JP4001102B2 - Vehicle drive torque control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両駆動用の動力源の一部または全部にバッテリとインバータなどの駆動装置により駆動されるモータを用いた電気自動車あるいはハイブリッド車の駆動トルク制御装置に関する。 The present invention relates to a drive torque control device for an electric vehicle or a hybrid vehicle using a motor driven by a drive device such as a battery and an inverter for a part or all of a power source for driving a vehicle.
従来、蓄電手段の過電力による故障に対する保護としては、バッテリ回路に直列に設置された過電流ブレーカやヒューズなどがある。これは所定の電流を超えた場合に不可逆的に断路しバッテリの運用を停止するものであり、車両の駆動トルクが不足してしまうなどの不都合を生じ、また運用再開に手間がかかる。 Conventionally, protection against a failure due to overpower of the power storage means includes an overcurrent breaker and a fuse installed in series with the battery circuit. This is an irreversible disconnection when a predetermined current is exceeded, and the operation of the battery is stopped. This causes inconveniences such as insufficient driving torque of the vehicle, and it takes time to restart the operation.
これに類似の過負荷保護適用例としては、垂下特性(ドルーピング)によるモータの過負荷保護方法による電動機駆動用インバータの制御装置が知られている(特許文献1を参照)。
しかしながら、前者のフューズ・ブレーカによるバッテリ保護技術では、バッテリ保護は機能するが、保護の結果としてバッテリの運用が一時的に停止されるという問題がある。 However, in accordance with the battery protection technology former fuse breaker, battery protection is you function, there is a problem that the operation of the battery as a result of protection is temporarily stopped.
また、後者の従来装置は、モータの保護であり、かつ、トルク電流検出による保護であるため、ハイブリッド車両のバッテリ保護という目的にそのまま適用できない。さらに、従来装置は速度制御への適用であるが、ハイブリッド車両では一般に速度制御ではなくトルク制御であるため、同様に速度指令に垂下特性をもたせることができない。 Further, the latter conventional device is a motor protection and a protection by torque current detection, and therefore cannot be directly applied to the purpose of battery protection of a hybrid vehicle. Furthermore, although the conventional apparatus is applied to speed control, in a hybrid vehicle, since it is generally not speed control but torque control, the speed command cannot have a drooping characteristic as well.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、回転慣性の誤差に起因するバッテリ電力計算値の誤差といった問題がなく、バッテリ実績電力を許容範囲内に保ちながらの安定した走行を確保することができる車両の駆動トルク制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and there is no problem such as an error in the battery power calculation value due to an error in the rotational inertia, and a stable running is ensured while keeping the actual battery power within an allowable range. An object of the present invention is to provide a vehicle drive torque control device that can perform the above operation.
上記目的を達成するため、本発明では、少なくとも、バッテリに駆動装置を介して接続された一つ以上のモータと、モータ軸・タイヤへの出力軸の相互を結ぶ変速機構と、により構成された電気自動車において、
前記バッテリの実際の充放電電力である実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、
前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて充放電している場合には、超えた分の電力に基づいて修正トルク値を算出する修正トルク値算出手段と、
前記修正トルク値に基づいて前記モータの駆動トルク指令値を修正し、駆動トルク修正指令値を算出する駆動トルク指令値修正手段と、
前記駆動トルク修正指令値に基づいて前記モータへのモータトルク指令値を決定するモータトルク指令値決定手段と、
を備え、
前記修正トルク値算出手段は、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分の電力を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を車速検出値あるいは車速推定値で除した値を修正トルク値とし、
駆動トルク指令値修正手段は、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最大値を超えている場合には、前記駆動トルク指令値に前記修正トルク値を加算して駆動トルク指令値を修正し、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最小値を下回っている場合には、前記駆動トルク指令値から前記修正トルク値を減算して駆動トルク指令値を修正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises at least one or more motors connected to a battery via a driving device and a speed change mechanism that connects the motor shaft and the output shaft to the tire. In electric vehicles,
Battery actual power detection means for detecting actual power that is actual charge / discharge power of the battery;
When the actual battery power is charged / discharged exceeding the allowable battery charge / discharge power range determined from the battery state, a corrected torque value calculating means for calculating a corrected torque value based on the excess power When,
Driving torque command value correcting means for correcting a driving torque command value of the motor based on the corrected torque value and calculating a driving torque correction command value;
Motor torque command value determining means for determining a motor torque command value to the motor based on the drive torque correction command value;
Equipped with a,
The corrected torque value calculating means integrates the power exceeding the battery charge / discharge power allowable range by an integral time constant, and further divides this integrated value by the vehicle speed detection value or the vehicle speed estimated value as the corrected torque value. ,
The drive torque command value correcting means corrects the drive torque command value by adding the corrected torque value to the drive torque command value when the actual battery power exceeds the maximum value of the battery charge / discharge power allowable range. When the battery actual power is below the minimum value of the battery charge / discharge power allowable range, the drive torque command value is corrected by subtracting the correction torque value from the drive torque command value.
よって、本発明の車両の駆動トルク制御装置にあっては、修正トルク値算出手段において、バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて充放電している場合には、超えた分の電力に基づいて修正トルク値が算出され、駆動トルク指令値修正手段において、修正トルク値に基づいてモータの駆動トルク指令値が修正される。これよりバッテリ実績電力が許容範囲内に閉ループ制御されることで、バッテリ実績電力を許容範囲内に保ちながらの安定した走行を確保することができる。そして、バッテリ実績電力は、回転要素の運動エネルギの増減も含めての実績値であるので、回転慣性の誤差に起因するバッテリ実績電力計算値の誤差といった問題がない。
また、低速走行時には、許容範囲を超えた差分の大きさにかかわらず、許容範囲への戻し応答性を確保でき、高速走行時には、駆動トルク増減幅が小さく抑えられることで車両挙動安定性を確保することができる。
Therefore, in the vehicle drive torque control device of the present invention, when the actual battery power is charged and discharged beyond the allowable battery charge / discharge power range determined from the battery state in the corrected torque value calculation means. In this case, a corrected torque value is calculated based on the excess power, and the driving torque command value correcting means corrects the driving torque command value of the motor based on the corrected torque value. As a result, the battery actual power is closed-loop controlled within the allowable range, so that stable traveling can be ensured while the actual battery power is maintained within the allowable range. Since the actual battery power is an actual value including an increase or decrease in the kinetic energy of the rotating element, there is no problem of an error in the actual battery power calculation value due to an error in rotational inertia.
In addition, when driving at low speeds, the return response to the allowable range can be ensured regardless of the magnitude of the difference beyond the allowable range, and during high-speed driving, the increase / decrease width of the drive torque is kept small, ensuring vehicle behavior stability. can do.
以下、本発明の車両の駆動トルク制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1と実施例2に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for realizing a vehicle drive torque control apparatus according to the present invention will be described below based on
まず、構成を説明する。
[ハイブリッド動力機関]
図1は実施例1の駆動トルク制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系全体システム図である。ハイブリッド動力機関は、図1に示すように、動力源として、エンジンEと、第1モータジェネレータMG1と、第2モータジェネレータMG2と、を有し、これらの動力源E,MG1,MG2と出力軸OUTとが連結される遊星歯車変速機(2自由度の差動歯車変速機構)は、第1遊星歯車PG1と、第2遊星歯車PG2と、第3遊星歯車PG3と、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、を有する。
First, the configuration will be described.
[Hybrid power engine]
FIG. 1 is an overall drive system diagram of a hybrid vehicle to which the drive torque control apparatus according to the first embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the hybrid power engine has an engine E, a first motor generator MG1, and a second motor generator MG2 as power sources, and these power sources E, MG1, MG2 and an output shaft. The planetary gear transmission (two-degree-of-freedom differential gear transmission mechanism) connected to OUT includes a first planetary gear PG1, a second planetary gear PG2, a third planetary gear PG3, an engine clutch EC, It has a brake LB, a high clutch HC, and a high / low brake HLB.
前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2とは、同軸上にステータSとインナーロータIRとアウターロータORを配置した多層モータが適用されている。この多層モータは、ステータSのステータコイルに複合電流(例えば、3相交流と6相交流とを組み合わせた電流)を印加することでインナーロータIRとアウターロータORとを独立に制御するもので、ステータSとアウターロータORにより第1モータジェネレータMG1が構成され、ステータSとインナーロータIRにより第2モータジェネレータMG2が構成される。 A multilayer motor in which a stator S, an inner rotor IR, and an outer rotor OR are arranged on the same axis is applied to the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2. This multi-layer motor controls the inner rotor IR and the outer rotor OR independently by applying a composite current (for example, a combined current of three-phase alternating current and six-phase alternating current) to the stator coil of the stator S. The stator S and the outer rotor OR constitute a first motor generator MG1, and the stator S and the inner rotor IR constitute a second motor generator MG2.
前記遊星歯車変速機を構成する第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2と第3遊星歯車PG3は、何れもシングルピニオン型遊星歯車である。前記第1遊星歯車PG1は、第1サンギアS1と、第1ピニオンP1を支持する第1ピニオンキャリアPC1と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギアR1と、によって構成されている。前記第2遊星歯車PG2は、第2サンギアS2と、第2ピニオンP2を支持する第2ピニオンキャリアPC2と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギアR2と、によって構成されている。前記第3遊星歯車PG3は、第3サンギアS3と、第3ピニオンP3を支持する第3ピニオンキャリアPC3と、第3ピニオンP3に噛み合う第3リングギアR3と、によって構成されている。 The first planetary gear PG1, the second planetary gear PG2, and the third planetary gear PG3 that constitute the planetary gear transmission are all single pinion type planetary gears. The first planetary gear PG1 includes a first sun gear S1, a first pinion carrier PC1 that supports the first pinion P1, and a first ring gear R1 that meshes with the first pinion P1. The second planetary gear PG2 includes a second sun gear S2, a second pinion carrier PC2 that supports the second pinion P2, and a second ring gear R2 that meshes with the second pinion P2. The third planetary gear PG3 includes a third sun gear S3, a third pinion carrier PC3 that supports the third pinion P3, and a third ring gear R3 that meshes with the third pinion P3.
