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JP2010269714A - Torque controller of electric motor - Google Patents

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JP2010269714A
JP2010269714A JP2009123971A JP2009123971A JP2010269714A JP 2010269714 A JP2010269714 A JP 2010269714A JP 2009123971 A JP2009123971 A JP 2009123971A JP 2009123971 A JP2009123971 A JP 2009123971A JP 2010269714 A JP2010269714 A JP 2010269714A
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torque
electric motor
rotational speed
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rotation speed
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JP2009123971A
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Seiji Takatani
清二 高谷
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque controller capable of setting appropriate torque according to the revolution speed of an electronic motor within the range of power which can be output by a capacitor. <P>SOLUTION: A torque controller of an electric motor includes: a revolution speed acquisition part for acquiring the revolution speed of an electric motor; a revolution speed correction part for correcting the revolution speed acquired by the revolution speed acquisition part; a request torque calculation part for calculating the request torque of the electric motor required for enabling the revolution speed of the electric motor to reach target revolution speed based on the revolution speed corrected by the revolution speed correction part according to the start state of an internal combustion engine; and a torque restriction value calculation part for calculating the torque restriction value of the electric motor based on the revolution speed corrected by the revolution speed correction part according to the start state of the internal combustion engine. The revolution speed correction part corrects the revolution speed acquired by the revolution speed acquisition part according to a time delay since the revolution speed is acquired by the revolution speed acquisition part until the torque restriction value is calculated by the request torque value calculation part, and when the request torque exceeds the torque restriction value, the electric motor is driven based on the torque restriction value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機のトルク制御装置に関する。   The present invention relates to a torque control device for an electric motor.

従来、ハイブリッド車両において、内燃機関の始動時には、蓄電器により駆動される電動機によって内燃機関の出力軸をクランキングし、回転数を上昇させている。出力軸をクランキングするためのクランキングトルクは、例えば、蓄電器が出力可能な最大電力と、クランキング時におけるエネルギーロスと、内燃機関の出力軸の回転数と、から求めることが知られている(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, in a hybrid vehicle, when the internal combustion engine is started, the output shaft of the internal combustion engine is cranked by an electric motor driven by a capacitor to increase the rotational speed. It is known that the cranking torque for cranking the output shaft is obtained from, for example, the maximum power that can be output by the battery, the energy loss during cranking, and the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2005−180230号公報JP-A-2005-180230

上記特許文献1によれば、回転数に応じたクランキングトルクの算出が可能である。しかしながら、電動機の制御を行う部分と内燃機関の制御を行う部分は、それぞれ分離されて構成される場合がある。この場合には、例えば、回転数を取得する部分と、クランキングトルクを算出する部分との間では通信が行われ、通信による時間遅れが生じる可能性がある。この時間遅れによって、取得された回転数と、クランキングトルクを算出する時点での回転数との間に誤差が生じた場合、蓄電器の許容電力を超えるクランキングトルクを指示してしまう可能性がある。   According to Patent Document 1, it is possible to calculate the cranking torque according to the rotational speed. However, the part that controls the electric motor and the part that controls the internal combustion engine may be separated from each other. In this case, for example, communication is performed between the part for acquiring the rotation speed and the part for calculating the cranking torque, and there is a possibility that a time delay due to the communication occurs. If this time delay causes an error between the acquired number of revolutions and the number of revolutions at the time of calculating the cranking torque, there is a possibility of instructing the cranking torque exceeding the allowable power of the battery. is there.

