JPWO2012105042A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
Description
この公報に開示される従来技術では、モータジェネレータの目標トルクを決定する際に、モータジェネレータのイナーシャや制御遅れによって発生する変速ショックを抑制するために、予め計算されたイナーシャ補償トルクによって前記目標トルクを修正することで、変速の前後でエンジン回転速度を変化させないというものである。
前記エンジン2は、アクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段10と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段11と、燃料に着火する点火装置等の着火手段12とを備えている。エンジン2は、空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第1モータジェネレータ4は、第1モータロータ軸13と第1モータロータ14と第1モータステータ15とを備えている。前記第2モータジェネレータ5は、第2モータロータ軸16と第2モータロータ17と第2モータステータ18とを備えている。第1モータジェネレータ4の第1モータステータ15は、第1インバータ19に接続されている。第2モータジェネレータ5の第2モータステータ18は、第2インバータ20に接続されている。
第1インバータ19と第2インバータ20との電源端子は、双方向型のDC−DCコンバータ21を介してバッテリ22に接続されている。バッテリ22は、第1モータジェネレータ4および第2モータジェネレータ5との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5とは、それぞれ第1インバータ19と第2インバータ20とによりDC−DCコンバータ21を介してバッテリ22から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪6による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをDC−DCコンバータ21を介してバッテリ22に充電する。
第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、エンジン2と第1遊星歯車機構8との間に第1モータジェネレータ4を配置し、第2遊星歯車機構9のエンジン2から離れる側に第2モータジェネレータ5を配置している。
第1遊星歯車機構8の第1サンギア23には、第1モータジェネレータ4の第1モータロータ軸13を接続している。第1遊星歯車機構8の第1プラネタリキャリア25と第2遊星歯車機構9の第2サンギア27とは、結合してエンジン2の出力軸3にワンウェィクラッチ31を介して接続している。第1遊星歯車機構8の第1リングギア26と第2遊星歯車機構9の第2プラネタリキャリア29とは、結合して出力部32に連結している。出力部32は、歯車やチェーン等の出力伝達機構33を介して前記駆動軸7に接続している。第2遊星歯車機構9の第2リングギア30には、第2モータジェネレータ5の第2モータロータ軸16を接続している。
ハイブリッド車両1は、エンジン2と第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5とが発生する動力を、動力伝達機構の第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とを介して駆動軸7に出力し、駆動輪6を駆動する。また、ハイブリッド車両1は、駆動輪6からの駆動力を、動力伝達機構の第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とを介して第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ22を充電する。
このように、ハイブリッド車両1は、エンジン2と第1モータジェネレータ4と第2モータジェネレータ5と駆動軸7との間で、駆動力の授受を行う。
エンジン制御手段41は、アクセル開度検出手段35と車両速度検出手段36とエンジン回転速度検出手段37との検出信号から目標エンジンパワー算出手段39で算出された目標エンジンパワーに基づいて決定される、運転効率が良い動作点(エンジン回転速度とエンジントルク)で、エンジン2が動作するように、空気量調整手段10と燃料供給手段11と着火手段12との駆動状態を制御する。また、モータ制御手段42は、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の合計電力が、バッテリ充電状態検出手段38の検出するバッテリ22の充電状態(SOC)に基づいて目標充放電パワー設定手段40で設定された目標充放電パワーとなるように、第1インバータ19と第2インバータ20との駆動状態を制御する。
車両制御部34は、車両モードとして少なくともエンジン動作モード、モータ動作モードを備え、各モードに応じてエンジン2と第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5との動作を制御する。
前記車両制御部34は、補償トルク算出手段43と、目標トルク算出手段44とを備えている。前記補償トルク算出手段43は、エンジン2と第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5とから発生する動力を、動力伝達機構の第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とを介して、駆動軸7に出力するとともに、エンジン2及び第1モータジェネレータ4、第2モータジェネレータ5の回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する。前記目標トルク算出手段44は、補償トルク算出手段43により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクを修正する。
前記補償トルク算出手段43は、エンジン始動時やエンジン停止時にはイナーシャ補償トルクを修正する。このとき、補償トルク算出手段43は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正する。また、補償トルク算出手段43は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、エンジン停止時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正する。