前記第1サンギアS1と前記第2サンギアS2とは第1回転メンバM1により直結され、前記第1リングギアR1と第3サンギアS3とは第2回転メンバM2により直結され、前記第2ピニオンキャリアPC2と前記第3リングギアR3とは第3回転メンバM3により直結される。したがって、3組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第1回転メンバM1と第2回転メンバM2と第3回転メンバM3と第1ピニオンキャリアPC1と第2リングギアR2と第3ピニオンキャリアPC3との6つの回転要素を有する。 The first sun gear S1 and the second sun gear S2 are directly connected by a first rotating member M1, and the first ring gear R1 and the third sun gear S3 are directly connected by a second rotating member M2, and the second pinion carrier PC2 And the third ring gear R3 are directly connected by a third rotating member M3. Accordingly, the three planetary gears PG1, PG2, and PG3 include the first rotating member M1, the second rotating member M2, the third rotating member M3, the first pinion carrier PC1, the second ring gear R2, and the third pinion carrier PC3. 6 rotation elements.
前記遊星歯車変速機の6つの回転要素に対する動力源E,MG1,MG2と出力軸OUTとエンジンクラッチECと各係合要素LB,HC,HLBの連結関係について説明する。なお、第2回転メンバM2については、これらの何れにも連結されないフリーの状態であり、残りの5つの回転要素が、下記のように連結される。 A connection relationship among the power sources E, MG1, MG2, the output shaft OUT, the engine clutch EC, and the engagement elements LB, HC, HLB for the six rotating elements of the planetary gear transmission will be described. The second rotating member M2 is in a free state that is not connected to any of these, and the remaining five rotating elements are connected as follows.
前記エンジンEのエンジン出力軸は、エンジンクラッチECを介して第3回転メンバM3に連結される。つまり、エンジンクラッチECの締結時には、第3回転メンバM3を介して第2ピニオンキャリアPC2と第3リングギアR3をエンジン回転数にする。 The engine output shaft of the engine E is connected to the third rotating member M3 via the engine clutch EC. That is, when the engine clutch EC is engaged, the second pinion carrier PC2 and the third ring gear R3 are set to the engine speed via the third rotation member M3.
前記第1モータジェネレータMG1の第1モータジェネレータ出力軸は、第2リングギアR2に直結される。また、第1モータジェネレータ出力軸と変速機ケースTCとの間には、ハイローブレーキHLBが介装される。つまり、ハイローブレーキHLBの解放時には、第2リングギアR2を第1モータジェネレータMG1の回転数にする。また、ハイローブレーキHLBの締結時には、第2リングギアR2と第1モータジェネレータMG1の回転を停止する。 The first motor generator output shaft of the first motor generator MG1 is directly connected to the second ring gear R2. Further, a high / low brake HLB is interposed between the first motor generator output shaft and the transmission case TC. That is, when releasing the high / low brake HLB, the second ring gear R2 is set to the rotation speed of the first motor generator MG1. When the high / low brake HLB is engaged, the rotation of the second ring gear R2 and the first motor generator MG1 is stopped.
前記第2モータジェネレータMG2の第2モータジェネレータ出力軸は、第1回転メンバM1に直結される。また、第2モータジェネレータ出力軸と第1ピニオンキャリアPC1との間には、ハイクラッチHCが介装され、第1ピニオンキャリアPC1と変速機ケースTCとの間には、ローブレーキLBが介装される。つまり、ローブレーキLBのみの締結時には、第1ピニオンキャリアPC1を停止し、ハイクラッチHCのみの締結時には、第1サンギアS1と第2サンギアS2と第1ピニオンキャリアPC1とを第2モータジェネレータMG2の回転数にする。さらに、ローブレーキLBとハイクラッチHCの締結時には、第1サンギアS1と第2サンギアS2と第1ピニオンキャリアPC1とを停止する。 The second motor generator output shaft of the second motor generator MG2 is directly connected to the first rotating member M1. Further, a high clutch HC is interposed between the second motor generator output shaft and the first pinion carrier PC1, and a low brake LB is interposed between the first pinion carrier PC1 and the transmission case TC. Is done. That is, when only the low brake LB is engaged, the first pinion carrier PC1 is stopped, and when only the high clutch HC is engaged, the first sun gear S1, the second sun gear S2, and the first pinion carrier PC1 are connected to the second motor generator MG2. Set to rotation speed. Further, when the low brake LB and the high clutch HC are engaged, the first sun gear S1, the second sun gear S2, and the first pinion carrier PC1 are stopped.
前記出力軸OUTは、第3ピニオンキャリアPC3に直結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。 The output shaft OUT is directly connected to the third pinion carrier PC3. A driving force is transmitted from the output shaft OUT to the left and right driving wheels via a propeller shaft, a differential, and a drive shaft (not shown).
これにより、図4及び図5に示すように、共線図上において、第1モータジェネレータMG1(R2)、エンジンE(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第2モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデルを導入することができる。 As a result, as shown in FIGS. 4 and 5, the first motor generator MG1 (R2), the engine E (PC2, R3), the output shaft OUT (PC3), the second motor generator MG2 (S1) , S2), and a rigid lever model that can simply represent the dynamic behavior of the planetary gear train can be introduced.
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギア比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数(回転速度)をとり、横軸にリングギア、キャリア、サンギア等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギアとリングギアの歯数比に基づいて、共線図レバー比(α、β、δ)になるように配置したものである。ちなみに、図4(a)及び図5(a)に示す(1)は第1遊星歯車PG1の共線図であり、(2)は第2遊星歯車PG2の共線図であり、(3)は第3遊星歯車PG3の共線図である。 Here, the “collinear diagram” is a velocity diagram used in a simple and easy-to-understand method of drawing instead of the method of obtaining by equation when considering the gear ratio of the differential gear. Take the number of rotations (rotational speed) of the rotating elements, take each rotating element such as ring gear, carrier, sun gear, etc. on the horizontal axis, and align the intervals of each rotating element based on the gear ratio of sun gear and ring gear The lever ratios (α, β, δ) are arranged. Incidentally, (1) shown in FIGS. 4 (a) and 5 (a) is a collinear diagram of the first planetary gear PG1, (2) is a collinear diagram of the second planetary gear PG2, (3) Is a collinear diagram of the third planetary gear PG3.
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図4及び図5の共線図上において、エンジンEとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンEの回転とトルクを遊星歯車変速機のエンジン入力回転要素である第3回転メンバM3に入力する。 The engine clutch EC is a multi-plate friction clutch that is engaged by hydraulic pressure, and is disposed at a position that coincides with the rotational speed axis of the engine E on the alignment charts of FIGS. 4 and 5. The rotation and torque are input to a third rotating member M3 that is an engine input rotating element of the planetary gear transmission.
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図4及び図5の共線図上において、第2モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、締結により図4の(a),(b)及び図5の(a),(b)に示すようにロー側変速比を分担するロー側変速比モードを実現すると共に、変速比をロー変速比に固定する。 The low brake LB is a multi-plate friction brake that is fastened by hydraulic pressure, and is disposed at a position outside the rotational speed axis of the second motor generator MG2 on the alignment chart of FIGS. As shown in (a), (b) of FIG. 5 and (a), (b) of FIG. 5, a low-side gear ratio mode for sharing the low-side gear ratio is realized, and the gear ratio is fixed to the low gear ratio.
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図4及び図5の共線図上において、第2モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、締結により図4の(d),(e)及び図5の(d),(e)に示すようにハイ側変速比を分担するハイ側変速比モードを実現する。 The high clutch HC is a multi-plate friction clutch that is engaged by hydraulic pressure, and is disposed at a position that coincides with the rotational speed axis of the second motor generator MG2 on the alignment charts of FIGS. 4 (d), (e) and (d), (e) of FIG. 5 realize the high side gear ratio mode for sharing the high side gear ratio.
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図3及び図4の共線図上において、第1モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側のロー変速比に固定し、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側のハイ変速比に固定する。 The high-low brake HLB is a multi-plate friction brake that is fastened by hydraulic pressure, and is disposed at a position that coincides with the rotational speed axis of the first motor generator MG1 on the alignment charts of FIGS. The gear ratio is fixed to the low gear ratio on the underdrive side by fastening together, and the gear ratio is fixed to the high gear ratio on the overdrive side by fastening together with the high clutch HC.
