JP4786553B2 - Rotational speed prediction apparatus, prediction method, program for realizing the method, and recording medium recording the program - Google Patents
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Description
本発明は、回転数の予測装置、予測方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、エンジンおよび回転電機を動力源として有するとともに、変速機構を有するパワートレーンにおいて回転数を予測する技術に関する。 The present invention relates to a rotation speed prediction device, a prediction method, a program for realizing the method, and a recording medium on which the program is recorded, and in particular, rotates in a power train having an engine and a rotating electrical machine as a power source and a speed change mechanism. It relates to a technique for predicting numbers.
従来より、内燃機関および回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じて内燃機関および回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主に内燃機関を用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機を用いて無段変速機として機能する差動機構を備えたものがある。 Conventionally, hybrid vehicles having an internal combustion engine and a rotating electric machine as drive sources are known. In such a hybrid vehicle, an internal combustion engine and a rotating electric machine are selectively used according to the traveling state of the vehicle. For example, the vehicle travels mainly using an internal combustion engine when traveling at a high speed, and travels mainly using a rotating electrical machine when traveling at a medium or low speed. One of such hybrid vehicles includes a differential mechanism that functions as a continuously variable transmission using a rotating electric machine.
特開2005−337491号公報(特許文献1)は、エンジンに連結された第1要素、第1電動機(回転電機)に連結された第2要素、および第2電動機に連結された第3要素から構成される差動機構を有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、無段変速部と車輪との間に設けられた変速部(変速機構)とを備えた車両用駆動装置の制御装置を開示する。特許文献1に記載の制御装置は、変速部の変速の際には、無段変速部と変速部とで形成される変速比を連続させるように、変速に同期して無段変速部の変速を実行する無段変速制御部を含む。
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-337491 (Patent Document 1) includes a first element coupled to an engine, a second element coupled to a first electric motor (rotating electric machine), and a third element coupled to a second electric motor. A vehicle comprising: a continuously variable transmission having a differential mechanism configured to function as an electric continuously variable transmission; and a transmission (transmission mechanism) provided between the continuously variable transmission and the wheel. A control device for a drive device is disclosed. In the control device described in
この公報に記載の制御装置によれば、無段変速部と変速部とで形成される変速比すなわち無段変速部の変速比と変速部の変速比とに基づいて形成される変速比である総合変速比が連続的に変化される。これにより、変速部の変速前後でエンジン回転速度(回転数)を連続的に変化させて変速ショックが低減される。
ところで、特開2005−337491号公報に記載の車両用駆動装置のように、変速機構の変速前後でエンジン回転数が連続的に変化するように無段変速部の変速を実行すると、変速機構のアップシフト時において、2つの回転電機のうちの一方の回転電機は回転数が低減されるものの、他方の回転電機の回転数は増加される。このとき、差動機構におけるギヤ比次第で回転数は大きく急増する。しかしながら、たとえばセンサなどにより回転数を検出する際には、検出遅れが生じる。そのため、実際の回転数と検出される回転数とが大きくことなる場合がある。特開2005−337491号公報には、このような課題に関する記載は何等ない。 By the way, as in the vehicle drive device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337491, when shifting of the continuously variable transmission unit is performed so that the engine speed continuously changes before and after shifting of the transmission mechanism, At the time of upshifting, the rotational speed of one of the two rotating electrical machines is reduced, but the rotational speed of the other rotating electrical machine is increased. At this time, the rotational speed increases greatly depending on the gear ratio in the differential mechanism. However, for example, a detection delay occurs when the rotational speed is detected by a sensor or the like. For this reason, the actual rotational speed and the detected rotational speed may differ greatly. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337491 has no description regarding such a problem.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転電機の回転数を精度よく把握することができる回転数の予測装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotation speed prediction device that can accurately determine the rotation speed of a rotating electrical machine.
第1の発明に係る回転数の予測装置は、第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素およびエンジンに連結される第3の回転要素を有する差動機構と、第2の回転要素に連結され、第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンにおける回転数の予測装置である。この予測装置は、第2の回転電機の回転数を検出するための手段と、エンジンの回転数の目標値および第2の回転電機の回転数に基づいて、第1の回転電機の回転数を予測するため予測手段とを含む。第3の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第1の発明に係るパワートレーンの予測装置と同様の要件を備える。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotation speed predicting apparatus including a first rotating element coupled to a first rotating electric machine, a second rotating element coupled to a second rotating electric machine, and a third rotating element coupled to an engine. This is a device for predicting the number of revolutions in a power train, comprising: a differential mechanism having a rotating element; and a transmission mechanism coupled to the second rotating element and transmitting a torque input from the second rotating element to the wheels. The predicting device determines the rotation speed of the first rotating electric machine based on the means for detecting the rotation speed of the second rotating electric machine, the target value of the engine speed and the rotation speed of the second rotating electric machine. Prediction means for prediction. The power train control method according to the third invention has the same requirements as the power train prediction apparatus according to the first invention.
