JP2009012679A - Vehicle control apparatus and control method - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの出力軸回転数を安定して制御する。
【解決手段】ECUは、エンジンの出力軸にトルクを伝達可能に連結されるMG(1)に印加する電圧値の上限値VHLIMを設定するステップ(S104)と、電圧値の上限値VHLIMに応じて、MG(1)の出力軸回転数の上限値NGLIMを設定するステップ(S106)と、出力軸回転数が上限値NGLIMより小さくなるようにMG(1)を制御するステップ(S108)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図8An engine output shaft speed is stably controlled.
An ECU sets an upper limit value VHLIM of a voltage value to be applied to an MG (1) connected to an engine output shaft so as to be able to transmit torque, and according to the upper limit value VHLIM of the voltage value. The step of setting the upper limit value NGLIM of the output shaft rotational speed of MG (1) (S106) and the step of controlling MG (1) so that the output shaft rotational speed becomes smaller than the upper limit value NGLIM (S108). Run the program that contains it.
[Selection] Figure 8
Description
本発明は、車両の制御装置および制御方法に関し、特に、内燃機関の出力軸にトルクを伝達可能に連結される回転電機の出力軸回転数を制御する技術に関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a control method, and more particularly, to a technique for controlling the output shaft rotational speed of a rotating electrical machine connected to an output shaft of an internal combustion engine so that torque can be transmitted.
従来より、内燃機関の他、回転電機を駆動源として搭載したハイブリッド車が知られている。回転電機を駆動源として用いる際には、大きな電力が要求される。そのため、回転電機には高い電圧が印加される。ところが、電圧が高い状態では、走行環境次第で、回転電機に電力を伝達する電機機器および回転電機内部における部分放電量が増加し得る。したがって、回転電機に印加する電圧の上限値を走行環境などに応じて設定することが必要である。 2. Description of the Related Art Conventionally, hybrid vehicles equipped with a rotating electrical machine as a drive source in addition to an internal combustion engine are known. When a rotating electrical machine is used as a drive source, large electric power is required. Therefore, a high voltage is applied to the rotating electrical machine. However, in a state where the voltage is high, depending on the traveling environment, the electrical equipment that transmits electric power to the rotating electrical machine and the partial discharge amount inside the rotating electrical machine may increase. Therefore, it is necessary to set the upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine according to the traveling environment.
特開2006−288170号公報(特許文献1)は、大気圧の変化に応じて、絶縁性能を確保する移動体の制御装置を開示する。特許文献1に記載の制御装置は、大気圧を検出する検出部と、電動機を制御するための制御部とを含む。制御部は、検出された大気圧に応じて、電動機および電気機器に供給される電圧値を設定する。
Japanese Patent Laying-Open No. 2006-288170 (Patent Document 1) discloses a control device for a moving body that ensures insulation performance in accordance with changes in atmospheric pressure. The control device described in
この公報に記載の制御装置によれば、大気圧に応じて、電動機および電気機器に供給される電圧値が設定される。たとえば、検出された大気圧において、部分放電量が、絶縁体の絶縁性能の劣化の促進が抑制できる許容範囲内になるように、電動機および電気機器に供給される電圧値が設定される。すなわち、高地などの比較的大気圧の低い環境下において、部分放電量が許容範囲内になる電圧値を設定することにより(たとえば、通常大気圧における電圧値よりも低い電圧値を設定することにより)、空気の誘電率が上昇しても、部分放電量の増加を抑制することができる。そのため、電動機および電気機器の内部の絶縁体の絶縁性能の悪化を抑制することができる。したがって、大気圧の変化に応じて、絶縁性能を確保する移動体の制御装置を提供することができる。
しかしながら、特開2006−288170号公報に記載の制御装置のように、大気圧に応じて電圧を制限するようにした場合、特に出力軸回転数が高い場合状態において、回転電機の出力トルクの最大値が低下し得る。そのため、回転電機が出力するトルクが不足し得る。この場合、発電機として用いるために内燃機関の出力軸に連結される回転電機が内燃機関に対して付与するトルクが不足し得る。そのため、内燃機関の出力軸回転数が不安定になり得る。 However, when the voltage is limited according to the atmospheric pressure as in the control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-288170, the maximum output torque of the rotating electrical machine is particularly high when the output shaft speed is high. The value can decrease. Therefore, the torque output from the rotating electrical machine may be insufficient. In this case, the torque applied to the internal combustion engine by the rotating electrical machine connected to the output shaft of the internal combustion engine for use as a generator may be insufficient. Therefore, the output shaft speed of the internal combustion engine can become unstable.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の出力軸回転数を安定的に制御することができる車両の制御装置および制御方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control apparatus and control method capable of stably controlling the output shaft rotational speed of an internal combustion engine. It is.