[ハイブリッド動力機関の制御系]
ハイブリッド動力機関の制御系は、図1に示すように、エンジンコントローラ1と、モータコントローラ2と、インバータ3と、バッテリ4と、油圧制御装置5と、統合コントローラ6と、アクセル開度センサ7と、車速センサ8と、エンジン回転数センサ9と、第1モータジェネレータ回転数センサ10と、第2モータジェネレータ回転数センサ11と、第3リングギア回転数センサ12と、を有して構成されている。
[Control system for hybrid power engine]
As shown in FIG. 1, the control system of the hybrid power engine includes an
前記エンジンコントローラ1は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ6からの目標エンジントルク指令に応じ、エンジン動作点(Ne,Te)を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
The
前記モータコントローラ2は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ10、11からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ6からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第1モータジェネレータMG1のモータ動作点(N1,T1)と、第2モータジェネレータMG2のモータ動作点(N2,T2)と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ3へ出力する。なお、このモータコントローラ2からは、バッテリ4の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ6に対して出力される。
The
前記インバータ3は、前記第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2とで共通のステータSのステータコイルに接続され、モータコントローラ2からの指令により複合電流を作り出す。このインバータ3には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ4が接続されている。
The
前記油圧制御装置5は、統合コントローラ6からの油圧指令を受け、エンジンクラッチECと、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、の締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
The
前記統合コントローラ6は、アクセル開度センサ7からのアクセル開度APと、車速センサ8からの車速VSPと、エンジン回転数センサ9からのエンジン回転数Neと、第1モータジェネレータ回転数センサ10からの第1モータジェネレータ回転数N1と、第2モータジェネレータ回転数センサ11からの第2モータジェネレータ回転数N2と、第3リングギア回転数センサ12からのエンジン入力回転速度ωin等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ1、モータコントローラ2、油圧制御装置5に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
The
なお、統合コントローラ6とエンジンコントローラ1、および、統合コントローラ6とモータコントローラ2とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線14、15により接続されている。
The
[走行モード]
実施例1のハイブリッド動力機関は、変速機の出力軸OUTをエンジン出力軸と同軸上に一致させることができることから、FF車(フロントエンジン・フロントドライブ車)に限らず、FR車(フロントエンジン・リヤドライブ車)に搭載でき、また、無段変速比モードとして1つの走行モードで常用変速比域をカバーするのではなく、ロー側無段変速比モードとハイ側無段変速比モードとに分担して常用変速比域をカバーするようにしているため、2つのモータジェネレータMG1,MG2による出力分担率は、エンジンEが発生する出力の約20%以下に抑えることができるという特徴を持つ。
[Driving mode]
Since the hybrid power engine of the first embodiment can coaxially match the output shaft OUT of the transmission with the engine output shaft, the hybrid power engine is not limited to the FF vehicle (front engine / front drive vehicle) but also the FR vehicle (front engine It can be mounted on a rear drive vehicle) and is not divided into the low-side continuously variable gear ratio mode and the high-side continuously variable gear ratio mode, rather than covering the regular gear ratio range in one driving mode as the continuously variable gear ratio mode. Since the common gear ratio range is covered, the output sharing ratio by the two motor generators MG1 and MG2 can be suppressed to about 20% or less of the output generated by the engine E.
走行モードとしては、図2に示すように、ロー固定変速比モード(以下、「Lowモード」という。)と、ロー側無段変速比モード(以下、「Low-iVTモード」という。)と、2速固定モード(以下、「2ndモード」という。)と、ハイ側無段変速比モード(以下、「High-iVTモード」という。)と、ハイ固定変速比モード(以下、「Highモード」という。)と、の5つの走行モードを有する。 As shown in FIG. 2, the traveling mode includes a low fixed speed ratio mode (hereinafter referred to as “Low mode”), a low-side continuously variable speed ratio mode (hereinafter referred to as “Low-iVT mode”), and 2-speed fixed mode (hereinafter referred to as “2nd mode”), high-side continuously variable gear ratio mode (hereinafter referred to as “High-iVT mode”), and high fixed gear ratio mode (hereinafter referred to as “High mode”). And 5) driving modes.
そして、図2に示すように、前記Lowモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。前記Low-iVTモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記2ndモードは、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記High-iVTモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放することで得られる。前記Highモードは、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結することで得られる。 As shown in FIG. 2, the Low mode is obtained by engaging the low brake LB, releasing the high clutch HC, and engaging the high / low brake HLB. The Low-iVT mode is obtained by engaging the low brake LB, releasing the high clutch HC, and releasing the high / low brake HLB. The 2nd mode is obtained by engaging the low brake LB, engaging the high clutch HC, and releasing the high / low brake HLB. The High-iVT mode is obtained by releasing the low brake LB, engaging the high clutch HC, and releasing the high / low brake HLB. The High mode is obtained by releasing the low brake LB, engaging the high clutch HC, and engaging the high / low brake HLB.
これら5つの走行モードについては、エンジンEを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電動車モード(以下、「EVモード」という。)と、エンジンEと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード(以下、「HEVモード」という。)とに分けられる。よって、図3に示すように、EVモードとHEVモードとを合わせると「10の走行モード」が実現されることになる。図4にEVモード関連のEV-Lowモードの共線図、EV-Low-iVTモードの共線図、EV-2ndモードの共線図、EV-High-iVTモードの共線図、EV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。図5にHEVモード関連のHEV-Lowモードの共線図、HEV-Low-iVTモードの共線図、HEV-2ndモードの共線図、HEV-High-iVTモードの共線図、HEV-Highモードの共線図をそれぞれ示す。 For these five driving modes, the electric vehicle mode (hereinafter referred to as “EV mode”) in which only the motor generators MG1 and MG2 are driven without using the engine E, and the engine E and both motor generators MG1 and MG2 are used. And a hybrid vehicle mode (hereinafter referred to as “HEV mode”). Therefore, as shown in FIG. 3, when the EV mode and the HEV mode are combined, “10 driving modes” are realized. Figure 4 shows the EV-Low mode collinear diagram, EV-Low-iVT mode collinear diagram, EV-2nd mode collinear diagram, EV-High-iVT mode collinear diagram, EV-High A collinear chart of each mode is shown. Fig. 5 shows HEV-related HEV-Low mode alignment chart, HEV-Low-iVT mode alignment chart, HEV-2nd mode alignment chart, HEV-High-iVT mode alignment chart, HEV-High A collinear chart of each mode is shown.
ここで、統合コントローラ6には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、前記「10の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両の停止時や走行時には、アクセル開度APと車速VSPとバッテリS.O.Cの検出値により走行モードマップが検索され、アクセル開度APと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。
Here, the
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、エンジン始動やエンジン停止を要することに伴い、エンジンクラッチECの締結制御やエンジンクラッチECの解放制御、あるいは、これに加え、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。また、「EVモード」の5つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の5つのモード間でのモード遷移を行う場合には、クラッチ・ブレーキ等の係合要素の締結・解放制御が実行される。これらのモード遷移制御は、エンジン動作点やモータ動作点の受け渡しが円滑に行われるように、決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。 When the mode is changed between the “EV mode” and the “HEV mode” by selecting the travel mode map, the engine clutch EC engagement control and the engine clutch EC Release control, or in addition, engagement / release control of engagement elements such as clutches and brakes is executed. In addition, when performing mode transition between the five modes of “EV mode” and mode transition between the five modes of “HEV mode”, the engagement / release control of the engagement elements such as clutches and brakes is executed. Is done. These mode transition controls are performed by sequence control according to a predetermined procedure so that the engine operating point and the motor operating point are smoothly transferred.
[ハイブリッド動力機関の変速比安定化制御・駆動トルク制御構成]
図6は実施例1の車両の駆動トルク制御装置が適用されたハイブリッド動力機関の変速比安定化制御・駆動トルク制御系を示す全体ブロック図、図7は実施例1の車両の駆動トルク制御装置が適用されたハイブリッド動力機関の変速比安定化制御・駆動トルク制御系を示す要部ブロック図である。
[Transmission ratio stabilization control / drive torque control configuration of hybrid power engine]
6 is an overall block diagram showing a transmission ratio stabilization control / drive torque control system of a hybrid power engine to which the vehicle drive torque control device of the first embodiment is applied, and FIG. 7 is a vehicle drive torque control device of the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram of a main part showing a gear ratio stabilization control / drive torque control system of a hybrid power engine to which is applied.
前記ハイブリッド動力機関の変速比安定化制御・駆動トルク制御構成は、ハイブリッド動力機関20と、動作点指令部21と、バッテリ実績電力比較・差分器22と、第1積分器23と、第1除算器24と、第1減算器25(駆動トルク指令値修正手段)と、第2減算器26と、第3減算器27と、変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28(モータトルク指令値決定手段)と、第4減算器29と、第2積分器30と、を有する。なお、前記動作点指令部21〜前記変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28は、統合コントローラ6でなされる処理を模擬したものであり、前記第4減算器29及び前記第2積分器30は、ハイブリッド動力機関20を搭載した車両でなされる処理を模擬したものである。
The transmission ratio stabilization control / drive torque control configuration of the hybrid power engine includes a hybrid power engine 20, an operating
前記ハイブリッド動力機関20は、前記変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28からの第1モータトルク指令値T1 refにより駆動される第1モータジェネレータMG1と、前記変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28からの第2モータトルク指令値T2 refにより駆動される第2モータジェネレータMG2と、前記変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28からのエンジントルク指令値Te refにより駆動されるエンジンEと、を有する。そして、第1モータトルクT1 actと第2モータトルクT2 actとエンジントルクTe actを入力し、駆動トルク実測値To act(または駆動トルク推定値To estim)とエンジン回転数Ne actとバッテリーパワーPb actとを出力する遊星歯車変速機を有する。
The hybrid power engine 20 includes a first motor generator MG1 driven by a first motor torque command value T1 ref from the transmission ratio control / driving force control /
前記動作点指令部21は、各種の入力情報に基づき、駆動トルク指令値To refとエンジン回転数指令値Ne refとエンジントルク指令値Te refとを出力する。
The operating
前記バッテリ実績電力比較・差分器22は、前記バッテリーパワーPb actを入力し、予め設定してあるバッテリ充放電電力許容範囲特性図(図8)との比較により、バッテリーパワーPb actが許容範囲最小値PbL以上で許容範囲最大値PbH以下の場合には0を出力し、バッテリーパワーPb actが許容範囲最小値PbLを超えている場合は、超えた差分(PbL−Pb act)を出力し、バッテリーパワーPb actが許容範囲最大値PbHを超えている場合は、超えた差分(Pb act−PbH)を出力する。
The battery actual power comparison /
前記第1積分器23は、前記バッテリ実績電力比較・差分器22からの超えた差分を積分時定数Tioにて積分し、積分値Aを出力する。
The
前記第1除算器24は、前記第1積分器23からの積分値Aを、出力回転数実測値No act(=車速VSP)により除して修正値To Pbを出力する。なお、この修正値To Pbは、エンジン回転速度が小さい場合は、下限リミットを有する。
バッテリ実績電力比較・差分器22、第1積分器23および第1除算器24により、修正トルク値算出手段が構成される。
The
The battery actual power comparison /
前記第1減算器25は、前記動作点指令部21からの駆動トルク指令値To refから、前記第1除算器24からの修正値To Pbを差し引くことで、駆動トルク修正指令値To ref1を算出する。
The
前記第2減算器26は、前記第1減算器25からの駆動トルク修正指令値To ref1から、駆動トルク実測値To actを差し引くことで、駆動トルク偏差指令値△To refを算出する。
The
前記第3減算器27は、前記動作点指令部21からのエンジン回転数指令値Ne refから、エンジン回転数Ne actを差し引くことで、エンジン回転数偏差指令値△Ne refを算出する。
The
前記変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28は、図7に示すように、エンジン回転加速度演算手段28aと、トルク配分手段28bと、を有し、第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refとエンジントルク指令値Te refを出力する。前記エンジン回転加速度演算手段28aは、前記第3減算器27からのエンジン回転数偏差指令値△Ne refに基づいてエンジン回転加速度指令値dNe refを算出する。
前記トルク配分手段28bは、走行抵抗トルクとエンジントルクと前記駆動トルク偏差指令値△To refと前記エンジン回転加速度指令値dNe refとに基づいて、第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refを算出する。ここで、前記走行抵抗トルクは、外乱オブザーバを用いて推定される。
この変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28において、遊星歯車変速機の回転要素毎の運動方程式を用いて第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refを算出すると、駆動トルク修正指令値To ref1とエンジン回転数指令値Ne refを満たすモータトルク指令値が演算されるため、駆動トルクの変化がエンジン回転数指令値の実現を遅らせることが無くなる。結果として、精度良く目標駆動トルクと目標エンジン回転速度(=変速比)を実現でき、運転者の希望に近い走行感が得られることになる。
As shown in FIG. 7, the speed ratio control / driving force control /
The torque distribution means 28b is configured to generate a first motor torque command value T1 ref and a second motor torque based on the running resistance torque, the engine torque, the drive torque deviation command value ΔTo ref, and the engine rotation acceleration command value dNe ref. Calculate command value T2 ref. Here, the running resistance torque is estimated using a disturbance observer.
