JP2011230708A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress overcharge to a battery resulting from change of road surface reaction force to a driving wheel.SOLUTION: A control device 100 of a hybrid vehicle is the control device to be applied to the hybrid vehicle 10 which includes: an engine 200; a first motor generator MG 1; a power distribution mechanism 300 to which the engine and the first motor generator are connected; a driving shaft 340 to which output from the power distribution mechanism is delivered; and a second motor generator MG 2 which outputs torque to the driving shaft, and includes an acquirer 100 to obtain each driving parameter of the first motor generator and the second motor generator; an estimator 101 to estimate the road surface reaction force of a road surface which the hybrid vehicle travels based on driving parameters; and a controller 103 which performs control of torque of the first motor generator according to time change of the estimated road surface reaction force.

Description

本発明は、ハイブリッド車両の走行状況に応じてモータジェネレータの駆動態様を変更可能なハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a hybrid vehicle control device capable of changing a driving mode of a motor generator according to a traveling state of the hybrid vehicle.

この種の装置では、車両の走行状況に応じて、車両の動力源が生じる動力を適切に駆動輪の駆動力へと変換するために、エンジンやモータジェネレータの出力トルク目標の決定を行っている。   In this type of device, the output torque target of the engine or motor generator is determined in order to appropriately convert the power generated by the power source of the vehicle into the driving force of the drive wheels in accordance with the traveling state of the vehicle. .

例えば、車両の駆動輪が路面でスリップする場合、車両の挙動が不安定になったり、動力が有効に駆動力へ変換されなくなり、車両の推進効率が低下する。このため、駆動輪のスリップ時には、駆動輪のグリップを速やかに回復することが求められる。   For example, when the driving wheel of the vehicle slips on the road surface, the behavior of the vehicle becomes unstable, or the power is not effectively converted into the driving force, and the propulsion efficiency of the vehicle decreases. For this reason, when the drive wheel slips, it is required to quickly recover the grip of the drive wheel.

例えば、下記の特許文献１には、車両が走行する路面が駆動輪に与える反力である路面反力を推測するにあたり、駆動輪に付与されるトルクと、駆動輪の回転角加速度に基づく演算を行う構成が開示されている。かかる構成では、演算された路面反力の変化率に基づき、駆動輪のスリップを抑制するために駆動輪に付与する駆動力の補正を行っている。   For example, in Patent Document 1 below, in estimating a road surface reaction force that is a reaction force applied to a drive wheel by a road surface on which a vehicle travels, calculation based on torque applied to the drive wheel and rotational angular acceleration of the drive wheel The structure which performs is disclosed. In such a configuration, based on the calculated change rate of the road surface reaction force, the driving force applied to the driving wheel is corrected in order to suppress slipping of the driving wheel.

特開２００８−２７８７０２号公報JP 2008-278702 A

ところで、ハイブリッド車両において、エンジンと電動機とで車両を駆動している際に、駆動輪の回転速度に急激な減速が生じる場合、エンジンの回転数にも減速が生じる。
このとき、エンジンにおける回転運動エネルギが減少し、減少分が充電用の電動機に供給され、充電用の電動機の回転数が上昇する。かかる回転数の上昇により、車両のバッテリへの回生電力が急激に増加することとなり、バッテリにおいては過充電が生じるという技術的な問題に繋がる。過充電が生じたバッテリにおいては、電極や溶媒の劣化に伴い、電池本来の入出力性能を維持出来なくなる虞がある。 By the way, in a hybrid vehicle, when the vehicle is driven by an engine and an electric motor, when a rapid deceleration occurs in the rotational speed of the drive wheels, the engine speed also decreases.
At this time, the rotational kinetic energy in the engine is reduced, the reduced amount is supplied to the electric motor for charging, and the rotational speed of the electric motor for charging is increased. The increase in the rotational speed causes the regenerative power to the battery of the vehicle to increase abruptly, leading to a technical problem that overcharging occurs in the battery. In a battery in which overcharging has occurred, there is a possibility that the original input / output performance of the battery cannot be maintained due to deterioration of the electrode and solvent.

このような駆動輪の回転速度の減速は、ブレーキによる駆動輪のロック、路面段差、又はスリップ状態の駆動輪において急激にグリップが回復する場合など、車両の走行状況に応じて適宜生じる可能性がある。   Such a reduction in the rotational speed of the drive wheels may occur as appropriate depending on the driving conditions of the vehicle, such as when the drive wheels are locked by a brake, the road surface is stepped, or when the grip suddenly recovers in the slipped drive wheels. is there.

特許文献１に記載される制御によれば、駆動輪のスリップ時に、速やかなグリップの回復を図ることが可能なものの、一方で、スリップ状態とグリップ状態とが短期間に反復して生じる場合などの上述した技術的な問題について考慮されておらず、バッテリに過充電が生じる虞がある。   According to the control described in Patent Document 1, it is possible to quickly recover the grip when the drive wheel slips, but on the other hand, when the slip state and the grip state repeatedly occur in a short time, etc. The above-mentioned technical problem is not taken into consideration, and there is a possibility that the battery is overcharged.

本発明は、上述した問題点に鑑みて為されたものであり、ハイブリッド車両の走行において、バッテリの過充電を好適に抑制した上で、駆動輪のスリップ状態からのグリップの回復制御を実現可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to realize grip recovery control from a slip state of a drive wheel while suitably suppressing battery overcharge in traveling of a hybrid vehicle. An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle.

上記問題を解決するために、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータとを有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の駆動パラメータを取得する取得手段と、前記駆動パラメータに基づいて、前記ハイブリッド車両が走行する路面の路面反力を推測する推測手段と、推測された路面反力の時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う制御手段とを備える。   In order to solve the above problems, a hybrid vehicle control device according to the present invention includes an engine, a first motor generator, a power distribution mechanism in which the engine and the first motor generator are connected, and the power distribution mechanism. A control device for a hybrid vehicle applied to a hybrid vehicle having a drive shaft to which an output from the drive shaft is transmitted and a second motor generator for outputting torque to the drive shaft, the first motor generator, Acquisition means for acquiring respective driving parameters of the second motor generator; estimation means for estimating the road surface reaction force of the road surface on which the hybrid vehicle travels based on the driving parameter; and estimated time of the road surface reaction force And a control means for controlling the torque of the first motor generator in response to a general change.

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンなどの内燃機関とともに、バッテリからの給電により駆動し、且つバッテリの充電が可能な第１及び第２のモータジェネレータを動力機構として備える車両に搭載されるハイブリッド車両制御用のＥＣＵなどである。かかるハイブリッド車両においては、遊星歯車などの動力分配機構によって、内燃機関と第１及び第２のモータジェネレータとの間で駆動出力の割合が調整可能に構成されている。   A control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention is mounted on a vehicle including an internal combustion engine such as an engine and the like and a first and second motor generator that are driven by power supply from a battery and that can be charged with the battery as a power mechanism. ECU for hybrid vehicle control. Such a hybrid vehicle is configured such that the drive output ratio can be adjusted between the internal combustion engine and the first and second motor generators by a power distribution mechanism such as a planetary gear.

以上の構成により、ハイブリッド車両は、内燃機関並びに第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一つ、又は任意の組み合わせによる動作によって、車両が走行するためのトルクを供給することが可能となる。また、かかる動作を実現するために、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関並びに第１及び第２のモータジェネレータの各部に対して、出力トルクの目標値を設定し、動作させている。   With the above configuration, the hybrid vehicle can supply torque for running the vehicle by an operation of at least one of the internal combustion engine and the first and second motor generators, or an arbitrary combination. . In order to realize such an operation, the control device for the hybrid vehicle sets and operates a target value of the output torque for each part of the internal combustion engine and the first and second motor generators.

