JP6341135B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンと走行用モータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle including an engine and a traveling motor.
車両に搭載された走行用モータに対してゼロトルク指令が与えられたときに、インバータを停止させると、モータとインバータからなるシステムの効率が向上する。しかしながら、インバータを停止させたときに、インバータ電圧がモータの誘起電圧よりも小さい場合には、モータからインバータへ電流が逆流して、モータに制動トルクが生じる。 When the zero torque command is given to the traveling motor mounted on the vehicle, if the inverter is stopped, the efficiency of the system including the motor and the inverter is improved. However, when the inverter is stopped, if the inverter voltage is smaller than the induced voltage of the motor, a current flows backward from the motor to the inverter, and braking torque is generated in the motor.
そこで、特許文献1に記載の永久磁石同期電動機の制御方法では、モータに対してゼロトルク指令が与えられたときに、インバータ電圧がモータの誘起電圧よりも大きい場合には、損失を低減して効率を上げるために、インバータを停止している。そして、上記制御方法では、ゼロトルク指令が与えられたときに、インバータ電圧がモータの誘起電圧よりも小さい場合には、制動トルクの発生を抑制するために、インバータのスイッチング素子をスイッチングして、モータの出力トルクを零に制御している。 Therefore, in the control method of the permanent magnet synchronous motor described in Patent Document 1, when the zero torque command is given to the motor, if the inverter voltage is larger than the induced voltage of the motor, the loss is reduced and the efficiency is reduced. In order to increase the power, the inverter is stopped. In the above control method, when the zero torque command is given, if the inverter voltage is smaller than the induced voltage of the motor, the switching element of the inverter is switched to suppress the generation of braking torque, and the motor The output torque is controlled to zero.
特許文献1に記載の制御方法において、インバータ電圧が誘起電圧よりも大きいときに、インバータを停止させた場合、モータからインバータへの電流の逆流していないにも関わらず、モータが回転することによる鉄損等のロストルクが生じ、制動トルクが発生するという問題がある。そこで、発生するロストルクを補償しようとすると、その補償方法によっては損失が増大することとなる。なお、このような事情は、モータに対してゼロトルク、又はゼロトルク以外の指令値が与えられた場合でも、概ね共通したものとなっている。 In the control method described in Patent Document 1, when the inverter is stopped when the inverter voltage is larger than the induced voltage, the motor rotates even though the current does not flow backward from the motor to the inverter. There is a problem that loss torque such as iron loss occurs and braking torque is generated. Therefore, when the loss torque generated is to be compensated, the loss increases depending on the compensation method. Such a situation is generally common even when zero torque or a command value other than zero torque is given to the motor.
本発明は、上記実情に鑑み、ロストルクの補償と損失の抑制とを両立可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを主たる目的とする。 In view of the above circumstances, it is a primary object of the present invention to provide a control device for a hybrid vehicle that can achieve both compensation for loss torque and suppression of loss.
本発明は、上記課題を解決するため、駆動源として、エンジン及び走行用モータを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記モータにおいて発生するロストルクを補償する手段であって、前記モータに対して前記ロストルクの補償分の出力トルクを指令する第1ロストルク指令を与える第1補償手段と、前記ロストルクを補償する手段であって、前記エンジンに対して前記ロストルクの補償分の出力トルクを指令する第2ロストルク指令を与える第2補償手段と、前記モータの回転速度が第1回転速度よりも低い場合には、第1補償手段によるロストルク補償を実施し、前記モータの回転速度が前記第1回転速度よりも高い場合には、前記第2補償手段によるロストルク補償を実施する補償制御手段と、を備える。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a hybrid vehicle control device that includes an engine and a travel motor as drive sources, and is a means for compensating for a loss torque generated in the motor. First compensation means for giving a first loss torque command for commanding an output torque for compensation of the loss torque, and means for compensating for the loss torque, and commands the output torque for the compensation of the loss torque to the engine When the second compensating means for giving a second loss torque command and the rotational speed of the motor are lower than the first rotational speed, loss torque compensation is performed by the first compensating means, and the rotational speed of the motor is set to the first rotational speed. Compensation control means for performing loss torque compensation by the second compensation means when the speed is higher than the speed.
本発明によれば、モータが回転することにより、モータにおいてロストルクが発生し、車両に制動トルクすなわちブレーキが発生する。そして、モータで発生するロストルクは、エンジンのトルク又はモータのトルクにより補償される。 According to the present invention, when the motor rotates, loss torque is generated in the motor, and braking torque, that is, braking, is generated in the vehicle. The loss torque generated in the motor is compensated by the engine torque or the motor torque.