In the transmission ratio control / driving force control /
前記第4減算器29は、前記遊星歯車変速機からの駆動トルク実測値To actから外乱Td(走行抵抗・動力伝達機関内摩擦など)を差し引き、車両駆動トルク指令値Tv actを出力する。
The
前記第2積分器30は、前記第4減算器29から車両駆動トルク指令値Tv actを入力し、車両慣性積分時定数Jvで積分し、出力回転数実測値No act(=車速VSP)を出力する。
The
次に、作用を説明する。
[駆動トルク制御処理]
図9は、実施例1の統合コントローラ6にて実行される駆動トルク制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
Next, the operation will be described.
[Drive torque control processing]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the drive torque control process executed by the
ステップS1では、車速VSPがVSP>0、つまり、走行中か否かが判断され、YESの場合はステップS2へ移行し、NOの場合はステップS1の判断が繰り返される。 In step S1, it is determined whether the vehicle speed VSP is VSP> 0, that is, whether or not the vehicle is traveling. If YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the determination in step S1 is repeated.
ステップS2では、前記バッテリ4の実績電力Pb(t)を下記の式による計算にて検出し、ステップS3へ移行する(バッテリ実績電力検出手段)。
Pb(t)=V(t)×I(t)
但し、V(t)はバッテリ電圧計測値、I(t)はバッテリ電流計測値である。
In step S2, the actual power Pb (t) of the
Pb (t) = V (t) × I (t)
However, V (t) is a battery voltage measurement value, and I (t) is a battery current measurement value.
ステップS3では、ステップS2で計算されたバッテリ実績電力Pb(t)(=バッテリーパワーPb act)が許容範囲最大値PbHを超えているか否かが判断され、YESの場合はステップS4へ移行し、NO場合はステップS5へ移行する。 In step S3, it is determined whether or not the actual battery power Pb (t) (= battery power Pb act) calculated in step S2 exceeds the allowable range maximum value PbH. If YES, the process proceeds to step S4. If NO, the process proceeds to step S5.
ステップS4では、ステップS3によるPb(t)>PbHとの判断に基づいて、超えた差分(Pb(t)−PbH)に応じて修正値To Pb(負値)を算出し、ステップS7へ移行する。
ここで、修正値To Pbは、例えば、図8に示すように、超えた差分(Pb(t)−PbH)を積分時定数Tioにて積分して積分値Aを求め、この積分値Aを車速VSPにより除して算出される。
In step S4, based on the determination that Pb (t)> PbH in step S3, a correction value To Pb (negative value) is calculated according to the difference (Pb (t) −PbH) that has exceeded, and the process proceeds to step S7. To do.
Here, for example, as shown in FIG. 8, the correction value To Pb is obtained by integrating an excess difference (Pb (t) −PbH) with an integration time constant Tio to obtain an integration value A. Calculated by dividing by vehicle speed VSP.
ステップS5では、ステップS2で計算されたバッテリ実績電力Pb(t)(=バッテリーパワーPb act)が許容範囲最小値PbLを超えているか否かが判断され、YESの場合はステップS6へ移行し、NO場合はステップS7へ移行する。 In step S5, it is determined whether or not the actual battery power Pb (t) (= battery power Pb act) calculated in step S2 exceeds the allowable minimum value PbL. If YES, the process proceeds to step S6. If NO, the process proceeds to step S7.
ステップS6では、ステップS5によるPb(t)<PbLとの判断に基づいて、超えた差分(PbL−Pb(t))に応じて修正値To Pb(正値)を算出し、ステップS7へ移行する。
ここで、修正値To Pbは、例えば、図8に示すように、超えた差分(PbL−Pb(t))を積分時定数Tioにて積分して積分値Bを求め、この積分値Bを車速VSPにより除して算出される。
In step S6, based on the determination that Pb (t) <PbL in step S5, a correction value To Pb (positive value) is calculated according to the difference (PbL−Pb (t)), and the process proceeds to step S7. To do.
Here, for example, as shown in FIG. 8, the correction value To Pb is obtained by integrating an excess difference (PbL−Pb (t)) with an integration time constant Tio to obtain an integration value B. Calculated by dividing by vehicle speed VSP.
ステップS7では、駆動トルク指令値To refから修正値To Pbを差し引くことで駆動トルク修正指令値To ref1を算出し、ステップS8へ移行する。
ここで、ステップS4からステップS7へ進んできた場合(Pb(t)>PbH)には、
To ref1=To ref+To Pb
の式により駆動トルク修正指令値To ref1が算出され、駆動トルク指令値To refに修正値To Pbを加えるように増加修正される。
また、ステップS6からステップS7へ進んできた場合(Pb(t)<PbL)には、
To ref1=To ref−To Pb
の式により駆動トルク修正指令値To ref1が算出され、駆動トルク指令値To refに修正値To Pbを減じるように減少修正される。
さらに、ステップS5からステップS7へ進んできた場合(PbL≦Pb(t)≦PbH)には、
To ref1=To ref+0
の式により駆動トルク修正指令値To ref1(=To ref)が算出される。
In step S7, the drive torque correction command value To ref1 is calculated by subtracting the correction value To Pb from the drive torque command value To ref, and the process proceeds to step S8.
Here, when the process proceeds from step S4 to step S7 (Pb (t)> PbH),
To ref1 = To ref + To Pb
The drive torque correction command value To ref1 is calculated by the following formula, and is increased and corrected to add the correction value To Pb to the drive torque command value To ref.
When the process proceeds from step S6 to step S7 (Pb (t) <PbL),
To ref1 = To ref−To Pb
The drive torque correction command value To ref1 is calculated by the following formula, and the drive torque command value To ref is decreased and corrected to reduce the correction value To Pb.
Further, when the process proceeds from step S5 to step S7 (PbL ≦ Pb (t) ≦ PbH),
To ref1 = To ref + 0
The drive torque correction command value To ref1 (= To ref) is calculated by the following formula.
ステップS8では、ステップS7で算出された駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refとが算出され、リターンへ移行する。 In step S8, the first motor torque command value T1 ref and the second motor torque command value T2 ref are calculated based on the drive torque correction command value To ref1 calculated in step S7, and the process proceeds to return.
[駆動トルク制御装置の背景技術] [Background Technology of Drive Torque Control Device]
従来、蓄電手段の過電力による故障に対する保護としては、垂下特性(ドルーピング)によるモータの過負荷保護方法がある(例えば、特開平6−38586号公報、名称;電動機駆動用インバータの制御装置)。 Conventionally, there is a motor overload protection method based on drooping characteristics (drooping) as a protection against failure due to overpower of the power storage means (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-38586, name: control device for inverter for driving motor) .