第1または第3の発明によると、パワートレーンは、第1の回転電機に連結される第1の回転要素、第2の回転電機に連結される第2の回転要素およびエンジンに連結される第3の回転要素を有する差動機構と、第2の回転要素に連結され、第2の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを有する。このパワートレーンにおける第2の回転電機の回転数が検出される。第1の回転電機、第2の回転電機およびエンジンは、差動機構を介して連結されるため、第1の回転電機の回転数は、第2の回転電機の回転数およびエンジンの回転数により定まる。第1の回転電機の将来の回転数を予測するために、第2の回転電機の回転数に加えて、将来のエンジンの回転数である目標値に基づいて、第1の回転電機の回転数が予測される。これにより、第1の回転電機の回転数が急増に対してセンサを用いた検出結果が追従できない場合であっても、第1の回転電機の回転数を把握することができる。そのため、回転電機の回転数を精度よく把握することができる回転数の予測装置または予測方法を提供することができる。 According to the first or third aspect of the invention, the power train includes the first rotating element connected to the first rotating electric machine, the second rotating element connected to the second rotating electric machine, and the first rotating element connected to the engine. A differential mechanism having three rotating elements, and a transmission mechanism connected to the second rotating element and transmitting torque input from the second rotating element to the wheels. The rotational speed of the second rotating electrical machine in this power train is detected. Since the first rotating electrical machine, the second rotating electrical machine, and the engine are coupled via a differential mechanism, the rotational speed of the first rotating electrical machine depends on the rotational speed of the second rotating electrical machine and the rotational speed of the engine. Determined. In order to predict the future rotational speed of the first rotating electrical machine, in addition to the rotational speed of the second rotating electrical machine, the rotational speed of the first rotating electrical machine is based on a target value that is the rotational speed of the future engine. Is predicted. Thereby, even if it is a case where the detection result using a sensor cannot follow the number of rotations of the 1st rotation electrical machinery rapidly, the number of rotations of the 1st rotation electrical machinery can be grasped. Therefore, it is possible to provide a rotation speed prediction device or a prediction method that can accurately grasp the rotation speed of the rotating electrical machine.
第2の発明に係る回転数の予測装置においては、第1の発明の構成に加え、第1の回転要素はサンギヤである。第2の回転要素はリングギヤである。第3の回転要素はキャリアである。予測装置は、第1の回転電機の回転数を検出するための手段をさらに含む。予測手段は、検出された第1の回転電機の回転数に、予め定められた第1の値および目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第2の値および第2の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、第1の回転電機の回転数を予測するための手段を含む。第4の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第2の発明に係るパワートレーンの予測装置と同様の要件を備える。 In the rotation speed prediction device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the first rotation element is a sun gear. The second rotating element is a ring gear. The third rotating element is a carrier. The prediction device further includes means for detecting the rotation speed of the first rotating electrical machine. The predicting means calculates a predetermined second value and a second value from a value obtained by adding a product of a predetermined first value and a differential value of the target value to the detected rotation speed of the first rotating electrical machine. Means for predicting the rotational speed of the first rotating electrical machine by reducing the product of the differential value of the rotational speed of the rotating electrical machine. The power train control method according to the fourth invention has the same requirements as those of the power train prediction apparatus according to the second invention.
第2または第4の発明によると、第1の回転要素はサンギヤである。第2の回転要素はリングギヤである。第3の回転要素はキャリアである。第1の回転電機の回転数がさらに検出される。サンギヤに連結される第1の回転要素の回転数は、リングギヤに連結される第2の回転要素の回転数が増加すると低減されるとともに、キャリアに連結されるエンジンの回転数が増加すると増加する。そこで、検出された第1の回転電機の回転数に、予め定められた第1の値および目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第2の値および第2の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、第1の回転電機の回転数が予測される。これにより、回転電機の回転数を精度よく把握することができる。 According to the second or fourth invention, the first rotating element is a sun gear. The second rotating element is a ring gear. The third rotating element is a carrier. The rotation speed of the first rotating electrical machine is further detected. The rotation speed of the first rotation element connected to the sun gear is reduced when the rotation speed of the second rotation element connected to the ring gear is increased, and is increased when the rotation speed of the engine connected to the carrier is increased. . Therefore, a predetermined second value and second rotation are obtained from a value obtained by adding the product of the predetermined first value and the differential value of the target value to the detected rotation speed of the first rotating electrical machine. The product of the differential value of the rotational speed of the electrical machine is subtracted to predict the rotational speed of the first rotating electrical machine. Thereby, the rotation speed of a rotary electric machine can be grasped | ascertained accurately.
