JP2017001593A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両減速時においても、バッテリの充電制限値を超過してしまうことを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】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との動力を動力分割合成機構10を介して駆動軸7に出力する駆動機構1と、車速とアクセル開度とに基づいて決定される目標駆動パワーと、バッテリ21の残容量に基づいて決定される目標発電パワーと、に基づいて目標エンジンパワーを決定し、目標エンジンパワーに基づいて決定される目標エンジントルクに目標エンジン回転速度変化率に基づいて決定される補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値としてエンジン2を制御するハイブリッドECU32と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】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との動力を動力分割合成機構10を介して駆動軸7に出力する駆動機構1と、車速とアクセル開度とに基づいて決定される目標駆動パワーと、バッテリ21の残容量に基づいて決定される目標発電パワーと、に基づいて目標エンジンパワーを決定し、目標エンジンパワーに基づいて決定される目標エンジントルクに目標エンジン回転速度変化率に基づいて決定される補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値としてエンジン2を制御するハイブリッドECU32と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータジェネレータとエンジンとから出力される動力を分割して駆動軸に伝達する動力分割合成機構を搭載したハイブリッド車両の制御装置に関する。
モータジェネレータの回転軸と、エンジンの出力軸と、駆動輪に動力を伝達する駆動軸とが、それぞれ異なる回転要素に接続された動力分割合成機構を搭載したハイブリッド車両が知られている。
本出願人は、特許文献1において、エンジンの制御遅れを補正するために、目標駆動パワー及び目標発電パワーに基づいて算出された目標エンジントルクによりエンジンを制御し、目標モータジェネレータパワーについては車速に応じたエンジンの制御遅れの時間だけ前の目標エンジントルクに基づいて算出する技術を開示している。
このようなハイブリッド車両にあっては、車両減速時には、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクが減少するが、このとき、目標エンジン回転速度が減少することによって実際のエンジン回転速度が減少し、実際のエンジン回転速度が減少することでエンジンのイナーシャトルクが発生する。
特許文献1に記載の制御装置では、このイナーシャトルクを考慮することなく、目標モータジェネレータパワーと目標駆動パワーと目標エンジンパワーの釣り合い式が算出され、この釣り合い式に基づいて算出された目標エンジントルクを出力するようにエンジンが制御され、車速に応じたエンジンの制御遅れの時間だけ前の目標エンジントルクに基づいて目標モータジェネレータパワーが算出される。
そのため、車両減速時において、エンジン回転速度の減少にともない、目標駆動パワーを満足させるようエンジン及びモータジェネレータを制御すると、エンジンのイナーシャトルク分が増加するため、増加したイナーシャトルク分が駆動軸に出力されないようモータジェネレータの発電量を増加させることになり、バッテリの充電制限値を超過する可能性がある。
そこで、本発明は、車両減速時においても、バッテリの充電制限値を超過してしまうことを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するハイブリッド車両の制御装置の発明の一態様は、エンジンと第1電動機と第2電動機との動力を動力分割合成機構を介して駆動軸に出力する駆動機構と、エンジンの動作点と第1電動機及び第2電動機の動作点を制御することで車両の駆動パワーを制御する制御部と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、制御部は、車速とアクセル開度とに基づいて決定される目標駆動パワーと、バッテリの残容量に基づいて決定される目標発電パワーと、に基づいて目標エンジンパワーを決定し、目標エンジンパワーに基づいて決定される目標エンジントルクに、エンジン回転速度の変化率に基づいて決定される補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値として前記エンジンを制御するものである。
このように本発明の一態様によれば、車両減速時においても、バッテリの充電制限値を超過してしまうことを防止することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1において、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両100は、駆動機構1と、制御部としてのハイブリッドECU(Electronic Control Unit)32と、エンジンECU33と、バッテリECU34とを含んで構成される。
図1において、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載した車両100は、駆動機構1と、制御部としてのハイブリッドECU(Electronic Control Unit)32と、エンジンECU33と、バッテリECU34とを含んで構成される。