第1の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と、内燃機関の出力軸にトルクを伝達可能に連結される回転電機と、回転電機に印加する電圧を調整するコンバータと、回転電機に印加する電圧の第1の上限値を設定するための設定手段と、第1の上限値に応じて、回転電機の出力軸回転数の第2の上限値を設定するための手段と、第2の上限値より小さくなるように回転電機の出力軸回転数を制御するための制御手段とを備える。第6の発明に係る車両の制御方法は、第1の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 A vehicle control apparatus according to a first aspect of the present invention includes an internal combustion engine, a rotating electrical machine connected to an output shaft of the internal combustion engine so that torque can be transmitted, a converter for adjusting a voltage applied to the rotating electrical machine, and an application to the rotating electrical machine. Setting means for setting a first upper limit value of the voltage to be applied, means for setting a second upper limit value of the output shaft speed of the rotating electrical machine according to the first upper limit value, and a second Control means for controlling the output shaft rotational speed of the rotating electrical machine so as to be smaller than the upper limit value. The vehicle control method according to the sixth aspect of the invention has the same requirements as the vehicle control apparatus according to the first aspect of the invention.
第1または第6の発明によると、回転電機が内燃機関の出力軸にトルクを伝達可能に連結される。回転電機に印加する電圧は、コンバータにより調整される。回転電機に印加する電圧の第1の上限値は、たとえば、大気圧もしくはインバータの温度に応じて設定される。回転電機に印加する電圧が制限される場合、特に出力軸回転数が高い場合状態において、回転電機の出力トルクの最大値が低下し得る。すなわち、回転電機が出力可能なトルクの最大値が第1の上限値に依存して定まり得る。そこで、回転電機に印加する電圧の第1の上限値に応じて、回転電機の出力軸回転数の第2の上限値が設定される。たとえば、回転電機が出力可能なトルクの最大値が第1の上限値に依存せずに定まるときの回転数の最大値が第2の上限値に設定される。第2の上限値より小さくなるように回転電機の出力軸回転数が制御される。これにより、回転電機の出力可能な最大値が低下しない回転数の範囲内で、回転電機を駆動することができる。そのため、内燃機関の出力軸に対して十分にトルクを付与することができる。その結果、内燃機関の出力軸回転数を安定的に制御することができる車両の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。 According to the first or sixth invention, the rotating electrical machine is coupled to the output shaft of the internal combustion engine so that torque can be transmitted. The voltage applied to the rotating electrical machine is adjusted by a converter. The first upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine is set according to, for example, atmospheric pressure or the inverter temperature. When the voltage applied to the rotating electrical machine is limited, the maximum value of the output torque of the rotating electrical machine can be reduced, particularly when the output shaft rotational speed is high. That is, the maximum value of torque that can be output by the rotating electrical machine can be determined depending on the first upper limit value. Therefore, a second upper limit value of the output shaft speed of the rotating electrical machine is set in accordance with the first upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine. For example, the maximum value of the rotational speed when the maximum value of torque that can be output by the rotating electrical machine is determined without depending on the first upper limit value is set as the second upper limit value. The output shaft rotational speed of the rotating electrical machine is controlled to be smaller than the second upper limit value. As a result, the rotating electrical machine can be driven within the range of the rotational speed at which the maximum value that can be output from the rotating electrical machine does not decrease. Therefore, a sufficient torque can be applied to the output shaft of the internal combustion engine. As a result, it is possible to provide a vehicle control device or control method capable of stably controlling the output shaft speed of the internal combustion engine.