第１のモータジェネレータは、駆動輪への出力トルクの出力を行うと共に、内燃機関からの出力トルクの一部により回生発電を行い、バッテリの充電が可能である。バッテリへの充電量は、このときの第１のモータジェネレータのトルク（以下、回生トルクと称して説明する）により決定され、回生トルクが大きい場合、充電量も大きくなる。この回生トルクが急激に増大する場合、バッテリへの充電量も急激に増大し、バッテリの容量を越えて充電が生じる場合、過充電によりバッテリの劣化が生じてしまう。   The first motor generator outputs the output torque to the drive wheels and performs regenerative power generation using a part of the output torque from the internal combustion engine, so that the battery can be charged. The amount of charge to the battery is determined by the torque of the first motor generator at this time (hereinafter referred to as regenerative torque). When the regenerative torque is large, the amount of charge is also large. When this regenerative torque increases rapidly, the amount of charge to the battery also increases abruptly, and when charging exceeds the capacity of the battery, the battery deteriorates due to overcharging.

充電量に係る第１のモータジェネレータの回生トルクは、内燃機関により生じる出力トルクと、車両の駆動輪に伝達されるトルクとの差分により決定される。このため、何らかの要因により駆動輪に伝達されるトルクが急激に低下する場合、第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増大し、過充電が生じる可能性がある。   The regenerative torque of the first motor generator related to the charge amount is determined by the difference between the output torque generated by the internal combustion engine and the torque transmitted to the drive wheels of the vehicle. For this reason, when the torque transmitted to the drive wheels rapidly decreases for some reason, the regenerative torque of the first motor generator increases rapidly, and overcharging may occur.

例えば、車両の走行路面が低摩擦路面から高摩擦路面に切り替わる場合、又は上述したようにスリップ状態の駆動輪がグリップを回復する場合など、駆動輪への路面反力が急激に増大する場合、駆動輪に伝達されるトルクが低下し、他方で第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増大する。   For example, when the road surface reaction force to the driving wheel increases rapidly, such as when the vehicle traveling road surface is switched from a low friction road surface to a high friction road surface, or when the driving wheel in a slip state recovers grip as described above, The torque transmitted to the drive wheels decreases, while the regenerative torque of the first motor generator increases rapidly.

そこで、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、上述のように第１のモータジェネレータの回生トルクが急激に増加することが見込まれる場合、第１のモータジェネレータの回生トルクの急激な増大を抑制することで、バッテリへの過充電を防止する制御を実施する。   Therefore, the control device for a hybrid vehicle of the present invention suppresses a rapid increase in the regenerative torque of the first motor generator when the regenerative torque of the first motor generator is expected to increase rapidly as described above. Thus, control for preventing overcharging of the battery is performed.

具体的には、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、取得手段によって取得される第１及び第２のモータジェネレータの駆動パラメータに基づき、推測手段が、路面反力の推測を行っている。制御手段は、推測される路面反力の時間的な変化を監視し、所定の閾値を越えるなど、急激な変化が認められる場合に、第１のモータジェネレータの回生トルクを低減する制御を実施する。例えば、制御手段は、第１のモータジェネレータに対して、通常の駆動時の出力トルク目標値と比較して低い出力トルク目標を設定することで、回生トルクの低減を行う。   Specifically, in the hybrid vehicle control apparatus of the present invention, the estimation means estimates the road surface reaction force based on the drive parameters of the first and second motor generators acquired by the acquisition means. The control unit monitors a temporal change in the estimated road surface reaction force, and performs control to reduce the regenerative torque of the first motor generator when a sudden change is recognized, such as exceeding a predetermined threshold. . For example, the control means reduces the regenerative torque by setting a lower output torque target for the first motor generator than the output torque target value during normal driving.

このような制御装置の動作によれば、駆動輪がスリップ状態からグリップを回復する場合など、路面反力が急激に増大する場合、回生発電によりバッテリに充電される充電量が抑制される。このため、過充電によるバッテリの物性の劣化を好適に抑制出来る。   According to the operation of such a control device, when the road surface reaction force suddenly increases, such as when the driving wheel recovers the grip from the slip state, the amount of charge charged in the battery by regenerative power generation is suppressed. For this reason, deterioration of physical properties of the battery due to overcharge can be suitably suppressed.

また、バッテリへの充電量を抑制することで、スリップの発生と停止が繰り返される状態であっても、バッテリへの過充電を防止することが出来る。このため、低摩擦路面や悪路などにおいて、駆動輪のスリップ状態をある程度まで許容することが可能となる。従って、低摩擦路面や悪路から車両を脱出させる際に有益となる。   Moreover, even if it is in the state where generation | occurrence | production and a stop of a slip are repeated by suppressing the charge amount to a battery, the overcharge to a battery can be prevented. For this reason, it becomes possible to tolerate the slip state of the drive wheels to some extent on a low friction road surface or a rough road. Therefore, it is useful when the vehicle is escaped from a low friction road surface or a rough road.

尚、上述の制御装置の動作は、専用のセンサ類などを追加で車両に設ける必要がなく、ＥＣＵ内部のソフトウェア制御により実現可能なものであることから、従来のＥＣＵなどに対して本発明の制御装置を適用するにあたって、コストを上昇させることがない。   Note that the operation of the above-described control device does not require additional sensors or the like to be added to the vehicle, and can be realized by software control inside the ECU. In applying the control device, the cost is not increased.

本発明のハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び角加速度の取得を行う。   In one aspect of the hybrid vehicle control apparatus of the present invention, the acquisition unit acquires the output torque and angular acceleration of the first motor generator and the second motor generator as the drive parameters.

この態様では、推測手段は、取得手段によって取得される第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び回転角加速度に基づいて、路面反力の推測を行っている。駆動輪に対する路面反力は、出力の伝達を行う駆動軸に対するトルク負荷としてとらえることが出来る。このため、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の出力トルクと回転角速度から路面反力の推測値を演算することが可能となる。   In this aspect, the estimation means estimates the road surface reaction force based on the output torque and the rotational angular acceleration of each of the first motor generator and the second motor generator acquired by the acquisition means. The road surface reaction force with respect to the drive wheel can be regarded as a torque load with respect to the drive shaft that transmits the output. Therefore, the estimated value of the road surface reaction force can be calculated from the output torque and the rotational angular velocity of the first motor generator and the second motor generator.

例えば、取得手段として第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々に対してトルクセンサ及び回転角センサを設置することで、上述した路面反力の推測のための駆動パラメータの取得が可能となる。これらのセンサは、一般的なモータジェネレータに付随するものであり、従ってハイブリッド車両に対し、新規の構成を追加する必要なく実現可能であると言える。   For example, by installing a torque sensor and a rotation angle sensor for each of the first motor generator and the second motor generator as acquisition means, it is possible to acquire drive parameters for estimating the road surface reaction force described above. Become. These sensors are attached to a general motor generator, and thus can be realized without the need to add a new configuration to the hybrid vehicle.

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記第１のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第１のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出するとともに、前記第２のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第２のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出する算出手段を更に備え、前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流の取得を行う。   In another aspect of the hybrid vehicle control device of the present invention, the output torque and angular acceleration of the first motor generator are calculated based on the applied voltage and energization current of the first motor generator, and the second motor generator Further comprising calculation means for calculating the output torque and angular acceleration of the second motor generator based on the applied voltage and energization current of the motor generator, wherein the acquisition means uses the first motor generator and the The respective applied voltages and energization currents of the second motor generator are acquired.

この態様では、取得手段によって取得される第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流に基づいて、各モータジェネレータにおける出力トルク及び回転角加速度が算出される。   In this aspect, the output torque and the rotational angular acceleration in each motor generator are calculated based on the applied voltages and energization currents of the first motor generator and the second motor generator acquired by the acquisition unit.

