JP6350031B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
上記技術は、いずれも第1MGの回転数または第2MGの回転数の急変を検知し、蓄電装置の入出力電力が上限値を超過しないよう第2MGのトルク指令値を制限することによって、蓄電装置の充放電を抑制する技術である。
本発明の第1態様では、第1モータジェネレータの正転力行時、第1MGパワーを、出力電力上限値から所定値を引いた値以下に制限する。所定値は、車輪のロック時に第2モータジェネレータの回転数が正回転と負回転とを繰り返す場合の第2MGパワーの最大値を想定して予め決められた値に設定される。
本発明の第2態様では、第1モータジェネレータの正転力行時、第1MGパワーを、出力電力上限値から所定値を引いた値以下に制限する。車両は、蓄電装置の電圧を昇圧するコンバータと、コンバータにより昇圧された直流電圧であるシステム電圧を交流電圧に変換して第1モータジェネレータまたは第2モータジェネレータに出力するインバータと、コンバータとインバータとの間に設けられシステム電圧の変動を平滑化するコンデンサと、を備える。所定値は、車輪のロック時に第2モータジェネレータの回転数が正回転と負回転とを繰り返す場合の第2MGパワーの最大値を想定して予め決められた値と、システム電圧の変動に伴うコンデンサの蓄積エネルギ変化量であるコンデンサ昇圧パワーとを足した値に設定される。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による車両用制御装置としてのハイブリッド用電子制御ユニットは、図1に示す車両1に用いられている。
先ず、車両1の概略構成について図1を参照して説明する。
図1に示すように、車両1は、「内燃機関」としてのエンジン10と、第1MG11と、第2MG12と、動力分割機構13と、変速機14と、デファレンシャルギア15と、車輪16と、「蓄電装置」としてのバッテリ17と、電源回路18と、エンジン用電子制御ユニット21と、モータ用電子制御ユニット22と、バッテリ用電子制御ユニット23と、ハイブリッド用電子制御ユニット24とを備えている。
第1MG11は、例えば三相交流同期モータから構成されており、動力分割機構13を介してエンジン10に連結され、また、電源回路18を介してバッテリ17に接続されている。第1MG11は、エンジン10の回転により回生動作して発電し、バッテリ17を充電可能であり、また、バッテリ17の電力により力行動作してエンジン10を回転駆動可能である。
バッテリ17は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から構成されている。
コンバータ31は、バッテリ17とインバータ32、33との間に設けられており、電源ライン35および接地ライン36によりインバータ32、33と接続されている。コンバータ31は、バッテリ17の電圧を昇圧してライン35、36間に出力する昇圧機能と、ライン35、36間の直流電圧を降圧してバッテリ17に出力する降圧機能とを有している。以降、ライン35、36間の電圧を「システム電圧Vsys」と記載する。
コンデンサ34は、電源ライン35と接地ライン36との間に設けられ、システム電圧Vsysの変動を平滑化する。
次に、HV−ECU24の特徴構成について図1〜図9を参照して説明する。
HV−ECU24は、電源回路18における過電流を抑制するために、式(1)〜(4)のように表されるバッテリ17の入出力電力であるバッテリパワーPbatが、式(5)に示すように出力電力上限値Woutと入力電力上限値Winとの間の範囲に収まるように第1MG11および第2MG12の動作を制限する電力収支制御を実行する。
Pbat=Pmg1+Pmg2+Pcnv (1)
Pmg1=Nmg1×Tmg1*×(2π/60) (2)
Pmg2=Nmg2×Tmg2*×(2π/60) (3)
Pcnv=Cm×ΔVsys×(Vsys+ΔVsys/2) (4)
Win≦Pbat≦Wout (5)
(B)第2MGトルク指令値Tmg2*が実際の第2MGトルクTmg2に反映されるまでにも遅れが存在する。
Tmg1max=(Wout/Nmg1)×(60/2π) (6)
ステップS4では、第1MGトルク指令値Tmg1*が第1MGトルク制限値Tmg1maxよりも大きいか否かが判定される。ステップS4の判定が肯定された場合(S4:Yes)、処理はステップS5に移行する。一方、ステップS4の判定が否定された場合(S4:No)、処理はステップS6に移行する。
このようにして第1MG11の正転力行時、第1MGパワーPmg1は出力電力上限値Wout以下に制限される。つまり、第1MGパワーPmg1の最大値は出力電力上限値Woutとされる。
(i)図9に示すように第1MG11の逆転力行時であって、車両1が高速走行している場合には、第1MG11はエンジン10の回転数制御をしているため、第1MGパワーPmg1を出力電力上限値Wout以下に制限することができない。
(ii)図2に示すように第1MG11の正転回生時であって、車両1が通常走行または加速走行している場合には、通常、第1MG11パワーPmg1は出力電力上限値Woutよりも大きくなるため、第1MGパワーPmg1を出力電力上限値Wout以下に制限することができない。
Pmg2max=Wout−Nmg1×Tmg1*×(2π/60) (7)
Tmg2max=(Pmg2max/Nmg2)×(60/2π) (8)
このようにして第2MG12の正転力行時、第2MGパワーPmg2は、出力電力上限値Woutから第1MGパワーPmg1を引いた値以下に制限される。つまり、第2MGパワーPmg2の最大値は、力電力上限値Woutから第1MGパワーPmg1を引いた値とされる。
以上説明したように、第1実施形態によるHV−ECU24は、第1MG11の正転力行時、第1MGパワーPmg1を出力電力上限値Wout以下に制限し、かつ、第2MGパワーPmg2を、出力電力上限値Woutから第1MGパワーPmg1を引いた値以下に制限する。
第2実施形態によるHV−ECU41が行う処理について説明する。
