JP2012121545A - 二つのモータが具備されたハイブリッド車両のトルク制御方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明は、車速、要求トルク、及びSOCに基づいてバッテリーの目標パワーを決定する段階と、車速、要求トルク、及びバッテリーの目標パワーに基づいて正常状態での第1モータの目標トルクと、第2モータの目標トルク、エンジンの目標トルク、及びエンジンの目標速度を計算する段階と、正常状態での第2モータの目標トルクと第1、2モータの速度から遷移状態で第1モータのトルクを計算する段階と、遷移状態での第1モータのトルクと第1、2モータの速度から遷移状態で第2モータのトルクを計算する段階とを含むことができる。
【選択図】図3
Description
このような二つのモータと一つのエンジンが設けられたハイブリッド車両では、第1モータはエンジンの速力を制御するのに使用され、第2モータは第1モータで制御されたエンジンの速力に応じたエンジンのトルクを補償して、要求トルクを発生させるために使用される(例えば特許文献1参照)。
すなわち、遷移状態で各モータの運転点を決定するためには、二つのモータのいずれか一つのモータについて運転点を決定し、一つのモータの運転点を利用して他のもう一つのモータの運転点を決定する必要がある。
また、各モータの最適トルクを利用して各モータ及びエンジンを制御するので、燃費を向上させ、SOCを安定的に管理することができる。
図1は、本発明の実施形態に係るトルク制御方法が適用可能なハイブリッド車両の変速機の一例を示す概略図である。
エンジン10は、燃料を燃焼して動力を生成するもので、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPIエンジンなど多様なエンジンが使用可能であり、エンジン10の動力は、入力軸12を介して第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2に入力される。
また、第1サンギヤS1と第1モータ30との間には、第1ブレーキBK1が介在し、第1モータ30を選択的に停止させられるようになっている。
また、第2サンギヤS2は、第2クラッチCL2を介してエンジン10に選択的に連結され、第2モータ40とは常に連結された状態になっている。
更に、第2リングギヤR2は、第2ブレーキBK2によって選択的に停止させられるようになっており、第2遊星キャリアC2は、出力ギヤ20に常に連結された状態になっている。
即ち、第2モータ40は、エンジン10のトルクを補償して、要求トルクを発生させている。
図2に示すように、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両のトルク制御装置は、車速検出部62、第1モータ速度検出部64、第2モータ速度検出部66、SOC検出部68、制御部60、及び第1、2モータ30、40を含み、更に、エンジン10、変速機、第1、第2モータ30、40、バッテリー50の、作動状態を検出するための複数のセンサーを含むことができる。
また、制御部60は、決定された運転点によってエンジン10、第1モータ30、及び第2モータ40の作動を制御する。
図3は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両のトルク制御方法のフローチャートであり、図4は、本発明の実施形態に係る第1モータのパワー及びトルクを計算するフローチャートであり、図5は、本発明の実施形態に係る第2モータのパワー及びトルクを計算するフローチャートである。
バッテリーの目標パワーを決定する段階(S100)では、制御部60は、現在の車速、加速ペダルの位置、エンジン10の速度に基づいて要求トルクを計算し(S112)、車速検出部62から現在の車速を受信し(S114)、SOC検出部68からバッテリー50のSOCを受信する(S116)。
次に、制御部60は、車速、要求トルク、及び充電/放電限界からバッテリー50のパワーを決定し(S121)、このバッテリー50のパワーと充電/放電限界とを比較して、バッテリー50の目標パワーを決定する(S122)。
そして、正常状態でのエンジン10の目標速度と第2モータ40の速度から、第1モータ30の目標速度を計算する(S216)。
そして、第2モータ40の遷移状態目標トルク、第2モータ40の充電/放電限界、第1モータ30の遷移状態パワー、及び第2モータ40の速度を利用して、第2モータ40のトルクを制限し(S320)、遷移状態での第2モータ40のトルクを計算する(S322)。
制御部60は、第2モータ40の正常状態目標トルクと第2モータ40の速度を乗じて第2モータ40の正常状態目標パワーを計算し(S330)、第2モータ40の正常状態目標パワーに第1ゲインを乗じる計算を行う(S332)。
即ち、最大充電トルク計算は、第1モータ30の充電パワー限界、第2モータ40の正常状態目標パワー、第1ゲインから、遷移状態で第1モータ30の最大充電パワーを計算し(S342)、遷移状態での第1モータ30の最大充電パワーと第1モータ30の速度を利用することで、遷移状態での第1モータ30の最大充電トルクを計算する(S344)ものである。
そして、制御部60は、遷移状態で第1モータ30の目標トルクの絶対値を計算し(S346)、S340段階で決定された最大充電/放電トルクと目標トルクの絶対値とを比較して(S348)、遷移状態での第1モータ30のトルクを計算する(S312)。
制御部60は、第1モータ30の遷移状態トルクと第1モータ30の速度から第1モータ30の遷移状態パワーを計算し(S350)、第1モータ30の遷移状態パワーの流動によって、第2モータ40の遷移状態トルクが大きな影響を受けないように、第1モータ30の遷移状態パワーをフィルタリングする(S352)。
そして、制御部60は、遷移状態での第2モータ40の最大放電パワーと第2モータ40の速度を利用して、遷移状態での第2モータ40の最大放電トルクを、予め設定された放電効率マップを用いて計算する(S358)。
即ち、制御部60は、第2モータ40の充電パワー限界、フィルタリングされた第1モータ30の遷移状態パワー、及び第2ゲインから、遷移状態での第2モータ40の最大充電パワーを計算し(S364)、遷移状態での第2モータ40の最大充電パワーと第2モータ40の速度を利用して、遷移状態での第2モータ40の最大充電トルクを計算する(S366)。
制御部60は、遷移状態での第2モータ40の目標トルクの絶対値を計算し(S368)、S362段階で決定された最大充電/放電トルクと目標トルクの絶対の比較を行い(S370)、遷移状態での第2モータ40のトルクを計算する(S322)。
