレータ)の使い方も可能であるというように、高い選択自由度を持つため、例えば、第1実施例のように、ハイブリッド車の駆動源に同軸多層モータ2を採用した場合、これら多数の選択肢の中から車両状態に応じて最も効果的、或いは、効率的な組み合わせを選択することができる。
【0043】
[ラビニョウ型複合遊星歯車列の採用]
第1実施例装置のように、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータと出力部材との4要素を有するハイブリッド駆動系には、4要素を連結するための4つの回転メンバを有するものであれば様々な遊星歯車機構を採用することができる。
【0044】
しかし、多数の遊星歯車機構が考えられる中で、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができるという理由により、ラビニョウ型複合遊星歯車列3を採用した。
【0045】
すなわち、ラビニョウ型複合遊星歯車列3は、2列の遊星歯車の幅寸法でありながら、4つの遊星歯車(2つの平行な縦方向遊星歯車と2つのクロスする前後方向遊星歯車)の組み合わせを実現しているため、例えば、4つの遊星歯車を軸方向に配列するのに比べて大幅に軸方向寸法が短縮される。
【0046】
[ハイブリッド駆動系への適用]
ハイブリッド駆動系に対し同軸多層モータ2とラビニョウ型複合遊星歯車列3を適用した場合、下記に列挙するメリットがある。
【0047】
(i)互いに同軸構造であるため、同軸多層モータ2の出力軸11,12と、ラビニョウ型複合遊星歯車列3の両サンギヤS1,S2とを、例えば、スプライン嵌合にて簡単に連結できるというように、組み合わせ相性が非常に良く、スペース・コスト・重量の面で極めて有利である。
【0048】
(ii)同軸多層モータ2の一方を放電(モータ)として用い、他方を発電(ジェネレータ)として用いた場合、1つのインバータ24を介してモータ電流を制御することも可能であり、バッテリ25からの持ち出しを少なくすることができる。例えば、ダイレクト配電制御モードの場合、理論上、バッテリ25からの持ち出しをゼロにすることができる。
【0049】
(iii)同軸多層モータ2の両方を放電(モータ)として用いた場合、駆動範囲を広くとることができる。すなわち、2つのモータパワーを掛け合わせた値がパワー最大値(一定値)以下の全ての領域を駆動可能範囲とし、一方のモータが小パワーで、他方のモータが大パワーという組み合わせで用いることもできる。
【0050】
[モータ制御による無段変速の特徴]
ラビニョウ型複合遊星歯車列3のリングギヤRにエンジン1を連結し、両サンギヤS1,S2に第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2を連結し、共通キャリヤCに出力ギヤ4を連結したハイブリッド駆動系のモータ制御による無段変速を考えた場合に、下記に列挙する特徴を持つ。
【0051】
(i)モータ動作点(第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2の回転数N1,N2とトルクT1,T2)をバランス式により簡単に計算できる。
すなわち、上記のように、バッテリ負荷を最小にしてハイブリッド駆動系を構成することができるので、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2のパワーの正負を釣り合わせることになる。また、ハイブリッド駆動系を共線図により表すと、図7に示すようになり、この共線図のレバーをある変速比を維持するために中立とすることが必要である。
よって、図7の共線図を用いることで、上記(1)〜(5)のバランス式が得られ、このバランス式を解くことによりモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を算出することができる。
【0052】
(ii)モータパワー(=モータ通過パワー)が「ゼロ」となる変速比が2点ある。
図9は変速比の逆数(1/i)を横軸にとり、縦軸にモータトルク、モータ回転数、モータパワーをとった場合のモータトルクT1,T2と、モータ回転数N1,N2と、モータパワーPMG1,PMG2の各特性を示す。このモータパワーPMG1,PMG2特性をみると、一方が放電側であると他方が発電側であるというようにモータパワーのゼロ線を境に折り返した対象特性となり、モータパワーのゼロ線とは変速比の逆数で約0.6の位置と約1.5の位置とで交わる。つまり、ローから変速比がハイ側にシフトすることにより、1/変速比=約0.6の近傍と、1/変速比=約1.5の近傍とでモータパワーがゼロとなる。
【0053】
(iii)ロー側ほどモータトルクが大きくなる。
【0054】
電気的な最ロー側変速比は、モータトルクT1,T2によって決定される。このため、高トルク発進時には、変速比をモータトルクの制限で決定される電気的なロー変速比を用いる。
【0055】
(iv)エンジン1が低出力時には、モータトルクT1,T2及び回転数N1,N2の両面で制限を受けることがなく、変速レンジを非常にワイドにとることができる。
例えば、エンジン回転数Ne:1600rpm、エンジントルクTe:83.9Nmの場合、変速レンジ5.7を得ることができる。
【0056】
[モータ動作点演算処理]
図3は第1実施例装置のハイブリッドコントローラ26で実行されるモータ動作点演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【0057】
ステップS1では、アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspと目標駆動トルクマップに基づいて、目標駆動トルクToを決定し、ステップS2へ移行する。ここで、目標駆動トルクマップは、図4に示すように、所定の車速Vspまでは一定であるが、所定の車速Vspを超えると車速Vspが高くなるほど低下する特性で目標駆動トルクToが与えられ、かつ、アクセル開度APSが大きいほど大きな目標駆動トルクToが与えられる。
【0058】
ステップS2では、車速検出値Vspと変換係数K1とを用いた下記の式にて出力軸回転数Noを算出し、ステップS3へ移行する。
No=Vsp・K1
ステップS3では、ステップS1で決定された目標駆動トルクToと、ステップS2で算出された出力軸回転数Noと、変換係数K2とを用いた下記の式にて目標パワーPoを算出し、ステップS4へ移行する。なお、目標パワーPoは、メカ効率100%でのエンジンパワー目標値である。
Po=To×No・K2
ステップS4では、目標パワーPoと、メカ効率ηmとを用いた下記の式にて目標エンジンパワーPeを算出し、ステップS5へ移行する。
Pe=Po×1/ηm
ステップS5では、目標エンジンパワーPeと、Pe−iHiマップを用いて、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を決定し、ステップS6へ移行する。
【0059】
ここで、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )は、図8に示すように、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をi2とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をi0としたとき、変速比i0から変速比i2までの変速比範囲をオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )の可変領域として設定する。
【0060】
これは、エンジンパワーの大きさにかかわらず、少なくともエンジン全開時の最大オーバードライブ変速比i0を確保することを最低条件として設定する。また、エンジンパワーの大きさに依存して制限されることになるが、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をできる限り車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比の逆数 (1/i2)まで拡大しようという考えに基づく。
【0061】
そして、目標エンジンパワーPeが大きくなるほどオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をロー側(変速比の逆数 (1/i0)側)に移動させることで決定される。例えば、図5に示すように、目標エンジンパワーPeが50%までの領域でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比の逆数 (1/i2)とし、目標エンジンパワーPeが100%でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi ) 、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比1.0と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比の逆数 (1/i1)とし、目標エンジンパワーPeが50%から100%の領域では、変速比i2から変速比i1まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を与える。
【0062】
図5のオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性は、目標エンジンパワーPeが50%までの領域では、オーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi)を2.2(=1/i2)で与え、目標エンジンパワーPeが50%から100%の領域では、オーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi)を2.2(=1/i2)から1.8(1/i1)まで徐々にロー側に低下する特性により与えている。
【0063】
ステップS6では、目標エンジンパワーPeと、最適燃費線によるエンジン出力マップを用いて、最適燃費エンジン回転数Neαを決定し、ステップS7へ移行する。ここで、最適燃費線によるエンジン出力マップは、図6に示すように、採用するエンジンを用いた燃費データに基づいて作成される。
【0064】
ステップS7では、最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPeとエンジン回転数Neの比によりエンジントルクTeを算出し、ステップS8へ移行する。
【0065】
ステップS8では、エンジン回転数Ne、変速比i(=Ne/No)を既知とした場合の下記のバランス式(1)〜(5)を用いて、モータ動作点(N1,T1,N2,T2)を算出し、ステップS9へ移行する。
【0066】
各モータ回転数N1,N2は、
N1=Ne+α(Ne−No) ...(1)
N2=No−β(Ne−No) ...(2)
により求まる。但し、No= Ne×(1/i)
また、図7に示す共線図上のバランスを、下記の3式にて表すことができる。
トルク上下方向のバランス
To=T1+T2+Te ...(3)
モーターパワーのバランス
N1・T1+N2・T2=Pb ...(4)
レバー回転方向のバランス
αT1+To=(1+β)T2 ...(5)
上記(4)式のバッテリパワーPbを、Pb=0として、連立運動方程式を解くと、
T1=-{N2/(βN1+(α+1)N2)}・Te ...(6)
T2={N1/(βN1+(α+1)N2)}・Te ...(7)
となり、(1),(2)式により各モータ回転数N1,N2を算出でき、(6),(7)式により各モータトルクT1,T2を算出できる。
【0067】
ステップS9では、ステップS7で算出されたエンジン回転数Ne(=Neα)と、ステップS2で算出された出力軸回転数Noとを用いて変速比の逆数(=No/Ne)を算出する。この変速比の逆数がオーバードライブ変速比逆数上限値決定部54で決められたオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi) 以下であるか否かを判断する。そして、(1/iHi)≧(No/Ne)である場合、つまり、図5のハッチング領域であると判断されるとステップS11へ移行する。また、(1/iHi)<(No/Ne) である場合、つまり、図5のハッチング領域を超えた領域であると判断されるとステップS10へ移行する。
【0068】
ステップS10では、ステップS9にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Neαを所定回転数△Ne(例えば、50rpm程度)だけ増加させて新たなエンジン回転数Neαとし、ステップS7へ移行する。
【0069】
ステップS11では、ステップS9にて(1/iHi)≧(No/Ne)と判断された場合、ステップS8にて算出されたモータ動作点(N1,T1,N2,T2)をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、ステップS9にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、変更されたエンジン回転数Neαを用いたモータ動作点の算出をステップS9にて(1/iHi)≧(No/Ne)と判断されるまで繰り返し、モータ動作点(N1,T1,N2,T2)を決定する。
【0070】
[モータ制御作用]
オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )よりロー側領域での変速時には、図3のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなり、ステップS9において、(1/iHi)≧(No/Ne)という条件を満足することでステップS11へ進み、ステップS8にて算出されたモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を得る制御指令がモータコントローラ23へ出力される。
【0071】
一方、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi ) りハイ側領域での変速時には、図3のフローチャートのステップS9において、(1/iHi)<(No/Ne)と判断されることで、ステップS10へ進み、最適燃費エンジン回転数Neαを所定回転数△Neだけ増加させて新たなエンジン回転数Neαとし、ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進む。そして、ステップS9において、(1/iHi)≧(No/Ne)という条件を満足するまでこの流れが繰り返され、(1/iHi)≧(No/Ne)という条件を満足することでステップS11へ進み、ステップS8にて算出された最新のモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を得る制御指令がモータコントローラ23へ出力される。
【0072】
なお、このモータ制御時には、同時にステップS7にて決められたエンジン回転数Neを得る制御指令がエンジンコントローラ21に出力される。
【0073】
[モータパワー抑制作用]
上記「モータ制御による無段変速の特徴」の(iv)にて説明したように、変速レンジをワイドにとることができる本ハイブリッド駆動系において、オーバードライブ変速比領域で、何らオーバードライブ変速比の逆数の上限を決めることなく、モータの出力をエンジン最大出力とバランスできるように設定すると、モータの必要パワーが大きくなってしまうという問題がある。
【0074】
例えば、オーバードライブ変速比の逆数の上限値制限を無くした場合には、オーバードライブ変速比の逆数(1/iHi)を3.0とすることも可能であり、例えば、(1/iHi)=3.0の場合には、図8に示すように、エンジンパワー1.0に対し約1.3倍のパワーのモータを適用する必要がある。
【0075】
また、オーバードライブ変速比の逆数の上限値を、例えば、(1/i2)=2.2(一定値)に制限したとしても、図8に示すように、エンジンパワー1.0に対し約1/2のパワーのモータを適用する必要があり、何れの場合もモータの大型化を招く。