駆動機構1は、内燃機関としてのエンジン2と、エンジン2の出力軸3と、電力から駆動力を生成するとともに駆動されることにより電力を生成する第1電動機としての第1モータジェネレータ4及び第2電動機としての第2モータジェネレータ5と、車両100の駆動輪6に動力を伝達可能に接続された駆動軸7と、動力分割合成機構10を構成する第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9とを含んで構成される。
エンジン2は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行なう4サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン2の出力軸3は、第1遊星歯車機構8と第2遊星歯車機構9とに連結されている。
第1モータジェネレータ4は、第1遊星歯車機構8に連結された回転軸としてのロータ軸13と、ロータ14と、ステータ15とを有している。ロータ14には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ15は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ15の三相コイルは、第1インバータ19に接続されている。
このように構成された第1モータジェネレータ4において、ステータ15の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ15によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ14に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ14がロータ軸13周りに回転駆動される。すなわち、第1モータジェネレータ4は、電動機として機能し、車両100を駆動する駆動力を生成する。
また、ロータ14がロータ軸13周りに回転すると、ロータ14に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ15の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第1モータジェネレータ4は、発電機としても機能し、バッテリ21を充電する電力を生成する。
第1インバータ19は、バッテリ21から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第1モータジェネレータ4に供給する。ハイブリッドECU32からのトルク指令信号により、第1モータジェネレータ4の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第1モータジェネレータ4に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第1インバータ19は、第1モータジェネレータ4が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ21を充電する。
第2モータジェネレータ5は、第2遊星歯車機構9に連結された回転軸としてのロータ軸16と、ロータ17と、ステータ18とを有している。ロータ17には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ18は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ18の三相コイルは、第2インバータ20に接続されている。
このように構成された第2モータジェネレータ5において、ステータ18の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ18によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ17に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ17がロータ軸16周りに回転駆動される。すなわち、第2モータジェネレータ5は、電動機として機能し、車両100を駆動する駆動力を生成する。
また、ロータ17がロータ軸16周りに回転すると、ロータ17に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ18の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第2モータジェネレータ5は、発電機としても機能し、バッテリ21を充電する電力を生成する。
第2インバータ20は、バッテリ21から供給される直流電力を三相交流電力に変換して第2モータジェネレータ5に供給する。第2インバータ20は、ハイブリッドECU32からのトルク指令信号により、第2モータジェネレータ5の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるように第2モータジェネレータ5に供給する三相交流電力を制御するようになっている。また、第2インバータ20は、第2モータジェネレータ5が発電した三相交流電力を直流電力に変換してバッテリ21を充電する。
第1遊星歯車機構8は、サンギア22と、サンギア22に噛み合う複数のプラネタリギア23と、複数のプラネタリギア23に噛み合うリングギア25とを有し、プラネタリギア23を自転可能に支持するプラネタリキャリア24が設けられている。
第2遊星歯車機構9は、サンギア26と、サンギア26に噛み合う複数のプラネタリギア27と、複数のプラネタリギア27に噛み合うリングギア29とを有し、プラネタリギア27を自転可能に支持するプラネタリキャリア28が設けられている。