複数のモータにより機械的に結合された共通の負荷を駆動する際、複数のモータがおのおの速度制御されている場合には、速度検出誤差や各モータのばらつきにより、それぞれの速度制御の速度誤差が同時にゼロにはなりえず、このモータそれぞれで異なる速度誤差によって各モータの速度制御を介してトルクが補正されるため、各モータのトルク分担ひいては負荷分担が均等とならず、特定のモータが過負荷となりトリップするなどし、全体の運用に支障をきたす。
これを防止するため、おのおののモータに、駆動トルクに応じてそのモータの速度指令を減じる、いわゆる垂下特性(ドルーピング)を適用することにより、過負荷のモータにあっては、その過大な駆動トルクに応じて速度指令が減じられるため、当該モータの負荷が下がりトリップが防止される、というものである。等速度特性をもつ負荷を速度制御モータで駆動する場合でも同様な問題が発生するため、モータ保護機能としてその速度制御駆動装置に加えられている機能である。
しかしながら、上記従来装置は、モータの保護であり、かつ、トルク電流検出による保護であるため、ハイブリッド車両のバッテリ保護という目的にそのまま適用できない。また、従来装置は速度制御への適用であるが、ハイブリッド車両では一般に速度制御ではなくトルク制御であるため、同様に速度指令に垂下特性をもたせることができない。特に、複数の発電機・モータがおのおののまたは共通の駆動装置を介して 共通のバッテリに接続されているハイブリッド車両においては、トルク制御のトルク指令に垂下特性をそのままもたせる方法では、どの発電機・モータの指令を補正すればよいのか不明である。
When driving a common load mechanically coupled by a plurality of motors, if the speed of each of the plurality of motors is controlled, the speed error of each speed control may vary due to speed detection errors and variations in each motor. Since the torque cannot be zero at the same time, and the torque is corrected through the speed control of each motor due to the speed error that is different for each motor, the torque sharing of each motor and thus the load sharing is not equalized, and the specific motor is overloaded. It will cause a load and trip, which will hinder the overall operation.
In order to prevent this, an excessive load is applied to each motor by applying so-called drooping characteristics (drooping), which reduces the speed command of the motor according to the driving torque. Since the speed command is reduced according to the torque, the load on the motor is reduced and tripping is prevented. A similar problem occurs even when a load having constant speed characteristics is driven by a speed control motor, and is a function added to the speed control drive device as a motor protection function.
However, since the above-mentioned conventional device is a protection of the motor and a protection by detecting the torque current, it cannot be directly applied to the purpose of protecting the battery of the hybrid vehicle. Although the conventional apparatus is applied to speed control, in a hybrid vehicle, since it is generally torque control rather than speed control, the speed command cannot have a drooping characteristic as well. In particular, in a hybrid vehicle in which a plurality of generators / motors are connected to a common battery via each or a common drive unit, any generator / motor can be used in a method in which the drooping characteristic is kept as it is in the torque command for torque control. It is unclear whether the motor command should be corrected.
また、動力伝達系のパラメータと速度検出値・トルク推定値を用いてバッテリ電力を計算し、これが許容範囲内になるよう各モータのトルク指令を補正する方法もあるが、動力伝達系の回転要素の回転速度が変化するような場合には、これの運動エネルギの増減を正確に計算しなくてはならず、回転慣性の正確な値が知られている必要がある。これは一般に困難であるので、計算されたバッテリ電力は正確ではなく、誤差の分だけ許容範囲から外れてしまう可能性がある。また、無段変速比モードを持つハイブリッド動力機関においては、正確なバッテリ電力が計算されていたとしても、各モータのトルク指令の補正量も動力伝達系のパラメータに依存するため、これらの値に誤差があると補正量も正確に求まらず、修正後もバッテリ電力が許容範囲にならない。 There is also a method of calculating the battery power using the power transmission system parameters and the speed detection value / torque estimation value, and correcting the torque command of each motor so that it is within the allowable range. When the rotational speed of the motor changes, the increase / decrease in the kinetic energy must be calculated accurately, and the exact value of the rotational inertia needs to be known. Since this is generally difficult, the calculated battery power is not accurate and may deviate from the tolerance by an error. Further, in a hybrid power engine having a continuously variable transmission ratio mode, even if accurate battery power is calculated, the correction amount of the torque command of each motor depends on the parameters of the power transmission system. If there is an error, the correction amount cannot be obtained accurately, and the battery power does not fall within the allowable range even after correction.
[駆動トルク制御作用]
これに対し、実施例1の駆動トルク制御装置では、「バッテリ許容電力から外れた分を積分し、これで駆動トルク指令値を修正する」という閉ループ制御により、これらの従来技術の問題点を解決する。
[Drive torque control action]
On the other hand, the driving torque control device of the first embodiment solves these problems of the related art by the closed loop control of “integrating the amount deviated from the battery allowable power and correcting the driving torque command value by this”. To do.
すなわち、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最大値PbHを超えている場合には、図9に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS4において、超えた差分(Pb(t)−PbH)を積分時定数Tioにて積分して積分値Aを求め、この積分値Aを車速VSPにより除して修正値To Pbが算出され、ステップS7において、To ref1=To ref+To Pbの式、つまり、駆動トルク指令値To refに修正値To Pbを加える増加修正により駆動トルク修正指令値To ref1が算出され、ステップS8において、駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて、第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refとが算出される。 That is, when the actual battery power Pb (t) exceeds the allowable range maximum value PbH, in the flowchart shown in FIG. 9, the process proceeds from step S1, step S2, step S3, step S4, step S7, and step S8. In step S4, the difference (Pb (t) −PbH) that has been exceeded is integrated with the integration time constant Tio to obtain an integral value A. The integral value A is divided by the vehicle speed VSP to obtain a corrected value To Pb. In step S7, the drive torque correction command value To ref1 is calculated by the formula of To ref1 = To ref + To Pb, that is, an increase correction that adds the correction value To Pb to the drive torque command value To ref. In step S8, the drive is corrected. Based on the torque correction command value To ref1, the first motor torque command value T1 ref and the second motor torque command value T2 ref are calculated.
したがって、駆動トルク指令値To refの増加修正分、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2によるバッテリ電力消費が増し、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最大値PbHに徐々に近づいてゆく。加えて、修正値To Pbを、超えた差分(Pb(t)−PbH)を積分時定数Tioにて積分した積分値Aにより求めているため、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最大値PbHを大きく超えるほど、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2によるバッテリ電力消費が増すというように、許容範囲最大値PbHを超えた差分(Pb(t)−PbH)の大きさにかかわらず、応答良くバッテリ実績電力Pb(t)を許容範囲最大値PbHに近づけることができる。さらに、修正値To Pbを、積分値Aを車速VSPにより除することで求めているため、高車速であるほど修正値To Pbが小さくなり、高速走行時における駆動トルク増加による車両挙動への悪化影響(前後G変動など)を小さく抑えることができる。 Therefore, the battery power consumption by the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is increased by the increase correction of the drive torque command value To ref, and the battery actual power Pb (t) gradually approaches the allowable range maximum value PbH. . In addition, since the difference (Pb (t) -PbH) exceeding the correction value To Pb is obtained by integrating the integral time constant Tio, the battery actual power Pb (t) is the maximum allowable range. Regardless of the difference (Pb (t) -PbH) exceeding the maximum allowable range PbH, the battery power consumption by the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 increases as the value exceeds PbH. The battery actual power Pb (t) can be brought close to the allowable range maximum value PbH with good response. Further, since the correction value To Pb is obtained by dividing the integral value A by the vehicle speed VSP, the correction value To Pb decreases as the vehicle speed increases, and the vehicle behavior deteriorates due to an increase in driving torque during high-speed driving. The influence (such as front-rear G fluctuation) can be kept small.
その後、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最小値PbL以上で許容範囲最大値PbH以下の許容範囲内になると、図9に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS7において、駆動トルク指令値To refがそのまま駆動トルク修正指令値To ref1とされ、ステップS8において、駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて、第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refとが算出される。つまり、バッテリ実績電力Pb(t)を許容範囲に保ちながら駆動トルク指令値To refを得る走行が確保される。 Thereafter, when the actual battery power Pb (t) falls within the allowable range of the allowable range minimum value PbL and the allowable range maximum value PbH or less, in the flowchart shown in FIG. 9, step S1, step S2, step S3, step S5, step The flow proceeds from S7 to step S8. In step S7, the drive torque command value To ref is directly used as the drive torque correction command value To ref1, and in step S8, the first motor is based on the drive torque correction command value To ref1. A torque command value T1 ref and a second motor torque command value T2 ref are calculated. That is, traveling that obtains the drive torque command value To ref while ensuring the battery actual power Pb (t) within the allowable range is ensured.
その後、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最小値PbLを超えている場合には、図9に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS8へと進む流れとなり、ステップS6において、超えた差分(Pb(t)−PbH)を積分時定数Tioにて積分して積分値Bを求め、この積分値Bを車速VSPにより除して修正値To Pbが算出され、ステップS7において、To ref1=To ref−To Pbの式、つまり、駆動トルク指令値To refに修正値To Pbを減じる減少修正により駆動トルク修正指令値To ref1が算出され、ステップS8において、駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて、第1モータトルク指令値T1 refと第2モータトルク指令値T2 refとが算出される。 Thereafter, when the actual battery power Pb (t) exceeds the allowable range minimum value PbL, in the flowchart shown in FIG. 9, step S1, step S2, step S3, step S5, step S6, step S7, step S8. In step S6, the difference (Pb (t) −PbH) exceeding is integrated with the integration time constant Tio to obtain an integral value B, and the integral value B is divided by the vehicle speed VSP to be a corrected value. To Pb is calculated, and in step S7, the drive torque correction command value To ref1 is calculated by the formula of To ref1 = To ref−To Pb, that is, the reduction correction by subtracting the correction value To Pb from the drive torque command value To ref. In step S8, the first motor torque command value T1 ref and the second motor torque command value T2 ref are calculated based on the drive torque correction command value To ref1.