一般に、モータの回転速度が第1回転速度よりも低い回転領域では、エンジンのトルクでロストルクを補償するよりも、モータのトルクでロストルクを補償する方が、損失は小さいため、モータに対してロストルクの補償分の出力トルクが指令される。一方、モータの回転速度が第1回転速度よりも高い回転領域では、モータのトルクでロストルクを補償するよりも、エンジンのトルクでロストルクを補償する方が、損失は小さいため、エンジンに対してロストルクの補償分の出力トルクが指令される。これにより、ロストルク補償と損失の抑制との両立を実現することができる。 In general, in a rotational region where the rotational speed of the motor is lower than the first rotational speed, the loss is smaller when the loss torque is compensated with the motor torque than when the loss torque is compensated with the engine torque. The output torque for the compensation is commanded. On the other hand, in the rotational region where the rotational speed of the motor is higher than the first rotational speed, the loss is smaller when the loss torque is compensated with the engine torque than when the loss torque is compensated with the motor torque. The output torque for the compensation is commanded. Thereby, it is possible to realize both the loss torque compensation and the loss suppression.
以下、ハイブリッド車両の制御装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments embodying a control device for a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を適用するハイブリッド車両の構成について説明する。本実施形態に係るハイブリッド車両は、エンジン10、MG20、ENGECU11、インバータ21、HVECU30、クラッチ60、変速機40、及び車輪50を備える。
(First embodiment)
First, the configuration of a hybrid vehicle to which the hybrid vehicle control device according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. The hybrid vehicle according to the present embodiment includes an
エンジン10及びMG20(走行用モータ)は、車両の走行駆動源である。エンジン10の出力軸12と、MG20の一方の側の回転軸22とは、クラッチ60を介して接続されている。クラッチ60は、エンジン10の出力軸12とMG20の回転軸22とを、締結及び切断する伝達装置である。また、MG20の他方の側の回転軸22は、変速機40を介して車軸51に接続されている。車軸51には一対の車輪50が接続されている。
The
MG20は、電動機及び発電機の双方の機能を有する三相のモータジェネレータである。MG20が電動機として作動する場合、MG20は、バッテリ23から電力供給を受けたインバータ21により駆動されて作動する。また、MG20が発電機として作動する場合は、エンジン10又は車軸51から伝達される駆動力により回転して発電する。MG20により発電された電力は、インバータ21を介してバッテリ23に供給される。
The MG 20 is a three-phase motor generator having functions of both an electric motor and a generator. When the MG 20 operates as an electric motor, the MG 20 is driven and operated by the
MG20が電動機として作動する場合、MG20が発生するトルクは、回転軸22から変速機40へ入力され、変速機40により変速されて左右の車輪50へ伝達される。また、エンジン10が発生するトルクは、クラッチ60及びMG20を介して変速機40へ入力され、変速機40により変速されて左右の車輪50へ伝達される。よって、左右の車輪50は、MG20が発生するトルク、及びエンジン10が発生するトルクの少なくとも一方により駆動される。エンジン10の回転速度とMG20の回転速度とは、第1所定速度比となり、MG20の回転速度と車速とは、第2所定速度比となる。
When the MG 20 operates as an electric motor, the torque generated by the MG 20 is input from the
HVECU30(ハイブリッド車両の制御装置)、ENGECU11は、それぞれ、CPU、ROM、RAM及びI/O等を備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ROMに記憶されているプログラムを実行して、各種機能を実現する。 The HVECU 30 (hybrid vehicle control device) and the ENGECU 11 are each configured as a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O, and the like, and execute various programs by executing programs stored in the ROM. To do.