また、各モータの最適トルクを利用して各モータ及びエンジンを制御するので、燃費を向上させることができ、SOCを安定的に管理することができる。
12 入力軸
20 出力ギヤ
30 第1モータ
40 第2モータ
50 バッテリー
60 制御部
62 車速検出部
64 第1モータ速度検出部
66 第2モータ速度検出部
68 SOC検出部
BK1 第1ブレーキ
BK2 第2ブレーキ
C1 第1遊星キャリア
C2 第2遊星キャリア
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
PG1 第1遊星ギヤセット
PG2 第2遊星ギヤセット
R1 第1リングギヤ
R2 第2リングギヤ
S1 第1サンギヤ
S2 第2サンギヤ
Claims (11)
- エンジンの速度を制御するための第1モータと、
エンジントルクを補償して要求トルクを発生させるための第2モータと、を備えたハイブリッド車両のトルク制御方法において、
車速、要求トルク、及びSOCに基づいてバッテリーの目標パワーを決定する段階と、
車速、要求トルク、及び前記バッテリーの目標パワーに基づいて、正常状態での第1モータの目標トルク、第2モータの目標トルク、エンジンの目標トルク、及びエンジンの目標速度を計算する段階と、
正常状態での第2モータの目標トルクと第1、第2モータの速度から遷移状態での第1モータのトルクを計算する段階と、
遷移状態での第1モータのトルクと第1、第2モータの速度から遷移状態での第2モータのトルクを計算する段階と
を含むことを特徴とするハイブリッド車両のトルク制御方法。 - 遷移状態での第1モータのトルクを計算する段階は、
正常状態での第2モータの目標トルクと第2モータの速度から正常状態で第2モータの目標パワーを計算する段階と、
正常状態での第2モータの目標パワーと電源供給部のパワー限界から遷移状態での第1モータの最大パワーを計算する段階と、
遷移状態での第1モータの最大パワーと第1モータの速度を利用して、遷移状態での第1モータの最大トルクを計算する段階と
を含む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トルク制御方法。 - 遷移状態での第1モータのトルクを計算する段階は、
正常状態でのエンジンの目標速度と第1、第2モータの速度に基づいて、遷移状態での第1モータの目標トルクを計算する段階と、
前記遷移状態での第1モータの最大トルクと第1モータの目標トルクとを比較して、遷移状態での第1モータのトルクを決定する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両のトルク制御方法。 - 遷移状態での第2モータのトルクを計算する段階は、
遷移状態での第1モータのトルクと第1モータの速度から遷移状態での第1モータのパワーを計算する段階と、
遷移状態での第1モータのパワーと電源供給部のパワー限界から遷移状態での第2モータの最大パワーを計算する段階と、
遷移状態での第2モータの最大パワーと第2モータの速度を利用して、遷移状態での第2モータの最大トルクを計算する段階と、
を含む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トルク制御方法。 - 遷移状態での第2モータのトルクを計算する段階は、
要求トルクと遷移状態での第1モータのトルクに基づいて、遷移状態での第2モータの目標トルクを計算する段階と、
前記遷移状態での第2モータの最大トルクと第2モータの目標トルクとを比較して、遷移状態での第2モータのトルクを決定する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両のトルク制御方法。 - 遷移状態での第2モータの最大パワーを計算するために、遷移状態での第1モータのパワーがフィルタリングされることを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車両のトルク制御方法。
- エンジンと、
エンジンの速度を制御するための第1モータと、
エンジントルクを補償して要求トルクを発生させるための第2モータと、
前記エンジン、第1モータ、及び第2モータを制御するための制御部と、を含み、
前記制御部は、正常状態での第2モータの目標トルクを利用して遷移状態での第1モータのトルクを計算し、前記遷移状態での第1モータのトルクを利用して遷移状態での第2モータのトルクを計算することを特徴とするハイブリッド車両のトルク制御装置。 - 前記制御部は、正常状態での第2モータの目標トルクと第2モータの速度を利用して、正常状態での第2モータの目標パワーを計算し、正常状態での第2モータの目標パワーと電源供給部のパワー限界から遷移状態での第1モータの最大パワーを計算し、遷移状態での第1モータの最大パワーと第1モータの速度を利用して、遷移状態での第1モータの最大トルクを計算することを特徴とする請求項7に記載のハイブリッド車両のトルク制御装置。
- 前記制御部は、正常状態でのエンジンの目標速度と第1、2モータの速度に基づいて、遷移状態での第1モータの目標トルクを計算し、前記遷移状態での第1モータの最大トルクと第1モータの目標トルクとを比較して、遷移状態での第1モータのトルクを決定することを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両のトルク制御装置。
- 前記制御部は、遷移状態での第1モータのトルクと第1モータの速度から遷移状態での第1モータのパワーを計算し、遷移状態での第1モータのパワーと電源供給部のパワー限界から遷移状態での第2モータの最大パワーを計算し、遷移状態での第2モータの最大パワーと第2モータの速度を利用して、遷移状態での第2モータの最大トルクを計算することを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両のトルク制御装置。
- 前記制御部は、要求トルクと遷移状態での第1モータのトルクに基づいて、遷移状態での第2モータの目標トルクを計算し、遷移状態での第2モータの最大トルクと第2モータの目標トルクを比較して、遷移状態での第2モータのトルクを決定することを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド車両のトルク制御装置。
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