したがって、駆動トルク指令値To refの増加修正分、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2によるバッテリ電力消費が減り、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最小値PbLに徐々に近づいてゆく。加えて、修正値To Pbを、超えた差分(PbL−Pb(t))を積分時定数Tioにて積分した積分値Bにより求めているため、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲最大値PbLを大きく超えるほど、第1モータジェネレータMG1と第2モータジェネレータMG2によるバッテリ電力消費が減るというように、許容範囲最小値PbLを超えた差分(PbL−Pb(t))の大きさにかかわらず、応答良くバッテリ実績電力Pb(t)を許容範囲最小値PbLに近づけることができる。さらに、修正値To Pbを、積分値Bを車速VSPにより除することで求めているため、高車速であるほど修正値To Pbが小さくなり、高速走行時における駆動トルク減少による車両挙動への悪化影響(前後G変動など)を小さく抑えることができる。 Therefore, the battery power consumption by the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is reduced by the increase correction of the drive torque command value To ref, and the actual battery power Pb (t) gradually approaches the allowable range minimum value PbL. . In addition, since the difference (PbL−Pb (t)) exceeding the correction value To Pb is obtained by integrating the integral time constant Tio, the battery actual power Pb (t) is the maximum allowable range. Regardless of the difference (PbL-Pb (t)) exceeding the minimum allowable range PbL, the battery power consumption by the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 decreases as PbL is greatly exceeded. The battery actual power Pb (t) can be brought close to the allowable range minimum value PbL with good response. Furthermore, since the correction value To Pb is obtained by dividing the integral value B by the vehicle speed VSP, the correction value To Pb becomes smaller as the vehicle speed becomes higher, and the deterioration of the vehicle behavior due to the decrease in the drive torque during high-speed driving. The influence (such as front-rear G fluctuation) can be kept small.
したがって、計算されたバッテリ電力ではなくバッテリ実績電力Pb(t)に基づき、許容範囲から外れている分に応じて駆動トルク指令値To refを加減する。これよりバッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲内に閉ループ制御されることになり、バッテリ実績電力Pb(t)が許容範囲内を維持する安定した車両走行が確保される。しかも、バッテリ実績電力Pb(t)は、回転要素の運動エネルギの増減も含めての実績値であるので、回転慣性の誤差に起因するバッテリ電力計算値の誤差といった問題はない。 Therefore, based on the battery actual power Pb (t), not the calculated battery power, the drive torque command value To ref is adjusted according to the amount outside the allowable range. As a result, the battery actual power Pb (t) is closed-loop controlled within the allowable range, and stable vehicle travel is maintained in which the battery actual power Pb (t) is maintained within the allowable range. Moreover, since the battery actual power Pb (t) is an actual value including the increase and decrease of the kinetic energy of the rotating element, there is no problem of an error in the battery power calculation value caused by an error in the rotational inertia.
さらに、無段変速比を有するハイブリッド動力機関においては、動力伝達系のなかで変速(回転要素の回転数の比が変化する)が発生するため、動力伝達系の運動エネルギの正確な計算はより困難であるが、これを含めてのバッテリ実績電力Pb(t)が可能となる。 Furthermore, in a hybrid power engine having a continuously variable transmission ratio, a speed change occurs in the power transmission system (the ratio of the rotational speed of the rotating elements changes), so that the kinetic energy of the power transmission system can be calculated more accurately. Although difficult, actual battery power Pb (t) including this is possible.
加えて、修正値To Pbを、許容範囲を超えた差分(Pb(t)−PbH)を積分時定数Tioにて積分し、この積分値を車速VSPにより除することで求めているため、低速走行時には、許容範囲を超えた差分の大きさにかかわらず、許容範囲への戻し応答性を確保でき、高速走行時には、駆動トルク増減幅が小さく抑えられることで車両挙動安定性を確保することができる。 In addition, the correction value To Pb is obtained by integrating the difference exceeding the allowable range (Pb (t) – PbH) with the integration time constant Tio and dividing this integration value by the vehicle speed VSP. Regardless of the magnitude of the difference that exceeds the allowable range when driving, it is possible to ensure responsiveness to return to the allowable range, and during high speed driving, the drive torque increase / decrease width can be kept small to ensure vehicle behavior stability. it can.
次に、効果を説明する。
実施例1の車両の駆動トルク制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle drive torque control apparatus according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 少なくとも、バッテリ4にインバータ3を介して接続された一つ以上のモータジェネレータMG1,MG2と、モータ軸・タイヤへの出力軸の相互を結ぶ変速機構と、により構成された電気自動車モードを有する車両において、前記バッテリ4の実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて放電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを減じ、バッテリ充放電電力許容範囲を超えて充電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを増加させる駆動トルク指令値修正手段と、前記駆動トルク指令値修正手段による駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて前記モータジェネレータMG1,MG2へのモータトルク指令値T1 ref,T2 refを決定するモータトルク指令値決定手段と、を備えたため、電気自動車モードを選択しての走行時、回転慣性の誤差に起因するバッテリ電力計算値の誤差といった問題がなく、バッテリ実績電力を許容範囲内に保ちながらの安定した走行を確保することができる。
(1) An electric vehicle mode comprising at least one motor generator MG1, MG2 connected to the
(2) エンジンEと、バッテリ4にインバータ3を介して接続された一つ以上のモータジェネレータMG1,MG2と、エンジンEの出力軸・モータ軸・タイヤへの出力軸の相互を結ぶ歯車変速機構と、により構成されたハイブリッド車モードを有する車両において、前記バッテリ4の実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて放電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを減じ、バッテリ充放電電力許容範囲を超えて充電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを増加させる駆動トルク指令値修正手段と、前記駆動トルク指令値修正手段による駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて前記モータジェネレータMG1,MG2へのモータトルク指令値T1 ref,T2refを決定するモータトルク指令値決定手段と、を備えたため、ハイブリッド車モードを選択しての走行時、回転慣性の誤差に起因するバッテリ電力計算値の誤差といった問題がなく、バッテリ実績電力を許容範囲内に保ちながらの安定した走行を確保することができる。
(2) A gear transmission mechanism that connects the engine E, one or more motor generators MG1 and MG2 connected to the
(3) エンジンEと、バッテリ4にインバータ3を介して接続された一つ以上のモータジェネレータMG1,MG2と、エンジンEの出力軸・モータ軸・タイヤへの出力軸OUTが2自由度の差動歯車変速機構の回転要素に接続されている車両において、前記バッテリ4の実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて放電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを減じ、バッテリ充放電電力許容範囲を超えて充電している場合には、超えた分に応じて駆動トルク指令値To refを増加させる駆動トルク指令値修正手段と、前記駆動トルク指令値修正手段による駆動トルク修正指令値To ref1に基づいて前記モータジェネレータMG1,MG2へのモータトルク指令値T1 ref,T2refを決定するモータトルク指令値決定手段と、を備えたため、電気自動車モードやハイブリッド車モードを選択しての走行時、回転慣性の誤差に起因するバッテリ電力計算値の誤差といった問題がなく、バッテリ実績電力を許容範囲内に保ちながらの安定した走行を確保することができる。加えて、無段変速比モードを有するハイブリッド車においては、動力伝達系のなかで変速(回転要素の回転数の比が変化する)が発生するため、動力伝達系の運動エネルギの正確な計算はより困難であるが、これを含めてのバッテリ実績電力が可能となる。
(3) Engine E, one or more motor generators MG1 and MG2 connected to
(4) 前記駆動トルク指令値修正手段は、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分を積分時定数Tioで積分し、さらに、この積分値を車速検出値VSPで除した値を、駆動トルク指令値To refに加算あるいは減算して修正するため、低速走行時には、許容範囲を超えた差分の大きさにかかわらず、許容範囲への戻し応答性を確保でき、高速走行時には、駆動トルク増減幅が小さく抑えられることで車両挙動安定性を確保することができる。 (4) The drive torque command value correcting means integrates the amount exceeding the battery charge / discharge power allowable range with an integral time constant Tio, and further divides the integral value by the vehicle speed detection value VSP to obtain a drive torque command Because it is corrected by adding or subtracting to the value To ref, the return responsiveness to the allowable range can be secured regardless of the magnitude of the difference exceeding the allowable range during low-speed driving, and the drive torque increase / decrease range is increased during high-speed driving. Vehicle behavior stability can be ensured by being kept small.
実施例2は、実施例1における駆動トルク指令値の修正に加え、エンジントルク指令値を修正するようにした例である。 The second embodiment is an example in which the engine torque command value is corrected in addition to the correction of the drive torque command value in the first embodiment.
まず、構成を説明すると、実施例2のハイブリッド動力機関の変速比安定化制御・駆動トルク制御構成は、図10に示すように、ハイブリッド動力機関20と、動作点指令部21と、バッテリ実績電力比較・差分器22と、第1積分器23と、第1除算器24と、第1減算器25(駆動トルク指令値修正手段)と、第2減算器26と、第3減算器27と、変速比制御/駆動力制御/トルク分配器28(モータトルク指令値決定手段)と、第4減算器29と、第2積分器30と、による実施例1の構成に加え、第4減算器31と、第3積分器32と、第2除算器33と、乗算器34と、第5減算器35(エンジントルク指令値修正手段)と、を有する。
First, the configuration will be described. As shown in FIG. 10, the transmission ratio stabilization control / drive torque control configuration of the hybrid power engine according to the second embodiment includes a hybrid power engine 20, an operating
前記第4減算器31は、駆動トルク指令値To refと駆動トルク実測値To actとを比較し、両者の誤差である駆動トルク偏差△Toを出力する。
The
前記第3積分器32は、前記第4減算器31からの駆動トルク偏差△Toを入力し、積分時定数Tieで積分した積分値を出力する。
The
前記第2除算器33は、前記第3積分器32からの積分値を、エンジン回転数Neで除した値を出力する。
The
前記乗算器34は、前記第2除算器33からの出力値に、出力軸回転数Noを掛け合わせた値を出力する。すなわち、変速比=(出力軸回転数No/エンジン回転数Ne)であらわされることから、この乗算器34からは、前記第3積分器32からの積分値を、変速比で除した修正値Te Pbが出力されることになる。
The multiplier 34 outputs a value obtained by multiplying the output value from the
前記第5減算器35は、前記動作点指令部21からのエンジントルク指令値Te refから、前記乗算器34からの修正値Te Pbを差し引くことで、エンジントルク修正指令値Te ref1が算出される。なお、他の構成は、実施例1の図6と同様であるので、説明を省略する。
The
次に、作用を説明すると、この実施例2では、「バッテリ許容電力から外れた分を積分し、これで駆動トルク指令を修正する」という閉ループ制御に加えて、駆動トルク指令値To refと駆動トルク実測値To actとの誤差を積分し、これに変速比のゲイン補正を加えて、エンジントルク指令値Te refを修正し、エンジントルク修正指令値Te ref1とする。なお、修正値Te Pbが過大となるエンジン回転数が小さい時には、修正値Te Pbを下限リミットするが、正常運転時にはエンジン回転数はアイドル回転数以下になることはないので問題ない。 Next, the operation will be described. In the second embodiment, in addition to the closed loop control of “integrating the amount deviated from the battery allowable power and correcting the drive torque command with this,” the drive torque command value To ref and the drive An error with the actual torque value To act is integrated, and a gear ratio gain correction is added thereto to correct the engine torque command value Te ref to obtain an engine torque correction command value Te ref1. Note that when the engine speed at which the correction value Te Pb is excessive is small, the correction value Te Pb is limited to the lower limit, but there is no problem because the engine speed does not become lower than the idle speed during normal operation.
