JP5669639B2 - Hybrid vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、原動機としてエンジンおよびモータを併用するハイブリッド車両用駆動装置に関し、より詳細には、エンジンおよび二重回転子形回転電機を併用する駆動装置の最適動作点の制御に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle drive device that uses both an engine and a motor as a prime mover, and more particularly to control of an optimum operating point of a drive device that uses an engine and a double rotor type rotary electric machine.
近年、走行駆動用の原動機としてエンジンおよびモータを併用するハイブリッド車両が急速に普及しつつある。ハイブリッド車両では、エンジンによる駆動をモータでアシストしたり、モータ単独で駆動したり、制動時のエネルギ回生によりバッテリを充電したりできるようになっている。モータには、発電機としても動作し得る三相交流電動機を用い、バッテリ装置が接続されたインバータ装置で通電制御することにより、回転数を可変に制御するのが一般的である。これにより、ハイブリッド車両の燃料消費量は、従来のエンジン車両と比較して格段に低減されている。この種の技術の一例として、本願出願人は、2つの回転子を有する二重回転子形回転電機を組み込んだ動力伝達装置を特許文献1に開示している。
In recent years, hybrid vehicles using both an engine and a motor as a prime mover for traveling driving are rapidly spreading. In the hybrid vehicle, driving by the engine can be assisted by a motor, the motor can be driven alone, or the battery can be charged by energy regeneration during braking. Generally, a three-phase AC motor that can also operate as a generator is used as a motor, and the number of revolutions is variably controlled by energization control with an inverter device to which a battery device is connected. As a result, the fuel consumption of the hybrid vehicle is significantly reduced as compared with the conventional engine vehicle. As an example of this type of technology, the applicant of the present application discloses a power transmission device incorporating a double rotor type rotary electric machine having two rotors in
特許文献1の動力伝達装置は、固定子、第1回転子、および第2回転子により回転電機が構成され、第1および第2回転子の一方に原動機(エンジン)からの動力が伝達され、他方から負荷へ動力が伝達されるように構成されている。さらに、回転電機の回転子導体から交流電力を取り出す電力伝達部、回転電機の固定子導体へ交流電力を供給する電力変換部、および原動機のトルクに基づいて原動機回転速度を目標回転速度に略一致させるように電力変換部を制御する制御装置を備えている。これにより、動力伝達装置の構造の複雑化及び高コスト化を招くことなく、原動機の運転状態を制御しながら負荷の駆動を可能にしている。
In the power transmission device of
ところで、特許文献1の動力伝達装置では、原動機(エンジン)から出力された全トルクが回転電機に入力され、一部は電磁力によるトルクとして直接に負荷へ伝達され、残りは一旦交流電力に変換され再度機械的なトルクに変換されて間接に負荷へ伝達される。このように、複数のトルク伝達形態を有しかつ原動機および回転電機を併用する駆動装置を組み込んだハイブリッド車両において、燃料消費量の低減に効率的な最適動作点の制御方法が未だ確立されていない。最適動作点は、エンジン車両と異なり原動機(エンジン)の特性だけでは定まらず、回転電機、インバータ装置、およびバッテリ装置などの電気的な構成要素の条件も考慮して制御することが好ましい。
By the way, in the power transmission device of
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、燃料消費量の低減に効率的となるようにエンジンおよび回転電機を総合的に最適動作させる駆動制御を行うハイブリッド車両用駆動装置を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the background art, and is a hybrid vehicle drive that performs drive control for optimally operating the engine and the rotating electrical machine so as to be efficient in reducing fuel consumption. Providing a device is a problem to be solved.
上記課題を解決する請求項1に係るハイブリッド車両用駆動装置の発明は、交流電力が入力されて回転磁界を発生する巻線をもつ固定子、ならびに回転磁界と鎖交して交流電力を出力する巻線をもちかつ前記固定子に対して相対回転可能に軸承された第1回転子、ならびに前記固定子の巻線との間に第2トルクを発生可能であるとともに前記第1回転子の巻線との間に第1トルクを発生可能でありかつ前記固定子および前記第1回転子に対して相対回転可能に軸承された第2回転子を有する回転電機と、前記回転電機の前記第1回転子にアウトプット軸が連結されたエンジンと、前記回転電機の前記第2回転子にインプット軸が連結された変速機と、前記回転電機の前記第1回転子の巻線から出力された交流電力を周波数変換可能かつ供給量調整可能に前記固定子の巻線に供給する電力変換供給装置と、前記回転電機、前記エンジン、前記変速機、および前記電力変換供給装置を協調制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車両用駆動装置であって、前記制御装置は、前記エンジンのエンジン回転数、前記変速機のインプット回転数、前記変速機の変速ギヤ比、アクセル手段のアクセル開度、および車速を取得する情報取得手段と、前記変速ギヤ比、前記アクセル開度、および前記車速に基づき前記インプット軸に要求される要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、前記エンジン回転数において前記エンジンの効率が最適になるエンジントルクを仮置きし、前記エンジントルクのうち前記第1トルクとして前記インプット軸に直接に伝達される直達トルクを算出し、さらに前記エンジントルクのうち前記交流電力に変換されて前記供給量が調整され前記第2トルクとして前記変速機の前記インプット軸に間接に伝達される電力変換トルクを算出する動作点仮置き手段と、前記直達トルクと前記電力変換トルクとの和が前記要求トルクに一致するか否かを判定する判定手段と、前記和が前記要求トルクに対して超過した場合にトルク超過分を差し引いて目標とする電力変換トルクを求め、前記和が前記要求トルクに対して不足した場合にトルク不足分を増加させて目標とする電力変換トルクを求め、前記目標とする電力変換トルクと前記インプット回転数とにより求められる電動機効率を用い前記交流電力の前記供給量を調整して前記判定手段に戻り、前記交流電力の前記供給量を調整できないときに、仮置きした前記エンジントルクを調整して前記動作点仮置き手段に戻る動作点調整手段と、前記和が前記要求トルクに一致した場合に、前記直達トルクおよび前記電力変換トルクを発生させる制御を実行する動作点実行制御手段と、を有することを特徴とする。
The invention of the hybrid vehicle drive device according to
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記動作点仮置き手段で前記直達トルクおよび前記電力変換トルクを算出する際に、トルク伝達効率および電力変換効率の少なくとも一方を考慮することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1または2において、前記電力変換供給装置は、インバータ装置およびバッテリ装置を含み、前記固定子の巻線に供給する前記交流電力の前記供給量の調整を前記バッテリ装置の充電または放電によって行い、前記動作点調整手段は、前記バッテリ装置の充電状態に基づいて、前記交流電力の前記供給量の調整の可否を判定することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項4に係る発明は、請求項3において、前記動作点調整手段は、前記和が前記要求トルクに対して不足した場合に、前記バッテリ装置の充電状態が所定の第1レベルを超えかつトルク不足分に相当する交流電力の供給量が前記バッテリ装置で賄えるときに前記バッテリ装置を放電して前記電力変換トルクを増加させ、前記バッテリ装置の充電状態が前記第1レベル以下のときおよび前記トルク不足分に相当する交流電力の供給量が前記バッテリ装置で賄えないときに前記エンジントルクを増加させ、前記和が前記要求トルクに対して超過した場合に、前記バッテリ装置の充電状態が前記第1レベルとは異なりかつ前記第1レベルの値よりも大きい値である第2レベル未満であるときに前記電力変換トルクを減少させて前記バッテリ装置を充電し、前記バッテリ装置の充電状態が前記第2レベル以上であるときに前記エンジントルクを減少させる、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項において、前記変速機は段階的な変速ギヤ比を有する有段変速機であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the transmission is a stepped transmission having a stepped transmission gear ratio.
