JP2023099926A

JP2023099926A - hybrid vehicle

Info

Publication number: JP2023099926A
Application number: JP2022000164A
Authority: JP
Inventors: 亮平松浦; Ryohei Matsuura
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2023-07-14

Abstract

To restrain excess current without limiting torque of MG excessively in a hybrid vehicle which comprises an engine and an MG (motor generator) connected to the engine.SOLUTION: In a hybrid vehicle which comprises an engine and an MG connected to the engine, a control device executes motor torque limit control which controls so that torque of the MG does not exceed limit torque at a prescribed operation period. The control device calculates actual torque of the MG per operation period and calculates jet torque of the engine and calculates resistance torque of the engine and presumes rotational speed of the MG after the operation period has elapsed by using total amount torque which sums the actual torque of the MG and the jet torque of the engine and the resistance torque of the engine, and calculates a value obtained by dividing a predetermined excess current threshold value by the rotational speed of the MG after the operation period has elapsed as the limit torque of the MG.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、エンジンと、エンジンに連結されるモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に関する。 The present disclosure relates to a hybrid vehicle that includes an engine and a motor generator that is coupled to the engine.

特開２００８－２４７２７３号公報（特許文献１）には、エンジンと、エンジンに連結されるモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両において、エンジンのトルク低下によってモータジェネレータの回転速度が急低下している場合に、モータジェネレータの発電電力を増加して電力収支崩れを軽減することによって、モータジェネレータへの電力供給回路を流れる電流が過電流閾値を上回る現象（以下「過電流」ともいう）が発生することを防止する技術が開示されている。 In Japanese Patent Laying-Open No. 2008-247273 (Patent Document 1), in a hybrid vehicle provided with an engine and a motor generator connected to the engine, when the rotational speed of the motor generator is suddenly reduced due to a decrease in engine torque, , by increasing the power generated by the motor generator to reduce the loss of power balance, a phenomenon occurs in which the current flowing through the power supply circuit to the motor generator exceeds the overcurrent threshold (hereinafter also referred to as "overcurrent"). Techniques for preventing are disclosed.

特開２００８－２４７２７３号公報JP-A-2008-247273

エンジンに連結されるモータジェネレータを備えるハイブリッド車両においては、エンジンの回転に連動してモータジェネレータが回転する。そのため、モータジェネレータが高いトルクを出力している状態においてエンジン回転速度が上昇すると、モータジェネレータの回転速度も上昇してモータジェネレータが高トルクかつ高回転の状態となるため、過電流が一時的に生じるおそれがある。 In a hybrid vehicle provided with a motor generator coupled to an engine, the motor generator rotates in conjunction with rotation of the engine. Therefore, when the engine speed increases while the motor generator is outputting a high torque, the motor generator speed also increases, resulting in a high torque and high speed rotation of the motor generator, resulting in a temporary overcurrent. may occur.

エンジンのトルクには、エンジンに燃料を噴射することによってエンジンが出力する噴射トルクと、エンジンの回転の抵抗となる抵抗トルク（フリクショントルクおよびポンピングトルク）とが含まれる。これらのトルクはエンジンの回転によって脈動するため、噴射トルクおよび抵抗トルクの脈動の大きさ（振幅）によっては、過電流が一時的に生じるおそれがある。エンジントルクの脈動による一時的な過電流を抑制するために、モータジェネレータのトルクを過剰に制限すると、モータジェネレータの性能を有効に活用できなくなってしまうことが懸念される。 The engine torque includes injection torque output by the engine by injecting fuel into the engine, and resistance torque (friction torque and pumping torque) that acts as a resistance to rotation of the engine. Since these torques pulsate as the engine rotates, overcurrent may occur temporarily depending on the pulsation magnitude (amplitude) of the injection torque and the resistance torque. If the torque of the motor generator is excessively limited in order to suppress temporary overcurrent due to pulsation of the engine torque, there is concern that the performance of the motor generator cannot be effectively utilized.

本開示は、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、エンジンと、エンジンに連結されるモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両において、モータジェネレータのトルクを過剰に制限することなく、過電流を抑制することである。 The present disclosure has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to excessively limit the torque of the motor-generator in a hybrid vehicle that includes an engine and a motor-generator coupled to the engine. to suppress overcurrent.