【0076】
これに対し、第1実施例では、オーバードライブ変速比の逆数の上限値特性として、図5に示すように、目標エンジンパワーPeが50%までの領域では、オーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi)を2.2(=1/i2)で与え、目標エンジンパワーPeが50%から100%の領域では、オーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi)を2.2(=1/i2)から1.8(1/i1)まで徐々にロー側に低下する特性を与えているため、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2のモータ必要パワーを小さく抑えながら、変速範囲を広くとることができる。
【0077】
この点について、図8のモータパワー特性とエンジンパワー特性に基づき説明する。まず、変速比の逆数(1/i)=1.0のときのモータパワーP1.0は、変速比の逆数(1/i1)=1.8のときのモータパワーP1.8と同じになる。最高車速の時のオーバードライブ変速比の逆数 (1/i2)=2.2でのモータパワーP2.2は、モータパワーP1.0の約2倍になっている。
【0078】
つまり、オーバードライブ変速比の逆数の上限値を(1/i1)=1.8(一定値)に制限すると、エンジンパワー1.0に対し約1/4のパワー(P1.0,P1.8)のモータを適用することができる。しかし、この場合、変速範囲のハイ側が、エンジンパワーの大きさにかかわらず、i1=(1/1.8)に制限されることになり、エンジンパワーが0.5以下の領域であっても、燃費の面で好適な最高車速の時のオーバードライブ変速比i2=(1/2.2)を使うことができない。
【0079】
しかし、オーバードライブ変速比の逆数の上限値特性として、図5に示すように、目標エンジンパワーPeの上昇に応じ、オーバードライブ変速比の逆数の上限値を(1/i2)=2.2から(1/i1)=1.8まで低下させる特性で与えると、エンジンパワー1.0に対し約1/4のパワー(P1.0,P1.8)である小型サイズのままのモータを適用してもモータパワーに対応することができると共に、変速範囲を広くとることができる。
【0080】
したがって、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をエンジンパワーに応じて可変にすれば、通常時は低燃費走行となるオーバードライブ走行頻度が高まり、アクセル開度が大きくなってもモータパワーでバランスできるため、エンジン1が過回転することがない。
【0081】
[対比作用]
変速機能に必要なモータ出力がモータ容量を超える場合、エンジン出力を低下させるというエンジン制御により対応する従来のハイブリッド車両の制御装置との対比作用を説明する。
【0082】
従来装置を搭載したハイブリッド車両による走行時には、アクセル操作等にあらわれるドライバーの意図とは無関係に、モータ容量を超える毎にエンジン出力を低下させる制御が行われ、これに伴って駆動力や車速の変化を招くことで、ドライバーを含む乗員に違和感を与える。つまり、ドライバーは加速を意図してアクセル踏み込み操作を行った場合にモータ容量を超えると、アクセル踏み込み操作時であるにもかかわらずエンジン出力が低下し、ドライバーの加速意図が全く反映されない。特に、小型軽量化を目指して低容量のモータを使用した場合には、モータ定格容量を超える頻度、つまり、エンジン出力低下制御が行われる頻度がより高くなる。
【0083】
これに対し、第1実施例装置は、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をエンジンパワーに応じて可変にするモータ制御(変速比制御)によりモータ容量を低く抑えようとするものであるため、オーバードライブ域の走行時には、変速比がハイ側に変速され、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )に達すると、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を維持したままの走行となり、従来技術のようにエンジン出力を急に低下するようなことがないため、ドライバーを含む乗員に違和感を与えることがない。
【0084】
また、従来技術は、モータ出力がモータ容量を超えた場合の事後制御により、応答遅れを持つエンジン出力低下制御を実行するものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができず、モータ過熱等によりモータ寿命が短くなったり、モータの基本性能が低下したりする。
【0085】
これに対し、第1実施例装置は、モータ出力がモータ定格容量を超えないように、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を制限する、つまり、モータ定格容量を超える前の事前制御によりモータ定格容量を低く抑えるものであるため、モータ容量限界を超える高負荷でのモータ作動を避けることができ、両モータジェネレータMG1,MG2の耐久信頼性を確保することができる。
【0086】
次に、効果を説明する。
第1実施例のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0087】
(1) エンジン1と第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2と出力ギヤ4との4要素が、第1モータジェネレータMG1、エンジン1、出力ギヤ4、第2モータジェネレータMG2の回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列3を有するハイブリッド駆動系と、エンジンコントローラ21と、モータコントローラ23と、ハイブリッドコントローラ26と、を備えたハイブリッド車両の制御装置において、目標エンジンパワーPeを算出する目標エンジンパワー算出部53と、目標エンジンパワーPeが大きくなるほどオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比逆数上限値決定部54と、を有する構成としたため、走行時に意図しないエンジン出力の低下による違和感を与えることなく、両モータジェネレータMG1,MG2の耐久信頼性を確保しながらも、両モータジェネレータMG1,MG2の低容量化と、広い変速範囲の確保との両立を図ることができる。
【0088】
(2) オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54は、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をi2とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をi0としたとき、変速比i0から変速比i2までの変速比範囲をオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)可変領域として設定するようにしたため、エンジンパワーの大きさにかかわらず、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )として少なくともエンジン全開時の最大オーバードライブ変速i0を確保することができると共に、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )をエンジンパワーの許す限り車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比i2まで拡大することができる。
【0089】
(3) オーバードライブ変速比上限値決定部54は、エンジンパワーが中間値までの領域でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比の逆数 (1/i2)とし、エンジンパワーが最大値でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比1.0と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比の逆数 (1/i1)とし、エンジンパワーが中間値から最大値の領域では、変速比i2から変速比i1まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を与えるようにしたため、良好な燃費性能を示すオーバードライブ走行頻度を高めることができると共に、エンジンパワーに対し約1/4のパワーのモータジェネレータMG1,MG2を適用することができる。
【0090】
(4) アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspに基づいて目標エンジンパワーPeを算出する目標エンジンパワー算出部53を設け、オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54は、目標エンジンパワーPeとオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )との関係をマップにて設定し、算出された目標エンジンパワーPeとマップによりオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を決めるようにしたため、ハイブリッドコントローラ26の演算負担を軽減することができる。
【0091】
(5) モータ制御プログラムは、エンジン出力特性の最適燃費線により目標エンジンパワーPeから最適燃費エンジン回転数Neαを求める最適燃費エンジン回転数決定部55と、最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPeとエンジン回転数NeによりエンジントルクTeを求めるエンジントルク算出部56と、上記(1)〜(5)のバランス式によりモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を算出するモータ動作点算出部57と、を有するため、エンジン出力特性の最適燃費線により最適燃費エンジン回転数Neαが求められてモータ動作点(N1,T1,N2,T2)が算出される走行時には、燃料消費の少ない低燃費走行を達成することができる。
【0092】
(6) モータ制御プログラムは、変速比の逆数(No/Ne)がオーバードライブ変速比の逆数の上限 (1/iHi) 以下であるか否かを判断する動作点確認部58と、動作点確認部58にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Neαを所定回転数△Neだけ増加させて新たなエンジン回転数Neαとするエンジン回転数設定変更部59と、動作点確認部58にて(1/iHi)≧(No/Ne)と判断された場合、モータ動作点算出部57にて算出されたモータ動作点(N1,T1,N2,T2)をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部58にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、変更されたエンジン回転数Neαを用いたモータ動作点の算出を(1/iHi)≧(No/Ne)と判断されるまで繰り返すモータ動作点決定部60と、を有するため、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )を超えるような走行時には、エンジン回転数の更新により、速やかにオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )以下で、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )近傍の変速比による走行を確保することができる。
【0093】
(7) 第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2を、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、ステータSの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、ステータSの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、ステータSのコイルに接続され、インナーロータIRへの駆動電流とアウターロータORへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータ24と、該インバータ24に接続されたバッテリ25と、を備えた同軸多層モータ2としたため、それぞれにロータとステータを持つ2個の独立したモータジェネレータを設ける場合に比べ、コスト(部品点数低減、インバータ電流定格低減、磁石低減)・サイズ(同軸構造による小型化、インバータサイズ低減)・効率(鉄損低減・インバータ損失低減)の面で有利にすることができる。
【0094】
(8) 遊星歯車機構を、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第2ピニオンP2に噛み合うリングギヤRとの4つの回転要素を有するするラビニョウ型複合遊星歯車列3とし、リングギヤRとエンジン出力軸10を連結し、第1サンギヤS1と第1モータジェネレータ出力軸11とを連結し、第2サンギヤS2と第2モータジェネレータ出力軸12とを連結し、共通キャリヤCに出力ギヤ4(Out)を連結することによりハイブリッド駆動系を構成したため、遊星歯車機構の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入でき、かつ、軸方向寸法が短くなりコンパクトな遊星歯車機構とすることができる。
【0095】
(第2実施例)
この第2実施例は、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2の温度を検出するモータ温度センサ29を設け、オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54は、少なくとも一方のモータ温度TMが設定温度TMOを超える高温状態になると、目標エンジンパワーPeに対するオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性を、モータ温度TMの上昇に応じて変速比ロー側に移行させるようにした例である。
【0096】
すなわち、図10に示すように、オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54には、第1実施例の図5に示したオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性を、モータ温度TMが設定温度TMOに達するまで用いる基本特性とし、モータ温度TMが設定温度TMOを超える高温状態になると、目標エンジンパワーPeに対するオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性を、モータ温度TMの上昇に応じて変速比ロー側に段階的、あるいは、無段階に移行させてオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )の制限を強める可変特性を得るPe−iHiマップが設定されている。なお、他の構成は第1実施例と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【0097】
次に、作用を説明する。
【0098】
例えば、第1モータジェネレータMG1または第2モータジェネレータMG2の容量限界域のオーバードライブ走行状態が長時間連続し、第1モータジェネレータMG1または第2モータジェネレータMG2の温度が上昇するような場合、オーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi )がロー側に移行し、第1モータジェネレータMG1または第2モータジェネレータMG2は、限界域を外れて余裕のある作動状態となり、温度が下降する。