HVECU30は、ENGECU11よりも上位(ユーザの要求から見て上流側)のECUであり、第1補償手段、第2補償手段、補償制御手段、インバータ制御手段、及び電流制御手段の各機能を実現する。HVECU30は、ENGECU11と双方向通信を行う。また、HVECU30は、アクセルセンサ31の検出値、車速センサ32の検出値、及び回転位置センサ24の検出値等に基づいて、エンジン10対する出力トルク指令であるエンジントルク指令、及びMG20に対する出力トルク指令であるMGトルク指令をそれぞれ算出する。そして、HVECU30は、エンジントルク指令をENGECU11へ送信するとともに、MGトルク指令に対応するインバータ21の操作信号を生成し、生成した操作信号をインバータ21へ送信する。HVECU30の各機能の詳細については後述する。
The HVECU 30 is an ECU higher than the ENGECU 11 (upstream from the user's request), and implements the functions of the first compensation means, the second compensation means, the compensation control means, the inverter control means, and the current control means. . The HVECU 30 performs bidirectional communication with the ENGECU 11. The HVECU 30 also outputs an engine torque command that is an output torque command for the
アクセルセンサ31はドライバのアクセルペダルの操作量を検出するセンサであり、車速センサ32は、車両の速度を検出するセンサである。また、回転位置センサ24は、MG20の回転子の位置を検出するセンサであり、回転位置センサ24の検出値から、MG20の回転速度が算出される。
The accelerator sensor 31 is a sensor that detects the amount of operation of the accelerator pedal of the driver, and the vehicle speed sensor 32 is a sensor that detects the speed of the vehicle. The
ENGECU11、HVECU30からエンジントルク指令を受信すると、エンジントルクを指令値に制御すべく、エンジン10の各気筒に設けられた燃料噴射弁による燃料噴射等を制御し、エンジン10の燃焼制御を行う。
When the engine torque command is received from the ENGECU 11 and the HVECU 30, the fuel injection by the fuel injection valve provided in each cylinder of the
インバータ21は、スイッチング素子を含んで構成された三相の周知のインバータであり、HVECU30から受信した操作信号に基づいて、スイッチング素子がオン操作又はオフ操作される。これにより、MG20の出力トルクがMG20に対する指令値となるように、MG20の駆動が制御される。
The
MG20が回転すると、MG20において回転に伴う鉄損等のロストルクが発生する。すなわち、MG20の出力トルクが、MGトルク指令よりもロストルクの分マイナスとなる。例えば、HVECU30が、MG20に対して零トルク指令を与える場合には、MG20が車軸51に機械的に直結されているため、MG20は車軸51とともに回転し、MGトルク指令の指令値を零トルクにしているにもかかわらず、ブレーキが掛かってしまうことになる。零トルク指令は、零又は零に近い微小トルクを指令値とするMGトルク指令である。
When the MG 20 rotates, loss torque such as iron loss accompanying rotation occurs in the MG 20. That is, the output torque of the MG 20 is minus the amount of loss torque than the MG torque command. For example, when the HVECU 30 gives a zero torque command to the MG 20, since the MG 20 is mechanically directly connected to the
そのため、HVECU30は、MG20に対してMGトルク指令を与える場合には、ロストルク補償を行う。ロストルクを補償する方法としては、エンジン10のトルクで補償する方法と、MG20のトルクで補償する方法とがあるが、適切に選択してロストルク補償を実施しないと、損失が増大することになる。
Therefore, the
図2に、MG20のトルクでロストルク補償を実施した場合における、MG20の回転速度に対するMG20を流れる電流及びMG20の出力を示す。MG20の出力は、単位時間当たりのエネルギ損失を表す。図2に示すように、回転速度に比例してMG20を流れる電流は増加し、MG20の出力は電流の二乗に比例して増加している。よって、比較的高回転速度領域において、MG20の損失は急激に増加している。
FIG. 2 shows the current flowing through
また、図3に、通常エンジン及びリーンバーンエンジンのトルクでロストルク補償を実施した場合における、MG20の回転速度に対する燃料消費及び噴射1回当たりの燃料噴射量を示す。燃料消費は、単位時間当たりのエネルギ損失を表す。図3に示すように、通常エンジンの燃料消費は、リーンバーンエンジンの燃料消費よりも全体的に大きくなっているが、どちらの場合の燃料消費も、MG20の回転速度が比較的低い領域では、急激に増加し、MG20の回転速度が比較的高い領域では、緩やかに増加している。また、噴射1回当たりの通常エンジンの燃料噴射量は、リーンバーンエンジンの燃料噴射量よりも全体的に多くなっているが、どちらの場合の燃料噴射量も、MG20の回転速度の増加に伴い緩やかに減少した後、緩やかに増加している。最も燃料噴射量の少ない状態が、最も効率のよい運転状態となっている。
FIG. 3 shows the fuel consumption and the fuel injection amount per injection when the loss torque compensation is performed using the torque of the normal engine and the lean burn engine. Fuel consumption represents energy loss per unit time. As shown in FIG. 3, the fuel consumption of the normal engine is generally larger than the fuel consumption of the lean burn engine, but the fuel consumption in either case is in the region where the rotational speed of the
