JP5205849B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
また第2発明のモータ制御装置では、要求トルクの経時増加率よりも小さい経時増加率の抑制要求トルクを演算する抑制要求トルク演算手段と、要求トルクと最大トルクとの差が設定値よりも大きいときには、要求トルクと最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとし、要求トルクと最大トルクとの差が設定値以下の場合であって、要求トルクの経時増加率が設定経時増加率以上であるときには、抑制要求トルクと最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとし、要求トルクと最大トルクとの差が設定値以下の場合であって、要求トルクの経時増加率が設定経時増加率より小さいときには、要求トルクと最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとしてモータを制御するモータ制御手段とを設けた。
まず、本発明のモータ制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図1は、実施例1の前輪駆動によるハイブリッド車を示す全体システム図である。実施例1におけるハイブリッド車の駆動系は、図1に示すように、エンジンE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、出力スプロケットOS、動力分割機構TMと、を有する。
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は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ2からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット3により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例1におけるハイブリッド車の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、パワーコントロールユニット3と、バッテリ4と、ブレーキコントローラ5と、統合コントローラ6と、を有して構成されている。
次に、車両モードについて説明する。
図2は、各車両モードの共線図である。実施例1のハイブリッド車での車両モードとしては、図2の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」および「加速モード」を有する。
次に、第2モータジェネレータMG2への指令トルクについて説明する。第2モータジェネレータMG2は、ドライバのアクセル操作、車速、バッテリ4の状態等に応じた要求トルクと、第2モータジェネレータMG2の状態、バッテリ4の状態等に応じた第2モータジェネレータMG2の最大トルクとによって制御される。通常は、要求トルクを指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御するが、最大トルクが要求トルクよりも小さいときには、最大トルクを指令トルクとして第2モータジェネレータMG2の指令トルクを制御する。図3は、統合コントローラ6において行われる第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2、エンジンEへの指令トルクを演算する制御ブロック図である。
第2モータジェネレータMG2への要求トルクと第2モータジェネレータMG2の最大トルクのうち小さい値が、第2モータジェネレータMG2への指令トルクとしてモータコントローラ2に出力される。
次に、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理について説明する。図4は、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS2では、第2モータジェネレータMG2の最大トルクを演算し、ステップS3へ移行する。最大トルクは、バッテリ4のS.O.Cや温度といったバッテリ4の状態、第2モータジェネレータMG2の回転数や温度といった第2モータジェネレータMG2の状態等に応じて演算される。
ステップS4では、算出した第2モータジェネレータMG2の要求トルクと最大トルクとの差が設定値以下であるか否かを判断し、設定値以下であればステップS5へ移行し、設定値より大きければステップS6へ移行する。この設定値は、要求トルクが最大トルクより大きくなる可能性を判断する値であって、計算や実験によって求める。
ステップS6では、要求トルクと最大トルクのうち小さい方を指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御し、リターンへ移行する。
第2モータジェネレータMG2のトルクの上限である最大トルクは、エンジンEの始動時には小さく設定され、また第2モータジェネレータMG2の回転数が大きくなるほど小さく設定される。
図5は、バッテリ4の電力消費について説明する図である。図5に示すように、バッテリ4の電力は、主に第1モータジェネレータMG1によるエンジンEの始動を行うための使われる電力と、第2モータジェネレータMG2による走行のために使われる電力によって消費される。バッテリ4の電力消費量をWb、第1モータジェネレータMG1に供給される電力をW1、第2モータジェネレータMG2に供給される電力をW2とすると、次の式(1)の関係をとなる。
Wb=W1+W2 … (1)
次の式(2)は第2モータジェネレータMG2に供給れる電力W2、第2モータジェネレータMG2の回転数N、最大トルクTmaxの関係を示す式である。
Tmax=W2×60/(2×π×N) … (2)
図7は、実施例1の第2モータジェネレータMG2の回転数、要求トルク、最大トルク、指令トルクの関係を示すタイムチャートである。図7に示すように、時間t2において要求トルクと最大トルクとの差が設定値以下となると、抑制要求トルクと最大トルクのうち小さい方を指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御する。
要求トルクと最大トルクとの差が小さいほど、要求トルクが最大トルクを超える可能性は高いと予測でき、要求トルクと最大トルクとの差が大きいほど、要求トルクが最大トルクを超える可能性は低いと予測できる。そのため、要求トルクが最大トルクを超える可能性が高い場合には、より抑制要求トルクの経時増加率を小さくすることによって、指令トルクが経時増加から経時減少へと変化するときのトルク変動を小さくすることが可能となり、車両の挙動変化を抑制することができる。一方、要求トルクが最大トルクを超える可能性が低い場合には、抑制要求トルクの経時増加率をできるだけ大きくすることによって、第2モータジェネレータMG2はドライバの要求に近いトルクを出力することができる。