【0099】
すなわち、目標エンジンパワーPeに対するオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性を、モータ温度TMの上昇に応じて変速比ロー側に移行させることで、第1モータジェネレータMG1または第2モータジェネレータMG2の温度上昇を防止することができる。これによって、両モータジェネレータMG1, MG2の過熱による耐久性劣化を防ぎ、モータ寿命を長く確保することができる。なお、第2実施例装置の他の作用は、第1実施例と同様である。
【0100】
次に、効果を説明する。
第2実施例のハイブリッド車両の制御装置にあっては、第1実施例効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【0101】
(9) 第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2の温度を検出するモータ温度センサ29を設け、オーバードライブ変速比逆数上限値決定部54は、少なくとも一方のモータ温度TMが設定温度TMOを超える高温状態になると、目標エンジンパワーPeに対するオーバードライブ変速比の逆数の上限値特性を、モータ温度TMの上昇に応じて変速比ロー側に移行させるようにしたため、第1モータジェネレータMG1または第2モータジェネレータMG2の温度上昇を防止し、モータ寿命を長く確保することができる。
【0102】
以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を第1実施例及び第2実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第1実施例及び第2実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0103】
第1実施例及び第2実施例では、第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとして、共通ステータと2つのロータにより外観上は1つのモータジェネレータであるが、機能上は2つのモータジェネレータを達成する同軸多層モータ2の適用例を示したが、2つの独立したモータジェネレータを用いたものであっても良い。
【0104】
第1実施例及び第2実施例では、遊星歯車機構として、ラビニョウ型複合遊星歯車列3の適用例を示したが、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータと出力部材との4要素を連結するため、少なくとも4つの回転メンバを有する遊星歯車により構成される機構であれば、ラビニョウ型複合遊星歯車列3に限られることはない。
【0105】
第1実施例及び第2実施例では、エンジンパワー検出手段として、アクセル開度と車速に基づく算出により目標エンジンパワーを算出する目標エンジンパワー算出部53とする例を示したが、例えば、トルクセンサによりエンジンパワーを直接検出する手段や、スロットルバルブ開度やエンジン回転数を用いた推定算出によりエンジンパワーを推定する手段としても良い。
【0106】
第1実施例及び第2実施例では、オーバードライブ変速比制限部として、オーバードライブ変速比の逆数の上限値特性をマップにより与え、マップ検索によりオーバードライブ変速比の逆数の上限値を決める例を示したが、オーバードライブ変速比の逆数の上限値特性に相当する演算式を用いた演算処理により決めても良い。
【0107】
第1実施例及び第2実施例では、変速比算出値の逆数がオーバードライブの逆数の変速比上限値を超える場合、エンジン回転数を変更することで、変速比算出値の逆数をオーバードライブ変速比の逆数の上限値以下にする例を示したが、変速比算出値の逆数がオーバードライブ変速比の逆数の上限値を超える場合、変速比をオーバードライブ変速比の逆数の上限値とするリミッタ処理を施し、その後、モータ動作点を決定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例のハイブリッド車両の制御装置を示す全体システム図である。
【図2】 第1実施例装置のハイブリッドコントローラにおけるダイレクト配電制御モードでのモータ制御ブロック図である。
【図3】 第1実施例装置のハイブリッドコントローラで実行されるモータ動作点演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図4】 第1実施例装置で用いられる目標駆動トルクマップ図である。
【図5】 第1実施例装置で用いられる目標エンジンパワーに対するオーバードライブ変速比逆数上限値マップ図である。
【図6】 第1実施例装置で用いられる最適燃費線によるエンジン出力マップ図である。
【図7】 第1実施例装置のハイブリッド駆動系の共線図である。
【図8】 変速比の逆数(1/i)を横軸にとり、縦軸にモータトルクをとり、エンジン回転数とエンジントルクを「1」に正規化した場合のモータパワーPMG1,PMG2の各特性を示す図である。
【図9】 変速比の逆数(1/i)を横軸にとり、縦軸にモータトルク、モータ回転数、モータパワーをとり、エンジン回転数とエンジントルクを「1」に正規化した場合のモータトルクT1,T2と、モータ回転数N1,N2と、モータパワーPMG1,PMG2の各特性を示す図である。
【図10】 第2実施例装置で用いられる目標エンジンパワーとモータ温度に対するオーバードライブ変速比逆数上限値マップ図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to a technical field of a hybrid vehicle control device using an engine and two motor generators as drive sources.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a control device for a hybrid vehicle, for example, a device described in JP 2000-102106 A is known.
[0003]
In this conventional publication, a continuously variable transmission function is realized by a small-capacity motor, and it is an object to reduce the electric energy loss of the transmission, to reduce the size and weight, and to reduce the cost. The engine, two planetary gears, There is described a hybrid drive system comprising two motor generators for controlling sun gears of two planetary gears, a planetary gear carrier connected to an engine, and a planetary gear ring gear connected to wheels.
[0004]
The engine speed with respect to the vehicle speed and the vehicle torque with respect to the engine torque are determined by the speed control or torque control of the two motor generators so that the gear ratio can be arbitrarily changed. A control system is described in which the engine output is reduced when the capacity is exceeded.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional hybrid vehicle control device, when the motor output required for the speed change function exceeds the motor capacity, the engine control is performed to reduce the engine output. Regardless of the driver's intention that appears in accelerator operation, etc. during driving, control is performed to reduce the engine output every time the motor capacity is exceeded, and this causes changes in driving force and vehicle speed, including the driver Gives the passenger a sense of incongruity. In particular, when a low-capacity motor is used in order to reduce the size and weight, the frequency at which the motor rated capacity is exceeded, that is, the frequency at which engine output reduction control is performed becomes higher.
[0006]
In addition, since the engine output reduction control with response delay is executed by the post-control when the motor output exceeds the motor capacity, it is impossible to avoid the motor operation at a high load exceeding the motor capacity limit. The motor life is shortened due to overheating of the motor or the basic performance of the motor is deteriorated.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the capacity of the motor generator while ensuring the durability reliability of the motor generator without giving a sense of incongruity due to unintended engine output reduction during traveling. An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can achieve a wide shift range.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the present invention, the four elements of the engine, the first motor generator, the second motor generator, and the output member are in order of the rotational speeds of the first motor generator, the engine, the output member, and the second motor generator. In the control apparatus for a hybrid vehicle having a hybrid drive system having planetary gear mechanisms connected in this manner, engine power detection means is provided, and the motor control means increases the overdrive speed ratio as the detected engine power increases.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )An overdrive speed ratio limiting unit that performs motor control to move the motor to the low side.
[0009]
Here, as the “first motor generator and the second motor generator”, two independent motor generators may be used. In addition, although the external appearance is one motor generator by a common stator and two rotors, Two motor generators may be achieved.
[0010]
The “planetary gear mechanism” is a mechanism composed of planetary gears having at least four rotating members for connecting the four elements of the engine, the first motor generator, the second motor generator, and the output member. A type compound planetary gear train.
[0011]
“Engine power detection means” refers to means for directly or indirectly detecting engine power. For example, means for detecting engine power by a torque sensor, means for estimating engine power by estimation calculation, vehicle status Means for calculating the target engine power by calculation based on
[0012]
  The “overdrive speed ratio limiting unit” is an overdrive speed ratio by motor control that independently controls the rotation speed and torque of the first motor generator and the second motor generator.Reciprocal ofA control unit that defines an upper limit value according to the magnitude of engine power.