このような事態を回避するため、従来、蓄電池の能力を実際の能力よりも低く見積もることによって、回転数の誤差による過大なクランキングトルクの指示に備えた制御が行われていた。しかしながら、蓄電池の能力を実際の能力よりも低く見積もることにより、例えば、蓄電池により電動機を始動可能な温度が実際よりも高く設定されるため、低温での始動ができなくなってしまう等の問題がある。従って、誤差のない回転数に基づいて算出されたクランキングトルクにより電動機のトルクを制御し、蓄電器の能力を最大限利用することが望まれている。   In order to avoid such a situation, conventionally, control for preparing an instruction for an excessive cranking torque due to an error in the rotational speed has been performed by estimating the capacity of the storage battery to be lower than the actual capacity. However, by estimating the capacity of the storage battery to be lower than the actual capacity, for example, the temperature at which the electric motor can be started by the storage battery is set higher than the actual capacity, so that it becomes impossible to start at a low temperature. . Therefore, it is desired to control the torque of the electric motor by the cranking torque calculated based on the rotation speed without error and to make maximum use of the capacity of the battery.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電器の出力可能な電力の範囲内で、電動機の回転数に応じて適切なトルクを設定することが可能な電動機のトルク制御装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor capable of setting an appropriate torque in accordance with the number of rotations of the electric motor within the range of electric power that can be output from the battery. A torque control device is provided.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、蓄電器(例えば、後述の実施形態における蓄電器101)から供給される電力によりクランク軸(例えば、後述の実施形態におけるクランク軸109)を回転させて内燃機関(例えば、後述の実施形態における内燃機関107)を始動可能な電動機(例えば、後述の実施形態における電動機105)のトルク制御装置において、前記電動機の回転数を取得する回転数取得部(例えば、後述の実施形態におけるMOT回転数取得部121)と、前記回転数取得部により取得された回転数を補正する回転数補正部(例えば、後述の実施形態におけるMOT回転数補正部131)と、前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機の回転数が目標回転数に到達するために要する前記電動機の要求トルクを算出する要求トルク算出部(例えば、後述の実施形態における要求トルク算出部133)と、前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機のトルク制限値を算出するトルク制限値算出部(例えば、後述の実施形態におけるトルク制限値算出部135)と、を備え、前記回転数補正部は、前記回転数取得部による取得から前記要求トルク算出部による算出までの時間遅れに応じて、前記回転数取得部により取得された回転数を補正し、前記要求トルクが前記トルク制限値を超える場合には、前記トルク制限値に基づいて前記電動機を駆動することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is configured to rotate a crankshaft (for example, a crankshaft 109 in an embodiment described later) with electric power supplied from the capacitor (for example, a capacitor 101 in an embodiment described later). In a torque control device for an electric motor (for example, an electric motor 105 in an embodiment to be described later) capable of starting an internal combustion engine (for example, an internal combustion engine 107 in an embodiment to be described later), a rotational speed acquisition unit that acquires the rotational speed of the motor. (For example, a MOT rotation speed acquisition unit 121 in an embodiment described later) and a rotation speed correction unit that corrects the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit (for example, a MOT rotation speed correction unit 131 in an embodiment described later). In the start state of the internal combustion engine, the rotational speed of the electric motor is set to a target based on the rotational speed corrected by the rotational speed correction unit. A required torque calculation unit (for example, a required torque calculation unit 133 in an embodiment described later) for calculating the required torque of the electric motor required to reach the rotation number, and in the starting state of the internal combustion engine, the rotation speed correction unit A torque limit value calculation unit (for example, a torque limit value calculation unit 135 in an embodiment described later) that calculates a torque limit value of the electric motor based on the corrected rotation number, and the rotation number correction unit includes the When the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition unit is corrected according to the time delay from the acquisition by the rotational speed acquisition unit to the calculation by the required torque calculation unit, and the required torque exceeds the torque limit value The motor is driven based on the torque limit value.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の電動機のトルク制御装置において、前記内燃機関の始動状態であるか否かを判断する始動状態判断部(例えば、後述の実施形態における始動状態判断部139)と、前記クランク軸の回転角度を取得する回転角度取得部(例えば、後述の実施形態におけるクランク回転角度取得部141)と、を備え、前記内燃機関が始動状態であると判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数補正部により補正された回転数に基づきトルク制限値を算出し、前記内燃機関が始動状態でないと判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転角度取得部により取得された回転角度に基づきトルク制限値を算出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the torque control apparatus for an electric motor according to the first aspect, a starting state determination unit that determines whether or not the internal combustion engine is in a starting state (for example, a starting state determination in an embodiment described later). 139) and a rotation angle acquisition unit that acquires the rotation angle of the crankshaft (for example, a crank rotation angle acquisition unit 141 in an embodiment described later), and it is determined that the internal combustion engine is in a starting state The torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit, and when it is determined that the internal combustion engine is not in a start state, the torque limit value calculation unit The torque limit value is calculated based on the rotation angle acquired by the rotation angle acquisition unit.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の電動機のトルク制御装置において、前記内燃機関の始動状態であるか否かを判断する始動状態判断部と、前記内燃機関が始動状態であると判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数補正部により補正された回転数に基づきトルク制限値を算出し、前記内燃機関が始動状態でないと判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数取得部により取得された回転数に基づきトルク制限値を算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the torque control apparatus for an electric motor according to the first aspect, a start state determination unit that determines whether or not the internal combustion engine is in a start state, and the internal combustion engine is in a start state When it is determined, the torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit, and when it is determined that the internal combustion engine is not in a start state, the torque limit value The calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit.

請求項4に係る発明は、蓄電器から供給される電力によりクランク軸を回転させて内燃機関を始動可能な電動機のトルク制御装置において、前記電動機の回転数を取得する回転数取得部と、前記回転数取得部により取得された回転数を補正する回転数補正部と、前記回転数取得部により取得された回転数に基づき、前記電動機のトルク制限値を算出するトルク制限値算出部と、前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機の回転数が目標回転数に到達するために要する前記電動機の要求トルクを算出する要求トルク算出部と、を備え、前記回転数補正部は、前記回転数の取得から前記要求トルクの算出までの時間遅れに応じて、前記回転数取得部により取得された回転数を補正し、前記要求トルクが前記トルク制限値を超える場合には、前記トルク制限値に基づいて前記電動機を駆動することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a torque control device for an electric motor capable of starting an internal combustion engine by rotating a crankshaft by electric power supplied from a capacitor, and a rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the electric motor; A rotation speed correction section that corrects the rotation speed acquired by the number acquisition section; a torque limit value calculation section that calculates a torque limit value of the electric motor based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition section; and the internal combustion engine A request torque calculation unit that calculates a required torque of the motor required for the rotation speed of the electric motor to reach a target rotation speed based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit in an engine start state; The rotational speed correction unit corrects the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition unit according to a time delay from acquisition of the rotational speed to calculation of the required torque, and the request When the torque exceeds the torque limit value, and drives the motor based on the torque limit value.

請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の電動機のトルク制御装置において、前記時間遅れは、前記回転数取得部と前記要求トルク算出部との間の通信により生じることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the torque control apparatus for an electric motor according to any one of the first to fourth aspects, the time delay is caused by communication between the rotation speed acquisition unit and the required torque calculation unit. It is characterized by.

請求項6に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の電動機のトルク制御装置において、前記時間遅れは、前記回転数取得部による取得と前記要求トルク算出部による算出の処理タイミングの相違により生じることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the motor torque control apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the time delay is obtained by processing timings of acquisition by the rotational speed acquisition unit and calculation by the required torque calculation unit. It is caused by a difference.

