WO2012111040A1 - ハイブリッド車両の駆動制御装置及びハイブリッド車両 - Google Patents
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Definitions
- the target engine operating point when correcting the target engine operating point, the target engine operating point is corrected so as to be close to a preset target operating line so that the efficiency of the engine and the power transmission system is improved. Therefore, it is possible to suppress and prevent vehicle vibration due to the torque ripple of the motor while preventing deterioration of fuel consumption. Also, when correcting the engine operating point, it is determined whether the battery input / output is within the allowable range according to the battery charge state. If the battery input / output is determined to be out of the allowable range, the battery input / output is determined. Set the target engine torque to be within the allowable range. Therefore, it is possible to suppress and prevent vehicle vibration due to the torque ripple of the motor while properly holding the battery input / output.
- the traveling speed Vc is slightly increased (for example, 40 km / h) and the output rotation speed Nout is also slightly increased, for example, as shown in the collinear diagram B of FIG. Nmg1 is 0, the first motor generator torque Tmg1 is a negative value, the second motor generator rotational speed Nmg2 is positive, and the second motor generator torque Tmg2 is 0 (same as the high gear ratio state in FIG. 3). Again, there is no power circulation.
- the traveling speed Vc is further increased (for example, 80 km / h) and the output rotational speed Nout is also increased
- the first motor generator rotational speed Nmg1 is negative as shown in the collinear chart C of FIG.
- the first motor generator torque Tmg1 has a negative value
- the second motor generator rotational speed Nmg2 has a positive value
- the second motor generator torque Tmg2 has a negative value.
- the first motor generator 4 is powered in the negative direction and the second motor generator 5 is regenerating, so that power (power) is circulated and the efficiency of the power transmission system is reduced. If the efficiency of the power transmission system is low in this way, as shown in FIG. 9, even if the efficiency of the engine is high, the overall efficiency is lowered, and the operating point C is lower in efficiency than the point D.
- the second motor The generator rotation speed Nmg2 passes through the second motor generator operation prohibition region.
- the amount of change limit of the filtering process for suppressing the rapid or frequent change of the engine speed Neng described above is set to the normal amount, that is, the second motor generator speed Nmg2 is the second motor generator operation. It is good also as a larger value than the time other than the time of passing through a prohibited area. And by doing so, the 2nd motor generator rotational speed Nmg2 can pass the 2nd motor generator operation prohibition area
- step S46 the target first motor generator torque Tmg1t is obtained from the target first motor generator rotational speed Nmg1t, the target second motor generator rotational speed Nmg2t, the target charge / discharge power Pbatt, and the target engine torque Tengt according to the following equation (11).
- the process proceeds to step S47.
- the following 11 equations are modified from the simultaneous equations of the above 3 and 4 equations.
- Tmg1t (Pbatt ⁇ 60 / 2 ⁇ Nmg2t ⁇ Tengt / k2) / (Nmg1t + Nmg2t ⁇ (1 + k1) / k2) .
- the motor generator control unit 42 controls the first inverter 19 and the second inverter 20 to rotate the first motor generator 4 at the target first motor generator rotational speed Nmg1 to generate the target first motor generator torque Tmg1t. If the second motor generator 5 is rotated at the target second motor generator rotational speed Nmg2 to generate the target second motor generator torque Tmg2t, the motor generator operating state with good overall vehicle efficiency and good torque balance and power balance is achieved. Can be achieved.
- the motor generator control unit 42 controls the first inverter 19 and the second inverter 20 to rotate the first motor generator 4 at the target first motor generator rotational speed Nmg1 to generate the target first motor generator torque Tmg1t. Then, the second motor generator 5 is rotated at the target second motor generator rotational speed Nmg2 to generate the target second motor generator torque Tmg2t.
- an efficient motor generator operation state can be achieved in the motor generator travel mode.