したがって、実施例2によれば、バッテリ実績電力Pb(t)に基づき、許容範囲から外れている分に応じて駆動トルク指令値To refを加減すると共に、それによって、あるいはその他の誤差原因により、もともとの駆動トルク指令値To refから誤差を生じた駆動トルク実測値To actに応じて、エンジントルク指令値Te refを修正することにより、駆動トルクの定常的な誤差発生を防止できる。 Therefore, according to the second embodiment, based on the actual battery power Pb (t), the drive torque command value To ref is adjusted according to the amount outside the allowable range, and accordingly, or due to other error causes, By correcting the engine torque command value Te ref in accordance with the actual measured drive torque value To act that causes an error from the original drive torque command value To ref, it is possible to prevent a steady error in the drive torque.
また、無段変速比モードを有するハイブリッド車においては、駆動トルク制御が変速比安定化制御と同時に行われているため、直接駆動トルクを加減したとしても、変速比が所定の値から変化し、これを矯正するような制御がかかる。さらに駆動トルク制御によっても駆動トルクが補正されてしまうため元の駆動トルクとなってしまう。そのため、直接駆動トルクを修正する方法では効果がない。 Further, in the hybrid vehicle having the continuously variable transmission ratio mode, since the drive torque control is performed simultaneously with the transmission ratio stabilization control, even if the direct drive torque is directly adjusted, the transmission ratio changes from a predetermined value, Control is required to correct this. Furthermore, since the driving torque is corrected by the driving torque control, the original driving torque is obtained. Therefore, the method of directly correcting the driving torque is not effective.
これに対し、実施例2では、駆動トルク制御・変速比安定化制御がなされた状態においても効果的にバッテリ保護を行うことができる。さらに、ハイブリッド車において、ハイブリッド車モード(エンジン・モータ併用モード)、電気自動車モード(モータ走行モード)、固定変速比モードの区別なく、全く同じバッテリ保護機能を用いることができる。 On the other hand, in the second embodiment, it is possible to effectively protect the battery even in a state where the drive torque control / speed ratio stabilization control is performed. Furthermore, in the hybrid vehicle, the same battery protection function can be used regardless of the hybrid vehicle mode (engine / motor combined mode), the electric vehicle mode (motor running mode), and the fixed gear ratio mode.
次に、効果を説明する。
実施例2の車両の駆動トルク制御装置にあっては、実施例1の(1),(2),(3).(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle drive torque control apparatus according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), (3), and (4) of the first embodiment.
(5) エンジンEと、バッテリ4にインバータ3を介して接続された一つ以上のモータジェネレータMG1,MG2と、エンジンEの出力軸・モータ軸・タイヤへの出力軸の相互を結ぶ歯車変速機構と、により構成されたハイブリッド車モードを有する車両において、駆動トルクToの実測値To actと指令値To refを比較し、駆動トルク実測値To actが駆動トルク指令値To refより小さい場合は、駆動トルク実測値To actと駆動トルク指令値To refとの駆動トルク偏差△Toに応じてエンジントルク指令値Te refを増加させ、駆動トルク実測値To actが駆動トルク指令値To refより大きい場合は、駆動トルク実測値To actと駆動トルク指令値To refとの駆動トルク偏差△Toに応じてエンジントルク指令値Te refを減少させるエンジントルク指令値修正手段を設けたため、ハイブリッド車モードを選択しての走行時、駆動トルクの定常的な誤差発生を防止することができる。
(5) A gear transmission mechanism that connects the engine E, one or more motor generators MG1 and MG2 connected to the
(6) エンジンEと、バッテリ4にインバータ3を介して接続された一つ以上のモータジェネレータMG1,MG2と、エンジンEの出力軸・モータ軸・タイヤへの出力軸OUTが2自由度の差動歯車変速機構の回転要素に接続されている車両において、駆動トルクToの実測値To actと指令値To refを比較し、駆動トルク実測値To actが駆動トルク指令値To refより小さい場合は、駆動トルク実測値To actと駆動トルク指令値To refとの駆動トルク偏差△Toに応じてエンジントルク指令値Te refを増加させ、駆動トルク実測値To actが駆動トルク指令値To refより大きい場合は、駆動トルク実測値To actと駆動トルク指令値To refとの駆動トルク偏差△Toに応じてエンジントルク指令値Te refを減少させるエンジントルク指令値修正手段を設けたため、電気自動車モードやハイブリッド車モードを選択しての走行時、駆動トルクの定常的な誤差発生を防止することができる。加えて、2自由度の差動歯車変速機構を備えたハイブリッド車において、駆動トルク制御・変速比安定化制御がなされた状態においても効果的にバッテリ保護を行うことができる。さらに、ハイブリッド車モード、電気自動車モード、固定変速比モードの区別なく、全く同じバッテリ保護機能を用いることができる。
(6) Engine E, one or more motor generators MG1 and MG2 connected to
(7) 前記エンジントルク指令値修正手段は、駆動トルク実測値To actと駆動トルク指令値To refとの駆動トルク偏差△Toを積分時定数Tieで積分し、さらに、この積分値を変速比で除した値を、エンジントルク指令値To refに加算あるいは減算して修正するため、変速比が小さい時には、駆動トルク偏差△Toの大きさにかかわらず、応答良く駆動トルク実測値To actを駆動トルク指令値To refに一致させることができ、変速比が大きい時には、駆動トルク増減幅が小さく抑えられることで車両挙動安定性を確保することができる。 (7) The engine torque command value correcting means integrates the drive torque deviation ΔTo between the actual drive torque value To act and the drive torque command value To ref with an integration time constant Tie, and further calculates the integration value as a gear ratio. The corrected value is corrected by adding or subtracting it to the engine torque command value To ref. Therefore, when the gear ratio is small, the measured drive torque value To act is driven with good response regardless of the magnitude of the drive torque deviation ΔTo. It is possible to match the command value To ref, and when the gear ratio is large, the vehicle behavior stability can be ensured by suppressing the increase / decrease width of the drive torque to be small.
以上、本発明の車両の駆動トルク制御装置を実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the drive torque control apparatus of the vehicle of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each of Claims Design changes and additions are permitted without departing from the scope of the claimed invention.
例えば、実施例1では、駆動トルク指令値修正手段として、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を車速検出値で除した値を、駆動トルク指令値に加算あるいは減算して修正する例を示したが、具体的な駆動トルク指令値の修正手法としては、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分に応じた修正であれば他の手法を採用しても良い。 For example, in the first embodiment, as the drive torque command value correcting means, a value exceeding the battery charge / discharge power allowable range is integrated with an integral time constant, and a value obtained by dividing the integral value by the vehicle speed detection value is obtained as a drive torque. Although an example of correction by adding or subtracting to the command value has been shown, as a specific method for correcting the drive torque command value, other methods can be used as long as the correction is in accordance with the amount exceeding the battery charge / discharge power allowable range It may be adopted.
また、実施例2では、エンジントルク指令値修正手段として、駆動トルク実測値と駆動トルク指令値との駆動トルク偏差を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を変速比で除した値を、エンジントルク指令値に加算あるいは減算して修正する例を示したが、具体的なエンジントルク指令値の修正手法としては、駆動トルク偏差に応じた修正であれば他の手法を採用しても良い。 In the second embodiment, as the engine torque command value correcting means, the drive torque deviation between the actual drive torque value and the drive torque command value is integrated with an integral time constant, and a value obtained by dividing the integral value by the gear ratio is obtained. In this example, the engine torque command value is corrected by adding or subtracting it. However, as a specific engine torque command value correction method, other methods may be adopted as long as the correction is based on the drive torque deviation. good.
本発明の車両の駆動トルク制御装置は、実施例1に示すようなハイブリッド車への適用に限らず、電気自動車に適用することも、シリーズ・パラレルのハイブリッド車全般に適用することもできる。また、モータとしては、実施例1に示すような複数のロータに共通のステータを持つ多層モータに限らず、一般的な1ロータ・1ステータのモータを1つ、あるいは、複数搭載した車両にも適用することができる。 The vehicle drive torque control apparatus of the present invention is not limited to application to a hybrid vehicle as shown in the first embodiment, but can be applied to an electric vehicle or to a series / parallel hybrid vehicle in general. Further, the motor is not limited to a multilayer motor having a stator common to a plurality of rotors as shown in the first embodiment, but also to a vehicle having one or more general one-rotor / one-stator motors mounted thereon. Can be applied.