請求項1に係るハイブリッド車両用駆動装置の発明では、現在のエンジン回転数において効率が最適になるエンジントルクを仮置きし、直達トルクと電力変換トルクとの和が要求トルクに一致するか否かを判定し、一致している場合は直ちに制御を実行する。これにより、エンジンの効率は最適となり、電力変換供給装置における交流電力の供給量の調整も不要となって電力変換損失は最小限になる。また、一致していない場合は、交流電力の供給量を調整する試算を行い、前記和を要求トルクに一致させた後に制御を実行する。これにより、エンジンの効率は最適となり、また電力変換供給装置における電力変換損失がわずかに増加する。さらに、交流電力の供給量を調整できないときには、仮置きしたエンジントルクを調整する試算を行い、前記和を要求トルクに一致させた後に制御を実行する。これにより、エンジンは最適動作点から外れて効率は低下するが、アクセル手段を操作する運転者の要求に応えることができる。 In the hybrid vehicle drive device according to the first aspect, the engine torque at which the efficiency is optimized at the current engine speed is temporarily placed, and whether or not the sum of the direct torque and the power conversion torque matches the required torque. If they match, control is immediately executed. As a result, the efficiency of the engine is optimized, and the adjustment of the supply amount of AC power in the power conversion supply device is not required, and the power conversion loss is minimized. If they do not match, a trial calculation for adjusting the supply amount of AC power is performed, and the control is executed after the sum is matched with the required torque. This optimizes engine efficiency and slightly increases power conversion losses in the power conversion supply. Further, when the supply amount of AC power cannot be adjusted, a trial calculation for adjusting the temporarily placed engine torque is performed, and the control is executed after the sum is matched with the required torque. As a result, the engine deviates from the optimum operating point and the efficiency is lowered, but the demand of the driver who operates the accelerator means can be met.
つまり、本発明では運転者の要求に基づく要求トルクを満たしつつエンジンの燃料消費量を低減するために、まずエンジンを効率上の最適動作点で動作させることを優先し、トルクに過不足が生じた場合には交流電力の供給量の調整により過不足分を補い、交流電力の供給量の調整ができないときに限りエンジンを最適動作点から外して動作させる。したがって、燃料消費量の低減に効率的となるようにエンジンおよび回転電機を総合的に最適動作させる駆動制御を行うことができる。
さらに、直達トルクと電力変換トルクとの和が要求トルクに一致しない場合に、トルク超過分を差し引きまたはトルク不足分を増加させた目標とする電力変換トルクとインプット回転数とにより求められる電動機効率を用いて、交流電力の供給量を調整する。したがって、交流電力を減少または増加させる分を正確に求めることができる。
In other words, in the present invention, in order to reduce the fuel consumption of the engine while satisfying the required torque based on the driver's request, priority is given to operating the engine at the optimum operating point for efficiency first, resulting in excessive or insufficient torque. In such a case, the excess / deficiency is compensated for by adjusting the supply amount of AC power, and the engine is removed from the optimum operating point only when the supply amount of AC power cannot be adjusted. Therefore, it is possible to perform drive control for comprehensively optimizing the engine and the rotating electrical machine so as to be efficient in reducing fuel consumption.
Furthermore, when the sum of the direct torque and the power conversion torque does not match the required torque, the motor efficiency obtained by the target power conversion torque obtained by subtracting the torque excess or increasing the torque shortage and the input rotational speed is obtained. Use to adjust the supply amount of AC power. Therefore, it is possible to accurately determine the amount by which AC power is reduced or increased.
請求項2に係る発明では、動作点仮置き手段で直達トルクおよび電力変換トルクを算出する際に、トルク伝達効率および電力変換効率の少なくとも一方を考慮する。回転電機や電力変換供給装置などでは、トルクを伝達する際や交流電力を変換する際に損失を発生するため、トルク伝達効率および電力変換効率を考慮することで算出精度が向上する。これにより、燃料消費量の低減に効率的となるようにエンジンおよび回転電機を総合的に最適動作させる駆動制御を高精度化できる。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、電力変換供給装置は、インバータ装置およびバッテリ装置を含み、交流電力の供給量の調整をバッテリ装置の充電または放電によって行い、動作点調整手段は、バッテリ装置の充電状態に基づいて交流電力の供給量の調整の可否を判定する。このとき、交流電力を減少または増加させる分が正確に求められているので、バッテリ装置の充電制御および放電制御を適正に行うことができる。これにより、エンジンを最適動作点で動作させ直達トルクと電力変換トルクとの和が要求トルクを超過した場合に、トルク超過分に相当する余剰のエネルギをバッテリ装置に貯蔵することができる。また、前記和が要求トルクに対して不足した場合に、バッテリ装置のエネルギを消費してトルク不足分に相当する電力変換トルクを補うことができる。したがって、エンジンを最適動作点で動作させて高い効率を得るとともに、発生したエネルギを有効に使用することができ、燃料消費量を格段に低減できる。 In the invention according to claim 3, the power conversion supply device includes an inverter device and a battery device, adjusts the supply amount of AC power by charging or discharging the battery device, and the operating point adjusting means is a state of charge of the battery device. To determine whether or not the supply amount of AC power can be adjusted. At this time, since the amount by which AC power is reduced or increased is accurately determined, charging control and discharging control of the battery device can be properly performed. As a result, when the engine is operated at the optimum operating point and the sum of the direct torque and the power conversion torque exceeds the required torque, surplus energy corresponding to the excess torque can be stored in the battery device. Further, when the sum is insufficient with respect to the required torque, it is possible to supplement the power conversion torque corresponding to the torque shortage by consuming the energy of the battery device. Accordingly, the engine can be operated at the optimum operating point to obtain high efficiency, and the generated energy can be used effectively, and the fuel consumption can be significantly reduced.