続いて、図4に、MG20のトルク及び通常エンジンのトルクでロストルク補償を実施した場合における、MG20の回転速度に対するMG20の出力及び通常エンジンの燃料消費量を示す。また、図5に、MG20のトルク及びリーンバーンエンジンのトルクでロストルク補償を実施した場合における、MG20の回転速度に対するMG20の出力及びリーンバーンエンジンの燃料消費量を示す。
Next, FIG. 4 shows the output of the
図4及び図5に示すように、MG20の回転速度がXよりも低い領域では、MG20のトルクでロストルク補償する方が、エンジン10のトルクでロストルク補償するよりも、単位時間当たりのエネルギ損失が小さい。一方、MG20の回転速度がXよりも高い領域では、エンジン10のトルクでロストルク補償する方が、MG20のトルクでロストルク補償するよりも、単位時間当たりのエネルギ損失が小さい。回転速度X(第1回転速度)は、エンジン10のトルクでロストルク補償を実施する際にエンジン10で発生するエネルギ損失と、MG20のトルクでロストルク補償を実施する際にMG20で発生するエネルギ損失とが、一致するときのMG20の回転速度である。回転速度Xは、通常エンジンの場合よりもリーンバーンエンジンの方が、低い回転速度となる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in a region where the rotational speed of the
HVECU30は、図4及び図5に示す特性を用いて、エネルギ損失を抑制するようなロストルク補償を実施する。以下、詳しく説明する。
The
第1補償手段は、MG20に対してMGトルク指令が与えられた場合に、MG20において発生するロストルクを補償するものであり、MG20に対してロストルクの補償分の出力トルクを指令する第1ロストルク指令を与える。すなわち、HVECU30は、MG20に対して、各種センサの検出値に基づいて算出したMGトルク指令に第1ロストルク指令を加算した指令値を、新たなMGトルク指令とし、新たなMGトルク指令に対応する操作信号を生成してインバータ21へ送信する。
The first compensation means compensates for a loss torque generated in the
第2補償手段は、MG20に対してMGトルク指令が与えられた場合に、MG20において発生するロストルクを補償するものであり、エンジン10に対してロストルクの補償分の出力トルクを指令する第2ロストルク指令を与える。すなわち、HVECU30は、エンジン10に対して、各種センサの検出値に基づいて算出したエンジントルク指令に第2ロストルク指令を加算した指令値を、新たなエンジントルク指令としてENGECU11へ送信する。
The second compensation means compensates for a loss torque generated in the
補償制御手段は、図4〜図6に示すように、MG20の回転速度が回転速度Xよりも低い場合には、第2補償手段によるロストルク補償よりも第1補償手段によるロストルク補償の方が、エネルギ損失が小さいので、第1補償手段によるロストルク補償を実施する。一方、補償制御手段は、図4〜図6に示すように、MG20の回転速度が回転速度Xよりも高い場合には、第1補償手段によるロストルク補償よりも第2補償手段によるロストルク補償の方が、エネルギ損失が小さいので、第2補償手段によるロストルク補償を実施する。なお、図6は、一例として、MG20に対して零トルク指令が与えられた場合を示す。
As shown in FIG. 4 to FIG. 6, when the rotational speed of the
電流制御手段は、MG20に流れる電流を制御するものである。電流制御手段は、第2補償手段によるロストルク補償、すなわちMG20のトルクによるロストルク補償が実施されている場合に、MGトルク指令に対応する操作信号を、MG20に負のd軸電流を流すような操作信号にする。これにより、最大効率制御でMG20が駆動されて、ロストルク補償が実施される。
The current control means controls the current flowing through the
HVECU30は、例えば定速走行時に、MG20に対して零トルク指令を与えることがある。インバータ制御手段は、MG20に対して零トルク指令が与えられており、第2補償手段によるロストルク補償、すなわちエンジン10のトルクによるロストルク補償が実施されている場合に、インバータ21の全スイッチング素子にオフ操作信号を送信して、インバータ21を停止させる。MG20に対する出力トルク指令が零トルクのときに、インバータ21を停止させることにより、MG20とインバータ21からなるシステムの効率が向上する。
For example, the
ここで、MG20の回転速度が、回転速度Xよりも高い回転速度である回転速度Y(第2回転速度)よりも高くなると、MG20の誘起電圧がインバータ21の最大出力電よりも大きくなる。この場合、MG20に弱め磁束電流を流して、MG20の誘起電圧がインバータ21の最大出力電圧を超えないようにしないと、MG20からインバータ21へ電流が逆流して、図6(a)に鎖線で示すような回生ブレーキが発生する。よって、HVECU30は、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い場合には、弱め磁束制御を実施する。
Here, when the rotation speed of the
詳しくは、電流制御手段は、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い場合に、MG20に弱め磁束電流を流す。この場合、MG20に、弱め磁束電流に加えて、ロストルク補償分のトルクを出力するような電流も流せば、MG20の制御のみで、弱め磁束制御及びロストルク補償を実施できる。そのため、MG20及びエンジン10を制御して、MG20に弱め磁束電流を流すとともに、エンジン10のトルクでロストルク補償を実施する場合よりも、制御が容易となる。そこで、補償制御手段は、図6に示すように、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い場合には、制御の容易さを優先して、第1補償手段によるロストルク補償を実施する。
Specifically, when the rotational speed of the
一般に、エンジントルク指令に対するエンジン10の出力の応答速度よりも、モータトルク指令に対するMG20の出力の応答速度の方が速い。そのため、第1補償手段又は第2補償手段によるロストルク補償の実施から、第2補償手段又は第1補償手段によるロストルク補償の実施への切替えの際に、切替えの手順によっては、車両に与えるショックが大きくなる。
In general, the response speed of the output of the
そのため、第2補償手段によるロストルク補償の実施から、第1補償手段によるロストルク補償の実施への切替え時には、応答速度が比較的遅いエンジン10の出力の応答に合わせて、応答速度が比較的速いMG20のトルクによるロストルク補償を実施する。
Therefore, at the time of switching from the execution of the loss torque compensation by the second compensation means to the execution of the loss torque compensation by the first compensation means, the