第1遊星歯車機構8のサンギア22は、第1モータジェネレータ4のロータ14と一体に回転するように、ロータ軸13に連結されている。第1遊星歯車機構8のプラネタリキャリア24と、第2遊星歯車機構9のサンギア26とは、エンジン2の出力軸3に一体回転可能に連結されている。
第1遊星歯車機構8のリングギア25は、第2遊星歯車機構9のプラネタリギア27にプラネタリキャリア28を介してロータ軸13周りに公転可能に連結されている。また、第1遊星歯車機構8のリングギア25は、図示しないデファレンシャルギア及びその他のギアを含む出力伝達機構31を介して駆動軸7を回転させるように形成されている。
第2遊星歯車機構9のリングギア29は、第2モータジェネレータ5のロータ17と一体に回転するようにロータ軸16に連結されている。このように、動力分割合成機構10は、エンジン2の出力軸3と、第1モータジェネレータ4のロータ軸13と、第2モータジェネレータ5のロータ軸16と、駆動軸7とが連結された歯車機構を構成する。
したがって、動力分割合成機構10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との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力分割合成機構10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とによって生成された動力を駆動軸7に伝達するようになっている。
ハイブリッドECU32は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
ハイブリッドECU32のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドECU32として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPUがROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ハイブリッドECU32として機能する。ハイブリッドECU32は、エンジンECU33及びバッテリECU34に接続され、これら各ECUと相互にデータのやりとりを行なう。
ハイブリッドECU32の入力ポートには、アクセル開度センサ41、シフトポジションセンサ42、車速センサ43、駆動部状態検出センサ44を含む各種センサ類が接続されている。
アクセル開度センサ41は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。シフトポジションセンサ42は、運転者によるシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。シフト位置は、例えば、前進、後進、停車のいずれかが選択される。
車速センサ43は、例えば、駆動軸7の回転速度から車速を検出する。車速センサ43は、車両100が前進方向に進んでいる場合は正の車速を出力し、車両が後進方向に進んでいる場合は負の車速を出力する。
駆動部状態検出センサ44は、エンジン2や第1モータジェネレータ4、第2モータジェネレータ5の回転速度や出力トルクを検出する。
エンジンECU33は、CPUと、RAMと、ROMと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
エンジンECU33のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをエンジンECU33として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPUがROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、エンジンECU33として機能する。また、エンジンECU33は、ハイブリッドECU32に接続され、相互にデータのやりとりを行なう。
エンジンECU33は、ハイブリッドECU32からのトルク指令信号により、エンジン2の出力トルクがトルク指令信号に設定されたトルク指令値になるようにエンジン2を制御する。エンジンECU33は、不図示のインジェクタやスロットルバルブを制御することにより燃料噴射量や吸入空気量を制御させて、エンジン2の出力トルクを制御する。
バッテリECU34は、CPUと、RAMと、ROMと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
バッテリECU34のROMには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをバッテリECU34として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPUがROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、バッテリECU34として機能する。
バッテリECU34の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ45が接続されている。バッテリ状態検出センサ45は、バッテリ21の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリECU34は、バッテリ状態検出センサ45から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ21の残容量(以下、「SOC」という)などを検出する。