請求項4に係る発明では、前記和が要求トルクに対して不足または超過した場合に、バッテリ装置の充電状態の良否に応じて、電力変換トルクによる調整を行うかエンジントルクによる調整を行うかを選択する。これにより、バッテリ装置に無理な負担をかけずにかつ確実に、直達トルクと電力変換トルクとの和を要求トルクに一致させることができ、駆動制御の信頼性が極めて高くなる。
In the invention which concerns on
請求項5に係る発明では、変速機は段階的な変速ギヤ比を有する有段変速機とされている。本発明は、二重回転子形の回転電機と有段変速機とを組み合わせた駆動装置に好適であり、請求項1〜4で説明した効果に加え、回転電機の変速機能により駆動装置全体での変速比を連続的に変えられる効果が生じる。 In the invention according to claim 5, the transmission is a stepped transmission having a stepped transmission gear ratio. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a drive device in which a double rotor type rotary electric machine and a stepped transmission are combined. This produces the effect of continuously changing the gear ratio.
本発明の実施形態のハイブリッド車両用駆動装置について、図1〜図5を参考にして説明する。図1は、実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1の全体構成を模式的に説明する図である。図1において、構成装置間を結ぶ実線は電力の流れを示し、破線は制御の流れを示している。ハイブリッド車両用駆動装置1は、回転電機2、エンジン3、有段変速機4、電力変換供給装置5、制御装置6により構成されている。
A hybrid vehicle drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of a hybrid
回転電機2は、固定子21、第1回転子22、および第2回転子23などにより略軸対称に構成される二重回転子形の回転電機である。固定子21は略筒形状であり、図略のケーシングに固定されている。固定子21は、電磁鋼板が積層されて形成された略筒状の固定子コア211と、固定子コア211の周方向に沿って配置され導体が巻回されて形成された複数相(例えば3相)の固定子巻線212とを有している。固定子巻線212は、交流電力が入力されると回転磁界を形成するようになっている。固定子21の径方向内側に第2回転子23が配設され、第2回転子23のさらに径方向内側に第1回転子22が配設されている。
The rotating
第1回転子22は、図略のケーシングに回転可能に軸承されており、固定子21に対して相対回転可能となっている。第1回転子22は、電磁鋼板が積層されて形成された回転子コア221と、回転子コア221の周方向に沿って配置され導体が巻回されて形成された複数相(例えば3相)の回転子巻線222とを有している。回転子巻線222は、相対回転する磁界と鎖交すると交流電力を出力するようになっている。第1回転子22の軸心には入力軸24が貫設されて一体的に結合され、入力軸24はエンジン3のアウトプット軸31に機械的に連結されている。
The
また、入力軸24のエンジン3寄りには、入力軸24の外周面を周回する環状のスリップリング25が固設されている。各相(例えば3相)のスリップリング25は、回転子巻線222の各相端子に電気接続されている。一方、ケーシング側には、ブラシ26が固設されている。各相(例えば3相)のブラシ26は、入力軸24とともに回転するスリップリング25に摺動しながら導通を保ち、交流電力を取り出せるようになっている。
Further, an
第2回転子23は略筒形状で、図略のケーシングに回転可能に軸承されており、固定子21および第1回転子22に対して相対回転可能となっている。第2回転子23は、電磁鋼板が積層されて形成された回転子コア231と、回転子コア231の内周側にN極とS極が周方向に交互に配設された第1永久磁石232と、回転子コア231の外周側にN極とS極が周方向に交互に配設された第2永久磁石233とを有している。なお、第1永久磁石232および第2永久磁石233を一体化することも可能である。第2回転子23の軸長方向の有段変速機4側の一端面(図の右側)には出力軸27が一体的に結合され、出力軸27は有段変速機4のインプット軸41に機械的に連結されている。
The
さらに、回転電機2内の有段変速機4寄りに、ロックアップクラッチ28が設けられている。ロックアップクラッチ28は、入力軸24と出力軸27との間の機械的係合及びその解除を選択的に行う装置である。ロックアップクラッチ28を完全に係合させると、入力軸24および出力軸27は一体的に同期回転する。また、ロックアップクラッチ28を解除すると、入力軸24と出力軸27との回転数差が許容され、第1回転子22と第2回転子23が相対回転する。さらに、ロックアップクラッチ28の係合力を調整することもできる。ロックアップクラッチ28には、例えば油圧操作方式の摩擦クラッチや、電気制御方式の電磁クラッチなど用いることができる。
Further, a lock-up clutch 28 is provided near the stepped
通常、ロックアップクラッチ28は、エンジン3のアウトプット軸31と有段変速機4のインプット軸41とで回転数が一致して概ね定常走行しているときに係合される。このとき、エンジン3から出力されたエンジントルクTeは、入力軸24からロックアップクラッチ28を経由して出力軸27へ直接伝達される。また、ロックアップクラッチ28は、エンジン3のアウトプット軸31と有段変速機4のインプット軸41とで回転数が一致していないときや、変速操作の途中などでは解除される。
Normally, the lock-up clutch 28 is engaged when the
ここで、第1回転子22の回転子巻線222と、第2回転子23の内周側の第1永久磁石232とは同軸内外に向かい合って配置されている。したがって、両者222、232が相対回転すると、回転子巻線222に鎖交する第1永久磁石232の磁束が変化し、電磁相互作用により第1トルクを発生する。またこのとき、回転子巻線222には電磁誘導作用により交流電圧が誘起されて、スリップリング25からブラシ26へ交流電力を出力する。つまり、第1回転子22と第2回転子23の組み合わせは、トルク伝達機構の機能および発電機の機能を有している。このトルク伝達機構および発電機の特性は予め求められ、制御装置6に記憶されている。
Here, the rotor winding 222 of the
一方、固定子21の固定子巻線212と、第2回転子23の外周側の第2永久磁石232とは同軸内外に向かい合って配置されている。したがって、固定子巻線212に交流電力が入力されて回転磁界が形成されると、電磁相互作用により第2永久磁石232との間に第2トルクを発生する。つまり、固定子21と第2回転子23の組み合わせは、電動機の機能を有している。この電動機としての特性は予め求められ、制御装置6に記憶されている。
On the other hand, the stator winding 212 of the
エンジン3は、アウトプット軸31からエンジントルクTeを出力する。エンジン3の構造に特別な制約はない。エンジン3のアウトプット軸31におけるエンジン回転数NeおよびエンジントルクTeをパラメータとする効率特性は予め求められ、制御装置6に記憶されている。
The engine 3 outputs an engine torque Te from the
有段変速機4は、インプット軸41に入力されたトルクを変速してアウトプット軸42から出力する装置である。アウトプット軸42は、デファレンシャル装置43を経由して左右の駆動輪44に連結され、走行駆動できるようになっている。有段変速機4には、例えば、変速ギヤ比Gが異なる複数の歯車対を有し、アクチュエータで同期装置を駆動していずれかの歯車対を選択してトルクを伝達するように構成したAMT(手動歯車変速機を自動化したもの)を用いることができる。また、有段変速機4には、プラネタリギヤを組み合わせて構成しトルク伝達経路を切り替えることで複数の変速ギヤ比Gを選択的に実現する自動変速機を用いることができる。
The stepped
電力変換供給装置5は、回転電機2の第1回転子22の回転子巻線222から出力された交流電力を周波数変換可能かつ供給量調整可能に固定子21の固定子巻線212に供給する装置である。電力変換供給装置5は、第1インバータ装置51、第2インバータ装置52、およびバッテリ装置53で構成されている。第1インバータ装置51は、入出力端子として交流端子51Aおよび直流端子51Dを有している。交流端子51Aはブラシ26に電気接続され、直流端子51Dはバッテリ装置53の端子53Dに電気接続されている。第2インバータ装置52も、入出力端子として交流端子52Aおよび直流端子52Dを有している。交流端子52Aは固定子21の固定子巻線212に電気接続され、直流端子52Dはバッテリ装置53の端子53Dに電気接続され、したがって第1インバータ装置51の直流端子51Dにも接続されている。
The power conversion supply device 5 supplies the AC power output from the rotor winding 222 of the