（１）本開示によるハイブリッド車両は、エンジンと、エンジンに連結されるモータジェネレータと、モータジェネレータのトルクが制限トルクを超えないようにモータジェネレータを制御する制限制御を所定の演算周期で実行する制御装置とを備える。制御装置は、制限制御の演算周期毎に、モータジェネレータの実トルクを算出し、エンジンに燃料を噴射することによってエンジンが出力する噴射トルクを算出し、エンジンの回転の抵抗となる抵抗トルクを算出し、実トルクと噴射トルクと抵抗トルクとを合計した合計トルクを用いて所定時間経過後のモータジェネレータの回転速度を推定し、予め定められた過電流閾値を所定時間経過後のモータジェネレータの回転速度で割った値をモータジェネレータの制限トルクとして算出し、モータジェネレータのトルクが制限トルクを超えないようにモータジェネレータのトルクを制御する。 (1) A hybrid vehicle according to the present disclosure includes an engine, a motor-generator coupled to the engine, and a limit control that controls the motor-generator so that the torque of the motor-generator does not exceed the limit torque. and a device. The control device calculates the actual torque of the motor generator for each calculation cycle of the limit control, calculates the injection torque output by the engine by injecting fuel into the engine, and calculates the resistance torque that is resistance to the rotation of the engine. Then, the total torque obtained by summing the actual torque, the injection torque, and the resistance torque is used to estimate the rotation speed of the motor generator after the lapse of a predetermined time, and the rotation speed of the motor generator after the lapse of the predetermined time is estimated based on the predetermined overcurrent threshold. A value obtained by dividing by the speed is calculated as the limit torque of the motor generator, and the torque of the motor generator is controlled so that the torque of the motor generator does not exceed the limit torque.

上記構成によれば、制限制御の演算周期毎に、脈動するエンジンの噴射トルクおよび抵抗トルクが算出され、その結果を用いてモータジェネレータの制限トルクが算出される。これにより、モータジェネレータの制限トルクをエンジントルクの脈動に精度よく追従させることができるため、エンジントルクの脈動を見越してモータジェネレータのトルクを過剰に制限することなく、過電流を抑制することができる。 According to the above configuration, the pulsating injection torque and resistance torque of the engine are calculated for each calculation cycle of the limit control, and the limit torque of the motor generator is calculated using the results. As a result, the limited torque of the motor generator can follow the pulsation of the engine torque with high accuracy, so that overcurrent can be suppressed without excessively limiting the torque of the motor generator in anticipation of the pulsation of the engine torque. .

（２）ある態様においては、所定時間は、演算周期である。制御装置は、制限制御の実行中の第１のタイミングにおいて、モータジェネレータの回転加速度に演算周期を乗算した値を用いて第１のタイミングから演算周期が経過した第２のタイミングのモータジェネレータの回転速度を推定し、過電流閾値を第２のタイミングのモータジェネレータの回転速度で割った値を用いてモータジェネレータの制限トルクを算出する。 (2) In one aspect, the predetermined time is a calculation cycle. At a first timing during execution of the limit control, the control device uses a value obtained by multiplying the rotational acceleration of the motor generator by the calculation period to control the rotation of the motor generator at a second timing after the calculation period has elapsed from the first timing. The speed is estimated, and the limit torque of the motor generator is calculated using a value obtained by dividing the overcurrent threshold by the rotation speed of the motor generator at the second timing.

上記構成によれば、制限制御の実行中の第１のタイミングにおいて、次の演算タイミングである第２のタイミングのモータジェネレータの回転速度が予め推定され、その結果を用いてモータジェネレータの制限トルクが算出される。そのため、制限制御の各演算タイミングにおいて、モータジェネレータのトルクを過剰に制限することなく、過電流を抑制することができる。 According to the above configuration, at the first timing during execution of the limit control, the rotation speed of the motor generator at the second timing, which is the next calculation timing, is pre-estimated, and the result is used to determine the limit torque of the motor generator. Calculated. Therefore, overcurrent can be suppressed without excessively limiting the torque of the motor generator at each calculation timing of the limit control.

（３）ある態様においては、モータジェネレータの電流を検出する電流センサをさらに備える。制御装置は、電流センサの出力に基づいてモータジェネレータのトルクを算出する。 (3) In one aspect, the vehicle further includes a current sensor that detects the current of the motor generator. The control device calculates the torque of the motor generator based on the output of the current sensor.