第2の発明に係る車両の制御装置においては、第1の発明の構成に加え、内燃機関の出力軸回転数を小さくする方向に回転電機が出力可能なトルクの最大値は、出力軸回転数が第1の範囲にある場合に第1の上限値に依存せずに定まり、出力軸回転数が第1の範囲よりも大きい第2の範囲にある場合に第1の上限値に依存して定まる。第2の上限値は、第1の範囲における回転数の最大値である。第7の発明に係る車両の制御方法は、第2の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the maximum value of the torque that can be output by the rotating electrical machine in the direction of decreasing the output shaft rotational speed of the internal combustion engine is the output shaft rotational speed. Is determined without depending on the first upper limit value when it is in the first range, and depending on the first upper limit value when the output shaft rotational speed is in the second range that is larger than the first range. Determined. The second upper limit value is the maximum value of the rotation speed in the first range. A vehicle control method according to a seventh aspect has the same requirements as those of the vehicle control apparatus according to the second aspect.
第2または第7の発明によると、回転電機が出力可能なトルクの最大値が第1の上限値に依存せずに定まるときの回転数の最大値が、回転電機の出力軸回転数の上限値に設定される。これにより、回転電機の出力可能な最大値が低下しない回転数の範囲内で、回転電機を駆動することができる。そのため、内燃機関の出力軸に対して十分にトルクを付与することができる。その結果、内燃機関の出力軸回転数を安定的に制御することができる。 According to the second or seventh invention, the maximum value of the rotational speed when the maximum value of the torque that can be output by the rotating electrical machine is determined without depending on the first upper limit value is the upper limit of the output shaft rotational speed of the rotating electrical machine. Set to a value. As a result, the rotating electrical machine can be driven within the range of the rotational speed at which the maximum value that can be output from the rotating electrical machine does not decrease. Therefore, a sufficient torque can be applied to the output shaft of the internal combustion engine. As a result, the output shaft speed of the internal combustion engine can be stably controlled.
第3の発明に係る車両の制御装置においては、第2の発明の構成に加え、第1の上限値に依存せずに定まるトルクの最大値は、第1の上限値に依存して定まるトルクの最大値よりも大きい。第8の発明に係る車両の制御方法は、第3の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the maximum torque value determined without depending on the first upper limit value is determined by the first upper limit value. It is larger than the maximum value. The vehicle control method according to the eighth invention has the same requirements as those of the vehicle control device according to the third invention.
第3または第8の発明によると、第1の上限値に依存して定まるトルクの最大値よりも大きいトルクを回転電機から内燃機関の出力軸に伝達することができる。 According to the third or eighth aspect of the invention, torque larger than the maximum torque value determined depending on the first upper limit value can be transmitted from the rotating electrical machine to the output shaft of the internal combustion engine.
第4の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、設定手段は、大気圧に応じて第1の上限値を設定するための手段を含む。第9の発明に係る車両の制御方法は、第4の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the setting means includes means for setting the first upper limit value according to the atmospheric pressure. The vehicle control method according to the ninth aspect has the same requirements as the vehicle control apparatus according to the fourth aspect.
第4または第9の発明によると、回転電機に印加する電圧の上限値が大気圧に応じて設定される。たとえば、高地などの比較的大気圧の低い環境下において、部分放電量が許容範囲内になる上限値を設定することにより(たとえば、通常大気圧における電圧値よりも低い電圧値を設定することにより)、空気の誘電率が上昇しても、部分放電量の増加を抑制することができる。 According to the fourth or ninth invention, the upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine is set according to the atmospheric pressure. For example, in an environment with a relatively low atmospheric pressure such as a high altitude, by setting an upper limit value at which the partial discharge amount is within an allowable range (for example, by setting a voltage value lower than the voltage value at normal atmospheric pressure) ), Even if the dielectric constant of air increases, the increase in the partial discharge amount can be suppressed.
第5の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、回転電機は交流回転電機である。制御装置は、コンバータと交流回転電機との間で交流電流と直流電流とを変換するインバータをさらに備える。設定手段は、インバータの温度に応じて第1の上限値を設定するための手段を含む。第10の発明に係る車両の制御方法は、第5の発明に係る車両の制御装置と同様の要件を備える。 In the vehicle control apparatus according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the rotating electrical machine is an AC rotating electrical machine. The control device further includes an inverter that converts alternating current and direct current between the converter and the alternating current rotating electrical machine. The setting means includes means for setting the first upper limit value according to the temperature of the inverter. The vehicle control method according to the tenth invention has the same requirements as the vehicle control device according to the fifth invention.