詳しくは、まず、インバータ制御手段がインバータ21を起動させ、インバータ21の起動開始に伴い、第2補償手段がエンジン10に対する第2ロストルク指令を零に設定する。その後、第1補償手段が、第2ロストルク指令に対するエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、第1ロストルク指令をロストルクの補償分に設定する。すなわち、ロストルク補償分に設定された第2ロストルク指令から、零に設定された第2ロストルク指令への変化に応じて、エンジン10の出力トルクが低下したことに合わせて、MG20によるロストルク補償を開始する。
Specifically, first, the inverter control means activates the
また、第1補償手段によるロストルク補償の実施から、第2補償手段によるロストルク補償の実施への切替え時には、応答速度が比較的遅いエンジン10の出力の応答に合わせて、応答速度が比較的速いMG20のトルクによるロストルク補償を終了する。
Further, when switching from the execution of the loss torque compensation by the first compensation means to the execution of the loss torque compensation by the second compensation means, the
詳しくは、まず、第2補償手段が、第2ロストルク指令をロストルク補償分に設定する。そして、第1補償手段が、第2ロストルク指令に対するエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、第1ロストルク指令を零に設定する。すなわち、零に設定された第2ロストルク指令から、ロストルク補償分に設定された第2ロストルク指令への変化に応じて、エンジン10の出力トルクが上昇したことに合わせて、MG20によるロストルク補償を終了する。そして、第1補償手段により第1ロストルク指令が零に設定された後に、インバータ制御手段が、インバータ21の全スイッチング素子にオフ操作信号を送信して、インバータ21を停止させる。
Specifically, first, the second compensation means sets the second loss torque command to the loss torque compensation amount. Then, the first compensation means sets the first loss torque command to zero in accordance with the response of the output torque of the
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動態様について、図7のタイムチャートを参照して説明する。図7において、実線で囲まれたハッチング部分は、ロストルク補償分のトルクを表す。また、なお、図7のタイムチャートにおいて、車速は、MG20の回転速度Yに対応する車速よりも低い範囲で推移している。
Next, the driving mode of the hybrid vehicle according to the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. In FIG. 7, the hatched portion surrounded by the solid line represents the torque for loss torque compensation. In the time chart of FIG. 7, the vehicle speed changes in a range lower than the vehicle speed corresponding to the rotational speed Y of the
まず、停止した状態から、MG20の力行トルクにより加速が行われる。この時のMG20の回転速度は回転速度Xよりも低いので、MG20のトルクによりロストルク補償が実施される。そして、車速がMG20の回転速度Zに対応する車速になると、クラッチ60が締結されて、エンジン10のトルク及びMG20の力行トルクにより加速が継続される。この時のMG20の回転速度はまだ回転速度Xよりも低いので、MG20のトルクによりロストルク補償が実施される。その後、MG20の回転速度が回転速度Xを超えた時点で、MG20のトルクによるロストルク補償から、エンジン10のトルクによるロストルク補償に切り替えられる。
First, acceleration is performed from the stopped state by the power running torque of the
そして、定速走行となった期間Aでは、MG20に対して零トルク指令が与えられる。この時のMG20の回転速度は回転速度Xよりも高くなっているので、エンジン10のトルクによりロストルク補償が実施される。
In the period A in which the vehicle travels at a constant speed, a zero torque command is given to the
定速走行の期間Aが終了すると、再び、エンジン10のトルク及びMG20の力行トルクにより加速が行われる。この時のMG20の回転速度は回転速度Xよりも高くなっているので、エンジン10のトルクによりロストルク補償が実施される。そして、再び定速走行となった期間Bでは、MG20に対して零トルク指令が与えられる。この時のMG20の回転速度は回転速度Xよりも高くなっているので、エンジン10のトルクによりロストルク補償が実施される。
When the constant speed traveling period A ends, acceleration is again performed by the torque of the
定速走行の期間Bが終了すると、MG20の回生ブレーキを作動させて減速が行われる。この時のMG20の回転速度は回転速度Xよりも高くなっているので、エンジン10のトルクによりロストルク補償が実施される。その後、MG20の回転速度が回転速度Xよりも低くなった時点で、エンジン10のトルクによるロストルク補償から、MG20のトルクによるロストルク補償に切り替えられる。
When the constant speed travel period B ends, the regenerative brake of the
そして、定速走行となった期間Cでは、MG20に対して零トルク指令が与えられる。この時のMGの回転速度は回転速度Xよりも低くなっているので、MG20のトルクによりロストルク補償が実施される。定速走行の期間Cが終了すると、再びMG20の回生ブレーキを作動させて減速が行われ停止する。この時のMGの回転速度は回転速度Xよりも低くなっているので、MG20のトルクによりロストルク補償が実施される。
In the period C in which the vehicle travels at a constant speed, a zero torque command is given to the
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。 According to 1st Embodiment described above, there exist the following effects.