推測手段は、算出される各モータジェネレータにおける出力トルク及び回転角加速度に基づいて、路面反力の推測を行う。   The estimation means estimates the road surface reaction force based on the calculated output torque and rotational angular acceleration in each motor generator.

一般的にモータジェネレータの回転軸の回転角加速度を取得する場合には、回転角センサにより検出されるセンサ値を時間微分することで演算する手法が用いられる。このとき、微分処理に付随する信号のフィルタリング処理により、算出される回転角加速度は、実際の値に対して位相遅れが生じる場合がある。かかる位相遅れは、特に回転角センサにおいて低周波ノイズが多い場合に顕著となり、このようなノイズの多い回転角センサを用いるシステムにおいては、精確な回転角加速度の演算が出来ない虞がある。   In general, when obtaining the rotational angular acceleration of the rotation shaft of the motor generator, a technique is used in which the sensor value detected by the rotational angle sensor is calculated by time differentiation. At this time, the rotation angular acceleration calculated by the signal filtering process accompanying the differentiation process may cause a phase lag with respect to the actual value. Such a phase delay becomes remarkable particularly when there is a lot of low-frequency noise in the rotation angle sensor. In a system using such a rotation angle sensor with a lot of noise, there is a possibility that an accurate calculation of the rotation angle acceleration cannot be performed.

他方で、上述のように、モータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づく演算を行うことで、モータジェネレータの回転軸の回転角速度を算出することが出来る。算出される回転角速度に対して微分処理を施すことで、上述した位相遅れの影響を好適に抑制した上で、モータジェネレータの回転軸の回転角加速度を算出することが可能となる。   On the other hand, as described above, the rotation angular velocity of the rotation shaft of the motor generator can be calculated by performing the calculation based on the applied voltage and the energization current of the motor generator. By performing differential processing on the calculated rotational angular velocity, it is possible to calculate the rotational angular acceleration of the rotational shaft of the motor generator while suitably suppressing the influence of the phase delay described above.

例えば、取得手段として第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの夫々に対して電圧センサ及び電流センサを設置することで、上述した路面反力の推測のための駆動パラメータの取得が可能となる。これらのセンサは、一般的なモータジェネレータに付随するものであり、従ってハイブリッド車両に対し、新規の構成を追加する必要なく実現可能であると言える。   For example, by installing a voltage sensor and a current sensor for each of the first motor generator and the second motor generator as acquisition means, it is possible to acquire drive parameters for estimating the road surface reaction force described above. . These sensors are attached to a general motor generator, and thus can be realized without the need to add a new configuration to the hybrid vehicle.

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータの駆動パラメータの時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う。   In another aspect of the hybrid vehicle control device of the present invention, the control means controls the torque of the first motor generator in accordance with a temporal change in the drive parameter of the second motor generator.

この態様によれば、制御手段は、推測手段によって算出される路面反力の推測値に拠らず、取得手段により取得される第２のモータジェネレータの回転角加速度に基づいて第１のモータジェネレータの出力トルクの制御を行う。従って、路面反力の推測値の演算と比較して、演算量を少なくすることが出来る。   According to this aspect, the control means does not depend on the estimated value of the road surface reaction force calculated by the estimation means, but based on the rotational angular acceleration of the second motor generator acquired by the acquisition means. The output torque is controlled. Therefore, the amount of calculation can be reduced as compared with the calculation of the estimated value of the road surface reaction force.

この態様の制御手段は、第２のモータジェネレータの回転角加速度を所定の閾値と比較することで、適宜監視している。第２のモータジェネレータの回転角加速度は、ハイブリッド車両の駆動軸周りでの路面反力に起因するトルクの一部として換算出来、第２のモータジェネレータの回転角加速度が低減する場合、路面反力も低減すると考えることが出来る。このため、第２のモータジェネレータの回転角加速度の時系列的な変化を監視することで、路面反力の時系列的な変化を間接的に監視することが可能と言える。このため、路面反力が急激に増大する状況に対し、バッテリへの過充電を抑制するための制御を実施することが可能となる。   The control means of this aspect appropriately monitors the rotation angular acceleration of the second motor generator by comparing it with a predetermined threshold value. The rotational angular acceleration of the second motor generator can be converted as a part of the torque caused by the road surface reaction force around the drive shaft of the hybrid vehicle. When the rotational angular acceleration of the second motor generator is reduced, the road surface reaction force is also reduced. It can be considered to reduce. For this reason, it can be said that the time-series change of the road surface reaction force can be indirectly monitored by monitoring the time-series change of the rotational angular acceleration of the second motor generator. For this reason, it becomes possible to implement the control for suppressing the overcharge to a battery with respect to the situation where road surface reaction force increases rapidly.

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.

ハイブリッド車両の動力部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motive power part of a hybrid vehicle. 駆動輪のスリップ時及びグリップ時の各部の回転数を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation speed of each part at the time of the slip of a driving wheel, and a grip. 第１実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the function part of ECU100 of 1st Embodiment. 第１実施形態のＥＣＵ１００の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of ECU100 of 1st Embodiment. 第１実施形態の制御に基づく、駆動輪のスリップ時及びグリップ時の各部の回転数を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation speed of each part at the time of the slip of a driving wheel, and a grip based on control of 1st Embodiment. 第２実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the function part of ECU100 of 2nd Embodiment. 第３実施形態のＥＣＵ１００の機能部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the function part of ECU100 of 3rd Embodiment. 第３実施形態のＥＣＵ１００の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of ECU100 of 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。   Various preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（１）ハイブリッド車両の基本構成
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 (1) Basic Configuration of Hybrid Vehicle First, the configuration of the hybrid vehicle 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle 10.

図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分配機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、伝達機構６００及び駆動輪ＦＬ、ＦＲを備える。   1, hybrid vehicle 10 includes ECU 100, engine 200, motor generator MG1, motor generator MG2, power distribution mechanism 300, inverter 400, battery 500, transmission mechanism 600, and drive wheels FL, FR.

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、並びにＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の不図示のメモリを備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能であるように構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一具体例である。本実施形態においては、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の運転状態に基づき、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の要求トルク出力を算出して、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動を制御可能に構成されている。特に、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクの目標値を設定することで、モータジェネレータＭＧ１の駆動を制御する。また、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０が備える各部に対しセンサ類を介して接続されており、例えば、エンジン２００の回転数や、バッテリ５００の蓄電状況などの諸情報を検出可能に構成されている。   The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory (not shown) such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and is configured to be able to control the entire operation of the hybrid vehicle 10. The electronic control unit is a specific example of a “hybrid vehicle control device” according to the present invention. In the present embodiment, ECU 100 is configured to calculate the required torque output of engine 200 and motor generators MG1, MG2 based on the operating state of hybrid vehicle 10, and to control the driving of engine 200 and motor generators MG1, MG2. Has been. In particular, ECU 100 controls driving of motor generator MG1 by setting a target value of output torque of motor generator MG1. The ECU 100 is connected to each part of the hybrid vehicle 10 via sensors, and is configured to be able to detect various information such as the rotational speed of the engine 200 and the storage state of the battery 500, for example.

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例であり、典型的にはガソリンなどを燃料として駆動する原動機であって、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。   The engine 200 is a specific example of the “internal combustion engine” according to the present invention. Typically, the engine 200 is a prime mover that drives gasoline or the like as fuel, and functions as a main power source of the hybrid vehicle 10.

エンジン２００は、夫々不図示のシリンダブロックに複数の気筒が配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮工程において、当該圧縮工程または吸気工程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に又はスパークプラグ等の点火動作によって着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、動力分配機構３００及び伝達機構６００を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達され、ハイブリッド車両１０の走行が可能となる。   The engine 200 has a configuration in which a plurality of cylinders are arranged in cylinder blocks (not shown). In the compression process in each cylinder, when the mixture of the fuel and the intake air directly injected into the cylinder in the compression process or the intake process is compressed and ignited spontaneously or by an ignition operation such as a spark plug The force generated in the shaft is converted into the rotational motion of the crankshaft via a piston and a connecting rod (not shown). The rotation of the crankshaft is transmitted to the drive wheels FL and FR via the power distribution mechanism 300 and the transmission mechanism 600, and the hybrid vehicle 10 can travel.