バッテリ状態検出センサ45は、例えば、バッテリ21の充放電電流を検出する電流センサに、電圧を検出する電圧センサ及びバッテリ温度を検出するバッテリ温度センサを付設した構成を用いることができる。なお、電流センサと電圧センサとバッテリ温度センサとを別に設けてもよい。
このような車両100において、ハイブリッドECU32は、アクセル開度センサ41により検出されたアクセル開度と、シフトポジションセンサ42により検出されたシフト位置と、車速センサ43により検出された車速などに基づいて目標駆動パワーを算出し、目標駆動パワーを駆動軸7に出力させるようにエンジン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を制御する。
なお、本実施形態において、パワーとは、トルクに回転速度を乗算した値に比例する動力のことを示し、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、駆動軸7それぞれの回転体におけるトルク及び回転速度の組み合わせによって一意に決まる。
ハイブリッドECU32は、例えば、アクセル開度と、シフト位置と、車速と、により目標駆動トルクが決まるマップにより目標駆動トルクを決定し、目標駆動トルクと車速とから目標駆動パワーを決定する。ハイブリッドECU32は、図2に示すようなマップに基づいて目標駆動トルクを決定する。目標駆動トルクを決めるマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドECU32のROMに記憶されている。
また、ハイブリッドECU32は、バッテリ状態検出センサ45の検出結果により求められたバッテリ21のSOCに基づいて目標発電パワーを算出する。
ハイブリッドECU32は、例えば、バッテリ21のSOCにより目標発電パワーが決まるマップにより目標発電パワーを決定する。ハイブリッドECU32は、図3に示すようなマップに基づいて目標発電パワーを決定する。目標発電パワーを決めるマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドECU32のROMに記憶されている。なお、目標発電パワーは、発電する方向が負となる。
ハイブリッドECU32は、目標駆動パワーから目標発電パワーを減算して目標エンジンパワーを算出する。ハイブリッドECU32は、目標エンジンパワーに基づいて目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを算出する。
ハイブリッドECU32は、例えば、エンジントルクとエンジン回転速度からエンジンパワーが決まるマップにより目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定する。ハイブリッドECU32は、図4に示すようなマップの最適燃費ラインに基づいて目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定する。目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決めるマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドECU32のROMに記憶されている。ハイブリッドECU32は、図4の最適燃費ライン上を推移するように動作点、すなわちエンジントルクとエンジン回転速度を制御する。
車両100が、加速状態から減速状態に移行する場合、目標エンジンパワーが減少し、その結果目標エンジン回転速度が減少する。図4において、車両100が、加速状態から減速状態に移行した時刻t1から、動作点の変化が完了する時刻t2までの間、ハイブリッドECU32は、最適燃費ラインをトレースするようにエンジン回転速度を低下させる。
このとき、図5に示すように、エンジン回転速度が先に低下し、エンジントルクは高い値のまま推移する。そして、エンジン回転速度が低くなってからエンジントルクが減少する。
図6は、減速走行時の共線図である。図6の共線図において、各縦軸は、図中、左から第1モータジェネレータ4のロータ軸13の回転速度、エンジン2の出力軸3の回転速度すなわちエンジン回転速度、駆動軸7の回転速度、第2モータジェネレータ5のロータ軸16の回転速度をそれぞれ表している。
なお、共線図上では、第1モータジェネレータ4や第2モータジェネレータ5、駆動軸7の回転速度は、エンジン2の回転方向と同じ向きの回転を正としている。また、トルクの方向と大きさを矢印で示している。トルクは、動力分割合成機構10に入力されるトルクを表し、矢印が上向きの場合を正のトルクとしている。
また、図6の共線図において、横軸における各軸間の距離比は、第1遊星歯車機構8及び第2遊星歯車機構9の各ギアの歯数の比により定まる。ここで、k1は、第1遊星歯車機構8のリングギア歯数Zr1とサンギア歯数Zs1の比、Zr1/Zs1である。k2は、第2遊星歯車機構9のサンギア歯数Zs2とリングギア歯数Zr2の比、Zs2/Zr2である。
このような減速走行時、エンジントルクとエンジン回転速度の変化によって、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にイナーシャトルクが発生する。イナーシャトルクを考慮せずにエンジン2のトルク指令値を決定すると、発生したイナーシャトルク分だけ第1モータジェネレータ4、第2モータジェネレータ5のトルクが負の方向に増大し、発電量が増加することになる。
このため、ハイブリッドECU32は、決定した目標エンジントルクに補正トルクを加算した値をエンジン2のトルク指令値であるエンジントルク指令値とする。
ハイブリッドECU32は、目標エンジン回転速度の変化率に基づいて補正トルクを算出する。ここで、エンジン回転速度の変化率とは、以下の式(1)により求める。