[0013]
【The invention's effect】
  Therefore, in the hybrid vehicle control device of the present invention, the overdrive speed ratio is controlled by motor control that independently controls the rotation speed and torque of the first motor generator and the second motor generator.Reciprocal ofSince the upper limit value is specified according to the engine power level, the motor generator has a low capacity while ensuring the durability and reliability of the motor generator without causing a sense of incongruity due to unintentional reduction in engine output during driving. And ensuring a wide shift range can be achieved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for realizing a control device for a hybrid vehicle of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a control apparatus for a hybrid vehicle according to a first embodiment. The configuration of the hybrid drive system will be described with reference to FIG. 1. 1 is an engine, 2 is a coaxial multilayer motor (first motor generator and second motor generator), 3 is a Ravigneaux type planetary gear train (planetary gear mechanism), and 4 is an output. Gear (output member), 5 is a counter gear, 6 is a drive gear, 7 is a differential, 8 and 8 are drive shafts, 9 is a motor and gear case, 10 is an engine output shaft, 11 is a first motor generator output shaft, and 12 is The second motor generator output shaft, 13 is a motor chamber, and 14 is a gear chamber.
[0016]
The coaxial multilayer motor 2 is fixed to a motor & gear case 9 and has a stator S as a fixed armature wound with a coil, an outer rotor OR arranged outside the stator S and embedded with a permanent magnet (not shown), The inner rotor IR, which is arranged inside the stator S and embedded with permanent magnets (not shown), is arranged coaxially. Hereinafter, the stator S + outer rotor OR is referred to as a first motor generator MG1, and the stator S + inner rotor IR is referred to as a second motor generator MG2.
[0017]
The Ravigneaux type planetary gear train 3 includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear that meshes with the second pinion P2. It has four rotating elements of S2 and a ring gear R meshing with the second pinion P2. The first sun gear S1, the first pinion P1, the second pinion P2 and the ring gear R constitute a double pinion type planetary gear, and the second sun gear S2, the second pinion P2 and the ring gear R constitute a single pinion type planetary gear. The
[0018]
The hybrid drive system connects the ring gear R and the engine output shaft 10, connects the first sun gear S 1 and the first motor generator output shaft 11, and connects the second sun gear S 2 and the second motor generator output shaft 12. And the output gear 4 (Out) is connected to the common carrier C.
[0019]
The output rotation and output torque from the output gear 4 are transmitted from the drive shafts 8 and 8 to drive wheels (not shown) through the counter gear 5 → the drive gear 6 → the differential 7.
[0020]
The hybrid vehicle control system will be explained with reference to FIG. 1. 21 is an engine controller, 22 is a throttle valve actuator, 23 is a motor controller, 24 is an inverter, 25 is a battery, 26 is a hybrid controller, and 27 is an accelerator opening sensor ( Accelerator opening degree detection means), 28 is a vehicle speed sensor (vehicle speed detection means), 29 is a motor temperature sensor (motor temperature detection means), and 30 is an engine speed sensor.
[0021]
The engine controller 21 outputs a command for controlling the rotational speed of the engine 1 to the throttle valve actuator 22 in accordance with a command from the hybrid controller 26. That is, the throttle valve is controlled to open and close using the detected value of the engine speed from the engine speed sensor 30 as feedback information.
[0022]
The motor controller 23 outputs to the inverter 24 commands for independently controlling the rotational speed N1 and torque T1 of the first motor generator MG1 and the rotational speed N2 and torque T2 of the second motor generator MG2.
[0023]
The inverter 24 is connected to a coil of the stator S of the coaxial multilayer motor 3 and, according to a command from the motor controller 23, a composite current obtained by combining the drive current to the inner rotor IR and the drive current to the outer rotor OR. produce. A battery 25 is connected to the inverter 24.
[0024]
The hybrid controller 26 inputs sensor signals from an accelerator opening sensor 27, a vehicle speed sensor 28, a motor temperature sensor 29, an engine speed sensor 30, and the like, and performs predetermined calculation processing. The hybrid controller 26 includes an engine control program (engine control means) that outputs a control command to the engine controller 21 according to the calculation processing result, and a motor that outputs a control command to the motor controller 23 according to the calculation processing result. A control program (motor control means) is incorporated.
[0025]
The hybrid controller 26 and the engine controller 21 and the hybrid controller 26 and the motor controller 23 are connected to each other by bidirectional communication lines.
[0026]
FIG. 2 shows that in the hybrid controller 26, one of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is used for discharging and the other is used for power generation. A block diagram in a direct power distribution control mode in which motors are controlled by determining torques T1 and T2 is shown.
[0027]
  In FIG. 2, 50 is a target drive torque determination unit, 51 is an output shaft rotation number calculation unit, 52 is a target power calculation unit, 53 is a target engine power calculation unit (engine power detection means), and 54 is an overdrive speed ratio.ReciprocalAn upper limit value determining unit (overdrive speed ratio limiting unit), 55 is an optimum fuel efficiency engine speed determining unit, 56 is an engine torque calculating unit, 57 is a motor operating point calculating unit, 58 is an operating point checking unit, and 59 is an engine speed. A setting change unit 60 is a motor operating point determination unit.
[0028]
The target drive torque determination unit 50 determines the target drive torque To based on the accelerator opening detection value APS, the vehicle speed detection value Vsp, and the target drive torque map (FIG. 4).~To decide.
[0029]
The output shaft rotational speed calculation unit 51 calculates the output shaft rotational speed No using the vehicle speed detection value Vsp and the conversion coefficient K1.
[0030]
The target power calculation unit 52 receives the target drive torque To from the target drive torque determination unit 50.~, The output shaft rotational speed No from the output shaft rotational speed calculation unit 51, and the conversion coefficient K2, the target power Po~Is calculated.
[0031]
The target engine power calculation unit 53 is configured to output a target power Po.~And the target engine power Pe using the mechanical efficiency ηm~Is calculated.
[0032]
  The overdrive gear ratioReciprocalThe upper limit determination unit 54 determines the target engine power Pe~And Pe~−iHiOverdrive gear ratio using map (Fig. 5)Reciprocal ofupper limit(1 /iHi).
[0033]
The optimum fuel efficiency engine speed determining unit 55 is configured to output the target engine power Pe.~Then, the optimum fuel consumption engine speed Neα is determined using the engine output map (FIG. 6) based on the optimum fuel consumption line.
[0034]
The engine torque calculation unit 56 sets the optimum fuel efficiency engine speed Neα as the engine speed Ne, and sets the target engine power Pe.~The engine torque Te is calculated from the engine speed Ne.
[0035]
  The motor operating point calculation unit 57, when the engine speed Ne and the gear ratio i (= Ne / No) are known,
N1 = Ne + α (Ne−No) (1)
N2 = Noβ (Ne-No) (2)
To = T1 + T2 + Te (3)
N1 ・ T1 + N2 ・ T2 = 0 (4)
αT1 + To = (1 + β) T2 (5)
N1, T1: Number of rotations and torque of the first motor generator
      N2, T2: Second motor generator speed and torque
      α, β: gear ratio of planetary gear
The motor operating points (N1, T1, N2, T2) are calculated by the equations (1) to (5) (E-IVT balance equation) expressed as follows.
[0036]
  The operating point confirmation unit 58 uses the engine speed Ne (= Neα) from the engine torque calculation unit 56 and the output shaft speed No from the output shaft rotation number calculation unit 51 to obtain the reciprocal of the gear ratio (= No / Ne), and the reciprocal of this gear ratio is the overdrive gear ratio.ReciprocalOverdrive gear ratio determined by the upper limit determination unit 54Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) Determine whether or not:
[0037]
The engine speed setting changing unit 59 is operated by the operating point checking unit 58 (1 / iHi) <(No / Ne) When it is determined, every time it is determined, the optimum fuel efficiency engine speed Neα is increased by a predetermined speed ΔNe to obtain a new engine speed Neα.
[0038]
The motor operating point determination unit 60 is operated by the operating point confirmation unit 58 (1 / iHi) ≧ (No / Ne), the motor operating point (N1, T1, N2, T2) calculated by the motor operating point calculator 57 is determined as the motor operating point used for motor control. In the confirmation part (1 / iHi) <(No / Ne), the motor operating point is calculated using the changed engine speed Neα (1 / iHi) Repeat until it is determined that ≧≧ (No / Ne), and determine the motor operating point (N1, T1, N2, T2).
[0039]
Next, the operation will be described.
[0040]
[Adoption of coaxial multilayer motor]
By adopting the 2-rotor / 1-stator coaxial multilayer motor 2, two magnetic field lines are created for the outer rotor magnetic field line and the inner rotor magnetic field line, and the coil and inverter 24 can be shared by the two inner rotor IR and outer rotor OR. . The two rotors IR and OR can be controlled independently by applying a composite current obtained by superimposing the current for the inner rotor IR and the current for the outer rotor OR to one coil. That is, in terms of appearance, one coaxial multilayer motor 2 can be used as a combination of different or similar functions of the motor function and the generator function.
[0041]
Therefore, for example, compared to the case where two independent motor generators each having a rotor and a stator are provided, cost (reduced number of parts, reduced inverter current rating, reduced magnet) and size (reduced by coaxial structure, reduced inverter size) ) ・ Efficiency (iron loss reduction / inverter loss reduction) can be advantageous.
[0042]
In addition, since it has a high degree of freedom in selection, such as using (motor + motor) or (generator + generator) as well as using (motor + generator) only with composite current control, When the coaxial multilayer motor 2 is adopted as the drive source of the hybrid vehicle as in the first embodiment, the most effective or efficient combination can be selected from these many options according to the vehicle state. .
[0043]
[Adoption of Ravigneaux type compound planetary gear train]
As in the first embodiment, the hybrid drive system having four elements of the engine, the first motor generator, the second motor generator, and the output member has four rotating members for connecting the four elements. Various planetary gear mechanisms can be employed if any.
[0044]
However, among the many planetary gear mechanisms, a rigid lever model that can easily express the dynamic operation of the planetary gear mechanism can be introduced, and the axial dimension can be shortened to make a compact planetary gear mechanism. The Ravigneaux type compound planetary gear train 3 was adopted because it was possible.
[0045]
That is, the Ravigneaux type compound planetary gear train 3 realizes a combination of four planetary gears (two parallel longitudinal planetary gears and two crossing front and rear planetary gears) while having the width dimension of two planetary gears. Therefore, for example, the axial dimension is greatly reduced as compared with the case where four planetary gears are arranged in the axial direction.