請求項1の発明によれば、内燃機関の始動状態では、回転数補正部により補正された回転数に基づいて要求トルク及びトルク制限値が算出されるので、適切にトルクを設定することができる。また、要求トルクがトルク制限値を超える場合には、電動機がトルク制限値に基づき駆動されるので、蓄電器の出力電力の範囲内で制御を行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, in the starting state of the internal combustion engine, the required torque and the torque limit value are calculated based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit, so that the torque can be set appropriately. . Further, when the required torque exceeds the torque limit value, the electric motor is driven based on the torque limit value, so that the control can be performed within the output power range of the battery.

請求項2、3の発明によれば、所定時間における電動機の回転数の上昇が特に大きい、内燃機関の始動状態において、電動機の回転数に応じて適切にトルクを設定することができる。   According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to appropriately set the torque according to the rotation speed of the electric motor in the starting state of the internal combustion engine in which the increase of the rotation speed of the electric motor during the predetermined time is particularly large.

請求項4の発明によれば、回転数補正部により補正された回転数に基づいて要求トルクが算出されるので、適切にトルクを設定することができる。また、要求トルクがトルク制限値を超える場合には、電動機がトルク制限値に基づき駆動されるので、蓄電器の出力電力の範囲内で制御を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the required torque is calculated based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit, so that the torque can be set appropriately. Further, when the required torque exceeds the torque limit value, the electric motor is driven based on the torque limit value, so that the control can be performed within the output power range of the battery.

請求項5の発明によれば、回転数取得部と要求トルク算出部とがそれぞれ別のECUに設けられ、回転数取得部と要求トルク算出部との間で通信が行われる場合であっても、適切にトルクを設定することができる。   According to the invention of claim 5, even when the rotation speed acquisition unit and the required torque calculation unit are provided in separate ECUs, and communication is performed between the rotation speed acquisition unit and the required torque calculation unit. The torque can be set appropriately.

請求項6の発明によれば、回転数取得部の処理のタイミングと、要求トルク算出部の処理タイミングとが異なる場合であっても、適切にトルクを設定することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, torque can be set appropriately even when the processing timing of the rotation speed acquisition unit and the processing timing of the required torque calculation unit are different.

第1実施形態にかかる電動機のトルク制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the torque control apparatus of the electric motor concerning 1st Embodiment. 第1実施形態にかかる電動機のトルク制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the torque control apparatus of the electric motor concerning 1st Embodiment. 回転数補正部による回転数の補正の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the rotation speed correction | amendment by a rotation speed correction | amendment part. 第1実施形態により補正された回転数とこれに基づき算出された要求トルクを、補正を行わない従来の場合と比較して示すグラフである。It is a graph which shows the rotation speed correct | amended by 1st Embodiment, and the request torque calculated based on this compared with the conventional case which does not correct | amend. 第1実施形態により設定されたトルクによる蓄電器の消費電力を、回転数の補正を行わない従来の場合と比較して示すグラフである。It is a graph which shows the power consumption of the electrical storage device by the torque set by 1st Embodiment compared with the conventional case which does not correct | amend rotation speed. 変形例にかかる電動機のトルク制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the torque control apparatus of the electric motor concerning a modification.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態における電動機のトルク制御装置について、図1〜5を参照しながら以下に説明する。本実施形態の車両は、HEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)であり、当該車両は、電動機及び/又は内燃機関の駆動力によって走行する。
(First embodiment)
An electric motor torque control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The vehicle of the present embodiment is a HEV (Hybrid Electrical Vehicle), and the vehicle travels by the driving force of an electric motor and / or an internal combustion engine.

図1は、本実施形態における電動機のトルク制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図1において、車両1は、蓄電器(BATT)101、電動機(MOT)105、内燃機関(ENG)107、モータECU(MOT ECU)117、エンジンECU(ENG ECU)119、を備える。車両1の一部もしくは全体が、電動機のトルク制御装置として機能する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of a torque control device for an electric motor according to the present embodiment. In FIG. 1, a vehicle 1 includes a battery (BATT) 101, an electric motor (MOT) 105, an internal combustion engine (ENG) 107, a motor ECU (MOT ECU) 117, and an engine ECU (ENG ECU) 119. Part or the whole of the vehicle 1 functions as a torque control device for the electric motor.

蓄電器101は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば100〜200Vの高電圧を供給する。蓄電器101からの出力電力は、電動機105に供給され、電動機105を駆動する。   The storage battery 101 has a plurality of storage cells connected in series, and supplies a high voltage of, for example, 100 to 200V. Output power from the battery 101 is supplied to the electric motor 105 to drive the electric motor 105.

電動機105は、例えば発電電動機であり、蓄電器101の出力電力によってクランク軸109を回転させ、内燃機関107を始動させる。また、モータECU117のMOT回転制御部123からのトルク指令値に基づいて電動機20が駆動することで、車両1は電動走行を行う。MOT回転数センサ111により検出された電動機105の回転数を示す信号は、モータECU117のMOT回転数取得部121に送られる。   The electric motor 105 is a generator motor, for example, and rotates the crankshaft 109 with the output power of the battery 101 to start the internal combustion engine 107. Further, the electric motor 20 is driven based on the torque command value from the MOT rotation control unit 123 of the motor ECU 117, so that the vehicle 1 performs electric running. A signal indicating the rotation speed of the electric motor 105 detected by the MOT rotation speed sensor 111 is sent to the MOT rotation speed acquisition unit 121 of the motor ECU 117.