・MGの回転速度が回転速度Xよりも低い回転領域では、エンジン10のトルクでロストルクを補償するよりも、MG20のトルクでロストルクを補償する方が、損失は小さいため、MG20のトルクによりロストルク補償が実施される。一方、MG20の回転速度が回転速度Xよりも高い回転領域では、MG20のトルクでロストルクを補償するよりも、エンジン10のトルクでロストルクを補償する方が、損失は小さいため、エンジン10のトルクによりロストルク補償が実施される。これにより、ロストルク補償と損失の抑制との両立を実現することができる。
-In the rotation region where the rotational speed of MG is lower than rotational speed X, the loss is smaller when the loss torque is compensated with the torque of MG20 than with the torque of
・MG20に対して零トルク指令が与えられた場合に、ロストルク補償を実施することにより、制動トルクが発生することを抑制して、定速走行を維持することができる。
-When a zero torque command is given to
・MG20に対して零トルク指令が与えられており、エンジン10のトルクによるロストルク補償が実施されている場合には、MG20を駆動するインバータ21が停止される。これにより、MG20及びインバータ21からなるシステムの損失を低減することができる。
When the zero torque command is given to the
・MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い回転領域では、MG20の誘起電圧がインバータ21の最大出力電圧よりも高くなる。よって、上記回転領域では、MG20からインバータ21への電流の逆流を抑制するために、MG20に弱め磁束電流が流される。さらに、上記回転領域では、MG20のトルクによるロストルク補償が実施される。すなわち、MG20の制御により、電流の逆流が抑制されるとともに、ロストルク補償が実施される。よって、MG20に弱め磁束電流を流すとともに、エンジン10のトルクによるロストルク補償を実施する場合よりも、制御を簡易にすることができる。
In the rotation region where the rotation speed of the
・第1補償手段によるロストルク補償時にMG20で発生する損失と、第2補償手段によるロストルク補償時にエンジン10で発生する損失とが、一致するときのMG20の回転速度を閾値として、第1補償手段によるロストルク補償と第2補償手段によるロストルク補償が切替えられる。これにより、ロストルク補償による損失を適切に抑制することができる。
The first compensation means uses the rotational speed of the
・一般に、エンジントルク指令に対するエンジン10の出力トルクの応答速度よりも、MGトルク指令に対するMG20の出力トルクの応答速度の方が速い。よって、エンジン10のトルクによるロストルク補償からMG20のトルクによるロストルク補償への切替え時では、インバータ21の起動開始に伴い、エンジン10に対する第2ロストルク指令が零に設定される。そして、第2ロストルク指令に対するエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、MG20に対する第1ロストルク指令がロストルクの補償分に設定される。よって、応答速度が比較的遅いエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、応答速度が比較的速いMG20のトルクによるロストルク補償が実施されるため、ロストルク補償の切替えを滑らかに行うことができ、車両に与えるショックを低減できる。
Generally, the response speed of the output torque of the
・MG20のトルクによるロストルク補償から、エンジン10のトルクによるロストルク補償への切替え時において、第2ロストルク指令に対するエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、MGに対する第1ロストルク指令が零に設定される。そして、第1ロストルク指令が零に設定された後に、インバータ21が停止される。よって、応答速度が比較的遅いエンジン10の出力トルクの応答に合わせて、応答速度が比較的速いMG20のトルクによるロストルク補償が終了されるため、ロストルク補償の切替えを滑らかに行うことができ、車両に与えるショックを低減できる。
The first loss torque command for the MG is set to zero in accordance with the response of the output torque of the
・MG20のトルクによるロストルク補償が実施されている場合には、MG20に負のd軸電流が流される。すなわち、最大効率制御でMG20が駆動されて、ロストルク補償が実施される。したがって、MG20において発生する損失を最小限に抑制することができる。
-When loss torque compensation by the torque of MG20 is implemented, a negative d-axis current is passed through MG20. That is, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について、第1実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置と異なる点を、図8を参照して説明する。第2実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、MG20の回転速度が回転速度Yよりも大きい場合におけるロストルク補償の実施が異なる。
(Second Embodiment)
Next, the difference between the hybrid vehicle control device according to the second embodiment and the hybrid vehicle control device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The hybrid vehicle control device according to the second embodiment differs in the implementation of loss torque compensation when the rotational speed of the
詳しくは、補償制御手段は、図8に示すように、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い場合には、損失の抑制を優先して、第2補償手段によるロストルク補償を実施する。すなわち、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い場合には、電流制御手段は、MG20に弱め磁束電流を流し、補償制御手段は、第2補償手段によるロストルク補償を実施する。なお、図8は、一例として、MG20に対して零トルク指令が与えられた場合を示す。
Specifically, as shown in FIG. 8, when the rotational speed of the
以上説明した第2実施形態によれば、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い領域では、MG20からインバータ21への電流の逆流を抑制するために、モータに弱め磁束電流が流される。さらに、MG20の回転速度が回転速度Yよりも高い領域では、エンジン10のトルクによるロストルク補償が実施される。よって、MG20からインバータ21への電流の逆流を抑制しつつ、ロストルク補償による損失を抑制することができる。