上記構成によれば、電流センサの出力に基づいてモータジェネレータの実トルクをリアルタイムで算出することができる。 According to the above configuration, the actual torque of the motor generator can be calculated in real time based on the output of the current sensor.

（４）ある態様においては、エンジンの回転速度を検出する回転速度センサをさらに備える。制御装置は、回転速度センサの出力およびエンジンに対する燃料噴射量に基づいて噴射トルクを算出する。 (4) In one aspect, it further comprises a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the engine. The control device calculates injection torque based on the output of the rotation speed sensor and the fuel injection amount for the engine.

上記構成によれば、回転速度センサの出力およびエンジンに対する燃料噴射量に基づいてエンジンの噴射トルクをリアルタイムで算出することができる。 According to the above configuration, the injection torque of the engine can be calculated in real time based on the output of the rotation speed sensor and the fuel injection amount for the engine.

（５）ある態様においては、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサと、大気圧センサとをさらに備える。制御装置は、水温センサの出力および大気圧センサの出力に基づいて抵抗トルクを算出する。 (5) In one aspect, it further includes a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water of the engine, and an atmospheric pressure sensor. The control device calculates the resistance torque based on the output of the water temperature sensor and the output of the atmospheric pressure sensor.

上記構成によれば、水温センサの出力および大気圧センサの出力に基づいて抵抗トルクをリアルタイムで算出することができる。 According to the above configuration, the resistance torque can be calculated in real time based on the output of the water temperature sensor and the output of the atmospheric pressure sensor.

（６）ある態様においては、演算周期は、エンジンへの燃料噴射周期よりも短い値に設定される。 (6) In one aspect, the calculation cycle is set to a value shorter than the fuel injection cycle to the engine.

上記構成によれば、燃料噴射周期内に１回以上の頻度で、モータジェネレータの制限トルクが算出される。そのため、燃料噴射周期内で脈動するエンジントルクに、モータジェネレータの制限トルクをより精度よく追従させることができる。 According to the above configuration, the limit torque of the motor generator is calculated once or more in the fuel injection cycle. Therefore, the limit torque of the motor generator can more accurately follow the engine torque that pulsates within the fuel injection cycle.

本開示によれば、エンジンと、エンジンに連結されるモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両において、モータジェネレータのトルクを過剰に制限することなく、過電流を抑制することができる。 According to the present disclosure, in a hybrid vehicle including an engine and a motor generator coupled to the engine, overcurrent can be suppressed without excessively limiting the torque of the motor generator.

ハイブリッド車両の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle; FIG. エンジンの始動時におけるＭＧ回転速度、ＭＧトルク、およびエンジントルクの変化の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of changes in MG rotation speed, MG torque, and engine torque when the engine is started; 制御装置がモータトルク制限制御を実行する際の処理手順の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a processing procedure when a control device executes motor torque limit control; ＭＧ制限トルクの算出手法を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating an MG limit torque; FIG.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

＜全体構成＞
図１は、本実施の形態によるハイブリッド車両１の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１は、内燃機関であるエンジン１１と、トランスミッション１２と、モータジェネレータ２１と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５１と、エンジンＥＣＵ５２と、モータＥＣＵ５３と、を備える。ハイブリッド車両１は、エンジン１１とモータジェネレータ２１とを駆動源としている。 <Overall composition>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle 1 according to this embodiment. The hybrid vehicle 1 includes an engine 11 that is an internal combustion engine, a transmission 12 , a motor generator 21 , a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 51 , an engine ECU 52 and a motor ECU 53 . The hybrid vehicle 1 uses an engine 11 and a motor generator 21 as drive sources.

エンジン１１のクランク軸１１Ａの一端は、トランスミッション１２等を介して不図示の駆動輪に連結されている。エンジン１１は、複数の気筒１３を有しており、各気筒１３には燃料噴射弁１５が設けられている。エンジン１１は、たとえばディーゼルエンジンであり、各燃料噴射弁１５には、不図示のコモンレールと不図示の燃料配管を介して燃料が供給されている。各燃料噴射弁１５は、エンジンＥＣＵ５２からの制御信号によって駆動され、対応する気筒１３内に燃料を噴射する。 One end of a crankshaft 11A of the engine 11 is connected to drive wheels (not shown) via a transmission 12 or the like. The engine 11 has a plurality of cylinders 13 and each cylinder 13 is provided with a fuel injection valve 15 . The engine 11 is, for example, a diesel engine, and fuel is supplied to each fuel injection valve 15 via a common rail (not shown) and a fuel pipe (not shown). Each fuel injection valve 15 is driven by a control signal from the engine ECU 52 and injects fuel into the corresponding cylinder 13 .