内燃機関107は、原動機として動作するものであり、始動スイッチ116に従い、電動機105によって始動される。内燃機関107は、ENG回転制御部141からの燃料噴射指令及び点火指令に応じて、インジェクタから噴射供給される燃料を燃焼することで、車両が走行するための動力(トルク)を発生する。電動機105の図示しない回転軸と内燃機関107のクランク軸109とは直結されている。内燃機関107で発生したトルクは、クランク軸109を介して不図示の駆動輪の駆動軸に伝達される。クランク軸109の回転角度は、クランク回転角度センサ113により所定の角度ごとに検出される。クランク回転角度センサ113によって検出されたクランク回転角度を示す信号は、エンジンECU119のクランク回転角度取得部141に送られる。   The internal combustion engine 107 operates as a prime mover, and is started by the electric motor 105 according to the start switch 116. The internal combustion engine 107 generates power (torque) for running the vehicle by burning the fuel injected and supplied from the injector in response to the fuel injection command and the ignition command from the ENG rotation control unit 141. A rotating shaft (not shown) of the electric motor 105 and the crankshaft 109 of the internal combustion engine 107 are directly connected. Torque generated in the internal combustion engine 107 is transmitted to a drive shaft of a drive wheel (not shown) via a crankshaft 109. The rotation angle of the crankshaft 109 is detected for each predetermined angle by the crank rotation angle sensor 113. A signal indicating the crank rotation angle detected by the crank rotation angle sensor 113 is sent to the crank rotation angle acquisition unit 141 of the engine ECU 119.

モータECU117は電動機105を制御するものであり、MOT回転数取得部121と、MOT回転制御部123と、を備える。MOT回転数取得部121は、MOT回転数センサ111から送られる回転数センサ信号から、電動機105の回転数を取得して、エンジンECU119のMOT回転数補正部131に送る。MOT回転制御部123は、エンジンECU119の最終トルク値設定部137から送られる最終トルク値に基づいて、電動機105を制御する。   The motor ECU 117 controls the electric motor 105 and includes a MOT rotation speed acquisition unit 121 and a MOT rotation control unit 123. The MOT rotation speed acquisition unit 121 acquires the rotation speed of the electric motor 105 from the rotation speed sensor signal sent from the MOT rotation speed sensor 111 and sends it to the MOT rotation speed correction section 131 of the engine ECU 119. MOT rotation control unit 123 controls electric motor 105 based on the final torque value sent from final torque value setting unit 137 of engine ECU 119.

エンジンECU119は、内燃機関107を制御するものであり、MOT回転数補正部131と、要求トルク算出部133と、トルク制限値算出部135と、最終トルク値設定部137と、始動状態判断部139と、クランク回転角度取得部141と、ENG回転制御部143と、を備える。   The engine ECU 119 controls the internal combustion engine 107, and includes a MOT rotation speed correction unit 131, a required torque calculation unit 133, a torque limit value calculation unit 135, a final torque value setting unit 137, and a starting state determination unit 139. And a crank rotation angle acquisition unit 141 and an ENG rotation control unit 143.

MOT回転数補正部131は、前回の最終トルク値及び時間遅れに基づき、MOT回転数取得部121が取得した回転数を補正する。要求トルク算出部133は、MOT回転数補正部131により補正された回転数やアクセル信号115に基づき、要求トルクを算出する。トルク制限値算出部135は、MOT回転数補正部131により補正された回転数やクランク回転角度取得部141により取得されたクランク回転角度に基づき、トルク制限値を算出する。最終トルク値設定部137は、電動機105を制御するための最終トルク値を設定する。始動状態判断部139は、始動スイッチ116とクランク回転角度に基づき、内燃機関107が始動状態であるか否かを判断する。ENG回転制御部143は、各気筒におけるスロットルバルブの開閉制御及び燃料噴射制御、クランク軸109の回転数を制御する。   The MOT rotation speed correction unit 131 corrects the rotation speed acquired by the MOT rotation speed acquisition unit 121 based on the previous final torque value and the time delay. The required torque calculation unit 133 calculates the required torque based on the rotation speed corrected by the MOT rotation speed correction unit 131 and the accelerator signal 115. The torque limit value calculation unit 135 calculates a torque limit value based on the rotation number corrected by the MOT rotation number correction unit 131 and the crank rotation angle acquired by the crank rotation angle acquisition unit 141. The final torque value setting unit 137 sets a final torque value for controlling the electric motor 105. The starting state determination unit 139 determines whether or not the internal combustion engine 107 is in a starting state based on the start switch 116 and the crank rotation angle. The ENG rotation control unit 143 controls the opening / closing control of the throttle valve and the fuel injection control and the rotation speed of the crankshaft 109 in each cylinder.

以下、本実施形態に係る電動機のトルク制御装置の動作に関して詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る電動機のトルク制御装置の動作を示すフローチャートである。図2に示すように、まず、始動状態判断部139は、内燃機関が始動状態にあるかどうかを判断する(ステップS1)。ここで、内燃機関の始動状態とは、始動スイッチ(イグニッションスイッチ)116がオンにされてから、クランク軸の回転数が目標回転数まで上昇するまでの状態である。従って、始動状態判断部139は、始動スイッチ116の状態とクランク回転角度取得部141の取得したクランク回転角度により、内燃機関107が始動状態にあるかどうかを判断する。   Hereinafter, the operation of the torque control apparatus for an electric motor according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the motor torque control apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, first, the starting state determination unit 139 determines whether or not the internal combustion engine is in a starting state (step S1). Here, the start state of the internal combustion engine is a state from when the start switch (ignition switch) 116 is turned on until the rotation speed of the crankshaft increases to the target rotation speed. Therefore, the starting state determination unit 139 determines whether the internal combustion engine 107 is in a starting state based on the state of the start switch 116 and the crank rotation angle acquired by the crank rotation angle acquisition unit 141.