車両制御部34は、イナーシャ補償トルクの演算で使用する、イナーシャ補償トルク係数とイナーシャ補償トルクなまし係数を備えている。また、車両制御部34は、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標モータ回転速度を設定する目標モータ回転速度設定手段45を備えている。
ハイブリッド車両1は、図2に示すように、車両制御部34によって制御を実行する。なお、図2に示すルーチンは、周期的に実行される。
図2において、車両制御部34は、制御がスタートすると(100)、本制御に用いる各種信号として、車両モード、目標モータ回転速度、エンジン回転速度、イナーシャ補償トルク係数、イナーシャ補償トルクなまし係数を取り込み(101)、目標モータ回転速度からイナーシャ補償トルクベース値を算出し(102)、現在の車両モードがエンジン動作モードかを判断する(103)。これは、エンジン動作モードでないときは、エンジンクランキング中(エンジン始動時)や、エンジン停止移行中(エンジン停止時)を含むからである。
判断(103)がYESの場合、ステップ102で算出されたイナーシャ補償トルクベース値のなまし処理をイナーシャ補償トルクなまし係数により行い(104)、なまし処理を行ったイナーシャ補償トルクベース値からエンジンイナーシャ、モータイナーシャによって設定されたイナーシャ補償トルク係数によってイナーシャ補償トルクを計算し(105)、各種信号の取り込み(101)にリターンする(106)。
また、前記判断(103)がNOの場合は、エンジンクランキング中(エンジン始動時)や、エンジン停止移行中(エンジン停止時)であり、エンジン回転速度によってイナーシャ補償トルクベース値に修正を行う(107)。この修正においては、図3に示すように、エンジン始動時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、また、図4に示すように、エンジン停止時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正する。
前記ステップ107による修正の後、修正されたイナーシャ補償トルクベース値のなまし処理をイナーシャ補償トルクなまし係数により行い(104)、なまし処理を行ったイナーシャ補償トルクベース値からエンジンイナーシャ、モータイナーシャによって設定されたイナーシャ補償トルク係数によってイナーシャ補償トルクを計算し(105)、各種信号の取り込み(101)にリターンする(106)。
車両制御部34は、前記ステップ105において算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて、第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクを、目標トルク算出手段44によって修正する。
また、このハイブリッド車両は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジン始動時及びエンジン停止時の振動を効果的に抑制することができる。
さらに、このハイブリッド車両1は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジンクランキング開始直後のトルクの急激な変化による振動を抑制することができる。また、このハイブリッド車両1は、図4に示すように、エンジン停止時にはエンジン回転速度が0に近いほど第1モータジェネレータ4及び第2モータジェネレータ5の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジン停止直前のショックを抑制することができる。特にエンジン2の出力軸3にワンウェイクラッチ31を備えたハイブリッド車両1においては、ワンウェイクラッチ31を支点として駆動軸7に直接、停止時のショックが伝達されるため、より有効的である
2 エンジン
3 出力軸
4 第1モータジェネレータ
5 第2モータジェネレータ
6 駆動輪
7 駆動軸
8 第1遊星歯車機構
9 第2遊星歯車機構
19 第1インバータ
20 第2インバータ
21 DC−DCコンバータ
22 バッテリ
34 車両制御部
41 エンジン制御手段
42 モータ制御手段
43 補償トルク算出手段
44 目標トルク算出手段
Claims (4)
- エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、エンジン及びモータジェネレータの回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、前記補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、前記補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とするハイブリッド車両。
- エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、エンジン及びモータジェネレータの回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、前記補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記補償トルク算出手段は、エンジン停止時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とするハイブリッド車両。 - 前記補償トルク算出手段は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハイブリッド車両。
- 前記補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が0に近いほど前記モータジェネレータの目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、エンジン停止時にはエンジン回転速度が0に近いほど前記モータジェネレータの目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両。
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