また、クランク軸１１Ａの他端は、第１プーリ１６に連結されている。第１プーリ１６には、伝達ベルト１７が掛け回されている。なお、図示は省略するが、エンジン１１のクランク軸１１Ａは、ベルト、プーリ、ギヤ（スプロケット）、チェーン等を介して、油圧を発生するための油圧ポンプ等にも連結されている。 Also, the other end of the crankshaft 11A is connected to the first pulley 16 . A transmission belt 17 is wound around the first pulley 16 . Although not shown, the crankshaft 11A of the engine 11 is also connected to a hydraulic pump or the like for generating hydraulic pressure via belts, pulleys, gears (sprockets), chains, and the like.

エンジン１１には、クランク角センサ４１および冷却水温センサ４２等が設けられている。クランク角センサ４１は、クランク軸１１Ａの回転角（すなわち、クランク角度）に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１およびエンジンＥＣＵ５２に出力する。車両ＥＣＵ５１およびエンジンＥＣＵ５２は、クランク角センサ４１の出力からクランク角度およびエンジン回転速度を検出する。冷却水温センサ４２は、エンジン１１の不図示のウォータジャケットの出口部に取りつけられて、ウォータジャケットを循環する冷却水の冷却水温に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１に出力する。 The engine 11 is provided with a crank angle sensor 41, a coolant temperature sensor 42, and the like. The crank angle sensor 41 outputs a detection signal to the vehicle ECU 51 and the engine ECU 52 according to the rotation angle (that is, crank angle) of the crankshaft 11A. Vehicle ECU 51 and engine ECU 52 detect the crank angle and the engine speed from the output of crank angle sensor 41 . The cooling water temperature sensor 42 is attached to the outlet of the water jacket (not shown) of the engine 11 and outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature of the cooling water circulating in the water jacket to the vehicle ECU 51 .

また、ハイブリッド車両１には、大気圧センサ４５が設けられている。大気圧センサ４５は、ハイブリッド車両１の周囲の大気圧に応じた検出信号を車両ＥＣＵ５１に出力する。なお、図示は省略するが、ハイブリッド車両１には、運転者によるアクセルペダル操作量を検出するアクセルポジションセンサ、車速を検出する車速センサ等、ハイブリッド車両１の運転に必要となる物理量を検出する種々のセンサが設けられている。 The hybrid vehicle 1 is also provided with an atmospheric pressure sensor 45 . The atmospheric pressure sensor 45 outputs a detection signal corresponding to the atmospheric pressure around the hybrid vehicle 1 to the vehicle ECU 51 . Although not shown, the hybrid vehicle 1 includes various sensors for detecting physical quantities necessary for driving the hybrid vehicle 1, such as an accelerator position sensor for detecting the amount of accelerator pedal operation by the driver, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed, and the like. sensors are provided.

モータジェネレータ２１は、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換したり、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換したりする。モータジェネレータ２１は、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期式の回転電機である。モータジェネレータ２１の回転軸２１Ａの一端は、第２プーリ１８に連結されている。第２プーリ１８には、伝達ベルト１７が掛け回されている。即ち、モータジェネレータ２１は、第２プーリ１８、伝達ベルト１７、および第１プーリ１６を介して、エンジン１１のクランク軸１１Ａに連結されている。モータジェネレータ２１は、スタータモータ１９の代わりに、エンジン１１のクランキングを行う機能も兼ね備えている。 The motor generator 21 converts electrical energy into mechanical energy and mechanical energy into electrical energy. The motor generator 21 is, for example, a three-phase AC synchronous rotating electric machine in which permanent magnets are embedded in a rotor. One end of the rotating shaft 21A of the motor generator 21 is connected to the second pulley 18 . A transmission belt 17 is wound around the second pulley 18 . That is, the motor generator 21 is connected to the crankshaft 11A of the engine 11 via the second pulley 18, the transmission belt 17, and the first pulley 16. As shown in FIG. The motor generator 21 also has a function of cranking the engine 11 instead of the starter motor 19 .