[0046]
[Application to hybrid drive system]
When the coaxial multilayer motor 2 and the Ravigneaux type compound planetary gear train 3 are applied to the hybrid drive system, there are merits listed below.
[0047]
  (i)Since they are coaxial with each other, the output shafts 11 and 12 of the coaxial multilayer motor 2 and the sun gears S1 and S2 of the Ravigneaux type compound planetary gear train 3 can be easily connected by, for example, spline fitting. The combination compatibility is very good, which is extremely advantageous in terms of space, cost and weight.
[0048]
  (ii)When one of the coaxial multilayer motors 2 is used as a discharge (motor) and the other is used as a power generator (generator), it is possible to control the motor current via one inverter 24, and the battery 25 is reduced from being taken out. can do. For example, in the case of the direct power distribution control mode, the carry-out from the battery 25 can theoretically be zero.
[0049]
  (iii)When both the coaxial multilayer motors 2 are used as discharges (motors), the driving range can be widened. In other words, all the areas where the value obtained by multiplying the two motor powers is less than the maximum power value (constant value) can be used as a driveable range, and one motor can be used with a small power and the other motor can be used with a large power. it can.
[0050]
[Features of continuously variable transmission by motor control]
Hybrid drive with engine 1 connected to ring gear R of Ravigneaux type planetary gear train 3, first motor generator MG1 and second motor generator MG2 connected to both sun gears S1, S2, and output gear 4 connected to common carrier C When considering continuously variable transmission by motor control of the system, it has the characteristics listed below.
[0051]
  (i)The motor operating point (the rotational speeds N1, N2 and torques T1, T2 of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2) can be easily calculated by a balance formula.
That is, as described above, the hybrid drive system can be configured with the battery load minimized, so that the positive and negative powers of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are balanced. Further, when the hybrid drive system is represented by a collinear diagram, it is as shown in FIG. 7, and it is necessary to neutralize the lever of this collinear diagram in order to maintain a certain gear ratio.
Therefore, by using the alignment chart of FIG. 7, the balance formulas (1) to (5) are obtained, and the motor operating point (N1, T1, N2, T2) is calculated by solving the balance formula. be able to.
[0052]
  (ii)There are two speed ratios at which the motor power (= motor passing power) becomes “zero”.
In FIG. 9, the reciprocal (1 / i) of the gear ratio is taken on the horizontal axis, and the motor torque T1, T2 when the motor torque, the motor speed, and the motor power are taken on the vertical axis, the motor speeds N1, N2, and the motor Power PMG1, PMG2Each characteristic is shown. This motor power PMG1, PMG2Looking at the characteristics, it is a target characteristic that is folded back at the motor power zero line, such that one is the discharge side and the other is the power generation side, and the motor power zero line is about 0.6, which is the reciprocal of the gear ratio. It intersects with the position of about 1.5. That is, by shifting the gear ratio from low to high, the motor power becomes zero near 1 / speed ratio = about 0.6 and 1 / speed ratio = about 1.5.
[0053]
  (iii)The motor torque increases toward the low side.
[0054]
The electrical lowest side gear ratio is determined by the motor torques T1 and T2. For this reason, at the time of high torque start, an electric low gear ratio, which is determined by limiting the motor torque, is used.
[0055]
  (iv)When the engine 1 is at a low output, the motor torque T1, T2 and the rotational speeds N1, N2 are not restricted on both sides, and the shift range can be very wide.
For example, when the engine speed Ne is 1600 rpm and the engine torque Te is 83.9 Nm, the shift range 5.7 can be obtained.
[0056]
[Motor operating point calculation processing]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the motor operating point calculation process executed by the hybrid controller 26 of the first embodiment. Each step will be described below.
[0057]
In step S1, based on the accelerator opening detection value APS, the vehicle speed detection value Vsp, and the target drive torque map, the target drive torque To~And the process proceeds to step S2. Here, as shown in FIG. 4, the target drive torque map is constant up to a predetermined vehicle speed Vsp, but has a characteristic that decreases as the vehicle speed Vsp increases when the vehicle speed Vsp is exceeded.~And the larger the accelerator opening APS, the larger the target drive torque To~Is given.
[0058]
  In step S2, the output shaft rotational speed No is calculated by the following equation using the vehicle speed detection value Vsp and the conversion coefficient K1, and the process proceeds to step S3.
No = Vsp ・ K1
  In step S3, the target drive torque To determined in step S1~And the target power Po using the following equation using the output shaft rotational speed No calculated in step S2 and the conversion coefficient K2.~And the process proceeds to step S4. Target power Po~Is the engine power target value at 100% mechanical efficiency.
Po~= To~× No ・ K2
  In step S4, target power Po~And the target engine power Pe by the following formula using the mechanical efficiency ηm~And the process proceeds to step S5.
Pe~= Po~× 1 / ηm
  In step S5, the target engine power Pe~And Pe~−iHiOverdrive gear ratio using mapReciprocal ofupper limit(1 /iHi )And the process proceeds to step S6.
[0059]
  Where overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )As shown in FIG. 8, when the maximum overdrive speed ratio at the maximum vehicle speed is i2, and the maximum overdrive speed ratio when the engine is fully open is i0, the speed ratio range from the speed ratio i0 to the speed ratio i2 Overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Set as a variable area.
[0060]
  This is set as a minimum condition to ensure at least the maximum overdrive speed ratio i0 when the engine is fully opened regardless of the magnitude of the engine power. The overdrive gear ratio is limited depending on the engine power.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )Maximum overdrive gear ratio at maximum vehicle speed as much as possibleReciprocal of (1 /i2)Based on the idea of expanding to.
[0061]
  And target engine power Pe~The larger the is, the overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )The low side (gear ratio)Reciprocal of (1 /i0)To the side). For example, as shown in FIG. 5, the target engine power Pe~Overdrive gear ratio in the region of up to 50%Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )The maximum overdrive gear ratio at the maximum vehicle speedReciprocal of (1 /i2)And target engine power Pe~Overdrive gear ratio at 100%Reciprocal ofupper limit(1 /iHi ) The, Equivalent overdrive gear ratio in which motor passing power in direct power distribution control mode is equal to 1.0 gear ratioReciprocal of (1 /i1)And target engine power Pe~In the range of 50% to 100%, the overdrive gear ratio is reduced due to the characteristic that gradually decreases from the gear ratio i2 to the gear ratio i1.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )give.
[0062]
  Figure 5 Overdrive gear ratioReciprocal ofThe upper limit value characteristic is the target engine power Pe~Overdrive gear ratio in the region up to 50%Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) Is given by 2.2 (= 1 / i2) and the target engine power Pe~Overdrive gear ratio in the range of 50% to 100%Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) Is given by the characteristic of gradually decreasing from 2.2 (= 1 / i2) to 1.8 (1 / i1) to the low side.
[0063]
In step S6, the target engine power Pe~Then, using the engine output map by the optimum fuel consumption line, the optimum fuel consumption engine speed Neα is determined, and the process proceeds to step S7. Here, as shown in FIG. 6, the engine output map by the optimum fuel consumption line is created based on fuel consumption data using the engine to be adopted.
[0064]
In step S7, the optimum fuel efficiency engine speed Neα is set to the engine speed Ne, and the target engine power Pe is set.~The engine torque Te is calculated from the ratio of the engine speed Ne and the process proceeds to step S8.
[0065]
In step S8, the motor operating point (N1, T1, N2, T2) is calculated using the following balance equations (1) to (5) when the engine speed Ne and the gear ratio i (= Ne / No) are known. ) And the process proceeds to step S9.
[0066]
Each motor speed N1, N2 is
N1 = Ne + α (Ne−No) (1)
N2 = No-β (Ne-No) ... (2)
It is obtained by. However, No = Ne × (1 / i)
Further, the balance on the alignment chart shown in FIG. 7 can be expressed by the following three equations.
Torque vertical balance
To = T1 + T2 + Te ... (3)
Motor power balance
N1 ・ T1 + N2 ・ T2 = Pb (4)
Balance of lever rotation direction
αT1 + To = (1 + β) T2 (5)
If the battery power Pb in the above equation (4) is set to Pb = 0 and the simultaneous equations of motion are solved,
T1 =-{N2 / (βN1 + (α + 1) N2)} ・ Te ... (6)
T2 = {N1 / (βN1 + (α + 1) N2)} · Te ... (7)
Thus, the motor rotational speeds N1 and N2 can be calculated from the equations (1) and (2), and the motor torques T1 and T2 can be calculated from the equations (6) and (7).
[0067]
  In step S9, the reciprocal of the gear ratio (= No / Ne) is calculated using the engine speed Ne (= Neα) calculated in step S7 and the output shaft speed No calculated in step S2. The reciprocal of this gear ratio is the overdrive gear ratioReciprocalOverdrive shift determined by upper limit determination unit 54RatioReciprocalUpper limit of(1 / iHi) Determine whether or not: And (1 / iHi) ≧ (No / Ne), that is, if it is determined that it is the hatched area of FIG. 5, the process proceeds to step S11. Also, (1 / iHi) <(No / Ne), that is, if it is determined that the area exceeds the hatched area in FIG. 5, the process proceeds to step S10.
[0068]
In step S10, in step S9 (1 / iHi) <(No / Ne) When it is determined, every time it is determined, the optimum fuel efficiency engine speed Neα is increased by a predetermined speed ΔNe (for example, about 50 rpm) to obtain a new engine speed Neα, and step S7 Migrate to
[0069]
In step S11, in step S9 (1 / iHi) ≧ (No / Ne), the motor operating point (N1, T1, N2, T2) calculated in step S8 is determined as the motor operating point used for motor control, and in step S9 (1 / iHi) <(No / Ne), it is determined in step S9 that the motor operating point is calculated using the changed engine speed Neα (1 / iHi) Repeat until it is determined that ≧≧ (No / Ne), and determine the motor operating point (N1, T1, N2, T2).