According to the second embodiment described above, in the region where the rotational speed of the
(他の実施形態)
・回転速度Xは、MG20のトルクによるロストルク補償時にMG20で発生する損失と、エンジン10のトルクによるロストルク補償時にエンジン10で発生する損失とが、略一致するときのMG20の回転速度、すなわち一致するときのMG20の回転速度近傍の回転速度としてもよい。
(Other embodiments)
The rotational speed X matches the rotational speed of the
・MG20に対して零トルク指令が与えられている場合において、エンジン10によるロストルク補償時は、インバータ21を停止する方が損失を低減できるが、インバータ21を停止させなくてもよい。
When the zero torque command is given to the
・車両に与えるショックを増加させるおそれはあるが、第2補償手段によるロストルク補償の実施から、第1補償手段によるロストルク補償の実施への切替え時には、エンジン10の出力トルクの応答前に、応答速度が比較的速いMG20のトルクによるロストルク補償を実施してもよい。
Although there is a possibility of increasing the shock given to the vehicle, the response speed is changed before the response of the output torque of the
・車両に与えるショックを増加させるおそれはあるが、第1補償手段によるロストルク補償の実施から、第2補償手段によるロストルク補償の実施への切替え時には、エンジン10の出力トルクの応答前に、MG20のトルクによるロストルク補償を終了してもよい。
Although there is a risk of increasing the shock given to the vehicle, before switching the execution of the loss torque compensation by the second compensation means to the execution of the loss torque compensation by the second compensation means, before the response of the output torque of the
・MG20のトルクによるロストルク補償を実施する際は、MG20において発生する損失を最小限に抑制できないおそれはあるが、最大効率制御以外の制御でMG20を駆動してもよい。
-When performing the loss torque compensation by the torque of the
・HVECU30は、HVECUとMC(モータコントローラ)とに分けられていてもよい。MCは、MGトルク指令に基づいてインバータ21の操作信号を生成するとともに、バッテリ23の蓄電量を制御する制御装置である。また、ENGECU11は、HVECU30に一体化されていてもよい。
-HVECU30 may be divided into HVECU and MC (motor controller). MC is a control device that generates an operation signal of the
・ハイブリッド車両の構成は、図1に示す構成に限らず、例えばMG20以外のMGを備えていてもよい。また、MG20は、ハイブリッド車両の車軸51に機械的に直結されていなくてもよい。
-The structure of a hybrid vehicle is not restricted to the structure shown in FIG. 1, For example, you may provide MG other than MG20. The
10…エンジン、20…MG、30…HVECU、51…車軸。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記モータにおいて発生するロストルクを補償する手段であって、前記モータに対して前記ロストルクの補償分の出力トルクを指令する第1ロストルク指令を与える第1補償手段と、
前記ロストルクを補償する手段であって、前記エンジンに対して前記ロストルクの補償分の出力トルクを指令する第2ロストルク指令を与える第2補償手段と、
前記モータの回転速度が第1回転速度よりも低い場合には、前記第1補償手段によるロストルク補償を実施し、前記モータの回転速度が前記第1回転速度よりも高い場合には、前記第2補償手段によるロストルク補償を実施する補償制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A hybrid vehicle control device (30) including an engine (10) and a travel motor (20) as a drive source,
Means for compensating for a loss torque generated in the motor, and a first compensation means for giving a first loss torque command for commanding an output torque corresponding to the compensation of the loss torque to the motor;
Means for compensating for the loss torque, second compensation means for giving a second loss torque command for commanding an output torque corresponding to the compensation of the loss torque to the engine;
When the rotational speed of the motor is lower than the first rotational speed, loss torque compensation is performed by the first compensation means, and when the rotational speed of the motor is higher than the first rotational speed, the second torque is compensated. Compensation control means for performing loss torque compensation by the compensation means;
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising:
前記補償制御手段は、前記モータに対して微小トルクを指令値とする出力トルク指令が与えられた場合に、前記第1補償手段又は前記第2補償手段によるロストルク補償を実施する請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The travel motor is connected to the axle (51) of the hybrid vehicle,
The said compensation control means implements the loss torque compensation by the said 1st compensation means or the said 2nd compensation means, when the output torque command which uses micro torque as a command value with respect to the said motor is given. Hybrid vehicle control device.