第5の発明に係るプログラムは、第3または4の発明に係る回転数の予測方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第6の発明に係る記録媒体は、第3または4の発明に係る回転数の予測方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 A program according to a fifth invention is a program for causing a computer to realize the rotation speed prediction method according to the third or fourth invention, and a recording medium according to the sixth invention relates to the third or fourth invention. A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to realize a method for predicting a rotational speed.
第5または第6の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第3または4の発明に係る回転数の予測方法を実現することができる。 According to the fifth or sixth invention, the rotational speed prediction method according to the third or fourth invention can be realized using a computer (which may be general purpose or dedicated).
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る予測装置を搭載したハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、FR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよい。 With reference to FIG. 1, a hybrid vehicle equipped with a prediction device according to an embodiment of the present invention will be described. This hybrid vehicle is an FR (Front engine Rear drive) vehicle. A vehicle other than FR may be used.
ハイブリッド車は、エンジン100と、トランスミッション200と、プロペラシャフト500と、デファレンシャルギヤ600と、後輪700とを含む。このハイブリッド車のパワートレーン800は、エンジン100と、トランスミッション200とを含む。
The hybrid vehicle includes an
本実施の形態に係る予測装置は、たとえばHV(Hybrid Vehicle)_ECU(Electronic Control Unit)1400のROM(Read Only Memory)1410に記録されたプログラムを実行することにより実現される。 The prediction apparatus according to the present embodiment is realized, for example, by executing a program recorded in ROM (Read Only Memory) 1410 of HV (Hybrid Vehicle) _ECU (Electronic Control Unit) 1400.
エンジン100は、インジェクタ102から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
トランスミッション200は、エンジン100に連結される。トランスミッション200は、後述するように、第1変速部300と、第2変速部400とを含む。トランスミッション200から出力されたトルクは、プロペラシャフト500およびデファレンシャルギヤ600を介して、左右の後輪700に伝達される。
図2を参照して、トランスミッション200についてさらに説明する。トランスミッション200は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース202内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸204と、この入力軸204に直接もしくはダンパー(図示せず)を介して連結された第1変速部300と、第1変速部300と後輪700との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)206を介して直列に連結される第2変速部400と、第2変速部400に連結されている出力回転部材としての出力軸208とを含む。
The
トランスミッション200はその軸心に対して対称的に構成されているため、図2のトランスミッション200を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施の形態についても同じである。
Since the
第1変速部300は、動力分割機構310と、第1MG(Motor Generator)311と、第2MG312とを含む。第1変速部300は、さらに、C0クラッチ314およびB0ブレーキ316の二つの摩擦係合要素を含む。
動力分割機構310は、入力軸204に入力されたエンジン100の出力を第1MG311および伝達部材206に分割する。動力分割機構310は、プラネタリギヤ320から構成される。
Power split
プラネタリギヤ320は、サンギヤ322、ピニオンギヤ324、ピニオンギヤ324を自転および公転可能に支持するキャリア326、ピニオンギヤ324を介してサンギヤ322と噛み合うリングギヤ328を含む。
動力分割機構310において、キャリア326は入力軸204すなわちエンジン100に連結される。サンギヤ322は第1MG311に連結される。リングギヤ328は伝達部材206を介して第2MG312に連結される。
In
動力分割機構310は、サンギヤ322、キャリア326、リングギヤ328が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構310の差動機能により、エンジン100の出力が第1MG311と伝達部材206とに分配される。
Power split
分配されたエンジン100の出力の一部を用いて第1MG311が発電したり、第1MG311が発電した電力を用いて第2MG312が回転駆動したりすることにより、動力分割機構310は、無段変速機として機能する。
The
第1MG311および第2MG312は、三相交流回転電機である。第1MG311は、動力分割機構310のサンギヤ322に連結される。第2MG312は、ロータが伝達部材206と一体的に回転するように設けられる。
C0クラッチ314は、サンギヤ322とキャリア326とを連結するように設けられる。B0ブレーキ316は、サンギヤ322をケース202に連結するように設けられる。
The
図3に示すように、サンギヤ322、キャリア326およびリングギヤ328の回転数、すなわち、第1MG311、エンジン100および第2MG312の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