[0070]
  [Motor control action]
  Overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )At the time of shifting in the lower region, in the flowchart of FIG. 3, the flow proceeds from step S1, step S2, step S3, step S4, step S5, step S6, step S7, step S8, and step S9 in step S9. , (1 / iHi) ≧ (No / Ne) is satisfied, the process proceeds to step S11, and a control command for obtaining the motor operating points (N1, T1, N2, T2) calculated in step S8 is output to the motor controller 23. .
[0071]
  On the other hand, overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi ) YoAt the time of shifting in the high-side region, in step S9 of the flowchart of FIG.Hi) <(No / Ne), the process proceeds to step S10, where the optimum fuel efficiency engine speed Neα is increased by a predetermined speed ΔNe to obtain a new engine speed Neα. Step S7 → Step S8 → Step Proceed to S9. In step S9, (1 / iHi) ≧ (No / Ne) until this condition is satisfied, (1 / iHi) ≧ (No / Ne) is satisfied, the process proceeds to step S11, and a control command for obtaining the latest motor operating point (N1, T1, N2, T2) calculated in step S8 is output to the motor controller 23. Is done.
[0072]
During this motor control, a control command for obtaining the engine speed Ne determined in step S7 is output to the engine controller 21 at the same time.
[0073]
  [Motor power suppression]
  The above “Characteristics of continuously variable transmission by motor control”(iv)As explained in, in this hybrid drive system that can take a wide gear range, there is no overdrive gear ratio in the overdrive gear ratio region.Reciprocal ofIf the motor output is set so as to be balanced with the engine maximum output without determining the upper limit, there is a problem that the required power of the motor increases.
[0074]
  For example, overdrive gear ratioReciprocal ofIf the upper limit of the limit is removed, the overdrive speed ratioReciprocal of(1 / iHi) Can be set to 3.0, for example, (1 / iHi) = 3.0, as shown in FIG. 8, it is necessary to apply a motor having a power about 1.3 times the engine power 1.0.
[0075]
  Also, the overdrive gear ratioReciprocalFor example, the upper limit value(1 /i2)Even if it is limited to 2.2 (constant value), as shown in FIG. 8, it is necessary to apply a motor having a power of about 1/2 with respect to an engine power of 1.0. In either case, the motor is increased in size.
[0076]
  On the other hand, in the first embodiment, the overdrive gear ratio isReciprocal ofAs the upper limit value characteristic, as shown in FIG. 5, the target engine power Pe~Overdrive gear ratio in the region up to 50%Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) Is given by 2.2 (= 1 / i2) and the target engine power Pe~Overdrive gear ratio in the range of 50% to 100%Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) From 2.2 (= 1 / i2) to 1.8 (1 / i1) is gradually reduced to the low side, reducing the required motor power of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2. , The speed change range can be widened.
[0077]
  This point will be described based on the motor power characteristics and engine power characteristics shown in FIG. First, gear ratioReciprocal ofMotor power P when (1 / i) = 1.01.0Is the gear ratioReciprocal of(1 / i1) = 1.8 Motor power P1.8Will be the same. Overdrive gear ratio at maximum vehicle speedReciprocal of (1 /i2)= Motor power P at 2.22.2Is the motor power P1.0About twice as much.
[0078]
  That is, overdrive gear ratioReciprocal ofThe upper limit of(1 /i1)= 1.8 (constant value), about 1/4 of the power (P1.0, P1.8) Motor can be applied. In this case, however, the high side of the shift range is i1 = regardless of the engine power.(1 /1.8)Even if the engine power is in the region of 0.5 or less, the overdrive speed ratio i2 =(1 /2.2)Cannot be used.
[0079]
  But overdrive gear ratioReciprocal ofAs the upper limit value characteristic, as shown in FIG. 5, the target engine power Pe~Overdrive gear ratioReciprocalUpper limit(1 /i2)= 2.2(1 /i1)= If it is given the characteristic of reducing to 1.8, about 1/4 of the power (P1.0, P1.8Even if a small motor with a small size is applied, the motor power can be accommodated and the speed change range can be widened.
[0080]
  Therefore, overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Can be made variable according to the engine power, the frequency of overdriving, which normally results in low fuel consumption, is increased, and even if the accelerator opening is increased, the motor power can be balanced so that the engine 1 will not over-rotate. .
[0081]
[Contrast effect]
A comparison operation with a conventional control device for a hybrid vehicle corresponding to engine control that lowers the engine output when the motor output necessary for the speed change function exceeds the motor capacity will be described.
[0082]
When driving with a hybrid vehicle equipped with a conventional device, control is performed to reduce the engine output every time the motor capacity is exceeded, regardless of the driver's intention that appears in the accelerator operation, etc. Inviting the passengers including the driver to feel uncomfortable. That is, when the driver depresses the accelerator for the purpose of acceleration and the motor capacity is exceeded, the engine output is reduced despite the accelerator depressing operation, and the driver's intention to accelerate is not reflected at all. In particular, when a low-capacity motor is used in order to reduce the size and weight, the frequency at which the motor rated capacity is exceeded, that is, the frequency at which engine output reduction control is performed becomes higher.
[0083]
  On the other hand, the first embodiment apparatus has an overdrive speed ratio.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )Because the motor capacity is made low by motor control (speed ratio control) that makes the motor variable according to the engine power, the gear ratio is shifted to the high side when traveling in the overdrive range, and the overdrive speed ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )The vehicle is kept running, and the engine output does not suddenly decrease as in the prior art, so that the passengers including the driver do not feel uncomfortable.
[0084]
In addition, since the conventional technology performs engine output reduction control with response delay by post-control when the motor output exceeds the motor capacity, avoid motor operation at high loads exceeding the motor capacity limit. The motor life is shortened due to overheating of the motor or the basic performance of the motor is deteriorated.
[0085]
  On the other hand, in the first embodiment, the overdrive speed ratio is set so that the motor output does not exceed the motor rated capacity.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )In other words, because the motor rated capacity is kept low by pre-control before exceeding the motor rated capacity, motor operation at high loads exceeding the motor capacity limit can be avoided, and both motor generators MG1, MG2 The durability and reliability can be ensured.
[0086]
Next, the effect will be described.
In the hybrid vehicle control apparatus of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
[0087]
  (1) The four elements of the engine 1, the first motor generator MG1, the second motor generator MG2, and the output gear 4 are in order of the rotational speeds of the first motor generator MG1, the engine 1, the output gear 4, and the second motor generator MG2. In a hybrid vehicle control device comprising a hybrid drive system having a Ravigneaux type planetary gear train 3 connected in this manner, an engine controller 21, a motor controller 23, and a hybrid controller 26, the target engine power Pe~Target engine power calculation unit 53 for calculating the target engine power Pe~The larger the is, the overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Overdrive gear ratio for motor control to move the motor to the low sideReciprocalAnd the upper limit value determination unit 54, so that both motor generators MG1 and MG2 are secured while ensuring the durability reliability of both motor generators MG1 and MG2 without giving a sense of incongruity due to unintentional reduction in engine output during traveling. Thus, it is possible to achieve both a reduction in the capacity and a wide shift range.
[0088]
  (2) Overdrive gear ratioReciprocalThe upper limit determining unit 54 exceeds the speed ratio range from the speed ratio i0 to the speed ratio i2 when the maximum overdrive speed ratio at the maximum vehicle speed is i2 and the maximum overdrive speed ratio when the engine is fully open is i0. Drive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi)ofBecause it was set as a variable range, the overdrive gear ratio was set regardless of the engine power.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )Can ensure at least the maximum overdrive speed i0 when the engine is fully open and the overdrive speed ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Can be expanded to the maximum overdrive speed ratio i2 at the maximum vehicle speed as long as the engine power permits.
[0089]
  (3) The overdrive speed ratio upper limit value determining unit 54 determines the overdrive speed ratio in the region where the engine power reaches the intermediate value.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )The maximum overdrive gear ratio at the maximum vehicle speedReciprocal of (1 /i2)Overdrive gear ratio at maximum engine powerReciprocal ofupper limit(1 /iHi )The equivalent overdrive gear ratio in which the motor passing power in the direct power distribution control mode is equal to the gear ratio of 1.0.Reciprocal of (1 /i1)Overdrive gear ratio due to the characteristic that the engine power gradually decreases to the low side from the gear ratio i2 to the gear ratio i1 in the range from the intermediate value to the maximum value.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )Therefore, it is possible to increase the frequency of overdrive driving that exhibits good fuel efficiency, and to apply motor generators MG1 and MG2 having a power of about 1/4 with respect to the engine power.
[0090]
  (4) Target engine power Pe based on accelerator opening detection value APS and vehicle speed detection value Vsp~Is provided with a target engine power calculation unit 53 for calculating the overdrive speed ratio.ReciprocalThe upper limit determination unit 54 determines the target engine power Pe~And overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Is set on the map, and the calculated target engine power Pe~And overdrive gear ratio by mapReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Therefore, the calculation burden on the hybrid controller 26 can be reduced.
[0091]
(5) The motor control program determines the target engine power Pe according to the optimal fuel consumption line of the engine output characteristics.~The optimal fuel consumption engine speed Neα is obtained from the optimal fuel efficiency engine speed Neα, and the optimal fuel efficiency engine speed Neα is set as the engine speed Ne, and the target engine power Pe~And an engine torque calculation unit 56 for calculating the engine torque Te from the engine speed Ne, and a motor operation point calculation unit for calculating the motor operation points (N1, T1, N2, T2) by the balance formulas (1) to (5) above. Therefore, the optimal fuel efficiency engine speed Neα is calculated from the optimal fuel efficiency line of the engine output characteristics and the motor operating point (N1, T1, N2, T2) is calculated. Travel can be achieved.