第5または第10の発明によると、インバータの耐電性能は温度に応じて変化するため、回転電機に印加する電圧の上限値がインバータの温度に応じて設定される。これにより、インバータの耐電性能を超えない範囲で回転電機に印加する電圧を設定することができる。そのため、インバータの劣化などを低減することができる。 According to the fifth or tenth invention, since the withstand voltage performance of the inverter changes according to the temperature, the upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine is set according to the temperature of the inverter. Thereby, the voltage applied to a rotary electric machine can be set in the range which does not exceed the electric strength performance of an inverter. Therefore, deterioration of the inverter and the like can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車について説明する。この車両は、内燃機関であるエンジン100と、MG(Motor Generator)(1)200と、MG(2)300と、動力分割機構400と、インバータ500,600と、バッテリ700と、コンバータ800とを含む、この車両は、エンジン100およびMG(2)300の少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。
A hybrid vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This vehicle includes an
エンジン100、MG(1)200およびMG(2)300は、動力分割機構400を介して接続されている。エンジン100が発生する動力は、動力分割機構400により、2経路に分割される。一方は減速機を介して車輪900を駆動する経路である。もう一方は、MG(1)200を駆動させて発電する経路である。
MG(1)200は、三相交流モータである。MG(1)200は、動力分割機構400により分割されたエンジン100の動力により発電する。すなわち、MG(1)200は、動力分割機構400を介して、エンジン100の出力軸にトルクを伝達可能に連結される。
MG (1) 200 is a three-phase AC motor. MG (1) 200 generates power using the power of
MG(1)200により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ700のSOC(State Of Charge)の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、MG(1)200により発電された電力はそのままMG(2)300を駆動させる電力となる。一方、バッテリ700のSOCが予め定められた値よりも低い場合、MG(1)200により発電された電力は、インバータ500により交流から直流に変換される。その後、コンバータ800により電圧が調整されてバッテリ700に蓄えられる。
The electric power generated by MG (1) 200 is selectively used according to the running state of the vehicle and the state of charge (SOC) of
MG(1)200が発電機として作用している場合、MG(1)200は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン100の負荷となるようなトルクをいう。MG(1)200が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、MG(1)200は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン100の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン100の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、MG(2)300についても同様である。
When MG (1) 200 is acting as a generator, MG (1) 200 generates a negative torque. Here, the negative torque means a torque that becomes a load on
MG(2)300は、三相交流モータである。MG(2)300は、バッテリ700に蓄えられた電力およびMG(1)200により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。MG(2)300には、インバータ600により直流から交流に変換された電力が供給される。
MG (2) 300 is a three-phase AC motor. MG (2) 300 is driven by at least one of the electric power stored in
MG(2)300の駆動力は、減速機を介して車輪に伝えられる。これにより、MG(2)300はエンジン100をアシストしたり、MG(2)300からの駆動力により車両を走行させたりする。
The driving force of MG (2) 300 is transmitted to the wheels via the speed reducer. Thereby, MG (2) 300
一方、ハイブリッド車が回生制動時には、減速機を介して車輪900によりMG(2)300が駆動され、MG(2)300が発電機として作動される。これによりMG(2)300は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。MG(2)300により発電された電力は、インバータ600を介してバッテリ700に蓄えられる。
On the other hand, at the time of regenerative braking of the hybrid vehicle, MG (2) 300 is driven by
バッテリ700は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ700からの放電電圧およびバッテリ700への充電電圧は、コンバータ800により調整される。なお、バッテリ700の代わりにもしくは加えてキャパシタを設けるようにしてもよい。
The
バッテリ700に蓄えられた電力は、MG(1)200およびMG(2)300のほか、補機類に供給される。バッテリ700への充電およびバッテリ700からの放電は、SOCがたとえば60%になるように制御される。
The electric power stored in
エンジン100、インバータ500、インバータ600およびコンバータ800は、ECU(Electronic Control Unit)1000により制御される。ECU1000は、HV(Hybrid Vehicle)_ECU1010と、MG_ECU1020と、エンジンECU1030とを含む。