Abstract
Description
また、前記駆動制御部は、前記目標エンジン動作点を補正する場合にバッテリの入出力がバッテリ充電状態に応じた許容範囲内か判定して前記バッテリの入出力が許容範囲外であると判定された場合には前記バッテリの入出力許容範囲内となるように目標エンジントルクを設定する。
また、エンジン動作点を補正する場合、バッテリの入出力がバッテリ充電状態に応じた許容範囲内か判定し、バッテリの入出力が許容範囲外であると判定された場合には、バッテリの入出力許容範囲内となるように目標エンジントルクを設定する。従って、バッテリの入出力を適正に保持しながら、モータのトルクリプルによる車両振動を抑制防止することができる。
図1は、本実施形態のハイブリッド車両の駆動制御装置のシステム構成図である。本実施形態のハイブリッド車両は、駆動系に、燃料の燃焼によって駆動力を発生するエンジン2と、電気エネルギによって駆動力を発生(力行)したり、回生によって電気エネルギを発生したりすることができる第1モータジェネレータ(モータ)4及び第2モータジェネレータ(モータ)5と、車両の駆動輪6に接続された駆動軸7と、前記エンジン2、第1モータジェネレータ4、第2モータジェネレータ5の駆動力や駆動輪6から入力される路面反力を合成したり分割したりする動力分割合成機構としての第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9と、動力分割合成機構と駆動軸7と連結する出力伝達機構31とを備えている。
Nmg1=(Neng-Nout)×k1+Neng ……… (1)
Nmg2=(Nout-Neng)×k2+Nout ……… (2)
Teng+(1+k1)×Tmg1=k2×Tmg2 ……… (3)
Nmg1×Tmg1×2π/60+Nmg2×Tmg2×2π/60=Pbat ……… (4)
NengLL=-Nmg2UL/k2+((k2+1)×Vc×1000)/(k2×V1000) ……… (5)
NengUL=-Nmg2LL/k2+((k2+1)×Vc×1000)/(k2×V1000) ……… (6)
この演算処理は、車両走行中、例えば所定サンプリング時間(例えば10msec.)毎に行われるタイマ割込処理で実行され、まずステップS1で前記アクセル開度センサ33、走行速度センサ34、エンジン回転速度センサ35、バッテリ充電状態センサ36からの各検出信号を読込む。
次にステップS3に移行して、前記ステップS2で算出された目標駆動トルクTdvtに走行速度Vcを乗じて目標駆動パワーPdvtを算出する(目標駆動パワー設定部38を構成)。
次にステップS4に移行して、バッテリ充電状態量SOCから、例えば図16のマップ検索などによって暫定充放電パワーPcdbtを算出してからメインプログラムに復帰する。
次にステップS14に移行して、目標エンジンパワーPengtの上限値カット処理を行う(目標エンジンパワー設定部40を構成)。この上限値は、エンジン2が出力可能なエンジンパワーの最大値である。
次にステップS16に移行して、前記走行速度Vcと第2モータジェネレータ作動禁止領域上限回転速度Nmg2ULから、前記5式に従って、エンジン作動禁止領域下限回転速度NengLLを算出する。
次にステップS18に移行して、例えば前記エンジン作動禁止領域下限回転速度NengLLとエンジン作動禁止領域上限回転速度NengULの中間値からエンジン作動許可領域移行方向切替回転速度NengCDを設定する。
Pbatr=Pdvt-Nengt×Tengt×60/2π ……… (7)
前記ステップS30では、前記仮目標充放電パワーPbatrを目標充放電パワーPbattに設定してからメインプログラムに復帰する(目標充放電パワー設定部39を構成)。
また、前記ステップS29では、前記バッテリ入力制限値PbatILを目標充放電パワーPbattに設定してからステップS31に移行する(目標充放電パワー設定部39を構成)。
Tengt=(Pdvt-Pbatt)×60/(Nengt×2π) ……… (8)
Nmg1t=(Nengt-Nout)×k1+Nengt ……… (1')
Nmg2t=(Nout-Nengt)×k2+Nout ……… (2')
ステップS44では、下記9式に従って、目標駆動パワーPdvt、第1モータジェネレータ分担率cf、目標第1モータジェネレータ回転速度Nmg1tから目標第1モータジェネレータトルクTmg1tを算出し、ステップS45に移行する。
Tmg1t=(Pdvt×cf)/(3600×Nmg1t) ……… (9)
Tmg2t=(Pdvt×(1-cf ))/(3600×Nmg2t) ………(10)
Tmg1t=(Pbatt×60/2π-Nmg2t×Tengt/k2)/(Nmg1t+Nmg2t×(1+k1)/k2) ………(11)
Tmg2t=(Tengt+(1+k1)×Tmg1t)/k2 ………(12)