また、エンジン２００において、吸入空気が通過する吸気管には、吸入空気の流量を調節するためのスロットルバルブが設けられ、また、気筒には、燃料の噴射を行うインジェクタが設けられる。このようなスロットルバルブの開閉状態に応じて気筒内に供給される吸入空気量、または該インジェクタを介して気筒内の燃焼室に噴射される燃料量によって、エンジン２００における出力トルクが一義的に決定される。該スロットルバルブは、併設されるモータなどによって駆動されることでその開閉状態が調節されるよう構成されており、該モータは、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。同じく、該インジェクタによる燃料噴射の態様も、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。従って、エンジン２００の始動、停止及び駆動の態様は、ＥＣＵ１００によって制御され得る構成である。   In engine 200, an intake pipe through which intake air passes is provided with a throttle valve for adjusting the flow rate of intake air, and a cylinder is provided with an injector for injecting fuel. The output torque in the engine 200 is uniquely determined by the amount of intake air supplied into the cylinder according to the opening / closing state of the throttle valve or the amount of fuel injected into the combustion chamber in the cylinder via the injector. Is done. The throttle valve is configured such that its open / closed state is adjusted by being driven by a motor or the like provided therein, and the drive state of the motor can be controlled by an electrically connected ECU 100. It is configured as follows. Similarly, the mode of fuel injection by the injector is also configured such that its driving state can be controlled by the electrically connected ECU 100. Therefore, the start, stop, and drive modes of engine 200 can be controlled by ECU 100.

また、エンジン２００において、シリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度を検出するための不図示の温度センサが配設され、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、常にＥＣＵ１００に送信され、ＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。また、エンジン２００においては、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、または空燃比を検出する空燃比センサなどの各種センサが、夫々併設され、且つ夫々がＥＣＵ１００と電気的に接続され、該検出データを常にＥＣＵ１００に送信するよう構成されていても良い。尚、エンジン２００の構成は、本実施形態において特に記述する部分以外は、他の公知の形式のエンジンであっても良い。   In the engine 200, a water jacket installed in the cylinder block is provided with a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of cooling water for cooling the engine 200, and is electrically connected to the ECU 100. The detected coolant temperature is always transmitted to the ECU 100 and is grasped by the ECU 100. Further, in engine 200, various sensors such as an engine speed sensor for detecting the engine speed or an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio are provided together, and each sensor is electrically connected to ECU 100 for detection. The data may always be transmitted to the ECU 100. The configuration of the engine 200 may be another known type of engine other than the part specifically described in the present embodiment.

モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「第１のモータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するためのまたはモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。   Motor generator MG1 is an example of the “first motor generator” according to the present invention, and serves as a generator for charging battery 500 or supplying electric power to motor generator MG2, and further, driving force of engine 200. It is comprised so that it may function as an electric motor which assists.

モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「第２のモータジェネレータ」の一例であり、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、またはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。   Motor generator MG2 is an example of the “second motor generator” according to the present invention, and is configured to function as an electric motor for assisting the power of engine 200 or as a generator for charging battery 500. .

尚、これらモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。   The motor generators MG1 and MG2 are configured as, for example, synchronous motor generators, and include a rotor having a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. However, other types of motor generators may be used.

動力分配機構３００は、キャリア３１０、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０、リングギア３３０、ペラ軸３４０、リングギア３５０及び遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０を備える。   The power distribution mechanism 300 includes a carrier 310, a planetary gear mechanism (MG1) 320, a ring gear 330, a peller shaft 340, a ring gear 350, and a planetary gear mechanism (MG2) 360.

遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に共回り可能に連結されるサンギア３２１と、キャリア３１０に連結されるプラネタリギア３２２を有する。エンジン２００の回転軸は、キャリア３１０を介して、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０のプラネタリギア３２２に連結されている。プラネタリギア３２２は、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０の外周にあるリングギア３３０に連結される。また、遊星ギア機構（ＭＧ１）３２０のサンギアは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。   The planetary gear mechanism (MG1) 320 has a sun gear 321 that is coupled to the rotation shaft of the motor generator MG1 so as to be able to rotate together, and a planetary gear 322 that is coupled to the carrier 310. The rotation shaft of engine 200 is connected to planetary gear 322 of planetary gear mechanism (MG1) 320 via carrier 310. Planetary gear 322 is coupled to ring gear 330 on the outer periphery of planetary gear mechanism (MG1) 320. Further, the sun gear of planetary gear mechanism (MG1) 320 is coupled to the rotation shaft of motor generator MG1.

このため、エンジン２００の回転は、キャリア３１０及びプラネタリキャリア３２２を介して、サンギア３２１及びリングギア３３０に伝達され、エンジン２００の出力トルクが２系統に分割されるように構成されている。   Therefore, the rotation of the engine 200 is transmitted to the sun gear 321 and the ring gear 330 via the carrier 310 and the planetary carrier 322, and the output torque of the engine 200 is divided into two systems.

リングギア３３０の回転軸であるペラ軸３４０は、伝達機構６００に連結されており、この伝達機構６００を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲにエンジン２００からの出力トルクが伝達される。   A propeller shaft 340 that is a rotating shaft of the ring gear 330 is connected to a transmission mechanism 600, and output torque from the engine 200 is transmitted to the drive wheels FL and FR via the transmission mechanism 600.

また、ペラ軸３４０のリングギア３３０に連結される端部とは反対の端部は、遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０のプラネタリギア３６２に連結されるリングギア３５０に連結される。遊星ギア機構（ＭＧ２）３６０のサンギア３６１は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に連結され、モータジェネレータＭＧ２の回転をペラ軸３４０へ伝達する。   Also, the end opposite to the end connected to the ring gear 330 of the propeller shaft 340 is connected to the ring gear 350 connected to the planetary gear 362 of the planetary gear mechanism (MG2) 360. Sun gear 361 of planetary gear mechanism (MG2) 360 is coupled to the rotation shaft of motor generator MG2, and transmits the rotation of motor generator MG2 to peller shaft 340.

尚、駆動輪ＦＬ、ＦＲがスリップ状態からグリップ状態に移行する場合など、駆動輪ＦＬ、ＦＲにおける必要トルク（つまり、ハイブリッド車両１０の走行のための必要トルク）が一時的に低下する場合、エンジン２００が駆動中であれば、エンジン２００の出力トルクと駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達されるトルクとの差分は、動力分配機構３００により、モータジェネレータＭＧ１へと伝達される。このとき、モータジェネレータＭＧ１に伝達されるエンジン２００の出力トルクは一時的に増大し、後述するように該出力トルクによりバッテリ５００の充電量が一時的に増大することがある。このように、一時的にモータジェネレータＭＧ１へ伝達されるトルクが増大することにより、後述するようなバッテリ５００の過充電が生じることが多い。   When the required torque in the drive wheels FL and FR (that is, the required torque for running the hybrid vehicle 10) temporarily decreases, such as when the drive wheels FL and FR shift from the slip state to the grip state, the engine If 200 is being driven, the difference between the output torque of engine 200 and the torque transmitted to drive wheels FL and FR is transmitted to motor generator MG1 by power distribution mechanism 300. At this time, the output torque of engine 200 transmitted to motor generator MG1 temporarily increases, and the charge amount of battery 500 may temporarily increase due to the output torque, as will be described later. As described above, the torque transmitted to motor generator MG1 temporarily increases, so that overcharge of battery 500 as described later often occurs.