前記インバータ制御手段は、前記第2補償手段による前記ロストルク補償が実施されている場合に、前記インバータを停止させる請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Inverter control means for controlling the inverter (21) for driving the motor,
The hybrid vehicle control device according to claim 2, wherein the inverter control unit stops the inverter when the loss torque compensation is performed by the second compensation unit.
前記電流制御手段は、前記モータの回転速度が、前記第1回転速度よりも高い回転速度である第2回転速度よりも高い場合に、前記モータに弱め磁束電流を流し、
前記補償制御手段は、前記モータの回転速度が前記第2回転速度よりも高い場合に、前記第1補償手段による前記ロストルク補償を実施する請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Current control means for controlling the current flowing through the motor;
The current control means, when the rotational speed of the motor is higher than a second rotational speed, which is a rotational speed higher than the first rotational speed, causes a weak magnetic flux current to flow through the motor;
The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the compensation control means implements the loss torque compensation by the first compensation means when the rotational speed of the motor is higher than the second rotational speed. Control device.
前記電流制御手段は、前記モータの回転速度が、前記第1回転速度よりも高い回転速度である第2回転速度よりも高い場合に、前記モータに弱め磁束電流を流し、
前記補償制御手段は、前記モータの回転速度が前記第2回転速度よりも高い場合に、前記第2補償手段による前記ロストルク補償を実施する請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Current control means for controlling the current flowing through the motor;
The current control means, when the rotational speed of the motor is higher than a second rotational speed, which is a rotational speed higher than the first rotational speed, causes a weak magnetic flux current to flow through the motor;
The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the compensation control means implements the loss torque compensation by the second compensation means when the rotational speed of the motor is higher than the second rotational speed. Control device.
前記第2補償手段よるロストルク補償の実施から、前記第1補償手段よるロストルク補償の実施への切替え時において、前記インバータ制御手段は、前記インバータを起動させ、前記第2補償手段は、前記インバータ制御手段による前記インバータの起動の開始に伴い、前記第2ロストルク指令を零に設定し、その後、前記第1補償手段は、前記第2ロストルク指令に対する前記エンジンの出力トルクの応答に合わせて、前記第1ロストルク指令を前記ロストルクの補償分に設定する請求項1〜6のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Inverter control means for controlling an inverter that drives the motor,
At the time of switching from the implementation of the loss torque compensation by the second compensation means to the implementation of the loss torque compensation by the first compensation means, the inverter control means activates the inverter, and the second compensation means is the inverter control The second loss torque command is set to zero with the start of the inverter by the means, and then the first compensation means adjusts the response of the output torque of the engine to the second loss torque command. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein one loss torque command is set as a compensation amount of the loss torque.
前記第1補償手段によるロストルク補償の実施から、前記第2補償手段によるロストルク補償の実施への切替え時において、前記第1補償手段は、前記第2ロストルク指令に対する前記エンジンの出力トルクの応答に合わせて、前記第1ロストルク指令を零に設定し、前記インバータ制御手段は、前記第1補償手段により前記第1ロストルク指令が零に設定された後に、前記インバータを停止させる請求項1〜7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Inverter control means for controlling an inverter that drives the motor,
At the time of switching from the execution of the loss torque compensation by the first compensation means to the execution of the loss torque compensation by the second compensation means, the first compensation means matches the response of the engine output torque to the second loss torque command. The first loss torque command is set to zero, and the inverter control unit stops the inverter after the first compensation unit sets the first loss torque command to zero. The hybrid vehicle control device according to claim 1.
前記電流制御手段は、前記第1補償手段によるロストルク補償が実施されている場合に、前記モータに負のd軸電流を流す請求項1〜8のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 Current control means for controlling the current flowing through the motor;
9. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the current control unit causes a negative d-axis current to flow through the motor when loss torque compensation is performed by the first compensation unit. 10. .
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