内燃機関107が始動状態であると判断された場合、MOT回転数取得部121は、MOT回転数センサ111の回転数センサ信号から、電動機105の回転数を取得する(ステップS2)。本実施形態において、電動機105の図示しない回転軸と内燃機関107のクランク軸109とは直結されているため、電動機105の回転数は、内燃機関107のクランク軸109の回転数と等しい。MOT回転数取得部121により取得された電動機105の回転数は、MOT回転数補正部131に送られる。   When it is determined that the internal combustion engine 107 is in the starting state, the MOT rotation speed acquisition unit 121 acquires the rotation speed of the electric motor 105 from the rotation speed sensor signal of the MOT rotation speed sensor 111 (step S2). In the present embodiment, since the rotation shaft (not shown) of the electric motor 105 and the crankshaft 109 of the internal combustion engine 107 are directly connected, the rotation speed of the electric motor 105 is equal to the rotation speed of the crankshaft 109 of the internal combustion engine 107. The rotation speed of the electric motor 105 acquired by the MOT rotation speed acquisition unit 121 is sent to the MOT rotation speed correction unit 131.

本実施形態において、MOT回転数取得部121がモータECU117に設けられているのに対し、要求トルク算出部133とトルク制限値算出部135は、エンジンECU119に設けられている。このため、MOT回転数取得部121により取得された電動機105の回転数は、通信によってエンジンECU119へと送られる。この通信状態や、処理のタイミングによっては、回転数の取得から要求トルク及びトルク制限値の算出までに時間的な遅れが生じてしまい、取得された回転数と、算出時点での回転数との間に誤差が生じてしまう。特に、回転数を0から目標回転数に到達させる内燃機関の始動状態時においては、回転数の上昇度合が大きいため、時間的遅れにより生じる誤差が大きい。このような誤差が発生するのを回避するため、本実施形態においては、MOT回転数補正部131が、MOT回転数取得部121により取得された回転数を補正する(ステップS3)。   In the present embodiment, the MOT rotation speed acquisition unit 121 is provided in the motor ECU 117, whereas the required torque calculation unit 133 and the torque limit value calculation unit 135 are provided in the engine ECU 119. For this reason, the rotation speed of the electric motor 105 acquired by the MOT rotation speed acquisition unit 121 is sent to the engine ECU 119 by communication. Depending on the communication status and processing timing, there will be a time lag from the acquisition of the rotational speed to the calculation of the required torque and torque limit value, and the acquired rotational speed and the rotational speed at the time of calculation will be An error occurs in the meantime. In particular, in the starting state of the internal combustion engine in which the rotational speed reaches 0 to the target rotational speed, the degree of increase in the rotational speed is large, so that an error caused by a time delay is large. In order to avoid the occurrence of such an error, in the present embodiment, the MOT rotation number correction unit 131 corrects the rotation number acquired by the MOT rotation number acquisition unit 121 (step S3).

図3は、回転数を補正する動作を説明するフローチャートである。まず、MOT回転数補正部131は、MOT回転数取得部121からMOT回転数Ndetを取得する(ステップS21)。次いで、MOT回転数補正部131は、現在電動機105を駆動しているトルクである最終トルク前回値をイナーシャで割り、通信による時間遅れを乗じることによって、通信により遅れた時間内に上昇してしまう回転数Nadjを算出する(ステップS22)。ここで、イナーシャは、電動機105の回転子の慣性による回転のし易さであり、電動機105の回転子の材質や形状により設計的に求められる値である。最後に、MOT回転数補正部131は、MOT回転数NdetにNadjを加えることにより、補正された回転数Nを算出する(ステップS23)。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation for correcting the rotational speed. First, the MOT rotation number correction unit 131 acquires the MOT rotation number Ndet from the MOT rotation number acquisition unit 121 (step S21). Next, the MOT rotation speed correction unit 131 divides the previous value of the final torque, which is the torque that is currently driving the electric motor 105, by the inertia and multiplies the time delay due to communication, thereby increasing the time delayed by communication. The rotation speed Nadj is calculated (step S22). Here, the inertia is the ease of rotation due to the inertia of the rotor of the electric motor 105, and is a value that is determined by design depending on the material and shape of the rotor of the electric motor 105. Finally, the MOT rotation speed correction unit 131 calculates the corrected rotation speed N by adding Nadj to the MOT rotation speed Ndet (step S23).

図2に戻って、要求トルク算出部133は、補正された回転数Nに基づき、クランク軸109の回転数を目標回転数に到達させるのに必要な要求トルクを算出する(ステップS4)。トルク制限値算出部135は、蓄電器101の最大出力電力及び補正された回転数Nに基づき、トルク制限値を算出する(ステップS5)。   Returning to FIG. 2, the required torque calculation unit 133 calculates the required torque required to make the rotation speed of the crankshaft 109 reach the target rotation speed based on the corrected rotation speed N (step S <b> 4). The torque limit value calculation unit 135 calculates a torque limit value based on the maximum output power of the battery 101 and the corrected rotation speed N (step S5).

図4は、本実施形態により補正された回転数と、これに基づき算出された要求トルクを、補正を行わない従来の場合と比較して示すグラフである。図中、Ndetは、内燃機関107を始動させてからの時間経過に対応する、MOT回転数取得部121により取得された回転数を示し、NはMOT回転数補正部131により補正された回転数を示す。また、TdetはNdetに基づいて算出された要求トルクを示し、TはNに基づいて算出された要求トルクを示す。図4から、補正を行わない場合の要求トルクTdetは、補正を行った場合の要求トルクTよりも大きく算出されてしまうことがわかる。   FIG. 4 is a graph showing the rotation speed corrected according to the present embodiment and the required torque calculated based on the rotation speed compared with the conventional case where no correction is performed. In the figure, Ndet indicates the rotational speed acquired by the MOT rotational speed acquisition unit 121 corresponding to the passage of time since the internal combustion engine 107 was started, and N is the rotational speed corrected by the MOT rotational speed correction unit 131. Indicates. Tdet indicates the required torque calculated based on Ndet, and T indicates the required torque calculated based on N. It can be seen from FIG. 4 that the required torque Tdet without correction is calculated to be larger than the required torque T with correction.