本実施の形態に係る制御装置は、たとえばROM1002に記録されたプログラムをECU1000が実行することにより実現される。なお、ECU1000により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
The control device according to the present embodiment is realized, for example, when
HV_ECU1010には、車速センサ2000から車速を表す信号が、アクセル開度センサ2002からアクセルペダル(図示せず)の開度を表す信号が、ブレーキ踏力センサ2004からブレーキペダル(図示せず)の踏力を表す信号が、ポジションスイッチ2006からシフトポジション(シフトレバーの位置)を表わす信号が、車輪速センサ2008から車輪900の回転数を表わす信号が入力される。
In the
さらに、HV_ECU1010には、温度センサ2010からインバータ500およびインバータ600の温度を表わす信号が、大気圧センサ2012から大気圧を表わす信号が入力される。
Further, the
HV_ECU1010は、車速、アクセル開度、ブレーキ踏力、シフトポジションなどに基づいて、バッテリ700への充放電電力値を算出する。また、HV_ECU1010は、バッテリ700の温度やSOCなどに基づいて、バッテリ700への充電電力制限値(充電される電力の最大値)WINや放電電力制限値(放電される電力の最大値)WOUTを算出する。バッテリ700への充放電電力値は、それぞれの制限値を超えないように算出される。
The
HV_ECU1010、MG_ECU1020およびエンジンECU1030は、相互に信号を送受信可能であるように接続されている。HV_ECU1010は、各ECUに入力された信号やメモリ(図示せず)に記憶されたプログラムおよびマップに基づいて、エンジン100、MG(1)200およびMG(2)300により実現する駆動力などを算出する。
The
MG_ECU1020は、MG(1)200により実現する駆動力およびMG(2)300により実現する駆動力に基づいて、インバータ500およびインバータ600を制御することにより、MG(1)200およびMG(2)300を制御する。
MG_ECU1020には、回転数センサ2020からMG(1)200の出力軸回転数を表わす信号が、回転数センサ2022からMG(2)300の出力軸回転数を表わす信号が入力される。
エンジンECU1030は、エンジン100により実現する駆動力に基づいて、エンジン100を制御する。エンジンECU1030には、回転数センサ2030からエンジン100の出力軸回転数を表わす信号が入力される。
図2を参照して、動力分割機構400についてさらに説明する。動力分割機構400は、サンギヤ402と、ピニオンギヤ404と、キャリア406と、リングギヤ408とを有する遊星歯車から構成される。すなわち、動力分割機構400は差動装置である。
The
ピニオンギヤ404は、サンギヤ402およびリングギヤ408と係合する。キャリア406は、ピニオンギヤ404が自転可能であるように支持する。サンギヤ402はMG(1)200の回転軸に連結される。キャリア406はエンジン100のクランクシャフトに連結される。リングギヤ408はMG(2)300の回転軸および減速機1100に連結される。したがって、リングギヤ408から最終的には車輪900にトルクが伝達される。
エンジン100、MG(1)200およびMG(2)300が、遊星歯車からなる動力分割機構400を介して連結されることで、エンジン100、MG(1)200およびMG(2)300の回転数は、図3に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
図4を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU1000の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよくソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
With reference to FIG. 4, the function of
ECU1000は、第1設定部3001と、第2設定部3002と、制御部3004とを含む。第1設定部3001は、コンバータ800がMG(1)200およびMG(2)300に印加する電圧値の上限値VHLIMを、大気圧およびインバータ500,600の温度に応じて設定する。たとえば、大気圧が低いほど、上限値VHLIMが小さくなるように設定される。また、インバータ500,600の温度が低いほど、上限値VHLIMが小さくなるように設定される。なお、電圧値の上限値VHLIMを設定する方法はこれに限らない。
第2設定部3002は、電圧値の上限値VHLIMに応じて、MG(1)200の出力軸回転数の上限値NGLIMを設定する。図5において実線で示すように、電圧値の上限値VHLIMがV(1)である場合、エンジン100の出力軸回転数を小さくする方向にMG(1)200が出力可能なトルクの最大値(負のトルクの最小値)は、出力軸回転数がN(1)以下の範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存しない一定値に定まる。一方、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値は、出力軸回転数がN(1)より大きい範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存して低下する。
図5において一点鎖線で示すように、電圧値の上限値VHLIMがV(2)(V(2)>V(1))である場合、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値(負のトルクの最小値)は、出力軸回転数がN(2)(N(2)>N(1))以下の範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存しない一定値に定まる。一方、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値は、出力軸回転数がN(2)より大きい範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存して低下する。 As shown by the one-dot chain line in FIG. 5, when the upper limit value VHLIM of the voltage value is V (2) (V (2)> V (1)), the maximum value of torque that MG (1) 200 can output ( The minimum value of the negative torque is determined to be a constant value that does not depend on the upper limit value VHLIM of the voltage value in a range where the output shaft rotational speed is N (2) (N (2)> N (1)) or less. On the other hand, the maximum value of torque that can be output by MG (1) 200 decreases depending on the upper limit value VHLIM of the voltage value in the range where the output shaft rotational speed is greater than N (2).