As shown in FIG. 3, the rotational speeds of
図3において一点鎖線で示すように、エンジン100の回転数が変化せずに、第2MG312の回転数がΔN(1)だけ増加すると、第1MG311の回転数は、1/ρ×ΔN(1)だけ減少する。ρは、動力分割機構310におけるサンギヤ322の歯数とリングギヤ328の歯数との比(サンギヤ322の歯数/リングギヤ328の歯数)である。
As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3, if the rotation speed of
図3において二点鎖線で示すように、第2MG312の回転数が変化せずに、エンジン100の回転数がΔN(2)だけ増加すると、第1MG311の回転数は、(1+ρ)/ρ×ΔN(2)だけ増加する。
As indicated by a two-dot chain line in FIG. 3, when the rotation speed of
図2に戻って、第2変速部400は、シングルピニオン型の3つのプラネタリギヤ411〜413と、C1クラッチ421、C2クラッチ422、B1ブレーキ431、B2ブレーキ432およびB3ブレーキ433の5つの摩擦係合要素を含む。
Returning to FIG. 2, the
第1変速部300および第2変速部400の摩擦係合要素を図4に示す作動表に示す組み合わせで係合することにより、トランスミッション200において、1速ギヤ段〜5速ギヤ段の5つの前進ギヤ段が形成される。
By engaging the friction engagement elements of the
C0クラッチ314およびB0ブレーキ316が解放状態である場合、サンギヤ322、キャリア326およびリングギヤ328の相対的な回転が許容される。この状態では、動力分割機構310は無段変速機として機能する。すなわち、トランスミッション200が無段変速状態になる。
When the
C0クラッチ314が係合状態である場合、サンギヤ322、キャリア326およびリングギヤ328の相対的な回転が禁止される。この状態では、動力分割機構310は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション200においてステップ的に変速比が変化する有段変速状態になる。
When the
B0ブレーキ316が係合状態である場合、サンギヤ322がケース202に固定される。この状態では、動力分割機構310は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション200が有段変速状態になる。
When the
トランスミッション200における変速(無段変速状態と有段変速状態との切換えを含む)は、たとえば図5に示す変速線図に基づいて制御される。本実施の形態における変速線図は、アクセル開度および車速などから算出される目標出力トルクと、車速とをパラメータとして定められる。なお、変速線図のパラメータはこれらに限らない。 Shifting in the transmission 200 (including switching between a continuously variable transmission state and a stepped transmission state) is controlled based on, for example, a shift diagram shown in FIG. The shift map in the present embodiment is determined by using the target output torque calculated from the accelerator opening and the vehicle speed, and the vehicle speed as parameters. Note that the parameters of the shift map are not limited to these.
図5における実線がアップシフト線であって、破線がダウンシフト線である。図5において太い実線で囲まれる領域は、エンジン100の駆動力を用いずに、第2MG312の駆動力のみを用いて走行する領域を示す。図5における一点鎖線は、無段変速状態から有段変速状態に切換える切換線である。図5における二点鎖線は、有段変速状態から無段変速状態に切換える切換線である。
A solid line in FIG. 5 is an upshift line, and a broken line is a downshift line. In FIG. 5, a region surrounded by a thick solid line indicates a region where the
変速を行なう際、C0クラッチ314、B0ブレーキ316、C1クラッチ421、C2クラッチ422、B1ブレーキ431、B2ブレーキ432およびB3ブレーキ433は、油圧により作動する。本実施の形態において、ハイブリッド車には、図6に示すように、各摩擦係合要素に対して油圧を給排してその係合・解放の制御を行なう油圧制御装置900が設けられる。
When shifting, the C0 clutch 314, the
この油圧制御装置900は、機械式オイルポンプ910と電動オイルポンプ920と、これらのオイルポンプ910,920で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を各摩擦係合要素に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路930とを含む。
The
機械式オイルポンプ910は、エンジン100によって駆動されて油圧を発生するポンプである。機械式オイルポンプ910は、キャリア326と同軸上に配置され、エンジン100からトルクを受けて動作するようになっている。すなわち、キャリア326が回転することにより機械式オイルポンプ910が駆動せしめられて、油圧が発生する。
これに対して電動オイルポンプ920は、モータ(図示せず)によって駆動されるポンプである。電動オイルポンプ920は、ケース202の外部などの適宜の箇所に取り付けられる。電動オイルポンプ920は、所望の油圧を発生するように、ECU800により制御される。たとえば、電動オイルポンプ920の回転数等がフィードバック制御される。
On the other hand, the
電動オイルポンプ920は、DC/DCコンバータ940を介してバッテリ942から供給される電力により作動する。バッテリ942の電力は、電動オイルポンプ920の他、第1MG311および第2MG312に供給される。
The
油圧回路930は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ(それぞれ図示せず)を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、ECU800により行なわれる。
The
なお、各オイルポンプ910,920の吐出側には、それぞれのオイルポンプ910,920の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁912,922が設けられ、かつ油圧回路930に対してこれらのオイルポンプ910,920は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ(図示せず)は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