図２は、駆動輪ＦＬ、ＦＲがスリップ状態（点線部）からグリップ状態（一点破線部）に移行する場合における、エンジン２００の回転軸、ペラ軸３４０及びモータジェネレータＭＧ１の回転軸の夫々の回転数の変化を示すグラフである。図２に示されるように、スリップ状態の駆動輪がグリップ状態に移行する場合、駆動輪ＦＬ、ＦＲの回転数が低下し、ペラ軸３４０の回転数も大きく低下する。これにより、ペラ軸３４０に連結されるキャリア３１０の回転数が低下するため、エンジン２００の回転数も低下する。他方で、減少した分のエンジン２００の回転エネルギがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、モータジェネレータＭＧ１の回転数が上昇する。このとき、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇもまた増大し、これによりバッテリ５００を充電する回生トルクが増大する。   FIG. 2 shows the rotations of the rotation shaft of engine 200, peller shaft 340, and rotation shaft of motor generator MG1 when drive wheels FL and FR transition from the slip state (dotted line portion) to the grip state (dotted line broken portion). It is a graph which shows the change of a number. As shown in FIG. 2, when the slipping drive wheel shifts to the grip state, the rotation speed of the drive wheels FL and FR decreases, and the rotation speed of the peller shaft 340 also greatly decreases. Thereby, since the rotation speed of the carrier 310 connected to the peller shaft 340 is decreased, the rotation speed of the engine 200 is also decreased. On the other hand, the reduced rotational energy of engine 200 is transmitted to motor generator MG1, and the rotational speed of motor generator MG1 increases. At this time, the output torque Tg of motor generator MG1 also increases, thereby increasing the regenerative torque for charging battery 500.

インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５００に供給することが可能に構成されている。尚、インバータ４００は、所謂ＰＣＵ（Power Control Unit）の一部として構成されていてもよい。   Inverter 400 converts DC power extracted from battery 500 into AC power and supplies it to motor generators MG1 and MG2, and also converts AC power generated by motor generators MG1 and MG2 into DC power and supplies it to battery 500. It is configured to be able to. The inverter 400 may be configured as a part of a so-called PCU (Power Control Unit).

バッテリ５００は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。   Battery 500 is a rechargeable storage battery configured to be able to function as a power supply source related to power for powering motor generators MG1 and MG2.

伝達機構６００は、動力分配機構３００と連結され、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力されたトルクをディファレンシャルギア６１０及び伝達軸６２０を介して駆動輪ＦＬ、ＦＲに伝達するための機構である。   Transmission mechanism 600 is connected to power distribution mechanism 300, and is a mechanism for transmitting torque output from engine 200 and motor generator MG2 to drive wheels FL and FR via differential gear 610 and transmission shaft 620.

駆動輪ＦＬ、ＦＲは、伝達機構６００を介して伝達されるトルクを路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示される。ハイブリッド車両１０は、実際には、駆動輪ＦＬ、ＦＲを含む前後左右に一輪ずつ計４個の車輪を備える。   The drive wheels FL and FR are means for transmitting the torque transmitted through the transmission mechanism 600 to the road surface, and FIG. The hybrid vehicle 10 is actually provided with a total of four wheels on the front, rear, left and right including the drive wheels FL and FR.

（２）第１実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第１実施形態について説明する。図３は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示すブロック図である。図４は、図３に示される機能部の処理の流れを示すフローチャートである。図３及び図４を参照して、ＥＣＵ１００の第１実施形態の構成及び動作について説明する。 (2) 1st Embodiment 1st Embodiment of ECU100 which is the control apparatus of the hybrid vehicle 10 of this invention is described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a functional unit that determines the output torque of motor generator MG1 in ECU 100 according to the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of the functional unit shown in FIG. With reference to FIG.3 and FIG.4, the structure and operation | movement of 1st Embodiment of ECU100 are demonstrated.

図３に示されるように、ＥＣＵ１００では、回転角センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及びモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度が路面反力推測部１０１に入力される（ステップＳ１０１）。また、トルクセンサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇ及びモータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｍが路面反力推測部１０１に入力される（ステップＳ１０２）。   As shown in FIG. 3, in ECU 100, the rotational angular acceleration of motor generator MG1 and the rotational angular acceleration of motor generator MG2 detected by the rotational angle sensor are input to road surface reaction force estimation unit 101 (step S101). Further, the output torque Tg of the motor generator MG1 and the output torque Tm of the motor generator MG2 detected by the torque sensor are input to the road surface reaction force estimation unit 101 (step S102).

路面反力推測部１０１は、モータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及び出力トルクＴｇ、並びにモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度及び出力トルクＴｍに基づいて、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの算出を行う（ステップＳ１０３）。   The road surface reaction force estimation unit 101 calculates an estimated value Tp_est of the road surface reaction force based on the rotational angular acceleration and output torque Tg of the motor generator MG1 and the rotational angular acceleration and output torque Tm of the motor generator MG2 (step S103). ).

路面からの駆動輪への反力トルクは、ディファレンシャルギアを介して駆動輪の駆動軸に連結される遊星歯車のペラ軸３４０へのトルク負荷として考えることが出来る。このため、ペラ軸３４０の出力トルクＴｐから、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔを推測することが出来る。   The reaction force torque from the road surface to the drive wheel can be considered as a torque load on the planetary gear propeller shaft 340 connected to the drive shaft of the drive wheel via a differential gear. For this reason, the estimated value Tp_est of the road surface reaction force can be estimated from the output torque Tp of the peller shaft 340.

ペラ軸３４０の出力トルクＴｐは、上述したハイブリッド車両１０の駆動部の各部の運動から算出出来る。先ず、エンジン２００の回転軸周りのトルクは、以下の式（１）より算出される。尚、式（１）において、Ｉｅはエンジン２００の回転軸周りのイナーシャ、θｅはエンジン２００の回転軸の回転角、Ｔｅはエンジン２００の出力トルク、Ｔｘはキャリア３１０の回転トルクである。   The output torque Tp of the propeller shaft 340 can be calculated from the motion of each part of the drive unit of the hybrid vehicle 10 described above. First, the torque around the rotation axis of the engine 200 is calculated from the following equation (1). In equation (1), Ie is the inertia around the rotation axis of the engine 200, θe is the rotation angle of the rotation axis of the engine 200, Te is the output torque of the engine 200, and Tx is the rotation torque of the carrier 310.

Figure 2011230708
Figure 2011230708

モータジェネレータＭＧ１の回転軸周りのトルクは、以下の式（２）より算出される。尚、式（２）において、ＩｇはモータジェネレータＭＧ１の回転軸周りのイナーシャ、θｇはモータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転角、ＴｇはモータジェネレータＭＧ１の出力トルク、ρは遊星ギア機構３２０におけるプラネタリギア比である。   The torque around the rotation axis of motor generator MG1 is calculated by the following equation (2). In Expression (2), Ig is an inertia around the rotation axis of the motor generator MG1, θg is a rotation angle of the rotation axis of the motor generator MG1, Tg is an output torque of the motor generator MG1, and ρ is a planetary gear in the planetary gear mechanism 320. Is the ratio.

Figure 2011230708
Figure 2011230708

モータジェネレータＭＧ２の回転軸周りのトルクは、以下の式（３）より算出される。尚、式（３）において、ＩｍはモータジェネレータＭＧ２の回転軸周りのイナーシャ、θｍはモータジェネレータＭＧ２の回転軸の回転角、ＴｍはモータジェネレータＭＧ２の出力トルク、Ｔｙは遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア３６２の回転トルク、Ｇｒｍは遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア比である。   The torque around the rotation axis of motor generator MG2 is calculated by the following equation (3). In Expression (3), Im is an inertia around the rotation axis of the motor generator MG2, θm is a rotation angle of the rotation axis of the motor generator MG2, Tm is an output torque of the motor generator MG2, and Ty is a planetary gear in the planetary gear mechanism 360. A rotational torque 362, Grm, is a planetary gear ratio in the planetary gear mechanism 360.