図5において二点鎖線で示すように、電圧値の上限値VHLIMがV(3)(V(3)>V(2))である場合、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値(負のトルクの最小値)は、出力軸回転数がN(3)(N(3)>N(2))以下の範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存しない一定値に定まる。一方、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値は、出力軸回転数がN(3)より大きい範囲において電圧値の上限値VHLIMに依存して低下する。 As shown by a two-dot chain line in FIG. 5, when the upper limit value VHLIM of the voltage value is V (3) (V (3)> V (2)), the maximum value of the torque that can be output by the MG (1) 200 (Minimum value of negative torque) is determined to be a constant value that does not depend on the upper limit value VHLIM of the voltage value in a range where the output shaft rotational speed is N (3) (N (3)> N (2)) or less. On the other hand, the maximum value of torque that can be output by MG (1) 200 decreases depending on the upper limit value VHLIM of the voltage value in the range where the output shaft rotational speed is larger than N (3).
そこで、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値(負のトルクの最小値)が電圧値の上限値VHLIMに依存せずに定まり得る回転数の最大値が、MG(1)200の出力軸回転数の上限値NGLIMに設定される。すなわち、図6に示すように、電圧値の上限値VHLIMがV(1)である場合、N(1)が出力軸回転数の上限値NGLIMに設定される。電圧値の上限値VHLIMがV(2)である場合、N(2)が出力軸回転数の上限値NGLIMに設定される。電圧値の上限値VHLIMがV(3)である場合、N(3)が出力軸回転数の上限値NGLIMに設定される。 Therefore, the maximum value of the rotational speed at which the maximum value of torque that can be output by MG (1) 200 (the minimum value of negative torque) can be determined without depending on the upper limit value VHLIM of the voltage value is MG (1) 200. The upper limit value NGLIM of the output shaft speed is set. That is, as shown in FIG. 6, when the upper limit value VHLIM of the voltage value is V (1), N (1) is set to the upper limit value NGLIM of the output shaft rotational speed. When the upper limit value VHLIM of the voltage value is V (2), N (2) is set to the upper limit value NGLIM of the output shaft speed. When the upper limit value VHLIM of the voltage value is V (3), N (3) is set to the upper limit value NGLIM of the output shaft speed.
このような条件を満たすように、図7に示すマップに従って、電圧値の上限値VHLIMに応じて回転数の上限値NGLIMが設定される。なお、出力軸回転数の上限値を設定する方法はこれに限らない。 In order to satisfy such a condition, the upper limit value NGLIM of the rotation speed is set according to the upper limit value VHLIM of the voltage value according to the map shown in FIG. The method for setting the upper limit value of the output shaft rotational speed is not limited to this.