モータジェネレータ２１は、電動モータとして機能する場合には、第２プーリ１８に回転トルクを与え、その回転トルクが伝達ベルト１７および第１プーリ１６を介してエンジン１１のクランク軸１１Ａに入力される。この場合には、モータジェネレータ２１は、エンジン１１の駆動をアシストする。一方、モータジェネレータ２１は、発電機として機能する場合には、エンジン１１のクランク軸１１Ａの回転トルクが、第１プーリ１６、伝達ベルト１７および第２プーリ１８を介して、モータジェネレータ２１の回転軸２１Ａに入力される。その回転軸２１Ａの回転に応じて、モータジェネレータ２１が発電する。 Motor generator 21 , when functioning as an electric motor, gives rotational torque to second pulley 18 , and the rotational torque is input to crankshaft 11 A of engine 11 via transmission belt 17 and first pulley 16 . In this case, the motor generator 21 assists the driving of the engine 11 . On the other hand, when the motor generator 21 functions as a generator, the rotational torque of the crankshaft 11A of the engine 11 is transmitted through the first pulley 16, the transmission belt 17 and the second pulley 18 to the rotation shaft of the motor generator 21. 21A. The motor generator 21 generates power according to the rotation of the rotating shaft 21A.

モータジェネレータ２１には、インバータ２２を介して高圧バッテリ２３が電気的に接続されている。インバータ２２は、いわゆる双方向インバータであり、モータＥＣＵ５３からの制御信号に従って、モータジェネレータ２１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して高圧バッテリ２３に出力したり、高圧バッテリ２３が出力した直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ２１に出力したりする。 A high voltage battery 23 is electrically connected to the motor generator 21 via an inverter 22 . The inverter 22 is a so-called bi-directional inverter, and according to a control signal from the motor ECU 53, converts the AC voltage generated by the motor generator 21 into a DC voltage and outputs it to the high voltage battery 23, or converts the DC voltage output by the high voltage battery 23 into a DC voltage. is converted into an AC voltage and output to the motor generator 21 .

また、モータジェネレータ２１には、モータジェネレータ２１を流れる電流を検出する電流センサ（以下「ＭＧ電流センサ」という）４３が設けられている。たとえばモータジェネレータ２１が三相交流同期式の回転電機である場合、ＭＧ電流センサ４３は、モータジェネレータ２１の各相の電流を検出するように構成される。また、モータジェネレータ２１には、図示しないが、モータジェネレータ２１の回転速度（以下「ＭＧ回転速度Ｎｍ」ともいう）を検出するセンサが設けられている。 Motor generator 21 is also provided with a current sensor (hereinafter referred to as “MG current sensor”) 43 that detects the current flowing through motor generator 21 . For example, if motor generator 21 is a three-phase alternating-current synchronous rotating electric machine, MG current sensor 43 is configured to detect the current of each phase of motor generator 21 . Further, the motor generator 21 is provided with a sensor (not shown) for detecting the rotation speed of the motor generator 21 (hereinafter also referred to as "MG rotation speed Nm").

高圧バッテリ２３は、たとえば４８Ｖのリチウムイオン電池である。なお、高圧バッテリ２３は、リチウムイオン電池に限られず、他の二次電池（たとえば、ニッケル水素電池）を採用してもよいし、全固体二次電池を採用してもよい。 High voltage battery 23 is, for example, a 48V lithium ion battery. The high-voltage battery 23 is not limited to a lithium ion battery, and may employ other secondary batteries (for example, a nickel-metal hydride battery) or may employ an all-solid secondary battery.

高圧バッテリ２３は、モータジェネレータ２１が電動モータとして機能するときには、モータジェネレータ２１に電力を供給する。また、高圧バッテリ２３は、モータジェネレータ２１が発電機として機能するときには、モータジェネレータ２１から電力の供給を受けて充電される。また、高圧バッテリ２３の電流値、電圧値や充電率（ＳＯＣ）等は、バッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）２８により検出され、車両ＥＣＵ５１に出力される。 High voltage battery 23 supplies power to motor generator 21 when motor generator 21 functions as an electric motor. Further, the high-voltage battery 23 is charged by being supplied with electric power from the motor-generator 21 when the motor-generator 21 functions as a power generator. Further, the current value, voltage value, state of charge (SOC), etc. of the high-voltage battery 23 are detected by a battery management system (BMS) 28 and output to the vehicle ECU 51 .