[0092]
  (6) In the motor control program, the reciprocal of the gear ratio (No / Ne) is the overdrive gear ratio.Reciprocal ofupper limitvalue (1 / iHi) In the operating point check unit 58 that determines whether or notHi) <(No / Ne) When it is determined, the engine speed setting changing unit 59 increases the optimum fuel efficiency engine speed Neα by a predetermined speed ΔNe to make a new engine speed Neα every time it is determined. In the operating point confirmation unit 58 (1 / iHi) ≧ (No / Ne), the motor operating point (N1, T1, N2, T2) calculated by the motor operating point calculator 57 is determined as the motor operating point used for motor control. At confirmation unit 58 (1 / iHi) <(No / Ne), the motor operating point is calculated using the changed engine speed Neα (1 / iHi) ≧ (No / Ne) and the motor operating point determination unit 60 that repeats until it is determined,Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )When driving exceeding 1, the overdrive gear ratio is quickly updated by updating the engine speed.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )Below, overdrive gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )It is possible to ensure traveling with a nearby gear ratio.
[0093]
(7) The first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are arranged as a stationary armature around which coils are wound, an outer rotor OR disposed outside the stator S and embedded with permanent magnets, An inner rotor IR arranged inside and having a permanent magnet embedded therein, and an inverter 24 connected to the coil of the stator S and producing a composite current obtained by combining the drive current to the inner rotor IR and the drive current to the outer rotor OR; Since the coaxial multi-layer motor 2 includes the battery 25 connected to the inverter 24, the cost (reducing the number of parts, the inverter current, and the case of providing two independent motor generators each having a rotor and a stator are provided. Reduced rating, reduced magnet), size (miniaturized by coaxial structure, reduced inverter size), efficiency (reduced iron loss, invar) It can be advantageous in terms of loss reduction).
[0094]
(8) The planetary gear mechanism includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear S2 that meshes with the second pinion P2. , A Ravigneaux type planetary gear train 3 having four rotational elements with the ring gear R meshing with the second pinion P2, the ring gear R and the engine output shaft 10 are connected, and the first sun gear S1 and the first motor generator output shaft 11 are connected. , The second sun gear S2 and the second motor generator output shaft 12 are connected, and the output gear 4 (Out) is connected to the common carrier C to constitute a hybrid drive system. In addition, a rigid lever model can be introduced that can easily represent a simple operation, and the axial dimension can be shortened to provide a compact planetary gear mechanism.
[0095]
  (Second embodiment)
  This second embodiment is provided with a motor temperature sensor 29 for detecting the temperatures of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2, and has an overdrive speed ratio.ReciprocalWhen at least one motor temperature TM reaches a high temperature state exceeding the set temperature TMO, the upper limit determination unit 54 sets the target engine power Pe.~Overdrive gear ratioReciprocal ofIn this example, the upper limit value characteristic is shifted to the low gear ratio side as the motor temperature TM increases.
[0096]
  That is, as shown in FIG.ReciprocalThe upper limit determination unit 54 includes an overdrive speed ratio shown in FIG. 5 of the first embodiment.Reciprocal ofThe upper limit value characteristic is a basic characteristic that is used until the motor temperature TM reaches the set temperature TMO. When the motor temperature TM exceeds the set temperature TMO, the target engine power Pe~Overdrive gear ratioReciprocal ofThe overdrive speed ratio is shifted stepwise or steplessly to the lower speed ratio as the motor temperature TM rises.Reciprocal ofupper limit(1 /iHi )To obtain variable characteristics that increase the limit of~−iHiThe map is set. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.
[0097]
Next, the operation will be described.
[0098]
  For example, when the overdrive running state in the capacity limit region of the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2 continues for a long time and the temperature of the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2 rises, the overdrive Gear ratioReciprocal ofupper limit(1 /iHi )Shifts to the low side, and the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2 goes out of the limit region and enters an operating state with a margin, and the temperature drops.
[0099]
  That is, target engine power Pe~Overdrive gear ratioReciprocal ofBy shifting the upper limit value characteristic to the low gear ratio side according to the increase in the motor temperature TM, the temperature increase of the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2 can be prevented. As a result, durability deterioration due to overheating of both motor generators MG1, MG2 can be prevented, and a long motor life can be secured. The other operations of the second embodiment apparatus are the same as those of the first embodiment.
[0100]
Next, the effect will be described.
In the hybrid vehicle control apparatus of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
[0101]
  (9) The motor temperature sensor 29 for detecting the temperature of the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is provided, and the overdrive gear ratio is provided.ReciprocalWhen at least one motor temperature TM reaches a high temperature state exceeding the set temperature TMO, the upper limit determination unit 54 sets the target engine power Pe.~Overdrive gear ratioReciprocal ofSince the upper limit value characteristic is shifted to the low gear ratio side as the motor temperature TM increases, it is possible to prevent the temperature increase of the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2 and to ensure a long motor life. it can.
[0102]
As mentioned above, although the control apparatus of the hybrid vehicle of this invention has been demonstrated based on 1st Example and 2nd Example, about a specific structure, it is not restricted to this 1st Example and 2nd Example. Modifications and additions of the design are permitted without departing from the spirit of the invention according to each claim of the claims.
[0103]
In the first and second embodiments, the first motor generator and the second motor generator are one motor generator in terms of appearance due to the common stator and the two rotors, but two motor generators are functionally achieved. Although an application example of the coaxial multilayer motor 2 has been shown, two independent motor generators may be used.
[0104]
In the first embodiment and the second embodiment, the application example of the Ravigneaux type compound planetary gear train 3 is shown as the planetary gear mechanism, but four elements of the engine, the first motor generator, the second motor generator, and the output member are provided. The coupling is not limited to the Ravigneaux type planetary gear train 3 as long as it is a mechanism constituted by planetary gears having at least four rotating members.
[0105]
In the first embodiment and the second embodiment, an example is shown in which the target engine power calculation unit 53 that calculates the target engine power by calculation based on the accelerator opening and the vehicle speed is used as the engine power detection means. The engine power may be directly detected by the engine, or the engine power may be estimated by estimation calculation using the throttle valve opening and the engine speed.
[0106]
  In the first embodiment and the second embodiment, the overdrive speed ratio as the overdrive speed ratio limiting unitReciprocal ofUpper limit characteristics are given by map, and overdrive gear ratio by map searchReciprocal ofAn example of determining the upper limit value was shown.Reciprocal ofIt may be determined by an arithmetic process using an arithmetic expression corresponding to the upper limit value characteristic.
[0107]
  In the first and second embodiments, the gear ratio calculation valueReciprocal ofOverdriveReciprocal ofIf the gear ratio upper limit is exceeded, the gear ratio calculated value can be changed by changing the engine speed.Reciprocal ofOverdrive gear ratioReciprocal ofAlthough the example below the upper limit was shown, the gear ratio calculation valueReciprocal ofIs overdrive gear ratioReciprocal ofIf the upper limit is exceeded, change the gear ratio to the overdrive gear ratio.Reciprocal ofA limiter process for setting the upper limit value may be performed, and then the motor operating point may be determined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram showing a control apparatus for a hybrid vehicle of a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram of motor control in a direct power distribution control mode in the hybrid controller of the first embodiment device.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a motor operating point calculation process executed by the hybrid controller of the first embodiment apparatus.
FIG. 4 is a target drive torque map used in the first embodiment apparatus.
FIG. 5 is an overdrive speed ratio with respect to a target engine power used in the first embodiment device.ReciprocalIt is an upper limit map figure.
FIG. 6 is an engine output map diagram based on an optimum fuel consumption line used in the first embodiment apparatus.
FIG. 7 is an alignment chart of a hybrid drive system of the first embodiment device.
FIG. 8 shows motor power P when the reciprocal (1 / i) of the gear ratio is plotted on the horizontal axis, the motor torque is plotted on the vertical axis, and the engine speed and engine torque are normalized to “1”.MG1, PMG2It is a figure which shows each characteristic of.
FIG. 9 shows the motor when the reciprocal (1 / i) of the gear ratio is taken on the horizontal axis, the motor torque, the motor speed, and the motor power are taken on the vertical axis, and the engine speed and engine torque are normalized to “1”. Torque T1, T2, motor speed N1, N2 and motor power PMG1, PMG2It is a figure which shows each characteristic of.
FIG. 10 is an overdrive speed ratio with respect to target engine power and motor temperature used in the second embodiment.ReciprocalIt is an upper limit map figure.

Claims (9)

エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータと出力部材との4要素が、第1モータジェネレータ、エンジン、出力部材、第2モータジェネレータの回転速度順になるように連結された遊星歯車機構を有するハイブリッド駆動系と、
前記エンジンの回転数を制御するエンジンコントローラと、
前記第1モータジェネレータと第2モータジェネレータの回転数とトルクをそれぞれ独立に制御するモータコントローラと、
前記エンジンコントローラに対し制御指令を出力するエンジン制御手段と、前記モータコントローラに対し制御指令を出力するモータ制御手段を有するハイブリッドコントローラと、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
エンジンパワーを検出するエンジンパワー検出手段を設け、
前記モータ制御手段は、検出されるエンジンパワーが大きくなるほどオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)をロー側に移動させるモータ制御を行うオーバードライブ変速比制限部を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
A hybrid having a planetary gear mechanism in which four elements of an engine, a first motor generator, a second motor generator, and an output member are connected in order of rotation speed of the first motor generator, the engine, the output member, and the second motor generator. A drive train,
An engine controller for controlling the rotational speed of the engine;
A motor controller for independently controlling the rotation speed and torque of the first motor generator and the second motor generator;
An engine control means for outputting a control command to the engine controller; a hybrid controller having a motor control means for outputting a control command to the motor controller;
In a hybrid vehicle control device comprising:
Engine power detection means for detecting engine power is provided,
The motor control means includes an overdrive speed ratio limiting unit that performs motor control to move the upper limit (1 / i Hi ) of the reciprocal of the overdrive speed ratio to the low side as the detected engine power increases. A control device for a hybrid vehicle.
請求項1に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段のオーバードライブ変速比制限部は、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比をi2とし、エンジン全開時の最大オーバードライブ変速比をi0としたとき、変速比i0から変速比i2までの変速比範囲をオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)の可変領域として設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
The overdrive speed ratio limiting part of the motor control means is set to i2 when the maximum overdrive speed ratio at the maximum vehicle speed is i2, and i0 is the maximum overdrive speed ratio when the engine is fully open. Is set as a variable region of the upper limit (1 / i Hi ) of the reciprocal of the overdrive speed ratio.