制御部3004は、出力軸回転数が上限値NGLIMより小さくなるようにMG(1)200を制御する。
図8を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU1000が実行するプログラムの制御構造について説明する。以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰り返し実行される。
With reference to FIG. 8, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU1000は、インバータ500,600の温度に応じて、MG(1)200およびMG(2)300に印加する電圧値の上限値VHLIM(1)を設定する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S102にて、ECU1000は、大気圧に応じて、MG(1)200およびMG(2)300に印加する電圧値の上限値VHLIM(2)を設定する。
In S102,
S104にて、ECU1000は、インバータ500,600の温度に応じて設定された上限値VHLIM(1)および大気圧に応じて設定された上限値VHLIMのうちの小さい方を、最終的に用いられる電圧値の上限値VHLIMとして設定する。
In S104,
S106にて、ECU1000は、電圧値の上限値VHLIMに応じて、MG(1)200の出力軸回転数の上限値NGLIMを設定する。S108にて、ECU1000は、出力軸回転数が上限値NGLIMより小さくなるようにMG(1)200を制御する。
In S106,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU1000の動作について説明する。
An operation of
車両の走行中、インバータ500,600の耐電性能の変化に応じた電圧を印加するために、インバータ500,600の温度に応じて、MG(1)200およびMG(2)300に印加する電圧値の上限値VHLIM(1)が設定される(S100)。
A voltage value applied to MG (1) 200 and MG (2) 300 according to the temperature of
また、インバータ500,600、MG(1)200およびMG(2)300の絶縁体への部分放電量を低減するために、大気圧に応じて、MG(1)200およびMG(2)300に印加する電圧値の上限値VHLIM(2)が設定される(S102)。
Further, in order to reduce the amount of partial discharge to the insulators of
インバータ500,600の温度に応じて設定された上限値VHLIM(1)および大気圧に応じて設定された上限値VHLIMのうちの小さい方が、最終的に用いられる電圧値の上限値VHLIMとして設定される(S104)。
The smaller one of the upper limit value VHLIM (1) set according to the temperature of the
ところで、MG(1)200に印加する電圧値を制限した場合、前述の図5に示すように、出力軸回転数が高い状態において、エンジン100の出力軸回転数を小さくする方向にMG(1)200が出力可能なトルクの最大値が低下する(負のトルクの最小値が増大する)。すなわち、MG(1)200がエンジン100の出力軸に付与するトルクの絶対値が小さくなり得る。この場合、出力軸回転数が不安定になった結果、図9に示すように、エンジン100の出力軸回転数が必要以上に増大し得る。
By the way, when the voltage value applied to MG (1) 200 is limited, as shown in FIG. 5 described above, MG (1 in the direction of decreasing the output shaft rotational speed of
そこで、電圧値の上限値VHLIMに応じて、MG(1)200の出力軸回転数の上限値NGLIMが設定される(S106)。出力軸回転数が上限値NGLIMより小さくなるようにMG(1)200が制御される(S108)。 Therefore, the upper limit value NGLIM of the output shaft rotational speed of MG (1) 200 is set according to the upper limit value VHLIM of the voltage value (S106). MG (1) 200 is controlled so that the output shaft rotational speed is smaller than upper limit value NGLIM (S108).
これにより、MG(1)200が出力可能なトルクの最大値(負のトルクの最小値)が制限されない領域でMG(1)200を駆動することができる。そのため、エンジン100の出力軸に付与するトルクを十分に大きくすることができる。その結果、エンジン100の出力軸回転数が安定するようにすることができる。
Thereby, MG (1) 200 can be driven in a region where the maximum value of torque that can be output by MG (1) 200 (minimum value of negative torque) is not limited. Therefore, the torque applied to the output shaft of
以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、MG(1)に印加される電圧の上限値VHLIMに応じて、MG(1)の出力軸回転数の上限値NGLIMが設定される。出力軸回転数が上限値NGLIMよりも小さくなるようにMG(1)が制御される。これにより、MG(1)が出力可能なトルクの最大値が制限されない領域でMG(1)を駆動することができる。そのため、エンジンの出力軸にMG(1)が付与するトルクを十分に大きくすることができる。その結果、エンジンの出力軸回転数が安定するようにすることができる。 As described above, according to the control device of the present embodiment, upper limit value NGLIM of the output shaft speed of MG (1) is set according to upper limit value VHLIM of the voltage applied to MG (1). The MG (1) is controlled such that the output shaft rotational speed is smaller than the upper limit value NGLIM. Thereby, MG (1) can be driven in a region where the maximum value of torque that can be output by MG (1) is not limited. Therefore, the torque applied by MG (1) to the output shaft of the engine can be sufficiently increased. As a result, the engine output shaft rotational speed can be stabilized.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 エンジン、200 MG(1)、300 MG(2)、400 動力分割機構、500,600 インバータ、700 バッテリ、800 コンバータ、900 車輪、1000 ECU、1010 HV_ECU、1020 MG_ECU、1030 エンジンECU、2010 温度センサ、2012 大気圧センサ、2020,2022,2030 回転数センサ、3001 設定部、3002 設定部、3004 制御部。 100 Engine, 200 MG (1), 300 MG (2), 400 Power split mechanism, 500,600 Inverter, 700 Battery, 800 Converter, 900 Wheel, 1000 ECU, 1010 HV_ECU, 1020 MG_ECU, 1030 Engine ECU, 2010 Temperature sensor , 2012 Atmospheric pressure sensor, 2020, 2022, 2030 Rotational speed sensor, 3001 setting unit, 3002 setting unit, 3004 control unit.