ここで、電力変換供給装置5の作用について説明しておく。前述したように、回転電機2のロックアップクラッチ28が解除された状態でエンジントルクTeが第1回転子22に入力されると、第2回転子23との回転数差に応じて回転子巻線222から交流電力が出力される。第1インバータ装置51は、この交流電力を直流電力に変換して第2インバータ装置52に送出する。第2インバータ装置52は、入力された直流電力から周波数可変の交流電力を生成し、固定子21の固定子巻線212に供給する。これにより、固定子巻線212に回転磁界が形成され、第2トルクを発生して第2回転子23を回転駆動する。このとき、固定子巻線212に供給する交流電力の供給量が不足すればバッテリ装置53を放電し、供給量が超過であればバッテリ装置53を充電して調整することができる。
Here, the operation of the power conversion supply device 5 will be described. As described above, when the engine torque Te is input to the
上述のように回転電機2および電力変換供給装置5は共同して動作し、エンジントルクTeを直接に伝達する第1トルク(直達トルク)と電力変換を経由して伝達する第2トルク(電力変換トルク)とに分けて、有段変速機4のインプット軸41に伝達できる。この意味で、回転電機2および電力変換供給装置5をまとめて動力伝達機構と呼ぶことができる。
As described above, the rotating
制御装置6は、駆動装置1の各部分をそれぞれ受け持って制御する動力伝達機構制御装置62、エンジン制御装置63、および変速機制御装置64と、駆動装置1の全体を総括的に制御するシステム制御装置65とが協調して動作することで構成されている。動力伝達機構制御装置62は、回転電機2および電力変換供給装置5を制御する。具体的に、動力伝達機構制御装置62は、システム制御装置65からの指令にしたがって、ロックアップクラッチ28の係合及び解除を制御し、また第1および第2インバータ装置51、52の動作を制御する。
The
エンジン制御装置63は、トルク特性や効率特性を始めとする各種動作特性マップを内部に記憶し、これに基づいてエンジン3の動作を制御する。エンジン制御装置63は、アウトプット軸31に設けられた回転数センサ32からエンジン回転数Neの信号を取得する。変速機制御装置64は、変速点を始めとする各種動作特性マップを内部に記憶し、これに基づいて有段変速機4の変速ギヤ比Gの変更を制御する。変速機制御装置64は、インプット軸41に設けられた回転数センサ45からインプット回転数Niの信号を取得する。
The
システム制御装置65は、エンジン制御装置63からエンジン回転数Neの情報を取得し、変速機制御装置64から変速ギヤ比Gおよびインプット回転数Niの情報を取得し、バッテリ装置53から充電状態SOCの情報を直接取得する。また、システム制御装置65は、アクセル開度センサ71からアクセル開度Accの情報を取得し、車速センサ72から車速Vspdの情報を取得する。システム制御装置65のソフトウェアにより、本発明の情報取得手段、要求トルク算出手段、動作点仮置き手段、判定手段、動作点調整手段、および動作点実行制御手段の各機能手段が実現されている。さらに、前述のように各制御装置62〜65が協調して動作することにより各機能手段が実行される。以降では、個々の制御装置62〜65の区別を要しない場合に総称の制御装置6を用いることとし、各機能手段の説明は次の演算処理フローを参考にして行う。
The
次に、上述のように構成された実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1の駆動制御の動作について説明する。図2は、実施形態における駆動制御の演算処理フローを説明する図である。この演算処理フローは、回転電機2のロックアップクラッチ28が解除されているときを対象とし、燃料消費量の低減に効率的となる駆動制御を目標としている。なお、演算処理フロー中のステップS2〜S15は制御装置6の内部演算による動作点の試算であり、ステップS16で試算結果に基づいて実際の動作点制御を行う。
Next, the drive control operation of the hybrid
図2の演算処理フローのステップS1は情報取得手段に対応しており、制御装置6は駆動制御に用いる各情報を取得する。具体的には、現在のエンジン回転数Ne、インプット回転数Ni、変速ギヤ比G、アクセル開度Acc、車速Vspd、及び充電状態SOCの各情報を取得する。ステップS1に続き、フロー上ではステップS2とステップS3〜S6とを並行して行う。実際には、ステップS2を先に行い、次いでステップS3〜S6を行うようにしてもよい。
Step S1 of the arithmetic processing flow of FIG. 2 corresponds to the information acquisition unit, and the
ステップS2は要求トルク算出手段に対応しており、有段変速機4のインプット軸41に要求される要求トルクTreqを算出する。このとき、例えば、要求駆動力を表す三次元マップを利用する。図3は、要求駆動力を表す三次元マップを例示説明する図である。図中の横軸はアクセル開度、縦軸は車速であり、グラフには駆動力の等しい点を結んだ等駆動力線が示されている。要求駆動力Freqとは、アクセル開度Accおよび車速Vに見合って車両に必要とされる推進力を意味し、これを実現することでアクセル手段を操作した運転者の要求に応えることになる。要求駆動力Freqを表す三次元マップは、車種ごとに予め設定して制御装置6内に記憶させておく。
Step S2 corresponds to the required torque calculating means, and calculates the required torque Treq required for the
図3で、右下のブーメラン状の閉じた等駆動力線は駆動力が大きい領域を示し、左上方の斜線の等駆動力線に向かうにつれて駆動力は減少している。図3上で、ステップS1で取得したアクセル開度Accと車速Vspdの交点Wにおける駆動力の大きさが要求駆動力Freqになる。要求駆動力Freqは駆動輪44すなわち有段変速機4のアウトプット軸42における値なので、次式により変速ギヤ比Gを用いてインプット軸41側の要求トルクTreqを算出する。
要求トルクTreq=Freq/G
In FIG. 3, the lower right boomerang-shaped closed equal driving force line indicates a region where the driving force is large, and the driving force decreases as it moves toward the diagonally upper equal driving force line. In FIG. 3, the magnitude of the driving force at the intersection W between the accelerator opening Acc and the vehicle speed Vspd obtained in step S1 is the required driving force Freq. Since the required driving force Freq is a value in the
Required torque Treq = Freq / G
ステップS3〜S6は、動作点仮置き手段に対応している。まずステップS3で、エンジン3の効率が最適になるエンジントルクTeを仮置きする。このとき、例えば、エンジン効率を表す三次元マップを利用する。図4は、エンジン効率を表す三次元マップを例示説明する図である。図中の横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジントルクであり、グラフにはエンジン効率の等しい点を結んだ等効率線が示されている。また、図中の太い破線は動作範囲の上限を示している。エンジン効率を表す三次元マップは、エンジン3の機種ごとに予め求めて制御装置6内に記憶させておく。
Steps S3 to S6 correspond to the operating point temporary placing means. First, in step S3, an engine torque Te that optimizes the efficiency of the engine 3 is temporarily placed. At this time, for example, a three-dimensional map representing engine efficiency is used. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional map representing engine efficiency. In the figure, the horizontal axis represents the engine speed, the vertical axis represents the engine torque, and the graph shows an iso-efficiency line connecting points with equal engine efficiency. Moreover, the thick broken line in the figure indicates the upper limit of the operating range. A three-dimensional map representing the engine efficiency is obtained in advance for each model of the engine 3 and stored in the