モータジェネレータ２１には、インバータ２２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２５が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、高圧バッテリ２３にも接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、インバータ２２や高圧バッテリ２３から出力される直流電圧を１２Ｖ～１５Ｖに降圧して出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５には、低圧バッテリ２６が接続されている。 A DC/DC converter 25 is connected to the motor generator 21 via an inverter 22 . The DC/DC converter 25 is also connected to the high voltage battery 23 . The DC/DC converter 25 steps down the DC voltage output from the inverter 22 and the high-voltage battery 23 to 12V to 15V and outputs it. A low voltage battery 26 is connected to the DC/DC converter 25 .

低圧バッテリ２６は、高圧バッテリ２３よりも電圧の低い１２Ｖの鉛蓄電池である。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないときや、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が１２Ｖであるときには、１２Ｖの直流電圧を出力する。低圧バッテリ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ）より大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受けて充電される。 The low-voltage battery 26 is a 12V lead-acid battery with a voltage lower than that of the high-voltage battery 23 . The low-voltage battery 26 outputs a DC voltage of 12V when the DC/DC converter 25 is not driven or when the output voltage of the DC/DC converter 25 is 12V. The low-voltage battery 26 is charged with power supplied from the DC/DC converter 25 when the output voltage of the DC/DC converter 25 is higher than the open circuit voltage (OCV) of the low-voltage battery 26 .

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５および低圧バッテリ２６には、各種の補機（車両用電装品）２７が接続されている。補機２７の例としては、たとえば、車両の前照灯、方向指示灯、室内灯などのライト関係や、カーナビゲーション装置やスピーカ等の車内装備が挙げられる。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５が駆動していないときには、低圧バッテリ２６から電力の供給を受ける。補機２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧が低圧バッテリ２６の開回路電圧（ＯＣＶ）よりも大きいときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から電力の供給を受ける。 Various accessories (vehicle electrical components) 27 are connected to the DC/DC converter 25 and the low-voltage battery 26 . Examples of the auxiliary device 27 include, for example, vehicle headlights, direction indicator lights, interior lights, and other vehicle equipment, such as a car navigation system and speakers. Auxiliary device 27 receives power from low-voltage battery 26 when DC/DC converter 25 is not driven. Auxiliary device 27 receives power from DC/DC converter 25 when the output voltage of DC/DC converter 25 is higher than the open circuit voltage (OCV) of low-voltage battery 26 .

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５および低圧バッテリ２６には、補機２７の１つとしてスタータモータ１９が接続されている。スタータモータ１９は、直流電動機であり、スタータモータ１９の出力軸がエンジン１１のクランク軸１１Ａに連結されている。スタータモータ１９は、低圧バッテリ２６やＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力供給を受けて駆動する。 A starter motor 19 as one of the auxiliary machines 27 is connected to the DC/DC converter 25 and the low-voltage battery 26 . The starter motor 19 is a DC motor, and the output shaft of the starter motor 19 is connected to the crankshaft 11A of the engine 11 . The starter motor 19 is driven by power supplied from the low-voltage battery 26 and the DC/DC converter 25 .

車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３の各々は、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートと（いずれも図示せず）を含んで構成される。記憶装置は、作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、保存用ストレージ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ等）とを含む。 Vehicle ECU 51, engine ECU 52, and motor ECU 53 each include a CPU (Central Processing Unit) as an arithmetic device, a storage device, and an input/output port for inputting/outputting various signals (none of which is shown). Configured. The storage device includes RAM (Random Access Memory) as a working memory, and storage for storage (ROM (Read Only Memory), rewritable non-volatile memory such as EEPROM, etc.).

車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３は、入力ポートに接続された各種機器（センサ等）から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された各種機器を制御する。記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３が行う制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。 The vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53 receive signals from various devices (such as sensors) connected to the input ports, and control the various devices connected to the output ports based on the received signals. Various controls are executed by the CPU executing programs stored in the storage device. Controls performed by the vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53 are not limited to software processing, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuits).