ステップS1において内燃機関107が始動状態でないと判断された場合、クランク軸109の回転数は、既に目標回転数にまで上昇している。このような場合、要求トルクは、アクセルペダルの踏み込み量に応じた車両の駆動を行うために算出される。従って、要求トルク算出部133は、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセル信号115に基づき、要求トルクを算出する(ステップS6)。   If it is determined in step S1 that the internal combustion engine 107 is not in the starting state, the rotational speed of the crankshaft 109 has already increased to the target rotational speed. In such a case, the required torque is calculated in order to drive the vehicle according to the depression amount of the accelerator pedal. Therefore, the required torque calculation unit 133 calculates the required torque based on the accelerator signal 115 indicating the depression amount of the accelerator pedal (step S6).

トルク制限値算出部135は、クランク回転角度取得部141が取得したクランク回転角度に基づき、トルク制限値を算出する(ステップS7)。クランク角度センサ113は、クランク軸109の回転角度を所定の回転角度ごとに検出するため、クランク軸109の回転数が小さく、所定時間内の回転数の上昇度合いが高い内燃機関107の始動状態時においては、検出のタイミングにより誤差が生じる可能性がある。しかしながら、クランク軸109の回転数が目標回転数まで上昇した後は、クランク角度センサ113によっても安定した検出が行えるようになる。また、クランク回転角度取得部141はエンジンECU119に設けられており、通信による時間遅れが発生しないため、内燃機関107が始動状態でないと判断された場合には、クランク回転角度に基づいてトルク制限値を算出する。   The torque limit value calculation unit 135 calculates a torque limit value based on the crank rotation angle acquired by the crank rotation angle acquisition unit 141 (step S7). Since the crank angle sensor 113 detects the rotation angle of the crankshaft 109 for each predetermined rotation angle, the rotation speed of the crankshaft 109 is small, and the degree of increase in the rotation speed within a predetermined time is high. In this case, an error may occur depending on the detection timing. However, after the rotation speed of the crankshaft 109 has increased to the target rotation speed, the crank angle sensor 113 can perform stable detection. In addition, the crank rotation angle acquisition unit 141 is provided in the engine ECU 119, and a time delay due to communication does not occur. Therefore, when it is determined that the internal combustion engine 107 is not in the starting state, the torque limit value is based on the crank rotation angle. Is calculated.

要求トルク算出部133及びトルク制限値算出部135により要求トルク及びトルク制限値が算出された後、最終トルク値設定部137は、要求トルク≦トルク制限値であるかどうかの判断を行う(ステップS8)。要求トルク≦トルク制限値である場合には、要求トルクを最終トルク値として設定する(ステップS9)。反対に、要求トルク>トルク制限値である場合には、トルク制限値を最終トルク値として設定する(ステップS10)。最終トルク値設定部137は、設定された最終トルク値を、モータECU117のMOT回転制御部123に送る(ステップS11)。MOT回転制御部123は、最終トルク値により電動機105の制御を行う。なお、最終トルク値は次回の回転数補正時に使用されるので、MOT回転数補正部131にも送られる。   After the request torque and the torque limit value are calculated by the request torque calculation unit 133 and the torque limit value calculation unit 135, the final torque value setting unit 137 determines whether or not the request torque ≦ the torque limit value (step S8). ). If the required torque ≦ the torque limit value, the required torque is set as the final torque value (step S9). On the other hand, if the required torque is greater than the torque limit value, the torque limit value is set as the final torque value (step S10). The final torque value setting unit 137 sends the set final torque value to the MOT rotation control unit 123 of the motor ECU 117 (step S11). The MOT rotation control unit 123 controls the electric motor 105 based on the final torque value. Since the final torque value is used at the next rotation speed correction, it is also sent to the MOT rotation speed correction unit 131.

図5は、本実施形態により設定されたトルクによる蓄電器の消費電力Pを、補正を行わない従来の場合の消費電力Pdetと比較して示すグラフである。Pdetは、時間遅れにより誤差が生じている回転数に基づき算出されたトルクにより電動機を駆動する場合の消費電力であり、蓄電器101の許容出力電力を超えてしまっている。これに対し、本実施形態では、補正された回転数に基づき要求トルクとトルク制限値を算出し、要求トルクがトルク制限値を超える場合にはトルク制限値によって電動機105を駆動するため、Pは蓄電器101の許容出力電力の範囲内である。   FIG. 5 is a graph showing the power consumption P of the battery by the torque set according to the present embodiment compared with the power consumption Pdet in the conventional case where no correction is performed. Pdet is power consumption when the electric motor is driven by the torque calculated based on the rotational speed in which an error occurs due to time delay, and exceeds the allowable output power of the battery 101. On the other hand, in the present embodiment, the required torque and the torque limit value are calculated based on the corrected rotational speed, and when the required torque exceeds the torque limit value, the electric motor 105 is driven by the torque limit value. It is within the allowable output power range of the battery 101.