図13に示すように、ステップS21では、出力電力上限値Wout、第1MG回転数Nmg1および所定値αに基づき式(9)により第1MGトルク制限値Tmg1maxが算出されて設定される。所定値αは、車輪16のロック時に第2MG回転数Nmg2が正回転と負回転とを繰り返す場合の第2MGパワーPmg2の最大値を想定して予め実験的あるいは理論的に決められた値と、コンデンサ昇圧パワーPcnvとを足した値に設定される。
Tmg1max=[(Wout−α)/Nmg1]×(60/2π) (9)
Pmg2max=Wout−Nmg1×Tmg1*×(2π/60)−Cm×ΔVsys×(Vsys+ΔVsys/2) (10)
本発明の他の実施形態では、HV−ECUとMG−ECUとが一つのコンピュータを主体として構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、式(9)の所定値αは、車輪16のロック時に第2MG回転数Nmg2が正回転と負回転とを繰り返す場合の第2MGパワーPmg2の最大値を想定して予め決められた値に設定されてもよい。つまり、所定値αは、コンデンサ昇圧パワーPcnvを考慮せずに設定されてもよい。この場合であっても、電源回路の部品等の破壊を引き起こすほどにバッテリパワーが出力電力上限値を大きく超過することを回避可能である。
本発明の他の実施形態では、バッテリに代えて、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置が備えられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10・・・エンジン(内燃機関)
11・・・第1モータジェネレータ、第1MG
12・・・第2モータジェネレータ、第2MG
16・・・車輪
17・・・バッテリ(蓄電装置)
24、41・・・ハイブリッド用電子制御ユニット(HV−ECU、車両用制御装置)
Pbat・・・バッテリパワー(出力電力)
Pmg1・・・第1MGパワー
Pmg2・・・第2MGパワー
Wout・・・出力電力上限値
Claims (3)
- 車輪(16)と、
蓄電装置(17)と、
前記車輪を回転駆動可能な内燃機関(10)と、
前記蓄電装置の電力により力行動作して前記内燃機関を回転駆動可能であり、かつ、前記内燃機関の回転により回生動作して発電可能な第1モータジェネレータ(11)と、
前記蓄電装置の電力により力行動作して前記車輪を回転駆動可能であり、かつ、前記車輪の回転により回生動作して発電可能な第2モータジェネレータ(12)と、
を備える車両(1)に用いられる車両用制御装置(24)であって、
前記第1モータジェネレータが消費または発電する電力を第1MGパワー(Pmg1)とし、
前記第2モータジェネレータが消費または発電する電力を第2MGパワー(Pmg2)とし、
前記蓄電装置の出力電力(Pbat)の上限値を出力電力上限値(Wout)とすると、
前記第1モータジェネレータの正転力行時、前記第1MGパワーを前記出力電力上限値以下に制限し、かつ、前記第2MGパワーを、前記出力電力上限値から前記第1MGパワーを引いた値以下に制限し、
前記第1モータジェネレータの正転力行時、前記第1MGパワーを、前記出力電力上限値から所定値(α)を引いた値以下に制限し、
前記所定値は、前記車輪のロック時に前記第2モータジェネレータの回転数(Nmg2)が正回転と負回転とを繰り返す場合の前記第2MGパワーの最大値を想定して予め決められた値に設定されることを特徴とする車両用制御装置。 - 車輪(16)と、
蓄電装置(17)と、
前記車輪を回転駆動可能な内燃機関(10)と、
前記蓄電装置の電力により力行動作して前記内燃機関を回転駆動可能であり、かつ、前記内燃機関の回転により回生動作して発電可能な第1モータジェネレータ(11)と、
前記蓄電装置の電力により力行動作して前記車輪を回転駆動可能であり、かつ、前記車輪の回転により回生動作して発電可能な第2モータジェネレータ(12)と、
を備える車両(1)に用いられる車両用制御装置(24)であって、
前記第1モータジェネレータが消費または発電する電力を第1MGパワー(Pmg1)とし、
前記第2モータジェネレータが消費または発電する電力を第2MGパワー(Pmg2)とし、
前記蓄電装置の出力電力(Pbat)の上限値を出力電力上限値(Wout)とすると、
前記第1モータジェネレータの正転力行時、前記第1MGパワーを前記出力電力上限値以下に制限し、かつ、前記第2MGパワーを、前記出力電力上限値から前記第1MGパワーを引いた値以下に制限し、
前記第1モータジェネレータの正転力行時、前記第1MGパワーを、前記出力電力上限値から所定値(α)を引いた値以下に制限し、
前記車両は、前記蓄電装置の電圧を昇圧するコンバータ(31)と、前記コンバータにより昇圧された直流電圧であるシステム電圧(Vsys)を交流電圧に変換して前記第1モータジェネレータまたは前記第2モータジェネレータに出力するインバータ(32、33)と、前記コンバータと前記インバータとの間に設けられ前記システム電圧の変動を平滑化するコンデンサ(34)と、を備え、
前記所定値は、前記車輪のロック時に前記第2モータジェネレータの回転数が正回転と負回転とを繰り返す場合の前記第2MGパワーの最大値を想定して予め決められた値と、前記システム電圧の変動に伴う前記コンデンサの蓄積エネルギ変化量であるコンデンサ昇圧パワー(Pcnv)とを足した値に設定されることを特徴とする車両用制御装置。 - 前記第2MGパワーを、前記出力電力上限値から前記第1MGパワーと前記コンデンサ昇圧パワーとを引いた値以下に制限することを特徴とする請求項2に記載の車両用制御装置。
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- 2014-06-30 JP JP2014133837A patent/JP6350031B2/ja active Active
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