また、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、発電機として機能させないモータとエンジンを搭載したハイブリッド車両でも同等の作用・効果が得られる。その場合、モータの搭載数は1つ以上であればよい。
2はエンジン
3はエンジン出力軸
4は第1モータジェネレータ
5は第2モータジェネレータ
6は駆動輪
7は駆動軸
8は第1遊星歯車機構
9は第2遊星歯車機構
19は第1インバータ
20は第2インバータ
21はバッテリ
32は駆動制御コントローラ(駆動制御部)
37は目標駆動トルク設定部
38は目標駆動パワー設定部
39は目標充放電パワー設定部
40は目標エンジンパワー設定部
41はエンジン制御部
42はモータジェネレータ制御部
Claims (8)
- エンジンの出力とバッテリから電力が供給されるモータの出力とを用いて動力伝達系を介して車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
前記エンジン及びモータの駆動状態を制御して車両走行中に前記モータの回転速度が0rpm近傍に予め設定された範囲であるモータ作動禁止領域内になるときには当該モータの回転速度が当該領域外となるように目標エンジン回転速度と目標エンジントルクとからなる目標エンジン動作点を補正する駆動制御部を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前記駆動制御部は、前記モータ作動禁止領域の上限回転速度及び下限回転速度からエンジン作動禁止領域の上限回転速度及び下限回転速度を設定して予め設定された目標動作ラインから算出された目標エンジン回転速度が前記エンジン作動禁止領域内であると判定されたときには前記モータの目標回転速度が前記モータ作動禁止領域外となるように目標エンジン動作点を補正することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 前記駆動制御部は、前記目標エンジン動作点を補正する場合に前記エンジン及び前記動力伝達系の効率がよくなるように予め設定された前記目標動作ラインに近くなるように前記目標エンジン動作点を補正することを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 前記駆動制御部は、前記目標エンジン動作点を補正する場合にバッテリの入出力がバッテリ充電状態に応じた許容範囲内か判定して前記バッテリの入出力が許容範囲外であると判定された場合には前記バッテリの入出力許容範囲内となるように目標エンジントルクを設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 前記駆動制御部は、前記エンジン作動禁止領域の上限回転速度と下限回転速度との間にエンジン作動許可領域移行方向切替回転速度を設定していて前記目標エンジン回転速度が前記エンジン作動許可領域移動方向切替回転速度以上である場合にはエンジン回転速度を増加させる方向に目標エンジン回転速度を補正して前記目標エンジン回転速度がエンジン作動許可領域移動方向切替回転速度未満である場合にはエンジン回転速度を減少させる方向に目標エンジン回転速度を補正することを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 前記駆動制御部は、予め設定された変化量制限量を超えないように目標エンジン回転速度を変化させると共に前記モータ回転速度が前記モータ作動禁止領域を通過するときには前記変化量制限量を前記モータ回転速度が前記モータ作動禁止領域を通過するとき以外のときよりも大きい値とすることを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
- 2つの遊星歯車機構の夫々の回転要素を連結して4つの軸を有する動力分割合成機構を備え、
前記モータともう一つのモータとをバッテリに接続し、
共線図上で一方から順に前記もう一つのモータ、前記エンジン、駆動輪に接続された駆動軸、前記モータとなるように前記動力分割合成機構の4つの軸の夫々を前記もう一つのモータ、前記エンジン、前記駆動軸、前記モータの夫々に接続し、
前記駆動制御部は、車両に要求される目標駆動パワーから求めた目標エンジンパワーに応じて前記エンジンの作動状態を制御すると共に前記目標駆動パワーから目標エンジンパワーを減じた目標充放電パワーに応じて前記モータともう一つのモータの作動状態を制御することを特徴とする請求項2乃至6の何れか一項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。 - 前記請求項1乃至7の何れか一項に記載の駆動制御装置を備えたハイブリッド車両。
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