以上説明したように、本実施形態に係る電動機のトルク制御装置によれば、所定時間における電動機105の回転数の上昇が特に大きい、内燃機関107の始動状態において、MOT回転数補正部131により補正された回転数に基づいて要求トルク及びトルク制限値が算出されるので、適切にトルクを設定することができる。また、MOT回転数取得部121と要求トルク算出部133及びトルク制限値算出部135とがそれぞれ別のECUに設けられ、MOT回転数取得部121と要求トルク算出部133及びトルク制限値算出部135との間で通信が行われる場合であっても、要求トルク及びトルク制限値を適切に算出することができる。また、要求トルクがトルク制限値を超える場合に、電動機105がトルク制限値により駆動されるので、蓄電器101の出力電力の範囲内で制御を行うことができる。   As described above, according to the torque control apparatus for an electric motor according to the present embodiment, correction is performed by the MOT rotation speed correction unit 131 in the start-up state of the internal combustion engine 107 in which the increase in the rotation speed of the electric motor 105 is particularly large during a predetermined time. Since the required torque and the torque limit value are calculated based on the rotation speed thus set, the torque can be set appropriately. Further, the MOT rotation speed acquisition unit 121, the required torque calculation unit 133, and the torque limit value calculation unit 135 are provided in different ECUs, respectively, and the MOT rotation speed acquisition unit 121, the required torque calculation unit 133, and the torque limit value calculation unit 135 are provided. Even when communication is performed between the requested torque and the torque limit value, the required torque and the torque limit value can be calculated appropriately. Further, when the required torque exceeds the torque limit value, the electric motor 105 is driven by the torque limit value, so that the control can be performed within the range of the output power of the battery 101.

なお、本実施形態において、内燃機関107が始動状態でないと判断された場合には、クランク回転角度取得部141が取得したクランク回転角度に基づきトルク制限値を算出したが、これに替わって、MOT回転数取得部121により取得された回転数に基づきトルク制限値を算出してもよい。クランク軸109の回転数が目標回転数まで上昇し、内燃機関が始動状態でなくなった後は、電動機105の回転数はそれ程大きく変動せず、時間遅れによる誤差が減少する。従って、内燃機関107が始動状態でないと判断された場合に、トルク制限値算出部135は、MOT回転数取得部121により取得された回転数に基づき、適切にトルク制限値を算出することができる。   In the present embodiment, when it is determined that the internal combustion engine 107 is not in the starting state, the torque limit value is calculated based on the crank rotation angle acquired by the crank rotation angle acquisition unit 141. The torque limit value may be calculated based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit 121. After the rotation speed of the crankshaft 109 rises to the target rotation speed and the internal combustion engine is not in the starting state, the rotation speed of the electric motor 105 does not vary so much, and the error due to time delay decreases. Therefore, when it is determined that the internal combustion engine 107 is not in the starting state, the torque limit value calculation unit 135 can appropriately calculate the torque limit value based on the rotation speed acquired by the MOT rotation speed acquisition unit 121. .

また、本実施形態において、MOT回転数補正部131による回転数の補正は、内燃機関107が始動状態である場合にのみ行われているが、内燃機関107が始動状態であるか否かにかかわらず、常に補正された回転数に基づいてトルク制限値を算出してもよい。   In the present embodiment, the correction of the rotation speed by the MOT rotation speed correction unit 131 is performed only when the internal combustion engine 107 is in the start state, but it depends on whether or not the internal combustion engine 107 is in the start state. Instead, the torque limit value may be calculated based on the always corrected rotational speed.

(変形例)
図6は、本実施形態の変形例に係る電動機のトルク制御装置のブロック図を示す。なお、本変形例は、トルク制限値算出部135、最終トルク値設定部137の構成において、第1実施形態と異なる。第1実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Modification)
FIG. 6 is a block diagram of an electric motor torque control device according to a modification of the present embodiment. The present modification is different from the first embodiment in the configuration of the torque limit value calculation unit 135 and the final torque value setting unit 137. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same or corresponding reference numerals, and the description will be simplified or omitted.

本変形例において、トルク制限値算出部135は、モータECU117に設けられているため、同じくモータECU117に設けられているMOT回転数取得部121との間に通信による時間遅れが発生しない。そのため、本変形例において、トルク制限値算出部135は、内燃機関107が始動状態であるか否かにかかわらず、常にMOT回転数取得部121により取得された回転数に基づいてトルク制限値を算出する。   In the present modification, the torque limit value calculation unit 135 is provided in the motor ECU 117, so that no time delay is caused by communication with the MOT rotation speed acquisition unit 121 that is also provided in the motor ECU 117. Therefore, in the present modification, the torque limit value calculation unit 135 always sets the torque limit value based on the rotation speed acquired by the MOT rotation speed acquisition unit 121 regardless of whether the internal combustion engine 107 is in the starting state. calculate.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば本発明は、電動機105の制御と内燃機関107の制御とが1つのECU内で行われる場合であって、MOT回転数取得部121の取得周期等の処理タイミングと、要求トルク算出部133又はトルク制限値算出部135の処理タイミングが異なるために生じる時間遅れにより回転数に誤差が生じるような場合にも適用することができる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, the present invention is a case where the control of the electric motor 105 and the control of the internal combustion engine 107 are performed in one ECU, and the processing timing such as the acquisition cycle of the MOT rotation speed acquisition unit 121 and the required torque calculation unit 133 or The present invention can also be applied to a case where an error occurs in the rotational speed due to a time delay caused by the processing timing of the torque limit value calculation unit 135 being different.