図4で、右上寄りの小さく閉じた等効率線はエンジン効率が大きい領域を示し、領域の中心付近に最高効率点Xmaxがあり、外側の等効率線に向かうにつれてエンジン効率は低下している。さらに、最高効率点Xmaxを通り図中左下方に傾斜して最適動作線Lmaxが引かれている。最適動作線Lmaxは、エンジン回転数が変化したときにエンジン3の効率が最適になるエンジントルクを結んだ線である。したがって、図4上で、ステップS1で取得したエンジン回転数Neを上方に伸ばしたときに最適動作線Lmaxと交わる点が最適動作点Ymaxとなり、最適動作点YmaxにおけるエンジントルクTeの値を仮置きする。また、次式に示されるように、エンジントルクTeにエンジン回転数Neを乗算して、エンジン3から出力されるエンジンパワーPeを算出しておく。
エンジンパワーPe=Te×Ne
In FIG. 4, a small closed iso-efficiency line on the upper right side indicates a region where the engine efficiency is high, the maximum efficiency point Xmax is near the center of the region, and the engine efficiency decreases toward the outer iso-efficiency line. Furthermore, the optimum operating line Lmax is drawn through the maximum efficiency point Xmax and inclining to the lower left in the figure. The optimum operation line Lmax is a line connecting engine torque that optimizes the efficiency of the engine 3 when the engine speed changes. Therefore, in FIG. 4, when the engine speed Ne acquired in step S1 is extended upward, the point that intersects the optimum operating line Lmax becomes the optimum operating point Ymax, and the value of the engine torque Te at the optimum operating point Ymax is temporarily placed. To do. Further, as shown in the following equation, the engine power Pe output from the engine 3 is calculated by multiplying the engine torque Te by the engine speed Ne.
Engine power Pe = Te × Ne
次に、ステップS4で、直達トルクT1outおよび直達パワーP1outを算出する。直達トルクT1outは、エンジントルクTeのうち第1トルクとして回転電機2の第1回転子22から第2回転子23を経由して有段変速機4のインプット軸41に直接に伝達される量である。直達トルクT1outは、第1回転子22と第2回転子23の電磁相互作用の電磁カップリング効率ηEC(トルク伝達効率に相当)を用いて、次式により算出する。
直達トルクT1out=Te×ηEC
また、第1回転子22から第2回転子23に伝達される直達パワーP1in(第1回転子22側)、P1out(第2回転子23側)を、次式により算出する。
直達パワーP1in=Te×(Ne−Ni)
直達パワーP1out=P1in×ηEC
Next, in step S4, direct torque T1out and direct power P1out are calculated. The direct torque T1out is an amount that is directly transmitted from the
Direct torque T1out = Te × ηEC
Further, the direct power P1in (
Direct power P1in = Te × (Ne-Ni)
Direct power P1out = P1in × ηEC
次に、ステップS5で、固定子21の固定子巻線212に入力される交流電力P2を、次式により算出する。
交流電力P2=(Pe−P1in)×ηGEN×ηINV1×ηINV2
上式は、エンジンパワーPeのうち直達パワーP1inに用いられなかった分が交流電力に変換され、固定子巻線212に入力されることを意味している。交流電力P2は、回転子巻線222から出力され第1および第2インバータ装置51、52を経由して固定子巻線212に供給される量であり、初回の算出ではバッテリ装置53の充放電すなわち供給量の調整は無いものとする。式中のηGENは第1回転子22と第2回転子23の組み合わせによる発電機効率(電力変換効率の一種)であり、ηINV1およびηINV2はそれぞれ、第1および第2インバータ装置51、52における電力変換効率である。
Next, in step S5, the AC power P2 input to the stator winding 212 of the
AC power P2 = (Pe−P1in) × ηGEN × ηINV1 × ηINV2
The above expression means that the portion of the engine power Pe that is not used for the direct power P1in is converted into AC power and input to the stator winding 212. The AC power P2 is an amount that is output from the rotor winding 222 and supplied to the stator winding 212 via the first and
次に、ステップS6で、電力変換トルクT2outを算出する。電力変換トルクT2outは、固定子巻線212に入力された交流電力P2によって発生する第2トルクであり、固定子21から第2回転子23を経由して有段変速機4のインプット軸41に伝達される量である。電力変換トルクT2outは、例えば、固定子21と第2回転子23を組み合わせた電動機の出力特性および電動機効率を表す三次元マップを利用して求めることができる。図5で、(1)は回転電機2の固定子21と第2回転子23を組み合わせた電動機の出力特性の図であり、(2)は同じ電動機の電動機効率を表す三次元マップの図である。図5の(1)および(2)は同一のスケールで示され、横軸は有段変速機4のインプット軸41のインプット回転数(=第2回転子23の回転数)、縦軸は電力変換トルクT2out(=第2トルク)である。また、図中の太線は定格動作範囲の上限を示している。(1)には固定子巻線212に入力される交流電力をパラメータとする3本の出力特性グラフが例示され、(2)には電動機効率の等しい点を結んだ等効率線が示されている。これらの特性は、回転電機2の機種ごとに予め求めて制御装置6内に記憶させておく。
Next, in step S6, a power conversion torque T2out is calculated. The power conversion torque T2out is a second torque generated by the AC power P2 input to the stator winding 212, and is transmitted from the
図5(1)で、ステップS1で取得したインプット回転数Niを上方に伸ばしステップS5で算出した交流電力P2のラインと交わる動作点Zを求める。すると、回転電機2は、この動作点Zで動作するので、電力変換トルクT2outを求めることができる。次に、図5(2)で、インプット回転数Niと電力変換トルクT2outが交わる動作点Zから、電動機効率ηMTR(電力変換効率の一種)を求める。
In FIG. 5A, the operating speed Z that intersects the line of the AC power P2 calculated in step S5 is obtained by extending the input rotational speed Ni acquired in step S1 upward. Then, since the rotary
次のステップS7は判定手段に対応しており、ステップS4で算出した直達トルクT1outとステップS6で求めた電力変換トルクT2outとの和Sumが、ステップS2で算出した要求トルクTreqに一致するか否かを判定する。判定の結果、一致しなければステップS8に進み、一致すればステップS16に進む。一致しないときに行うステップS8〜S15は動作点調整手段に対応している。 The next step S7 corresponds to determination means, and whether or not the sum Sum of the direct torque T1out calculated in step S4 and the power conversion torque T2out calculated in step S6 matches the required torque Treq calculated in step S2. Determine whether. As a result of determination, if they do not match, the process proceeds to step S8, and if they match, the process proceeds to step S16. Steps S8 to S15 performed when they do not match correspond to the operating point adjusting means.