Figure 2011230708
Figure 2011230708

ペラ軸３４０周りのトルクは、以下の式（４）より算出される。尚、式（４）において、Ｉｐはペラ軸３４０周りのイナーシャ、θｐはペラ軸３４０の回転角である。   The torque around the peller shaft 340 is calculated from the following equation (4). In equation (4), Ip is the inertia around the peller shaft 340, and θp is the rotation angle of the peller shaft 340.

Figure 2011230708
Figure 2011230708

上述の式（３）に記載される遊星ギア機構３６０におけるプラネタリギア比Ｇｒｍは、ペラ軸３４０とモータジェネレータＭＧ２の回転軸との間の減速比となるため、次の式（５）が成り立つ。   The planetary gear ratio Grm in the planetary gear mechanism 360 described in the above equation (3) is a reduction ratio between the propeller shaft 340 and the rotation shaft of the motor generator MG2, and therefore the following equation (5) is established.

Figure 2011230708
Figure 2011230708

以上の式（２）乃至（５）によれば、ペラ軸３４０の出力トルクは、次の式（６）により説明される。   According to the above formulas (2) to (5), the output torque of the peller shaft 340 is described by the following formula (6).

Figure 2011230708
Figure 2011230708

式（６）から、駆動輪に伝達される路面反力Ｔｐ＿ｅｓｔは、以下の式（７）より推測される。   From the equation (6), the road surface reaction force Tp_est transmitted to the drive wheel is estimated from the following equation (7).

Figure 2011230708
Figure 2011230708

このように算出された路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔは、微分器１０２へと入力される。微分器１０２は、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔを時間ｔについて微分した後、算出される微分値を切り替え判定部１０３へと入力する（ステップＳ１０４）。   The estimated road reaction force value Tp_est calculated in this way is input to the differentiator 102. After differentiating the estimated value Tp_est of the road surface reaction force with respect to time t, the differentiator 102 inputs the calculated differential value to the switching determination unit 103 (step S104).

切り替え判定部１０３は、スイッチ１０４に接続され、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値の判定結果に応じてスイッチ１０４の切り替えを行う。切り替え判定部１０３は、入力される路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値と、予め設定される閾値との比較を行うことで、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの変化量の監視を行う（ステップＳ１０５）。   The switching determination unit 103 is connected to the switch 104 and switches the switch 104 according to the determination result of the differential value of the estimated value Tp_est of the road surface reaction force. The switching determination unit 103 monitors the amount of change in the estimated value Tp_est of the road surface reaction force by comparing the input differential value of the estimated value Tp_est of the road surface force with a preset threshold (step) S105).

スイッチ１０４は、ＥＣＵ１００において決定されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値の切り替えを行うスイッチである。   Switch 104 is a switch for switching the target value of output torque Tg of motor generator MG1 determined in ECU 100.

切り替え判定部１０３は、ハイブリッド車両１０の通常の走行時において、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値が閾値以下の場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、モータジェネレータＭＧ１の通常制御設定として、本発明の制御装置の制御に依らない、所謂通常走行時に設定される出力トルクであるＴｇ１を目標値に設定するようスイッチ１０４の切り替えを行う（ステップＳ１０６）。   When the hybrid vehicle 10 is traveling normally, when the differential value of the estimated value Tp_est of the road surface reaction force is equal to or smaller than the threshold value (step S105: No), the switching determination unit 103 sets the normal control setting of the motor generator MG1 as The switch 104 is switched so as to set Tg1, which is an output torque set during so-called normal travel, which is not controlled by the control device, to a target value (step S106).

他方で、切り替え判定部１０３は、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値が閾値を上回る場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、出力トルクＴｇ１以下の所定の出力トルクＴＧ２を目標値に設定するようスイッチ１０４の切り替えを行う（ステップＳ１０７）。出力トルクＴｇ２は、例えば以下の式（８）に示されるように、モータジェネレータＭＧ１の負の回転角速度に対して、所定の減衰係数Ｃを乗算することで算出される。   On the other hand, when the differential value of the estimated value Tp_est of the road surface reaction force exceeds the threshold value (step S105: Yes), the switching determination unit 103 sets the predetermined output torque TG2 equal to or lower than the output torque Tg1 to the target value. Are switched (step S107). The output torque Tg2 is calculated by multiplying the negative rotational angular velocity of the motor generator MG1 by a predetermined damping coefficient C, for example, as shown in the following equation (8).

Figure 2011230708
Figure 2011230708

減衰係数Ｃは、少なくともＴｇ２がＴｇ１より小さい値となるよう設定される係数であり、例えばゼロ値であってもよい。   The attenuation coefficient C is a coefficient set so that at least Tg2 is smaller than Tg1, and may be a zero value, for example.

ＥＣＵ１００は、切り替え判定部１０３により設定されたスイッチ１０４に応じて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値を設定し、モータジェネレータＭＧ１の動作を制御する（ステップＳ１０８）。   ECU 100 sets a target value of output torque Tg of motor generator MG1 in accordance with switch 104 set by switching determination unit 103, and controls the operation of motor generator MG1 (step S108).

上述の処理により、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの上限を、通常走行時のＴｇ１より相対的に低いＴｇ２に設定することで、モータジェネレータＭＧ１における回生トルクを、通常走行時と比較して低く抑制することが可能となる。かかる処理により、例えば、スリップ状態の駆動輪が急激にグリップを回復する場合など、路面から駆動輪に作用する路面反力が急激に増大することを好適に推測し、回生トルクを抑制する処理を行うことが出来る。   By the above processing, the upper limit of the output torque Tg of the motor generator MG1 is set to Tg2 that is relatively lower than Tg1 during normal traveling, thereby suppressing the regenerative torque in the motor generator MG1 to be lower than that during normal traveling. It becomes possible to do. With this process, for example, when the slipping drive wheel suddenly recovers grip, it is preferable to presume that the road surface reaction force acting on the drive wheel from the road surface increases rapidly, and to suppress the regenerative torque. Can be done.

また、モータジェネレータＭＧ１の回転数が相対的に変化し易くなり、エンジン２００の回転数の低減量も相対的に低く抑えることが出来る。駆動輪のスリップ時、グリップ時に加え、上述の処理を実施する場合のエンジン２００の回転軸、モータジェネレータＭＧ１の回転軸及びペラ軸の回転数の夫々の回転数の変化について、図５に示す。   In addition, the rotational speed of motor generator MG1 is likely to change relatively, and the amount of reduction in the rotational speed of engine 200 can be kept relatively low. FIG. 5 shows changes in the rotation speeds of the rotation shaft of the engine 200, the rotation shaft of the motor generator MG1, and the rotation speed of the peller shaft when the above-described processing is performed in addition to the slipping and gripping of the drive wheels.

図２にも示されるように、スリップ状態の駆動輪がグリップ状態に移行することで、駆動輪の回転数が急激に低下し、ペラ軸３４０の回転数が大幅に低下する。これにより、ペラ軸３４０に連結されるキャリア３１０の回転数が低下するため、エンジン２００の回転数も低下する。他方で、減少した分のエンジン２００の回転エネルギがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、モータジェネレータＭＧ１の回転数が上昇する。このとき、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇもまた増大し、これによりバッテリ５００を充電する回生トルクが増大する。   As shown in FIG. 2, when the driving wheel in the slip state shifts to the grip state, the rotational speed of the driving wheel is rapidly decreased, and the rotational speed of the peller shaft 340 is significantly decreased. Thereby, since the rotation speed of the carrier 310 connected to the peller shaft 340 is decreased, the rotation speed of the engine 200 is also decreased. On the other hand, the reduced rotational energy of engine 200 is transmitted to motor generator MG1, and the rotational speed of motor generator MG1 increases. At this time, the output torque Tg of motor generator MG1 also increases, thereby increasing the regenerative torque for charging battery 500.