In addition,
図1に戻って、ハイブリッド車は、さらに、エンジン100を制御するエンジンECU1000と、バッテリ942の充放電状態(たとえば、SOC(State Of Charge))を管理制御するバッテリECU1100と、ハイブリッド車の状態に応じて第1MG311、第2MG312およびバッテリECU1100などを制御するMG_ECU1200と、トランスミッション200の第2変速部400における変速制御を行なうECT(Electronic Controlled Transmission)_ECU1300と、これらのECUなどを相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU1400とを含む。
Returning to FIG. 1, the hybrid vehicle further changes to an
エンジンECU1000には、スロットル開度センサ1002、エンジン回転数センサ1004、水温センサ1006などが接続される。スロットル開度センサ1002は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブの開度を検出し、検出結果を表す信号をエンジンECU1000に送信する。
The
エンジン回転数センサ1004は、エンジン100の出力軸(クランクシャフト)の回転数を検出し、検出結果を表す信号をエンジンECU1000に送信する。水温センサ1006は、エンジン100の冷却水の温度(水温)を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンECU1000に送信する。
Engine
スロットル開度センサ1002、エンジン回転数センサ1004、水温センサ1006などからエンジンECU1000に送信された信号は、さらに、HV_ECU1400に送信される。
Signals transmitted from the
エンジンECU1000は、エンジン100の出力の要求値を満たし得るエンジン回転数の目標値を設定する。エンジン100の出力の要求値は、HV_ECU1400から送信される。エンジンECU1000は、エンジン100の出力の要求値を満たし得るエンジン回転数のうち、燃費などを考慮して最適な回転数を目標値に設定する。エンジンECU1000は、エンジン回転数が設定された目標値になるようにエンジン100を制御する。設定された目標値は、HV_ECU1400に送信される。
バッテリECU1100には、温度センサ1102、電流センサ1104、電圧センサ1106などが接続される。温度センサ1102は、バッテリ942の温度を検出し、検出結果を表す信号をバッテリECU1100に送信する。
The
電流センサ1104は、バッテリ942への充電電流値およびバッテリ942からの放電電流値を検出し、検出結果を表わす信号をバッテリECU1100に送信する。電圧センサ1106は、バッテリ942の電圧値を検出し、検出結果を表わす信号をバッテリECU1100に送信する。
温度センサ1102、電流センサ1104、電圧センサ1106などからバッテリECU1100に送信された信号は、さらに、HV_ECU1400に送信される。バッテリECU1100は、温度センサ1102、電流センサ1104、電圧センサ1106、HV_ECU1400などから送信された信号に基づいて、バッテリ942からの放電電力制限値WOUTおよびバッテリ942への充電電力制限値WINなどを設定する。
Signals transmitted from the
設定された放電電力制限値WOUTおよび充電電力制限値WINは、HV_ECU1400に送信される。バッテリ942からの放電電力値およびバッテリ942への充電電力値は、放電電力制限値WOUTもしくは充電電力制限値WINを超えないように制御される。
The set discharge power limit value WOUT and charge power limit value WIN are transmitted to
MG_ECU1200には、第1MG回転数センサ1201、第2MG回転数センサ1202などが接続される。第1MG回転数センサ1201は、第1MG311の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をMG_ECU1200に送信する。第2MG回転数センサ1202は、第2MG312の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をMG_ECU1200に送信する。
The
第1MG回転数センサ1201、第2MG回転数センサ1202などからMG_ECU1200に送信された信号は、さらに、HV_ECU1400に送信される。MG_ECU1200は、第1MG311および第2MG312の出力の要求値を満たすように、第1MG311および第2MG312を制御する。第1MG311および第2MG312の出力の要求値は、HV_ECU1400から送信される。
Signals transmitted from
ECT_ECU1300には、入力軸回転数センサ1302、出力軸回転数センサ1304、油温センサ1306などが接続される。入力軸回転数センサ1302は、第2変速部400の入力軸回転数NIを検出し、検出結果を表す信号をECT_ECU1300に送信する。
The
出力軸回転数センサ1304は、トランスミッション200(第2変速部400)の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表す信号をECT_ECU1300に送信する。油温センサ1306は、トランスミッション200の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表す信号をECT_ECU1300に送信する。
The output shaft
入力軸回転数センサ1302、出力軸回転数センサ1304、油温センサ1306などからECT_ECU1300に送信された信号は、さらに、HV_ECU1400に送信される。
Signals transmitted from the input shaft
本実施の形態において、HV_ECU1400は、エンジンECU1000、バッテリECU1100、MG_ECU1200、ECT_ECU1300などから送信された信号に基づいて、エンジン100の出力の要求値、第1MG311の出力の要求値および第2MG312の出力の要求値などを設定する。
In the present embodiment,
エンジン100の出力の要求値、第1MG311の出力の要求値および第2MG312の出力の要求値は、たとえばアクセル開度に基づいて定められるハイブリッド車全体としての出力の要求値を満たすように設定される。
The required output value of
ところで、第1MG311もしくは第2MG312からの駆動力を用いた走行制御は、バッテリ942の放電電力値、すなわち第1MG311が消費する電力値および第2MG312が消費する電力値の和が、放電電力制限値WOUTを超えないことを条件として行なわれる。
By the way, in the travel control using the driving force from the
第1MG311が消費する電力値は、第1MG311への指令トルク(出力トルクの目標値)と第1MG311の回転数などから算出される。同様に、第2MG312が消費する電力値は、第2MG312への指令トルクと第2MG312の回転数などから算出される。したがって、バッテリ942が過放電しないようにするためには、HV_ECU1400において、第1MG311および第2MGの回転数を精度よく把握しておくことが必要である。