よって、第2モータジェネレータMG2の上限値である最大トルクによって、第2モータジェネレータMG2を制御できるため、第2モータジェネレータMG2はドライバの要求に近いトルクを出力することができる。
次に、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理について説明する。図8は、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS13では、第2モータジェネレータMG2の抑制要求トルクを演算し、ステップS14へ移行する。抑制要求トルクは、要求トルクと最大トルクとの差が小さいほど要求トルクの経時増加率よりも小さな経時増加率となるように演算される。
ステップS17では、要求トルクと最大トルクのうち小さい方を指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御し、リターンへ移行する。
図9は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量が小さいなどにより、要求トルクの増加率が小さい場合の第2モータジェネレータMG2の回転数、要求トルク、最大トルク、指令トルクの関係を示すタイムチャートである。なお、図9ではエンジンEの始動前の状態を示す。
要求トルクの径時増加率が小さい場合には、図9に示すように時間t4において指令トルクが要求トルクから最大トルクに移行し、経時増加から経時減少へと変化してもトルク変動が小さく、車両の挙動変化も小さい。
そのため、指令トルクが要求トルクから最大トルクに切り替わるときのトルク変動を抑制しつつ、要求トルクが最大トルクより大きくなるまでは、第2モータジェネレータMG2はドライバの要求に応じたトルクを出力することができる。
次に、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理について説明する。図10は、モータコントローラ2において行われるモータ制御の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS23では、第2モータジェネレータMG2の抑制要求トルクを演算し、ステップS24へ移行する。抑制要求トルクは、要求トルクと最大トルクとの差が小さいほど要求トルクの経時増加率よりも小さな経時増加率となるように演算される。
ステップS27では、要求トルクと最大トルクのうち小さい方を指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御し、リターンへ移行する。
エンジンEを始動するときには、第1モータジェネレータMG1側に供給する電力量を大きくして、エンジン始動を行うクランキング力を大きくする必要がある。
そこで実施例3では、要求トルクと最大トルクとの差が設定値よりも大きい場合であっても、エンジンEの始動を行うまでの時間が設定時間以下であるときには、抑制要求トルクと最大トルクのうち小さい方を指令トルクとして第2モータジェネレータMG2を制御するようにした。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1ないし実施例3に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1および実施例3に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
4 バッテリ
E エンジン
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
Claims (3)
- 駆動力を付与するモータと、
前記モータへ要求する要求トルクを演算する要求トルク演算手段と、
前記モータが出力可能な最大トルクを演算する最大トルク演算手段と、
前記要求トルクの経時増加率よりも小さい経時増加率であって、前記最大トルクと前記要求トルクの差が小さいほど前記経時増加率を小さい抑制要求トルクを演算する抑制要求トルク演算手段と、
前記要求トルクと前記最大トルクとの差が設定値よりも大きいときには、前記要求トルクと前記最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとし、前記要求トルクと前記最大トルクとの差が設定値以下のときには、前記抑制要求トルクと前記最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとして前記モータを制御するモータ制御手段と、
を設けたことを特徴とするモータ制御装置。 - 駆動力を付与するモータと、
前記モータへ要求する要求トルクを演算する要求トルク演算手段と、
前記モータが出力可能な最大トルクを演算する最大トルク演算手段と、
前記要求トルクの経時増加率よりも小さい経時増加率の抑制要求トルクを演算する抑制要求トルク演算手段と、
前記要求トルクと前記最大トルクとの差が設定値よりも大きいときには、前記要求トルクと前記最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとし、前記要求トルクと前記最大トルクとの差が設定値以下の場合であって、前記要求トルクの経時増加率が設定経時増加率以上であるときには、前記抑制要求トルクと前記最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとし、前記要求トルクと前記最大トルクとの差が設定値以下の場合であって、前記要求トルクの経時増加率が設定経時増加率より小さいときには、前記要求トルクと前記最大トルクのうち小さい方の値を指令トルクとして前記モータを制御するモータ制御手段と、
を設けたことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置において、
駆動力を付与するエンジンと、
前記エンジンを始動するクランキングモータと、
を備え、
前記モータ制御手段は、前記クランキングモータによって前記エンジンの始動を行うまでの時間が設定時間以下である場合には、前記抑制要求トルクまたは前記最大トルクを指令トルクとすることを特徴とするモータ制御装置。
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