E エンジン
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
OUT 出力軸
PG1 第1遊星歯車
PG2 第2遊星歯車
PG3 第3遊星歯車
EC エンジンクラッチ
LB ローブレーキ
HC ハイクラッチ
HLB ハイローブレーキ
1 エンジンコントローラ
2 モータコントローラ
3 インバータ(駆動装置)
4 バッテリ
5 油圧制御装置
6 統合コントローラ
20 ハイブリッド動力機関
21 動作点指令部
22 バッテリ実績電力比較・差分器
23 第1積分器
24 第1除算器
25 第1減算器(駆動トルク指令値修正手段)
26 第2減算器
27 第3減算器
28 変速比制御/駆動力制御/トルク分配器(モータトルク指令値決定手段)
29 第4減算器
30 第2積分器
31 第4減算器
32 第3積分器
33 第2除算器
34 乗算器
35 第5減算器(エンジントルク指令値修正手段)
E engine
MG1 1st motor generator
MG2 Second motor generator
OUT output shaft
PG1 1st planetary gear
PG2 2nd planetary gear
PG3 3rd planetary gear
EC engine clutch
LB Low brake
HC high clutch
HLB High /
4
26
29
Claims (6)
前記バッテリの実際の充放電電力である実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、
前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて充放電している場合には、超えた分の電力に基づいて修正トルク値を算出する修正トルク値算出手段と、
前記修正トルク値に基づいて前記モータの駆動トルク指令値を修正し、駆動トルク修正指令値を算出する駆動トルク指令値修正手段と、
前記駆動トルク修正指令値に基づいて前記モータへのモータトルク指令値を決定するモータトルク指令値決定手段と、
を備え、
前記修正トルク値算出手段は、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分の電力を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を車速検出値あるいは車速推定値で除した値を修正トルク値とし、
駆動トルク指令値修正手段は、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最大値を超えている場合には、前記駆動トルク指令値に前記修正トルク値を加算して駆動トルク指令値を修正し、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最小値を下回っている場合には、前記駆動トルク指令値から前記修正トルク値を減算して駆動トルク指令値を修正することを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 In an electric vehicle constituted by at least one motor connected to a battery via a driving device and a speed change mechanism that connects the motor shaft and the output shaft to the tire,
Battery actual power detection means for detecting actual power that is actual charge / discharge power of the battery;
When the actual battery power is charged / discharged exceeding the allowable battery charge / discharge power range determined from the battery state, a corrected torque value calculating means for calculating a corrected torque value based on the excess power When,
Driving torque command value correcting means for correcting a driving torque command value of the motor based on the corrected torque value and calculating a driving torque correction command value;
Motor torque command value determining means for determining a motor torque command value to the motor based on the drive torque correction command value;
Equipped with a,
The corrected torque value calculating means integrates the power exceeding the battery charge / discharge power allowable range by an integral time constant, and further divides this integrated value by the vehicle speed detection value or the vehicle speed estimated value as the corrected torque value. ,
The drive torque command value correcting means corrects the drive torque command value by adding the corrected torque value to the drive torque command value when the actual battery power exceeds the maximum value of the battery charge / discharge power allowable range. When the actual battery power is below the minimum battery charge / discharge power allowable range, the drive torque command value is corrected by subtracting the correction torque value from the drive torque command value . Drive torque control device.
前記バッテリの実際の充放電電力である実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、
前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて充放電している場合には、超えた分の電力に基づいて修正トルク値を算出する修正トルク値算出手段と、
前記修正トルク値に基づいて前記モータの駆動トルク指令値を修正し、駆動トルク修正指令値を算出する駆動トルク指令値修正手段と、
前記駆動トルク修正指令値に基づいて前記モータへのモータトルク指令値を決定するモータトルク指令値決定手段と、
を備え、
前記修正トルク値算出手段は、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分の電力を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を車速検出値あるいは車速推定値で除した値を修正トルク値とし、
駆動トルク指令値修正手段は、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最大値を超えている場合には、前記駆動トルク指令値に前記修正トルク値を加算して駆動トルク指令値を修正し、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最小値を下回っている場合には、前記駆動トルク指令値から前記修正トルク値を減算して駆動トルク指令値を修正することを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 The main power means, one or more motors connected to the battery via a driving device, and a gear transmission mechanism that connects the output shaft of the main power means, the motor shaft, and the output shaft to the tire. In hybrid vehicles,
Battery actual power detection means for detecting actual power that is actual charge / discharge power of the battery;
When the actual battery power is charged / discharged exceeding the allowable battery charge / discharge power range determined from the battery state, a corrected torque value calculating means for calculating a corrected torque value based on the excess power When,
Driving torque command value correcting means for correcting a driving torque command value of the motor based on the corrected torque value and calculating a driving torque correction command value;
Motor torque command value determining means for determining a motor torque command value to the motor based on the drive torque correction command value;
Equipped with a,
The corrected torque value calculating means integrates the power exceeding the battery charge / discharge power allowable range by an integral time constant, and further divides this integrated value by the vehicle speed detection value or the vehicle speed estimated value as the corrected torque value. ,
The drive torque command value correcting means corrects the drive torque command value by adding the corrected torque value to the drive torque command value when the actual battery power exceeds the maximum value of the battery charge / discharge power allowable range. When the actual battery power is below the minimum battery charge / discharge power allowable range, the drive torque command value is corrected by subtracting the correction torque value from the drive torque command value . Drive torque control device.
前記バッテリの実際の充放電電力である実績電力を検出するバッテリ実績電力検出手段と、
前記バッテリ実績電力が、バッテリ状態から決定されているバッテリ充放電電力許容範囲を超えて充放電している場合には、超えた分の電力に基づいて修正トルク値を算出する修正トルク値算出手段と、
前記修正トルク値に基づいて前記モータの駆動トルク指令値を修正し、駆動トルク修正指令値を算出する駆動トルク指令値修正手段と、
前記駆動トルク修正指令値に基づいて前記モータへのモータトルク指令値を決定するモータトルク指令値決定手段と、
を備え、
前記修正トルク値算出手段は、バッテリ充放電電力許容範囲を超えた分の電力を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を車速検出値あるいは車速推定値で除した値を修正トルク値とし、
駆動トルク指令値修正手段は、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最大値を超えている場合には、前記駆動トルク指令値に前記修正トルク値を加算して駆動トルク指令値を修正し、バッテリ実績電力がバッテリ充放電電力許容範囲の最小値を下回っている場合には、前記駆動トルク指令値から前記修正トルク値を減算して駆動トルク指令値を修正することを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 The main power means, one or more motors connected to the battery via a drive unit, and the output shaft of the main power means, the motor shaft, and the output shaft to the tire are the rotational elements of the differential gear transmission mechanism with two degrees of freedom. In connected vehicles,
Battery actual power detection means for detecting actual power that is actual charge / discharge power of the battery;
When the actual battery power is charged / discharged exceeding the allowable battery charge / discharge power range determined from the battery state, a corrected torque value calculating means for calculating a corrected torque value based on the excess power When,
Driving torque command value correcting means for correcting a driving torque command value of the motor based on the corrected torque value and calculating a driving torque correction command value;
Motor torque command value determining means for determining a motor torque command value to the motor based on the drive torque correction command value;
Equipped with a,
The corrected torque value calculating means integrates the power exceeding the battery charge / discharge power allowable range by an integral time constant, and further divides this integrated value by the vehicle speed detection value or the vehicle speed estimated value as the corrected torque value. ,
The drive torque command value correcting means corrects the drive torque command value by adding the corrected torque value to the drive torque command value when the actual battery power exceeds the maximum value of the battery charge / discharge power allowable range. When the actual battery power is below the minimum battery charge / discharge power allowable range, the drive torque command value is corrected by subtracting the correction torque value from the drive torque command value . Drive torque control device.
駆動トルクの実績値と指令値を比較し、駆動トルクの実績値が指令値より小さい場合は、駆動トルクの実績値と指令値の誤差に応じてエンジントルク指令値を増加させ、駆動トルクの実績値が指令値より大きい場合は、駆動トルクの実績値と指令値の誤差に応じてエンジントルク指令値を減少させるエンジントルク指令値修正手段を設けたことを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 In the vehicle drive torque control device according to claim 2,
If the actual value of the drive torque is compared with the command value, and the actual value of the drive torque is smaller than the command value, the engine torque command value is increased according to the error between the actual value of the drive torque and the command value. A vehicle drive torque control device comprising engine torque command value correction means for reducing the engine torque command value in accordance with an error between the actual value of the drive torque and the command value when the value is larger than the command value.
駆動トルクの実績値と指令値を比較し、駆動トルクの実績値が指令値より小さい場合は、駆動トルクの実績値と指令値の誤差に応じてエンジントルク指令値を増加させ、駆動トルクの実績値が指令値より大きい場合は、駆動トルクの実績値と指令値の誤差に応じてエンジントルク指令値を減少させるエンジントルク指令値修正手段を設けたことを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 In the vehicle drive torque control device according to claim 3,
If the actual value of the drive torque is compared with the command value, and the actual value of the drive torque is smaller than the command value, the engine torque command value is increased according to the error between the actual value of the drive torque and the command value. A vehicle drive torque control device comprising engine torque command value correction means for reducing the engine torque command value in accordance with an error between the actual value of the drive torque and the command value when the value is larger than the command value.
前記エンジントルク指令値修正手段は、駆動トルクの実績値と指令値との誤差を積分時定数で積分し、さらに、この積分値を変速比で除した値を、エンジントルク指令値に加算あるいは減算して修正することを特徴とする車両の駆動トルク制御装置。 In the vehicle drive torque control device according to claim 4 or 5,
The engine torque command value correcting means integrates an error between the actual value of the drive torque and the command value with an integral time constant, and further adds or subtracts the value obtained by dividing the integral value by the speed ratio to or from the engine torque command value. And correcting the driving torque of the vehicle.
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