The power value consumed by
図7を参照して、本実施の形態に係る予測装置であるHV_ECU1400の機能について説明する。なお、以下に説明するECU800の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
With reference to FIG. 7, the function of
HV_ECU1400は、第1検出部1401と、第2検出部1402と、第3検出部1403と、予測部1404とを含む。第1検出部1401は、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第1MG311の回転数を検出する。同様に、第2検出部1402は、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第2MG312の回転数を検出する。
The
第3検出部1403は、エンジンECU1000から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値を検出する。予測部1404は、第1MG311の回転数、第2MG312の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、第1MG311の回転数を予測する。
検出された第1MG311の回転数をNM(1)と、第2MG312の回転数の微分値をdNM(2)と、エンジン回転数の目標値の微分値をdNETと、予測される第1MG311の回転数をNMPとおくと、NMPは、下記の式(1)により算出される。
The detected rotation speed of the
NMP=NM(1)+(1+ρ)/ρ×dNET−1/ρ×dNM(2)・・・(1)
すなわち、検出された第1MG311の回転数に、(1+ρ)/ρとエンジン回転数の目標値の微分値との積を加えた値から、1/ρと第2MG312の回転数の微分値との積を減じて、第1MG311の回転数が予測される。
NMP = NM (1) + (1 + ρ) / ρ × dNET−1 / ρ × dNM (2) (1)
That is, from the value obtained by adding the product of (1 + ρ) / ρ and the differential value of the target value of the engine speed to the detected rotational speed of the
図8を参照して、本実施の形態に係る予測装置であるHV_ECU1400が実行するプログラムの制御構造について説明する。
With reference to FIG. 8, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、HV_ECU1400は、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第1MG311の回転数を検出する。S110にて、HV_ECU1400は、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第2MG312の回転数を検出する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S120にて、HV_ECU1400は、エンジンECU1000から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値を検出する。S130にて、HV_ECU1400は、第1MG311の回転数、第2MG312の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、前述した式(1)により第1MG311の回転数を予測する。
In S120,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る予測装置であるHV_ECU1400の動作について説明する。
An operation of
トランスミッション200の第2変速部400においてアップシフトが行なわれると、第2変速部400における変速比がステップ的に小さくなる。そのため、図9に示すように、第2MG312の回転数がステップ的に減少する。このとき、図9に示すように、第1MG311の回転数が大きく急増する。第1MG311の回転数の増加量は、第2MG312の減少量の1/ρ倍である。
When an upshift is performed in the
このような状態においてHV_ECU1400は、MG_ECU1200を介して第1MG回転数センサ1201および第2MG回転数センサ1202から送信された信号により、第1MG311の回転数および第2MG312の回転数を得る。
In such a state, the
そのため、HV_ECU1400が得る第1MG311の回転数および第2MG312の回転数は、HV_ECU1400とMG_ECU1200との間の通信遅れ分だけ古い回転数であるといえる。すなわち、図10に示すように、実際の回転数とHV_ECU1400が得る回転数とが一致していない場合がある。
Therefore, it can be said that the rotation speed of the
前述したように、HV_ECU1400は、第1MG311および第2MG312の回転数を用いて第1MG311および第2MG312が消費する電力値を算出している。算出された電力値が放電電力制限値WOUTを超えないことを条件として第1MG311もしくは第2MG312からの駆動力を用いた走行制御が行なわれる。
As described above,
したがって、実際の回転数とHV_ECU1400が得る回転数とが一致していなと、実際に第1MG311および第2MG312において消費される電力値が、HV_ECU1400において算出される電力値よりも大きい場合があり得る。この場合、バッテリ942からの放電が過剰になり得る。そのため、第1MG311および第2MG312の回転数を予測することが必要になる。
Therefore, if the actual rotational speed does not match the rotational speed obtained by
ここで、第2MG312の回転数は、第2MG312の回転数の微分値から予測可能である。しかしながら、第1MG311の回転数は、エンジン100の回転数とともに変動し得るため、第2MG312の回転数の微分値もしくは第1MG311の回転数の微分値のみからでは予測が困難である。
Here, the rotation speed of the
そこで、本実施の形態においては、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第1MG311の回転数が検出される(S100)。また、MG_ECU1200から送信された信号に基づいて、第2MG312の回転数が検出される(S110)。
Therefore, in the present embodiment, the rotation speed of
さらに、エンジンECU1000から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値が検出される(S120)。第1MG311の回転数、第2MG312の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、前述した式(1)により第1MG311の回転数を予測される(S130)。