請求項1または請求項2の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第1モータジェネレータと第2モータジェネレータの一方を放電とし他方を発電として用い、両者の収支がゼロとなるようにそれぞれの回転数とトルクを決めて制御することをダイレクト配電制御モードと定義したとき、
前記オーバードライブ変速比制限部は、エンジンパワーが中間値までの領域でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)、車両最高車速時の最大オーバードライブ変速比の逆数(1/i2)とし、エンジンパワーが最大値でのオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)を、ダイレクト配電制御モード時のモータ通過パワーが変速比1.0と等しいパワーになる等価オーバードライブ変速比の逆数(1/i1)とし、エンジンパワーが中間値から最大値の領域では、変速比i2から変速比i1まで徐々にロー側に低下する特性によりオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)を与えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the control apparatus of the hybrid vehicle described in any one of Claim 1 or Claim 2,
Using one of the first motor generator and the second motor generator as a discharge and the other as a power generator, the direct power distribution control mode is defined as controlling the rotational speed and torque so that the balance of both is zero. When
The overdrive speed ratio limiting unit is an upper limit (1 / i Hi ) of the reciprocal of the overdrive speed ratio in the region where the engine power is up to an intermediate value, the reciprocal of the maximum overdrive speed ratio at the maximum vehicle speed (1 / i2), the upper limit of the reciprocal of the overdrive gear ratio at the maximum engine power (1 / i Hi ), and the equivalent overdrive speed at which the motor passing power in the direct power distribution control mode is equal to the gear ratio 1.0 The reciprocal of the ratio (1 / i1), and in the region where the engine power is from the intermediate value to the maximum value, the upper limit of the reciprocal of the overdrive speed ratio (1) due to the characteristic that gradually decreases from the speed ratio i2 to the speed ratio i1. / i Hi ), a hybrid vehicle control device.
請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
アクセル開度検出手段と車速検出手段とを設け、
前記エンジンパワー検出手段を、アクセル開度検出値APSと車速検出値Vspに基づいて目標エンジンパワーPeを算出する目標エンジンパワー算出部とし、
前記オーバードライブ変速比制限部は、目標エンジンパワーPeとオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)との関係をマップにて設定し、算出された目標エンジンパワーPeとマップによりオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi)を決めることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the hybrid vehicle control device according to any one of claims 1 to 3,
An accelerator opening detection means and a vehicle speed detection means are provided,
The engine power detection means is a target engine power calculation unit that calculates a target engine power Pe to based on an accelerator opening detection value APS and a vehicle speed detection value Vsp,
Said overdrive gear ratio limit unit, the target engine power Pe ~ Overdrive set by map the relationship between the upper limit value of the reciprocal of the transmission ratio (1 / i Hi), the calculated target engine power Pe ~ a map A hybrid vehicle control device that determines an upper limit (1 / i Hi ) of the reciprocal of the overdrive speed ratio by
請求項4に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、
エンジン出力特性の最適燃費線により目標エンジンパワーPeから最適燃費エンジン回転数Neαを求める最適燃費エンジン回転数決定部と、
最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、目標エンジンパワーPeとエンジン回転数NeによりエンジントルクTeを求めるエンジントルク算出部と、
エンジン回転数Ne、変速比i(=Ne/No)を既知とした場合、
N1=Ne+α(Ne−No) …(1)
N2=No−β(Ne−No) …(2)
To=T1+T2+Te …(3)
N1・T1+N2・T2=0 …(4)
αT1+To=(1+β)T2 …(5)
但し、N1,T1:第1モータジェネレータの回転数とトルク
N2,T2:第2モータジェネレータの回転数とトルク
α,β:遊星歯車の歯数比
であらわされる(1)〜(5)の式によりモータ動作点(N1,T1,N2,T2)を算出するモータ動作点算出部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the hybrid vehicle control device according to claim 4,
The motor control means includes
And the optimal fuel consumption engine speed determination section for determining an optimum fuel consumption engine speed Neα from the target engine power Pe ~ by the optimum fuel consumption line of engine output characteristics,
An engine torque calculation unit for determining the engine torque Te from the target engine power Pe to the engine speed Ne, with the optimum fuel efficiency engine speed Neα as the engine speed Ne;
When the engine speed Ne and the gear ratio i (= Ne / No) are known,
N1 = Ne + α (Ne−No) (1)
N2 = No-β (Ne-No) (2)
To = T1 + T2 + Te (3)
N1 ・ T1 + N2 ・ T2 = 0 (4)
αT1 + To = (1 + β) T2 (5)
N1, T1: Number of rotations and torque of the first motor generator
N2, T2: Number of rotations and torque of the second motor generator α, β: Calculate the motor operating point (N1, T1, N2, T2) by the formulas (1) to (5) expressed by the gear ratio of the planetary gear A motor operating point calculation unit,
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
請求項5に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ制御手段は、
最適燃費エンジン回転数Neαをエンジン回転数Neとし、エンジン回転数Neと出力軸回転数Noとから算出される変速比の逆数(=No/Ne)がオーバードライブ変速比制限部で決められたオーバードライブ変速比の逆数の上限値(1/iHi) 以下であるか否かを判断する動作点確認部と、
前記動作点確認部にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、判断される毎に最適燃費エンジン回転数Neαを所定回転数△Neだけ増加させて新たなエンジン回転数Neαとするエンジン回転数設定変更部と、
前記動作点確認部にて(1/iHi)≧(No/Ne)と判断された場合、モータ動作点算出部にて算出されたモータ動作点(N1,T1,N2,T2)をモータ制御に用いるモータ動作点として決定し、動作点確認部にて(1/iHi)<(No/Ne)と判断された場合、変更された最適燃費エンジン回転数Neαを用いたモータ動作点の算出を(1/iHi)≧(No/Ne)と判断されるまで繰り返すモータ動作点決定部と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the hybrid vehicle control device according to claim 5,
The motor control means includes
The optimal fuel efficiency engine speed Neα is the engine speed Ne, and the overdrive speed ratio limiter determines the reciprocal of the gear ratio calculated from the engine speed Ne and the output shaft speed No (= No / Ne). An operating point check unit that determines whether or not the reciprocal of the drive gear ratio is less than or equal to an upper limit (1 / i Hi );
When it is determined by the operating point confirmation unit that (1 / i Hi ) <(No / Ne), every time it is determined, the optimum fuel efficiency engine rotational speed Neα is increased by a predetermined rotational speed ΔNe and a new engine speed is increased. An engine speed setting change unit with a number Neα,
If (1 / i Hi ) ≥ (No / Ne) is determined by the operating point confirmation unit, the motor operating point (N1, T1, N2, T2) calculated by the motor operating point calculation unit is controlled by the motor. When the operating point confirmation unit determines that (1 / i Hi ) <(No / Ne), the motor operating point is calculated using the changed optimal fuel efficiency engine speed Neα. Motor operating point determination unit that repeats until it is determined that (1 / i Hi ) ≧ (No / Ne),
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第1モータジェネレータと第2モータジェネレータは、コイルを巻いた固定電機子としてのステータと、ステータの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータと、ステータの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータと、ステータのコイルに接続され、インナーロータへの駆動電流とアウターロータへの駆動電流とを複合させた複合電流を作り出すインバータと、該インバータに接続されたバッテリと、を備えた同軸多層モータであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the control apparatus of the hybrid vehicle described in any one of Claims 1 thru | or 6,
The first motor generator and the second motor generator are a stator as a fixed armature wound with a coil, an outer rotor disposed outside the stator and having a permanent magnet embedded therein, and disposed inside the stator. An embedded inner rotor, an inverter connected to a stator coil and generating a composite current obtained by combining a drive current to the inner rotor and a drive current to the outer rotor, and a battery connected to the inverter A control apparatus for a hybrid vehicle, characterized by being a coaxial multilayer motor.
請求項1ないし請求項7の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド駆動系の遊星歯車機構を、互いに噛み合う第1ピニオンと第2ピニオンを支持する共通キャリヤと、第1ピニオンに噛み合う第1サンギヤと、第2ピニオンに噛み合う第2サンギヤと、第2ピニオンに噛み合うリングギヤとの4つの回転要素を有するラビニョウ型複合遊星歯車列とし、
前記ハイブリッド駆動系は、前記リングギヤとエンジン出力軸を連結し、前記第1サンギヤと第1モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記第2サンギヤと第2モータジェネレータ出力軸とを連結し、前記共通キャリヤに出力部材を連結することにより構成したことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the control apparatus of the hybrid vehicle described in any one of Claims 1 thru | or 7,
The planetary gear mechanism of the hybrid drive system includes a common carrier that supports the first pinion and the second pinion that mesh with each other, a first sun gear that meshes with the first pinion, a second sun gear that meshes with the second pinion, and a second pinion. A Ravigneaux type compound planetary gear train having four rotating elements with meshing ring gears,
The hybrid drive system connects the ring gear and the engine output shaft, connects the first sun gear and the first motor generator output shaft, connects the second sun gear and the second motor generator output shaft, and A hybrid vehicle control device comprising an output member coupled to a carrier.
請求項1ないし請求項8の何れか1項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記第1モータジェネレータと第2モータジェネレータの温度を検出するモータ温度検出手段を設け、
前記オーバードライブ変速比制限部は、少なくとも一方のモータ温度が設定温度を超える高温状態になると、エンジンパワーに対するオーバードライブ変速比の逆数の上限値を、モータ温度の上昇に応じて変速比ロー側に移行させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
In the control apparatus of the hybrid vehicle described in any one of Claims 1 thru | or 8,
Motor temperature detecting means for detecting temperatures of the first motor generator and the second motor generator is provided;
The overdrive speed ratio limiting unit increases the upper limit value of the reciprocal of the overdrive speed ratio with respect to engine power to a low speed ratio as the motor temperature increases when at least one motor temperature exceeds a set temperature. A control apparatus for a hybrid vehicle, characterized by being shifted.
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