目標エンジン回転速度変化率[rpm/sec]=(目標エンジン回転速度[rpm]−目標エンジン回転速度前回値[rpm])/制御周期[sec]...(1)
目標エンジン回転速度変化率[rpm/sec]=(目標エンジン回転速度[rpm]−目標エンジン回転速度前回値[rpm])/制御周期[sec]...(1)
制御周期は、エンジン回転速度の変化率を算出する周期のことである。目標エンジン回転速度前回値は、前回の制御周期で参照した目標エンジン回転速度のことである。
ハイブリッドECU32は、例えば、目標エンジン回転速度の変化率から補正トルクの決まるマップにより補正トルクを算出する。ハイブリッドECU32は、図7に示すようなマップに基づいて補正トルクを算出する。補正トルクを決めるマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドECU32のROMに記憶されている。
なお、車両100が加速する場合においても、イナーシャトルクについて減速時と正負逆のことがいえるが、エンジン回転速度が急上昇する場合、目標エンジントルクが上限値に設定されるため、イナーシャによって減少する分を考慮して補正トルクを加算してエンジントルク指令値としても、目標エンジントルクとエンジントルク指令値はほぼ等しい値となり、減速時ほどの効果は期待できない。よって、補正トルクの加算は、アクセル開度が減少する減速時のみとしてもよい。
エンジン2には、トルク指令値に基づいたエンジンECU33による制御の開始から、トルク指令値のトルクを出力するまでの応答遅れが存在する。この応答遅れを補正するため、ハイブリッドECU32は、算出したエンジントルク指令値を時系列に記憶しておき、エンジン2の応答遅れを考慮した所定時間だけ前のエンジントルク指令値をエンジントルク予測値として、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の動作点、すなわちトルクと回転速度の算出に使用する。
ハイブリッドECU32は、例えば、車速から所定時間が決まるマップにより所定時間を算出する。車速から所定時間が決まるマップは、車速が高いほど所定時間が長くなり、車速が低いほど所定時間が短くなるように設定される。また、車速から所定時間が決まるマップは、予め実験等により求められ、ハイブリッドECU32のROMに記憶されている。
ハイブリッドECU32は、エンジントルク予測値と目標エンジン回転速度に基づいてエンジンパワー予測値を算出する。エンジンパワー予測値は、エンジンパワーにおけるエンジン2の応答遅れを考慮した値であり、目標エンジン回転速度にエンジントルク予測値を乗算した値に比例する値である。
ハイブリッドECU32は、目標駆動パワーとエンジンパワー予測値に基づいて目標モータジェネレータパワーを算出する。ハイブリッドECU32は、例えば、目標駆動パワーからエンジンパワー予測値を減算した値を目標モータジェネレータパワーとして算出する。
目標モータジェネレータパワーは、以下の式(2)で表される。
目標モータジェネレータパワー=(Nmg1×目標MG1トルク+Nmg2×目標MG2トルク)/定数 ...(2)
目標モータジェネレータパワー=(Nmg1×目標MG1トルク+Nmg2×目標MG2トルク)/定数 ...(2)
ここで、Nmg1は、第1モータジェネレータ4の回転速度である。目標MG1トルクは、第1モータジェネレータ4に出力させるトルクである。Nmg2は、第2モータジェネレータ5の回転速度である。目標MG2トルクは、第2モータジェネレータ5に出力させるトルクである。定数は、回転速度[rpm]を角速度[rad/s]に変換する係数(60/2π)である。
また、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とのトルクの釣り合い式は以下の式(3)のようになる。
目標MG1トルク×(k1+1)+エンジントルク予測値×1=目標MG2トルク×k2 ...(3)
ハイブリッドECU32は、上述の式(2)及び(3)に基づいて、目標MG1トルク及び目標MG2トルクを算出する。
目標MG1トルク×(k1+1)+エンジントルク予測値×1=目標MG2トルク×k2 ...(3)
ハイブリッドECU32は、上述の式(2)及び(3)に基づいて、目標MG1トルク及び目標MG2トルクを算出する。
ハイブリッドECU32は、図8に示すように、アクセル開度と車速から図2のマップを参照して目標駆動パワーを決定し、バッテリ21のSOCから図3のマップを参照して目標発電パワーを決定する。
そして、ハイブリッドECU32は、目標駆動パワーから目標発電パワーを減算して目標エンジンパワーを算出し、目標エンジンパワーに基づいて図4の最適燃費ライン上を推移するように目標エンジン回転速度と目標エンジントルクを決定する。このとき、目標エンジンパワー=目標エンジン回転速度×目標エンジントルク/変換係数である。
ハイブリッドECU32は、目標エンジン回転速度変化率から図7のマップを参照して補正トルクを決定する。ハイブリッドECU32は、目標エンジントルクと補正トルクを加算してエンジントルク指令値を算出する。ハイブリッドECU32は、車速からマップにより所定時間を求め、所定時間だけ前のエンジントルク指令値をエンジントルク予測値とする。ただし、実際のエンジントルクは連続的に変化するため、所定時間だけ前のエンジントルク指令値になまし処理を行なった値をエンジントルク予測値とすることが望ましい。
ハイブリッドECU32は、エンジントルク予測値と目標エンジン回転速度からエンジンパワー予測値を算出する。具体的には、エンジンパワー予測値=エンジントルク予測値×目標エンジン回転速度/変換係数である。