Further, a target value of the engine speed is detected based on the signal transmitted from engine ECU 1000 (S120). Based on the target value of the rotational speed of the
これにより、第1MG311の回転数の急増に対して第1MG回転数センサ1201を用いた検出結果が追従できない場合であっても、第1MG311の回転数を精度よく把握することができる。
Thereby, even when the detection result using the first MG
以上のように、本実施の形態に係る予測装置であるHV_ECUによれば、検出された第1MGの回転数に、(1+ρ)/ρとエンジン回転数の目標値の微分値との積を加えた値から、1/ρと第2MGの回転数の微分値との積を減じて、第1MGの回転数が予測される。これにより、第1MGの回転数の急増に対して第1MG回転数センサを用いた検出結果が追従できない場合であっても、HV_ECUにおいて第1MGの回転数を精度よく把握することができる。 As described above, according to the HV_ECU that is the prediction device according to the present embodiment, the product of (1 + ρ) / ρ and the differential value of the target value of the engine speed is added to the detected speed of the first MG. By subtracting the product of 1 / ρ and the differential value of the second MG rotational speed from the obtained value, the rotational speed of the first MG is predicted. Thereby, even when the detection result using the first MG rotation speed sensor cannot follow the rapid increase in the rotation speed of the first MG, the HV_ECU can accurately grasp the rotation speed of the first MG.
なお、トランスミッション200において5つの前進ギヤ段を形成可能にする代わりに、1速ギヤ段〜4速ギヤ段の4つの前進ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。4つの前進ギヤ段を形成可能であるようにトランスミッション200を構成する場合、図11に示すように、第2変速部400は、シングルピニオン型の2つのプラネタリギヤ441,442と、C1クラッチ451、C2クラッチ452、B1ブレーキ461およびB2ブレーキ462の4つの摩擦係合要素とを含む。図12に示す作動表に示す組み合わせで摩擦係合要素を係合することにより、1速ギヤ段〜4速ギヤ段の4つの前進ギヤ段が形成される。
In addition, instead of making it possible to form five forward gears in the
また、変速線図において定められる切換線に基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換える代わりに、図13に示すように、エンジン100の出力トルクとエンジン回転数NEとをパラメータに持つマップに基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換えるようにしてもよい。
Further, instead of switching between the continuously variable transmission state and the stepped transmission state based on the switching line defined in the shift diagram, as shown in FIG. 13, the output torque of the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 エンジン、200 トランスミッション、300 第1変速部、310 動力分割機構、311 第1MG、312 第2MG、314 C0クラッチ、316 B0ブレーキ、320 プラネタリギヤ、322 サンギヤ、324 ピニオンギヤ、326 キャリア、328 リングギヤ、400 第2変速部、500 プロペラシャフト、600 デファレンシャルギヤ、700 後輪、800 パワートレーン、1000 エンジンECU、1100 バッテリECU、1200 MG_ECU、1201 第1MG回転数センサ、1202 第2MG回転数センサ、1300 ECT_ECU、1400 HV_ECU、1401 第1検出部、1402 第2検出部、1403 第3検出部、1404 予測部、1410 ROM。
100 Engine, 200 Transmission, 300 1st transmission, 310 Power split mechanism, 311 1st MG, 312 2nd MG, 314 C0 clutch, 316 B0 brake, 320 Planetary gear, 322 Sun gear, 324 Pinion gear, 326 Carrier, 328 Ring gear, 400 1st 2-speed section, 500 propeller shaft, 600 differential gear, 700 rear wheel, 800 power train, 1000 engine ECU, 1100 battery ECU, 1200 MG_ECU, 1201 first MG speed sensor, 1202 second MG speed sensor, 1300 ECT_ECU, 1400
Claims (6)
前記第2の回転電機の回転数を検出するための手段と、
前記エンジンの回転数の目標値および前記第2の回転電機の回転数に基づいて、前記第1の回転電機の回転数を予測するため予測手段とを含む、回転数の予測装置。 A differential mechanism having a first rotating element coupled to the first rotating electrical machine, a second rotating element coupled to the second rotating electrical machine, and a third rotating element coupled to the engine; A rotation speed prediction device for a power train, comprising: a transmission mechanism coupled to the rotation element of the second transmission element, and a transmission mechanism that transmits torque input from the second rotation element to the wheels,