101 蓄電器(BATT)
105 電動機(MOT)
107 多気筒内燃機関(ENG)
109 クランク軸
117 エンジンECU(ENG ECU)
119 モータECU(MOT ECU)
121 MOT回転数取得部
131 MOT回転数補正部
133 要求トルク算出部
135 トルク制限値算出部
139 始動状態判断部
141 クランク回転角度取得部
101 Battery (BATT)
105 Electric motor (MOT)
107 Multi-cylinder internal combustion engine (ENG)
109 Crankshaft 117 Engine ECU (ENG ECU)
119 Motor ECU (MOT ECU)
121 MOT rotation speed acquisition section 131 MOT rotation speed correction section 133 Required torque calculation section 135 Torque limit value calculation section 139 Start state determination section 141 Crank rotation angle acquisition section

Claims (6)

蓄電器から供給される電力によりクランク軸を回転させて内燃機関を始動可能な電動機のトルク制御装置において、
前記電動機の回転数を取得する回転数取得部と、
前記回転数取得部により取得された回転数を補正する回転数補正部と、
前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機の回転数が目標回転数に到達するために要する前記電動機の要求トルクを算出する要求トルク算出部と、
前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機のトルク制限値を算出するトルク制限値算出部と、を備え、
前記回転数補正部は、前記回転数取得部による取得から前記要求トルク算出部による算出までの時間遅れに応じて、前記回転数取得部により取得された回転数を補正し、
前記要求トルクが前記トルク制限値を超える場合には、前記トルク制限値に基づいて前記電動機を駆動することを特徴とする、電動機のトルク制御装置。
In the torque control device for an electric motor that can start an internal combustion engine by rotating a crankshaft by electric power supplied from a capacitor,
A rotational speed acquisition unit for acquiring the rotational speed of the electric motor;
A rotational speed correction unit that corrects the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition unit;
A required torque calculating unit that calculates a required torque of the electric motor required for the rotational speed of the electric motor to reach a target rotational speed based on the rotational speed corrected by the rotational speed correcting unit in a starting state of the internal combustion engine; ,
A torque limit value calculation unit that calculates a torque limit value of the electric motor based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit in a start state of the internal combustion engine;
The rotation speed correction unit corrects the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit according to a time delay from acquisition by the rotation speed acquisition unit to calculation by the required torque calculation unit,
When the required torque exceeds the torque limit value, the motor is driven based on the torque limit value.
前記内燃機関の始動状態であるか否かを判断する始動状態判断部と、
前記クランク軸の回転角度を取得する回転角度取得部と、を備え、
前記内燃機関が始動状態であると判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数補正部により補正された回転数に基づきトルク制限値を算出し、
前記内燃機関が始動状態でないと判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転角度取得部により取得された回転角度に基づきトルク制限値を算出することを特徴とする請求項1に記載の電動機のトルク制御装置。
A starting state determination unit for determining whether or not the internal combustion engine is in a starting state;
A rotation angle acquisition unit that acquires a rotation angle of the crankshaft,
When it is determined that the internal combustion engine is in a starting state, the torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit,
The torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation angle acquired by the rotation angle acquisition unit when it is determined that the internal combustion engine is not in a starting state. Motor torque control device.
前記内燃機関の始動状態であるか否かを判断する始動状態判断部と、
前記内燃機関が始動状態であると判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数補正部により補正された回転数に基づきトルク制限値を算出し、
前記内燃機関が始動状態でないと判断された場合、前記トルク制限値算出部は、前記回転数取得部により取得された回転数に基づきトルク制限値を算出することを特徴とする請求項1に記載の電動機のトルク制御装置。
A starting state determination unit for determining whether or not the internal combustion engine is in a starting state;
When it is determined that the internal combustion engine is in a starting state, the torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed corrected by the rotation speed correction unit,
The torque limit value calculation unit calculates a torque limit value based on the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit when it is determined that the internal combustion engine is not in a starting state. Motor torque control device.
蓄電器から供給される電力によりクランク軸を回転させて内燃機関を始動可能な電動機のトルク制御装置において、
前記電動機の回転数を取得する回転数取得部と、
前記回転数取得部により取得された回転数を補正する回転数補正部と、
前記回転数取得部により取得された回転数に基づき、前記電動機のトルク制限値を算出するトルク制限値算出部と、
前記内燃機関の始動状態では、前記回転数補正部により補正された回転数に基づき、前記電動機の回転数が目標回転数に到達するために要する前記電動機の要求トルクを算出する要求トルク算出部と、を備え、
前記回転数補正部は、前記回転数取得部による取得から前記要求トルクの算出までの時間遅れに応じて、前記回転数取得部により取得された回転数を補正し、
前記要求トルクが前記トルク制限値を超える場合には、前記トルク制限値に基づいて前記電動機を駆動することを特徴とする、電動機のトルク制御装置。
In the torque control device for an electric motor that can start an internal combustion engine by rotating a crankshaft by electric power supplied from a capacitor,
A rotational speed acquisition unit for acquiring the rotational speed of the electric motor;
A rotational speed correction unit that corrects the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition unit;
A torque limit value calculation unit that calculates a torque limit value of the electric motor based on the rotation number acquired by the rotation number acquisition unit;
A required torque calculating unit that calculates a required torque of the electric motor required for the rotational speed of the electric motor to reach a target rotational speed based on the rotational speed corrected by the rotational speed correcting unit in a start state of the internal combustion engine; With
The rotational speed correction unit corrects the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition unit according to a time delay from acquisition by the rotational speed acquisition unit to calculation of the required torque,
When the required torque exceeds the torque limit value, the motor is driven based on the torque limit value.
前記時間遅れは、前記回転数取得部と前記要求トルク算出部との間の通信により生じることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電動機のトルク制御装置。   5. The torque control apparatus for an electric motor according to claim 1, wherein the time delay is caused by communication between the rotation speed acquisition unit and the required torque calculation unit. 前記時間遅れは、前記回転数取得部による取得と前記要求トルク算出部による算出の処理タイミングの相違により生じることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電動機のトルク制御装置。   5. The torque control apparatus for an electric motor according to claim 1, wherein the time delay is caused by a difference in processing timing between acquisition by the rotation speed acquisition unit and calculation by the required torque calculation unit.
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