ステップS8で、和Sumが要求トルクTreqに対して不足したかまたは超過したかを判定し、超過した場合にステップS9に進む。ステップS9で、バッテリ装置53の充電状態SOCが所定の第2レベルSmax以上であるか否かを判定する。第2レベルSmaxは、例えば、バッテリ装置53の過充電を判定する閾レベルに設定する。充電状態SOCが第2レベルSmax未満のときはステップS10に進み、電力変換トルクT2outを減少させる。つまり、第1インバータ装置51から出力される直流電力の一部をバッテリ装置53の充電に用い、固定子巻線212の電力変換トルクT2outをトルク超過分だけ減少させる。このとき、図5(2)で、トルク超過分を差し引いた目標とする電力変換トルクとインプット回転数Niとの交点で適正な電動機効率ηMTRを求めることができ、さらに図5(1)で目標とする電力変換トルクとインプット回転数Niとの交点から適正な交流電力を求めることができる。したがって、交流電力P2を減少させる分を正確に求めることができ、バッテリ装置53の充電制御を適正に行うことができる。この後、ステップS7に戻る。
In step S8, it is determined whether the sum Sum is insufficient or exceeded with respect to the required torque Treq. If it exceeds, the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined whether or not the state of charge SOC of the
また、ステップS9で充電状態SOCが第2レベルSmax以上のときはステップS11に進み、エンジントルクTeを減少させて、ステップS4に戻る。 In step S9, when the state of charge SOC is equal to or higher than the second level Smax, the process proceeds to step S11, the engine torque Te is decreased, and the process returns to step S4.
ステップS8で、和Sumが要求トルクTreqに対して不足した場合には、ステップS12に進む。ステップS12では、バッテリ装置53の充電状態SOCが所定の第1レベルSmin以下であるか否かを判定する。第1レベルSminは、例えば、バッテリ装置53の電圧不足を判定する閾レベルに設定する。なお、前述の第2レベルSmaxは、第1レベルSminとは異なりかつ第1レベルSminの値よりも大きい値である。充電状態SOCが所定の第1レベルSminを越えているときは、さらにステップS13で、トルク不足分に相当する交流電力の供給量を賄えるか否かを判定する。そして、賄えると判定したときにはステップS14で、バッテリ装置53を放電して電力変換トルクT2outを増加させ、ステップS7に戻る。このとき、図5を用いることで交流電力P2を増加させる分を正確に求めることができ、バッテリ装置53の放電制御を適正に行うことができる点は、前述の交流電力P2を減少させる場合と同様である。
If the sum Sum is insufficient with respect to the required torque Treq in step S8, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether or not the state of charge SOC of the
また、ステップS12で充電状態SOCが第1レベルSmin以下のとき、および、ステップS13でトルク不足分を賄えないと判定したときには、ステップS15に進む。ステップS15で、エンジントルクTeを増加させ、ステップS4に戻る。 If it is determined in step S12 that the state of charge SOC is equal to or lower than the first level Smin, and if it is determined in step S13 that the torque shortage cannot be provided, the process proceeds to step S15. In step S15, the engine torque Te is increased, and the process returns to step S4.
ステップS10またはステップS14で電力変換トルクT2outを変更した後の2回目のステップS7では、通常は和Sumが要求トルクTreqに一致する。また、ステップS11またはステップS15でエンジントルクTeを変更したときには、必ずしも2回目のステップS7で和Sumが要求トルクTreqに一致するとは限らず、ステップS4〜S15を必要に応じて繰返す。いずれのときも、和Sumが要求トルクTreqに一致した場合、ステップS16に進む。 In the second step S7 after the power conversion torque T2out is changed in step S10 or step S14, the sum Sum usually matches the required torque Treq. Further, when the engine torque Te is changed in step S11 or step S15, the sum Sum does not necessarily match the required torque Treq in the second step S7, and steps S4 to S15 are repeated as necessary. In any case, if the sum Sum matches the required torque Treq, the process proceeds to step S16.