Means for detecting the rotational speed of the second rotating electrical machine;
A rotation speed prediction device comprising: a predicting unit for predicting the rotation speed of the first rotating electric machine based on a target value of the engine rotation speed and the rotation speed of the second rotating electric machine.
前記第2の回転要素はリングギヤであって、
前記第3の回転要素はキャリアであって、
前記予測装置は、前記第1の回転電機の回転数を検出するための手段をさらに含み、
前記予測手段は、検出された前記第1の回転電機の回転数に、予め定められた第1の値および前記目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第2の値および前記第2の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、前記第1の回転電機の回転数を予測するための手段を含む、請求項1に記載の回転数の予測装置。 The first rotating element is a sun gear;
The second rotating element is a ring gear;
The third rotating element is a carrier;
The prediction device further includes means for detecting the number of rotations of the first rotating electrical machine,
The predicting means has a predetermined second value from a value obtained by adding a product of a predetermined first value and a differential value of the target value to the detected rotation speed of the first rotating electrical machine. The rotation speed prediction device according to claim 1, further comprising means for subtracting a product of a differential value of the rotation speed of the second rotating electrical machine to predict the rotation speed of the first rotating electrical machine.
前記第2の回転電機の回転数を検出するステップと、
前記エンジンの回転数の目標値および前記第2の回転電機の回転数に基づいて、前記第1の回転電機の回転数を予測するステップとを含む、回転数の予測方法。 A differential mechanism having a first rotating element coupled to the first rotating electrical machine, a second rotating element coupled to the second rotating electrical machine, and a third rotating element coupled to the engine; And a speed change mechanism for transmitting a torque input from the second rotating element to a wheel, and a method for predicting the number of revolutions in a power train,
Detecting the rotational speed of the second rotating electrical machine;
Based on the number of rotations of the target value and the second rotating electric machine of said engine, said first comprises first the step of predicting the rotational speed of the rotary electric machine, the prediction method of the rotational speed.
前記第2の回転要素はリングギヤであって、
前記第3の回転要素はキャリアであって、
前記予測方法は、前記第1の回転電機の回転数を検出するステップをさらに含み、
前記第1の回転電機の回転数を予測するステップは、検出された前記第1の回転電機の回転数に、予め定められた第1の値および前記目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第2の値および前記第2の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、前記第1の回転電機の回転数を予測するステップを含む、請求項3に記載の回転数の予測方法。 The first rotating element is a sun gear;
The second rotating element is a ring gear;
The third rotating element is a carrier;
The prediction method further includes a step of detecting a rotation speed of the first rotating electrical machine,
The step of predicting the rotational speed of the first rotating electrical machine is a value obtained by adding a product of a predetermined first value and a differential value of the target value to the detected rotational speed of the first rotating electrical machine. And subtracting a product of a second value determined in advance and a differential value of the rotational speed of the second rotating electrical machine to predict the rotational speed of the first rotating electrical machine. method of predicting the number of revolutions.
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