他方で、第１実施形態のＥＣＵ１００によるモータジェネレータＭＧ１の出力トルク制御によれば、ペラ軸３４０の回転数の低下に伴うエンジン２００の回転数の低下が抑制される。これにより、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの上限が抑制されるため、バッテリ５００を充電する回生トルクを抑制することが出来る。   On the other hand, according to the output torque control of the motor generator MG1 by the ECU 100 of the first embodiment, a decrease in the rotation speed of the engine 200 due to a decrease in the rotation speed of the propeller shaft 340 is suppressed. Thereby, since the upper limit of output torque Tg of motor generator MG1 is suppressed, regenerative torque for charging battery 500 can be suppressed.

（３）第２実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第２実施形態について図６のブロック図を参照して説明する。図６は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示す図である。 (3) 2nd Embodiment 2nd Embodiment of ECU100 which is the control apparatus of the hybrid vehicle 10 of this invention is described with reference to the block diagram of FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a functional unit that determines the output torque of the motor generator MG1 in the first embodiment of the ECU 100.

図６に示されるように、ＥＣＵ１００の第２実施形態は、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する角速度推測部（ＭＧ１）１１１と、同じくモータジェネレータＭＧ１の通電電流に基づいて出力トルクを推測する出力トルク推測部（ＭＧ１）１１２とを備える。更に、ＥＣＵ１００の第２実施形態は、モータジェネレータＭＧ２の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する角速度推測部（ＭＧ２）１１４と、同じくモータジェネレータＭＧ２の通電電流に基づいて出力トルクを推測する出力トルク推測部（ＭＧ２）１１５とを備える。   As shown in FIG. 6, the second embodiment of the ECU 100 includes an angular velocity estimation unit (MG1) 111 that estimates the rotational angular velocity based on the applied voltage and energization current of the motor generator MG1, and the energization current of the motor generator MG1. And an output torque estimation unit (MG1) 112 for estimating the output torque based on the output torque. Further, in the second embodiment of the ECU 100, an angular velocity estimation unit (MG2) 114 that estimates the rotational angular velocity based on the applied voltage and energization current of the motor generator MG2, and the output torque is also estimated based on the energization current of the motor generator MG2. The output torque estimation part (MG2) 115 which performs.

角速度推測部（ＭＧ１）１１１は、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流の入力を受けて、モータジェネレータＭＧ１の回転軸の回転角速度の演算を行う。具体的には、角速度推測部（ＭＧ１）１１１は、以下の式（９）に示されるように、モータジェネレータＭＧ１の印加電圧及び通電電流に基づいて回転角速度を推測する。尚、式（９）において、Ｋｉｎｖは、モータジェネレータＭＧ１の逆起電圧定数であり、Ｖｇは印加電圧であり、ｉｇは通電電流であり、Ｌは回路系のインダクタンスであり、Ｒは回路系の抵抗である。   Angular velocity estimation unit (MG1) 111 receives the input of the applied voltage and energization current of motor generator MG1, and calculates the rotational angular velocity of the rotation shaft of motor generator MG1. Specifically, angular velocity estimation unit (MG1) 111 estimates the rotational angular velocity based on the applied voltage and energization current of motor generator MG1, as shown in the following equation (9). In Equation (9), Kinv is the back electromotive force constant of the motor generator MG1, Vg is the applied voltage, ig is the energization current, L is the inductance of the circuit system, and R is the circuit system. Resistance.

Figure 2011230708
モータジェネレータＭＧ１の回転角速度の推測値は、微分器１１３において時間微分され、回転角加速度として路面反力推測部１１７に入力される。また、推測された出力トルクＴｇも路面反力推測部１１７に入力される。
Figure 2011230708
 The estimated value of the rotational angular velocity of motor generator MG1 is time-differentiated by differentiator 113 and input to road surface reaction force estimating unit 117 as rotational angular acceleration. The estimated output torque Tg is also input to the road surface reaction force estimation unit 117.

同様に角速度推測部（ＭＧ２）１１４は、角速度推測部（ＭＧ１）１１１に準じる演算処理により、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度の推測値を演算する。モータジェネレータＭＧ２の回転角速度の推測値は、微分器１１６において時間微分され、回転角加速度として路面反力推測部１１７に入力される。また、推測された出力トルクＴｍも路面反力推測部１１７に入力される。   Similarly, angular velocity estimation unit (MG2) 114 calculates an estimated value of the rotational angular velocity of motor generator MG2 by a calculation process according to angular velocity estimation unit (MG1) 111. The estimated value of the rotational angular velocity of motor generator MG2 is time-differentiated by differentiator 116 and input to road surface reaction force estimating unit 117 as the rotational angular acceleration. The estimated output torque Tm is also input to the road surface reaction force estimation unit 117.

路面反力推測部１１７は、ＥＣＵ１００の第１実施形態が備える路面反力推測部１０１と同様の構成であってよく、モータジェネレータＭＧ１の回転角加速度及び出力トルクＴｇ、並びにモータジェネレータＭＧ２の回転角加速度及び出力トルクＴｍに基づいて、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの算出を行う。   The road surface reaction force estimation unit 117 may have the same configuration as that of the road surface reaction force estimation unit 101 included in the first embodiment of the ECU 100, and the rotation angular acceleration and output torque Tg of the motor generator MG1 and the rotation angle of the motor generator MG2. Based on the acceleration and the output torque Tm, the estimated value Tp_est of the road surface reaction force is calculated.

算出された路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔは、微分器１１８において時間微分され、算出される微分値は、切り替え判定部１１９へと入力される。   The calculated estimated value Tp_est of the road surface reaction force is time-differentiated in the differentiator 118, and the calculated differential value is input to the switching determination unit 119.

切り替え判定部１１９は、ＥＣＵ１００の第１実施形態が備える切り替え判定部１０３と同様の構成であってよく、スイッチ１２０に接続され、路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの微分値の判定結果に応じてモータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値をＴｇ１又はＴｇ２のいずれかに設定するスイッチ１２０の切り替えを行う。   The switching determination unit 119 may have the same configuration as the switching determination unit 103 included in the first embodiment of the ECU 100, and is connected to the switch 120. The switch 120 for setting the target value of the output torque Tg of the generator MG1 to either Tg1 or Tg2 is switched.

以上説明したＥＣＵ１００の第２実施形態の動作によれば、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２の夫々について、回転角センサやトルクセンサを有しない構成であっても、印加電圧と通電電流とに基づいて、各モータジェネレータの回転角加速度及び出力トルクを推測することが出来る。   According to the operation of the second embodiment of the ECU 100 described above, each of the motor generator MG1 and the motor generator MG2 is based on the applied voltage and the energized current even if it has a configuration without a rotation angle sensor or a torque sensor. The rotational angular acceleration and output torque of each motor generator can be estimated.

一般的に、回転角センサのセンサ値から回転角加速度を算出する演算の際には、微分処理に付随する信号のフィルタリング処理が求められるため、かかる処理により実際の回転角加速度から位相遅れが生じる場合がある。他方で、上述のように印加電圧と通電電流とに基づいて回転角加速度を演算する態様においては、フィルタリング処理による位相遅れの影響を抑制出来るため、より迅速な制御が可能となる。このため、特に信号に低周波ノイズが生じることが多い回転角センサを用いるＥＣＵ１００においては、回転角センサのセンタ値に拠らず、印加電圧と通電電流とに基づく回転角加速度の演算を実施することで、モータジェネレータの回転角加速度をより精確に演算可能となる。このことは、演算される路面反力の推測値Ｔｐ＿ｅｓｔの精度向上に繋がり、有益である。   In general, in the calculation for calculating the rotation angular acceleration from the sensor value of the rotation angle sensor, a signal filtering process accompanying the differentiation process is required, and this process causes a phase delay from the actual rotation angular acceleration. There is a case. On the other hand, in the aspect in which the rotational angular acceleration is calculated based on the applied voltage and the energized current as described above, the influence of the phase delay due to the filtering process can be suppressed, so that more rapid control is possible. For this reason, particularly in the ECU 100 using the rotation angle sensor in which low-frequency noise often occurs in the signal, the rotation angular acceleration is calculated based on the applied voltage and the energized current, regardless of the center value of the rotation angle sensor. Thus, the rotational angular acceleration of the motor generator can be calculated more accurately. This leads to an improvement in accuracy of the estimated road surface reaction force Tp_est, which is beneficial.