ハイブリッドECU32は、目標駆動パワーからエンジンパワー予測値を減算して目標モータジェネレータパワーを算出する。ハイブリッドECU32は、上述の式(2)及び(3)により目標MG1トルク及び目標MG2トルクを算出する。
ハイブリッドECU32は、以上のようにして算出したエンジントルク指令値、目標MG1トルク、目標MG2トルクを、それぞれエンジン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へのトルク指令値として駆動パワーを制御する。
以上のように構成された本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による駆動トルク算出処理について、図9を参照して説明する。なお、以下に説明する駆動トルク算出処理は、ハイブリッドECU32が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
まず、ハイブリッドECU32は、アクセル開度センサ41、車速センサ43、バッテリECU34などから送信される各種信号を取り込む(ステップS1)。
次いで、ハイブリッドECU32は、アクセル開度と車速から図2のマップにより決定した目標駆動トルク及び車速から算出した目標駆動パワーと、バッテリ21のSOCから図3のマップにより決定した目標発電パワーから目標エンジンパワーを算出する(ステップS2)。
次いで、ハイブリッドECU32は、目標エンジンパワーに基づいて図4の最適燃費ライン上を推移するように目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを決定する。(ステップS3)。
次いで、ハイブリッドECU32は、今回の制御周期にて参照した目標エンジン回転速度と、前回の制御周期にて参照した目標エンジン回転速度とに基づいて、目標エンジン回転速度変化率を算出する(ステップS4)。
次いで、ハイブリッドECU32は、目標エンジン回転速度変化率から図7のマップを参照して補正トルクを決定する(ステップS5)。
次いで、ハイブリッドECU32は、目標エンジントルクと補正トルクを加算してエンジントルク指令値を算出する(ステップS6)。
次いで、ハイブリッドECU32は、車速から所定時間を求め、所定時間だけ前のエンジントルク指令値をエンジントルク予測値として算出する(ステップS7)。
次いで、ハイブリッドECU32は、目標エンジン回転速度とエンジントルク予測値からエンジンパワー予測値を算出する(ステップS8)。
次いで、ハイブリッドECU32は、目標駆動パワーからエンジンパワー予測値を減算して目標モータジェネレータパワーを算出し、上述の式(2)及び(3)により目標MG1トルク及び目標MG2トルクを算出する(ステップS9)。
このような駆動トルク算出処理による動作について図10を参照して説明する。図中、本実施形態と示した実線が本実施形態の制御による遷移で、従来と示した点線が従来の制御による遷移である。なお、図10において、バッテリ電力は、充電される方向を負としている。
車両100が、加速状態から減速状態に移行した時刻t1から、目標エンジントルク及び目標エンジン回転速度が減少する。従来は、目標エンジントルクをエンジントルク指令値にしている。このため、時刻t1直後に、イナーシャトルクの影響で第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での発電量が大きくなり、バッテリ21の充電限界を超えてしまう。
本実施形態においては、制御周期毎に算出される目標エンジン回転速度変化率に基づいて補正トルクが決定され、目標エンジントルクに補正トルクが加算された値がエンジントルク指令値として算出される。このため、時刻t1直後の目標エンジン回転速度変化率が負の値になるとき、補正トルクが負の値となり、イナーシャトルクの影響を補正して、バッテリ21の充電限界を超えることはない。
時刻t3で目標エンジン回転速度変化率がゼロに近づき、補正トルクもゼロに近づいていく。そして、目標エンジン回転速度変化率がゼロになる時刻t2で補正トルクもゼロとなる。
このように、上述の実施形態では、車速とアクセル開度とに基づいて決定される目標駆動パワーと、バッテリ21のSOCに基づいて決定される目標発電パワーと、に基づいて目標エンジンパワーを決定し、目標エンジンパワーに基づいて決定される目標エンジントルクに、目標エンジン回転速度変化率に基づいて決定される補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値としてエンジン2を制御するハイブリッドECU32を備える。
これにより、目標エンジン回転速度変化率に基づいて決定される補正トルクによりエンジン2のトルク指令値が補正される。このため、エンジン回転速度の変動により発生するイナーシャトルクを考慮した補正トルクを設定すれば、車両減速時においても、バッテリの充電制限値を超過してしまうことを防止することができる。
また、ハイブリッドECU32は、車速から決定した所定時間だけ前のエンジントルク指令値をエンジントルク予測値として、エンジントルク予測値に基づいて目標モータジェネレータパワーを算出する。
これにより、モータジェネレータの動作点は、所定時間前のエンジントルク指令値に基づいて算出される。このため、エンジン2の応答遅れを考慮した所定時間を設定すれば、エンジン2の応答遅れに対応しつつ、車両減速時においても、バッテリの充電制限値を超過してしまうことを防止することができる。
また、ハイブリッドECU32は、少なくともアクセル開度が減少する車両100の減速時に補正トルクによるエンジントルク指令値の補正を行なうようにしてもよい。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1 駆動機構
2 エンジン