Claims (10)
前記内燃機関の出力軸にトルクを伝達可能に連結される回転電機と、
前記回転電機に印加する電圧を調整するコンバータと、
前記回転電機に印加する電圧の第1の上限値を設定するための設定手段と、
前記第1の上限値に応じて、前記回転電機の出力軸回転数の第2の上限値を設定するための手段と、
前記第2の上限値より小さくなるように前記回転電機の出力軸回転数を制御するための制御手段とを備える、車両の制御装置。 An internal combustion engine;
A rotating electrical machine coupled to an output shaft of the internal combustion engine so that torque can be transmitted;
A converter for adjusting a voltage applied to the rotating electrical machine;
Setting means for setting a first upper limit value of the voltage applied to the rotating electrical machine;
Means for setting a second upper limit value of the rotational speed of the output shaft of the rotating electrical machine according to the first upper limit value;
And a control unit for controlling an output shaft rotational speed of the rotating electrical machine so as to be smaller than the second upper limit value.
前記第2の上限値は、前記第1の範囲における回転数の最大値である、請求項1に記載の車両の制御装置。 The maximum value of torque that can be output by the rotating electrical machine in the direction of decreasing the output shaft rotational speed of the internal combustion engine does not depend on the first upper limit value when the output shaft rotational speed is in the first range. Determined when the output shaft rotational speed is in the second range larger than the first range, depending on the first upper limit value,
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the second upper limit value is a maximum value of a rotational speed in the first range.
前記コンバータと前記交流回転電機との間で交流電流と直流電流とを変換するインバータをさらに備え、
前記設定手段は、前記インバータの温度に応じて前記第1の上限値を設定するための手段を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の車両の制御装置。 The rotating electrical machine is an AC rotating electrical machine,
An inverter that converts alternating current and direct current between the converter and the AC rotating electric machine;
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the setting means includes means for setting the first upper limit value in accordance with a temperature of the inverter.
前記回転電機に印加する電圧の第1の上限値を設定するステップと、
前記第1の上限値に応じて、前記回転電機の出力軸回転数の第2の上限値を設定するステップと、
前記第2の上限値より小さくなるように前記回転電機の出力軸回転数を制御するステップとを備える、車両の制御方法。 A vehicle control method provided with an internal combustion engine, a rotating electrical machine connected to an output shaft of the internal combustion engine so that torque can be transmitted, and a converter for adjusting a voltage applied to the rotating electrical machine,
Setting a first upper limit value of a voltage applied to the rotating electrical machine;
Setting a second upper limit value of the rotational speed of the output shaft of the rotating electrical machine according to the first upper limit value;
Controlling the output shaft speed of the rotating electrical machine so as to be smaller than the second upper limit value.
前記第2の上限値は、前記第1の範囲における回転数の最大値である、請求項6に記載の車両の制御方法。 The maximum value of torque that can be output by the rotating electrical machine in the direction of decreasing the output shaft rotational speed of the internal combustion engine does not depend on the first upper limit value when the output shaft rotational speed is in the first range. Determined when the output shaft rotational speed is in the second range larger than the first range, depending on the first upper limit value,
The vehicle control method according to claim 6, wherein the second upper limit value is a maximum value of the number of revolutions in the first range.
前記車両には、前記コンバータと前記交流回転電機との間で交流電流と直流電流とを変換するインバータがさらに設けられ、
前記第1の上限値を設定するステップは、前記インバータの温度に応じて前記第1の上限値を設定するステップを含む、請求項6〜8のいずれかに記載の車両の制御方法。 The rotating electrical machine is an AC rotating electrical machine,
The vehicle is further provided with an inverter that converts alternating current and direct current between the converter and the AC rotating electrical machine,
The vehicle control method according to claim 6, wherein the step of setting the first upper limit value includes the step of setting the first upper limit value in accordance with a temperature of the inverter.
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