（４）第３実施形態
本発明のハイブリッド車両１０の制御装置であるＥＣＵ１００の第３実施形態について説明する。図７は、ＥＣＵ１００の第１実施形態におけるモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを決定する機能部の構成を示すブロック図である。図８は、図７に示される機能部の処理の流れを示すフローチャートである。図７及び図８を参照して、ＥＣＵ１００の第３実施形態の構成及び動作について説明する。 (4) Third Embodiment A third embodiment of the ECU 100 that is the control device for the hybrid vehicle 10 of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a functional unit that determines the output torque of motor generator MG1 in the first embodiment of ECU 100. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of the functional unit shown in FIG. With reference to FIG.7 and FIG.8, the structure and operation | movement of 3rd Embodiment of ECU100 are demonstrated.

ＥＣＵ１００の第３実施形態では、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値が決定される。   In the third embodiment of ECU 100, the target value of output torque Tg of motor generator MG1 is determined based on the rotational angular velocity of motor generator MG2.

具体的には、ＥＣＵ１００の第３実施形態は、微分器１３１と切り替え判定部１３２とスイッチ１３３とを備えている。   Specifically, the third embodiment of the ECU 100 includes a differentiator 131, a switching determination unit 132, and a switch 133.

ＥＣＵ１００の制御のもと、回転角センサなどによってモータジェネレータＭＧ２の回転角速度が検出され（ステップＳ３０１）、微分器１３１に入力される。微分器１３１では、モータジェネレータＭＧ２の回転角速度を時間微分し、回転角加速度を演算する（ステップＳ３０２）。   Under the control of the ECU 100, the rotational angular velocity of the motor generator MG2 is detected by a rotational angle sensor or the like (step S301) and input to the differentiator 131. In the differentiator 131, the rotational angular velocity of the motor generator MG2 is time-differentiated to calculate the rotational angular acceleration (step S302).

切り替え判定部１３２は、回転角加速度の微分値の入力を受け、予め設定される閾値との比較を行うことで、モータジェネレータＭＧ２の回転角加速度の変化量の監視を行う（ステップＳ３０３）。切り替え判定部１３２は、回転角加速度の微分値と閾値との比較結果に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの目標値をＴｇ１又はＴｇ２のいずれかに設定するスイッチ１３３の切り替えを行う。   The switching determination unit 132 monitors the amount of change in the rotational angular acceleration of the motor generator MG2 by receiving an input of the differential value of the rotational angular acceleration and comparing it with a preset threshold value (step S303). The switching determination unit 132 switches the switch 133 that sets the target value of the output torque Tg of the motor generator MG1 to either Tg1 or Tg2 based on the comparison result between the differential value of the rotational angular acceleration and the threshold value.

ＥＣＵ１００の第３実施形態の動作によれば、モータジェネレータＭＧ２の回転角加速度の変化に基づいて路面反力の変化の推測を行い、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクＴｇの制御が行われる。第３実施形態の動作においては、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、ＥＣＵ１００における微分処理回数が低減するため、処理量を抑制させつつ、モータジェネレータＭＧ１の回生トルクの増大を抑制することが出来る。   According to the operation of the third embodiment of the ECU 100, the change in the road surface reaction force is estimated based on the change in the rotational angular acceleration of the motor generator MG2, and the output torque Tg of the motor generator MG1 is controlled. In the operation of the third embodiment, compared to the first and second embodiments, the number of differentiation processes in the ECU 100 is reduced, so that the increase in the regenerative torque of the motor generator MG1 is suppressed while the processing amount is suppressed. I can do it.

尚、ＥＣＵ１００の第３実施形態においては、回転角センサのセンサ値に拠らず、モータジェネレータＭＧ２の印加電圧及び通電電流に基づいて、回転角加速度の演算を実施する態様であってもよい。   Note that the third embodiment of the ECU 100 may be a mode in which the rotation angular acceleration is calculated based on the applied voltage and energization current of the motor generator MG2 without depending on the sensor value of the rotation angle sensor.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and control of a hybrid vehicle involving such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

１０ ハイブリッド車両、
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン、
３００ 動力分配機構、
３１０ キャリア、
３２０ 遊星ギア機構（ＭＧ１）、
３３０ リングギア、
３４０ ペラ軸、
３５０ リングギア、
３６０ 遊星ギア機構（ＭＧ１）、
ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ、
４００ インバータ、
５００ バッテリ、
６００ 伝達機構、
ＦＬ、ＦＲ 駆動輪。 10 Hybrid vehicle,
100 ECU
200 engines,
300 power distribution mechanism,
310 carrier,
320 planetary gear mechanism (MG1),
330 ring gear,
340 axis,
350 ring gear,
360 planetary gear mechanism (MG1),
MG1, MG2 motor generator,
400 inverter,
500 battery,
600 transmission mechanism,
FL, FR drive wheels.

Claims (4)

エンジンと、第１のモータジェネレータと、前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記駆動軸にトルクを出力する第２のモータジェネレータとを有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の駆動パラメータを取得する取得手段と、
前記駆動パラメータに基づいて、前記ハイブリッド車両が走行する路面の路面反力を推測する推測手段と、
推測された路面反力の時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An engine, a first motor generator, a power distribution mechanism to which the engine and the first motor generator are coupled, a drive shaft to which an output from the power distribution mechanism is transmitted, and torque output to the drive shaft A control device for a hybrid vehicle applied to a hybrid vehicle having a second motor generator,
Obtaining means for obtaining respective drive parameters of the first motor generator and the second motor generator;
Based on the drive parameter, an estimation means for estimating a road surface reaction force of a road surface on which the hybrid vehicle travels;
A control device for a hybrid vehicle, comprising: control means for controlling torque of the first motor generator according to a temporal change in the estimated road surface reaction force. 前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の出力トルク及び角加速度の取得を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。   2. The hybrid vehicle control according to claim 1, wherein the obtaining unit obtains output torques and angular accelerations of the first motor generator and the second motor generator as the drive parameters. apparatus. 前記第１のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第１のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出するとともに、前記第２のモータジェネレータの印加電圧及び通電電流に基づいて前記第２のモータジェネレータの出力トルク及び角加速度を算出する算出手段を更に備え、
前記取得手段は、前記駆動パラメータとして、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータの夫々の印加電圧及び通電電流の取得を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。 The output torque and angular acceleration of the first motor generator are calculated based on the applied voltage and energization current of the first motor generator, and the second torque is calculated based on the applied voltage and energization current of the second motor generator. A calculation means for calculating the output torque and angular acceleration of the motor generator of
2. The control of a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires an applied voltage and an energization current of each of the first motor generator and the second motor generator as the drive parameter. apparatus. 前記制御手段は、前記第２のモータジェネレータの駆動パラメータの時間的な変化に応じて前記第１のモータジェネレータのトルクの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。   2. The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit controls the torque of the first motor generator in accordance with a temporal change in a drive parameter of the second motor generator. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018131097A (en) * 2017-02-16 2018-08-23 株式会社Ｓｏｋｅｎ Electric vehicle

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