ステップS16は動作点実行制御手段に対応しており、エンジントルクTe、直達トルクT1out、および電力変換トルクT2outを発生させる制御を実行して要求トルクTreqを実現する。具体的には、システム制御装置65からの指令にしたがい、エンジン制御装置63はエンジン3の燃料消費量を制御して所定のエンジントルクTeを発生させ、動力伝達機構制御装置62は第1および第2インバータ装置51、52の動作を制御して所定の電力変換トルクT2outを発生させる。以上で、駆動制御の演算処理フローの1サイクルが終了する。通常、この演算処理フローは、一定時間間隔で繰返して実施される。
Step S16 corresponds to the operating point execution control means, and executes the control for generating the engine torque Te, the direct torque T1out, and the power conversion torque T2out to realize the required torque Treq. Specifically, in accordance with a command from the
本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置1によれば、現在のエンジン回転数Neにおいて効率が最適になるエンジントルクTeを仮置きし、直達トルクT1outと電力変換トルクT2outとの和Sumが要求トルクTreqに一致するか否かを判定し、一致している場合は直ちに制御を実行する。これにより、エンジン3の効率は最適となり、電力変換供給装置5におけるバッテリ装置53の充放電も不要となって電力変換損失は最小限になる。また、一致していない場合は、交流電力P2の供給量を調整する試算を行い、前記和Sumを要求トルクTreqに一致させた後に制御を実行する。これにより、エンジン3の効率は最適となり、また電力変換供給装置5におけるバッテリ装置53の充放電に伴う損失がわずかに増加する。さらに、交流電力P2の供給量を調整できないときには、仮置きしたエンジントルクTeを調整する試算を行い、前記和Sumを要求トルクに一致させた後に制御を実行する。これにより、エンジン3は最適動作点Ymaxから外れて効率は低下するが、アクセル手段を操作する運転者の要求に応えることができる。
According to the hybrid
つまり、本実施形態では、運転者の要求に基づく要求トルクTreqを満たしつつエンジン3の燃料消費量を低減するために、まずエンジン3を最適動作点Ymaxで動作させることを優先し、トルクに過不足が生じた場合には交流電力P2の供給量の調整により過不足分を補い、交流電力P2の供給量の調整ができないときに限りエンジン3を最適動作点Ymaxから外して動作させる。したがって、燃料消費量の低減に効率的となるようにエンジン3および回転電機2を総合的に最適動作させる駆動制御を行うことができる。さらに、エンジン3を最適動作点Ymaxで動作させたときのトルクの過不足分をバッテリ装置53の充放電により調整するので燃料消費量を格段に低減できる。
In other words, in this embodiment, in order to reduce the fuel consumption of the engine 3 while satisfying the required torque Treq based on the driver's request, first, the engine 3 is prioritized to operate at the optimum operating point Ymax, and the torque is excessively exceeded. When the shortage occurs, the excess / deficiency is compensated by adjusting the supply amount of the AC power P2, and the engine 3 is operated outside the optimum operating point Ymax only when the supply amount of the AC power P2 cannot be adjusted. Therefore, it is possible to perform drive control for comprehensively optimizing the engine 3 and the rotating
また、動作点仮置き手段で直達トルクT1outおよび電力変換トルクT2outを算出する際に、電磁カップリング効率ηEC(トルク伝達効率に相当)や、発電機効率ηGEN、電力変換効率ηINV1、INV2、および電動機効率ηMTRを考慮するので算出精度が向上する。さらに、バッテリ装置53の充電状態SOCの良否に応じて電力変換トルクT2outによる調整を行うかエンジントルクTeによる調整を行うかを選択する。これにより、バッテリ装置53の充電状態SOCを所定の第1レベルSminから第2レベルSmaxの間として無理な負担をかけず、かつ確実に直達トルクT1outと電力変換トルクT2outとの和を要求トルクTreqに一致させることができ、駆動制御の信頼性が極めて高くなる。
Further, when calculating the direct torque T1out and the power conversion torque T2out by the operating point temporary placing means, the electromagnetic coupling efficiency ηEC (corresponding to the torque transmission efficiency), the generator efficiency ηGEN, the power conversion efficiency ηINV1, INV2, and the electric motor Since the efficiency ηMTR is taken into account, the calculation accuracy is improved. Furthermore, it is selected whether to perform adjustment using power conversion torque T2out or adjustment using engine torque Te depending on whether the state of charge SOC of
なお、直達トルクT1outと電力変換トルクT2outとの和Sumが要求トルクTreqに一致している状態から意図的に交流電力P2を加減調整することにより、エンジン回転数Neが一定の条件下で有段変速機4のインプット回転数Niを加減調整することができる。つまり、有段変速機4は段階的な変速ギヤ比Gしか有さないが、回転電機2の変速機能により駆動装置1全体での変速比を連続的に変えられる効果が生じる。
Note that the AC power P2 is intentionally adjusted from the state where the sum Sum of the direct torque T1out and the power conversion torque T2out coincides with the required torque Treq, so that the stepped speed is constant under a constant engine speed Ne. The input rotational speed Ni of the
また、直達トルクT1outと電力変換トルクT2outとの和Sumが要求トルクTreqに一致している状態から意図的にエンジントルクTeを増加させることにより、要求トルクTreqを満たしかつ有段変速機4のインプット回転数Niを一定とする条件下でバッテリ装置53を充電することができる。さらに、エンジン3の停止状態でバッテリ装置53を放電して第1インバータ装置52から回転子巻線222に交流電力を入力すれば(今までの説明とは逆方向)、第1回転子22と第2回転子23の間は電動機として機能してエンジン3のアウトプット軸31を回転駆動でき、エンジン始動機として使える。
Further, the engine torque Te is intentionally increased from the state where the sum Sum of the direct torque T1out and the power conversion torque T2out coincides with the required torque Treq, thereby satisfying the required torque Treq and the input of the stepped
なお、ロックアップクラッチ28が係合されてエンジントルクTeが機械的に直接伝達されているときは、第1回転子22および第2回転子23は一体的に同期回転するので、両者の間のトルク伝達機構の機能および発電機の機能は働かない。ここで、電力供給変換装置5を停止すれば、駆動装置1はエンジンのみを搭載した車両と同等の状態になり、従来の燃費を重視した駆動制御を準用することができる。また、ロックアップクラッチ28が係合された状態で、バッテリ装置53を放電して第2インバータ装置52から固定子巻線212に交流電力を入力すればアシストトルクを付加することができる。
When the
さらに、駆動輪44に制動の要求が発生したときには、エネルギ回生によりバッテリ装置53を充電することができる。つまり、ロックアップクラッチ28を解除してエンジン3を切り離し、固定子21と第2回転子23の組み合わせに発電機の機能をもたせ、固定子巻線212から第2インバータ装置52に交流電力を入力し(今までの説明とは逆方向)、バッテリ装置53を充電することができる。その他、本発明は様々な駆動制御の応用や装置構成の変形などが可能である。
Further, when a braking request is generated on the
1:ハイブリッド車両用駆動装置
2:回転電機
21:固定子 211:固定子コア 212:固定子巻線
22:第1回転子 221:回転子コア 222:回転子巻線
23:第2回転子 231:回転子コア 232:第1永久磁石
233:第2永久磁石
24:入力軸 25:スリップリング 26:ブラシ
27:出力軸 28:ロックアップクラッチ
3:エンジン 31:アウトプット軸 32:回転数センサ
4:有段変速機
41:インプット軸 42:アウトプット軸 43:デファレンシャル装置
44:駆動輪 45:回転数センサ
5:電力変換供給装置
51:第1インバータ装置 52:第2インバータ装置 53:バッテリ装置
6:制御装置
62:動力伝達機構制御装置 63:エンジン制御装置
64:変速機制御装置 65:システム制御装置
71:アクセル開度センサ 72:車速センサ
Ne:エンジン回転数 Ni:インプット回転数 G:変速ギヤ比
Acc:アクセル開度 Vspd:車速 SOC:充電状態
Treq:要求トルク Te:エンジントルク P2:交流電力
T1out:直達トルク(第1トルク) T2out:電力変換トルク(第2トルク)
Sum:直達トルクと電力変換トルクとの和
1: Hybrid vehicle drive device 2: Rotating electric machine 21: Stator 211: Stator core 212: Stator winding 22: First rotor 221: Rotor core 222: Rotor winding 23: Second rotor 231 : Rotor core 232: First permanent magnet
233: Second permanent magnet 24: Input shaft 25: Slip ring 26: Brush 27: Output shaft 28: Lock-up clutch 3: Engine 31: Output shaft 32: Speed sensor 4: Stepped transmission 41: Input shaft 42 : Output shaft 43: Differential device 44: Drive wheel 45: Rotational speed sensor 5: Power conversion supply device 51: First inverter device 52: Second inverter device 53: Battery device 6: Control device 62: Power transmission mechanism control device 63: Engine control device 64: Transmission control device 65: System control device 71: Accelerator opening sensor 72: Vehicle speed sensor Ne: Engine speed Ni: Input speed G: Speed gear ratio Acc: Accelerator opening Vspd: Vehicle speed SOC : Charging state Treq: Required torque Te: Engine torque P2: AC Electric power T1out: Direct torque (first torque) T2out: Power conversion torque (second torque)
Sum: Sum of direct torque and power conversion torque