3 出力軸
4 第1モータジェネレータ(第1電動機)
5 第2モータジェネレータ(第2電動機)
7 駆動軸
8 第1遊星歯車機構
9 第2遊星歯車機構
10 動力分割合成機構
13 ロータ軸
16 ロータ軸
21 バッテリ
32 ハイブリッドECU(制御部)
41 アクセル開度センサ
43 車速センサ
44 駆動部状態検出センサ
45 バッテリ状態検出センサ
2 エンジン
3 出力軸
4 第1モータジェネレータ(第1電動機)
5 第2モータジェネレータ(第2電動機)
7 駆動軸
8 第1遊星歯車機構
9 第2遊星歯車機構
10 動力分割合成機構
13 ロータ軸
16 ロータ軸
21 バッテリ
32 ハイブリッドECU(制御部)
41 アクセル開度センサ
43 車速センサ
44 駆動部状態検出センサ
45 バッテリ状態検出センサ
Claims (3)
- エンジンと第1電動機と第2電動機との動力を動力分割合成機構を介して駆動軸に出力する駆動機構と、
前記エンジンの動作点と前記第1電動機及び前記第2電動機の動作点を制御することで車両の駆動パワーを制御する制御部と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記制御部は、車速とアクセル開度とに基づいて決定される目標駆動パワーと、バッテリの残容量に基づいて決定される目標発電パワーと、に基づいて目標エンジンパワーを決定し、前記目標エンジンパワーに基づいて決定される目標エンジントルクに、エンジン回転速度の変化率に基づいて決定される補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値として前記エンジンを制御するハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御部は、少なくとも前記エンジントルク指令値に基づいて予測したエンジントルク予測値から前記第1電動機及び前記第2電動機の動作点を決定する請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記制御部は、少なくともアクセル開度が減少した場合に、前記目標エンジントルクに、前記補正トルクを加算した値をエンジントルク指令値として前記エンジンを制御する請求項1または2に記載のハイブリッド車両の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015119939A JP2017001593A (ja) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015119939A JP2017001593A (ja) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | ハイブリッド車両の制御装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110667565A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-10 | 重庆大学 | 一种智能网联插电式混合动力汽车协同优化能量管理方法 |
USD897297S1 (en) | 2018-01-12 | 2020-09-29 | 3M Innovative Properties Company | Conductive sticker |
USD904990S1 (en) | 2018-01-12 | 2020-12-15 | 3M Innovative Properties Company | Conductive sticker |
GB2590961A (en) * | 2020-01-09 | 2021-07-14 | Jaguar Land Rover Ltd | Hybrid vehicle control system and method |
-
2015
- 2015-06-15 JP JP2015119939A patent/JP2017001593A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD897297S1 (en) | 2018-01-12 | 2020-09-29 | 3M Innovative Properties Company | Conductive sticker |
USD904990S1 (en) | 2018-01-12 | 2020-12-15 | 3M Innovative Properties Company | Conductive sticker |
CN110667565A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-10 | 重庆大学 | 一种智能网联插电式混合动力汽车协同优化能量管理方法 |
CN110667565B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-01-19 | 重庆大学 | 一种智能网联插电式混合动力汽车协同优化能量管理方法 |
GB2590961A (en) * | 2020-01-09 | 2021-07-14 | Jaguar Land Rover Ltd | Hybrid vehicle control system and method |
GB2590961B (en) * | 2020-01-09 | 2022-08-24 | Jaguar Land Rover Ltd | Hybrid vehicle control system and method |
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