Claims (5)
前記回転電機の前記第1回転子にアウトプット軸が連結されたエンジンと、
前記回転電機の前記第2回転子にインプット軸が連結された変速機と、
前記回転電機の前記第1回転子の巻線から出力された交流電力を周波数変換可能かつ供給量調整可能に前記固定子の巻線に供給する電力変換供給装置と、
前記回転電機、前記エンジン、前記変速機、および前記電力変換供給装置を協調制御する制御装置と、を備えるハイブリッド車両用駆動装置であって、
前記制御装置は、
前記エンジンのエンジン回転数、前記変速機のインプット回転数、前記変速機の変速ギヤ比、アクセル手段のアクセル開度、および車速を取得する情報取得手段と、
前記変速ギヤ比、前記アクセル開度、および前記車速に基づき前記インプット軸に要求される要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記エンジン回転数において前記エンジンの効率が最適になるエンジントルクを仮置きし、前記エンジントルクのうち前記第1トルクとして前記インプット軸に直接に伝達される直達トルクを算出し、さらに前記エンジントルクのうち前記交流電力に変換されて前記供給量が調整され前記第2トルクとして前記変速機の前記インプット軸に間接に伝達される電力変換トルクを算出する動作点仮置き手段と、
前記直達トルクと前記電力変換トルクとの和が前記要求トルクに一致するか否かを判定する判定手段と、
前記和が前記要求トルクに対して超過した場合にトルク超過分を差し引いて目標とする電力変換トルクを求め、前記和が前記要求トルクに対して不足した場合にトルク不足分を増加させて目標とする電力変換トルクを求め、前記目標とする電力変換トルクと前記インプット回転数とにより求められる電動機効率を用い前記交流電力の前記供給量を調整して前記判定手段に戻り、前記交流電力の前記供給量を調整できないときに、仮置きした前記エンジントルクを調整して前記動作点仮置き手段に戻る動作点調整手段と、
前記和が前記要求トルクに一致した場合に、前記直達トルクおよび前記電力変換トルクを発生させる制御を実行する動作点実行制御手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。 A stator having a winding for generating a rotating magnetic field when AC power is input, and a stator having a winding for outputting AC power linked to the rotating magnetic field and rotatably supported relative to the stator. A second torque can be generated between the first rotor and the stator winding, and a first torque can be generated between the first rotor and the stator and the stator and the stator. A rotating electrical machine having a second rotor that is rotatably supported relative to the first rotor;
An engine having an output shaft coupled to the first rotor of the rotating electrical machine;
A transmission having an input shaft coupled to the second rotor of the rotating electrical machine;
A power conversion supply device for supplying AC power output from the winding of the first rotor of the rotating electrical machine to the winding of the stator so that the frequency can be converted and the supply amount can be adjusted;
A control device for cooperatively controlling the rotating electrical machine, the engine, the transmission, and the power conversion supply device;
The controller is
Information acquisition means for acquiring the engine speed of the engine, the input speed of the transmission, the transmission gear ratio of the transmission, the accelerator opening of the accelerator means, and the vehicle speed;
Requested torque calculating means for calculating a required torque required for the input shaft based on the transmission gear ratio, the accelerator opening, and the vehicle speed;
An engine torque that optimizes the engine efficiency at the engine speed is temporarily placed, a direct torque transmitted directly to the input shaft as the first torque of the engine torque is calculated, and further, the engine torque Among them, the operating point temporary placement means for calculating the power conversion torque that is converted into the AC power, the supply amount is adjusted, and is indirectly transmitted to the input shaft of the transmission as the second torque;
Determining means for determining whether the sum of the direct torque and the power conversion torque matches the required torque;
Before verge is determined power conversion torque as a target by subtracting the torque excess when exceeded for the required torque, the target increases the torque shortfall if said sum is insufficient for the required torque The power conversion torque is determined, and the supply amount of the AC power is adjusted using the motor efficiency determined by the target power conversion torque and the input rotational speed, and the determination unit returns to the determination unit. An operating point adjusting means for adjusting the temporarily placed engine torque and returning to the operating point temporary placing means when the supply amount cannot be adjusted;
If the previous Kiwa matches the required torque, and the operating point execution control means for executing control for generating the feedthrough torque and the power converter torque,
A drive device for a hybrid vehicle, comprising:
前記動作点調整手段は、前記バッテリ装置の充電状態に基づいて、前記交流電力の前記供給量の調整の可否を判定することを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。 3. The power conversion supply device according to claim 1, wherein the power conversion supply device includes an inverter device and a battery device, and the supply amount of the AC power supplied to the winding of the stator is adjusted by charging or discharging of the battery device. ,
The operating point adjusting means determines whether or not the supply amount of the AC power can be adjusted based on a state of charge of the battery device.
前記和が前記要求トルクに対して不足した場合に、前記バッテリ装置の充電状態が所定の第1レベルを超えかつトルク不足分に相当する交流電力の供給量が前記バッテリ装置で賄えるときに前記バッテリ装置を放電して前記電力変換トルクを増加させ、前記バッテリ装置の充電状態が前記第1レベル以下のときおよび前記トルク不足分に相当する交流電力の供給量が前記バッテリ装置で賄えないときに前記エンジントルクを増加させ、
前記和が前記要求トルクに対して超過した場合に、前記バッテリ装置の充電状態が前記第1レベルとは異なりかつ前記第1レベルの値よりも大きい値である第2レベル未満であるときに前記電力変換トルクを減少させて前記バッテリ装置を充電し、前記バッテリ装置の充電状態が前記第2レベル以上であるときに前記エンジントルクを減少させる、
ことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。 In Claim 3, the operating point adjusting means includes
If the previous Kiwa is insufficient for the required torque, the when the supply amount of the AC power state of charge of the battery device is equivalent to more than and torque shortfall a predetermined first level is covered by our the battery device When the battery device is discharged to increase the power conversion torque, and when the state of charge of the battery device is equal to or lower than the first level and when the supply amount of AC power corresponding to the insufficient torque is not covered by the battery device To increase the engine torque,
Before when Kiwa is exceeded with respect to the required torque, when the battery device is smaller than the second level charge state is the value greater than the value of different and the first level and the first level Reducing the power conversion torque to charge the battery device, and reducing the engine torque when a state of charge of the battery device is equal to or higher than the second level;
A drive device for a hybrid vehicle characterized by the above.
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