車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力要求値（たとえば、燃料噴射量、トルク要求値等）と、モータジェネレータ２１に対する出力要求値（たとえばトルク要求値等）とを算出する。そして、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１に対する出力要求値をエンジンＥＣＵ５２に出力すると共に、モータジェネレータ２１に対する出力要求値をモータＥＣＵ５３に出力する。以下では、モータジェネレータ２１が出力する実トルクを「ＭＧトルクＴｍ」とも称し、モータジェネレータ２１に対するトルク要求値を「ＭＧ要求トルク」とも称する。 Vehicle ECU 51 calculates a required output value for engine 11 (eg, fuel injection amount, torque required value, etc.) and an output required value for motor generator 21 (eg, torque required value, etc.). The vehicle ECU 51 outputs the required output value for the engine 11 to the engine ECU 52 and outputs the required output value for the motor generator 21 to the motor ECU 53 . Hereinafter, the actual torque output by the motor generator 21 is also referred to as "MG torque Tm", and the torque request value for the motor generator 21 is also referred to as "MG request torque".

モータＥＣＵ５３は、車両ＥＣＵ５１から入力されたＭＧ要求トルクに基づいて、インバータ２２を介してモータジェネレータ２１に対する電力の供給を制御する。より具体的には、モータＥＣＵ５３は、ＭＧ要求トルクに基づいてＭＧ指令トルクを設定し、ＭＧトルクＴｍがＭＧ指令トルクとなるようにインバータ２２を制御する。 Motor ECU 53 controls the supply of electric power to motor generator 21 via inverter 22 based on the MG request torque input from vehicle ECU 51 . More specifically, the motor ECU 53 sets the MG command torque based on the MG request torque, and controls the inverter 22 so that the MG torque Tm becomes the MG command torque.

エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から入力された出力要求値に基づいて、エンジン１１の運転制御（燃料噴射制御等）を行う。たとえば、エンジンＥＣＵ５２は、車両ＥＣＵ５１から燃料噴射量の制御信号が入力されると、入力された燃料噴射量の燃料を気筒１３内に噴射するように燃料噴射弁１５を制御する。即ち、車両ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５２を介して、エンジン１１の燃料噴射弁１５からの１噴射当たりの燃料噴射量を制御している。以下では、エンジン１１に燃料を噴射することによってエンジン１１が出力するトルクを「噴射トルクＴｆ」とも称する。 The engine ECU 52 performs operation control (such as fuel injection control) of the engine 11 based on the required output value input from the vehicle ECU 51 . For example, when the engine ECU 52 receives a fuel injection amount control signal from the vehicle ECU 51 , the engine ECU 52 controls the fuel injection valve 15 so as to inject the input fuel injection amount into the cylinder 13 . That is, the vehicle ECU 51 controls the fuel injection amount per injection from the fuel injection valve 15 of the engine 11 via the engine ECU 52 . Hereinafter, the torque output by the engine 11 by injecting fuel to the engine 11 is also referred to as "injection torque Tf".

また、車両ＥＣＵ５１は、エンジン１１が停止している状態において、エンジン１１の始動要求があった場合には、スタータモータ１９またはモータジェネレータ２１でエンジン１１をクランキングすることによってエンジン１１を始動する。具体的には、車両ＥＣＵ５１は、スタータモータ１９またはモータジェネレータ２１でエンジン１１をクランキングし、クランキングによってエンジン回転速度が予め定められた始動回転速度に達すると燃料噴射弁１５から燃料を噴射してエンジン１１を始動させる。 Further, the vehicle ECU 51 starts the engine 11 by cranking the engine 11 with the starter motor 19 or the motor generator 21 when there is a request to start the engine 11 while the engine 11 is stopped. Specifically, the vehicle ECU 51 cranks the engine 11 with the starter motor 19 or the motor generator 21, and injects fuel from the fuel injection valve 15 when the engine rotation speed reaches a predetermined starting rotation speed by cranking. to start the engine 11.

本実施の形態による車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３は、本開示の「制御装置」の一例である。本実施の形態においては制御装置が車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３の３つに分割されているが、制御装置は必ずしも３つに分割されていることに限定されない。すなわち、制御装置は、４つ以上に分割されていてもよいし、分割されずに１つであってもよい。以下では、車両ＥＣＵ５１、エンジンＥＣＵ５２およびモータＥＣＵ５３を区別することなく「制御装置５０」とも称する。 The vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53 according to the present embodiment are examples of the "control device" of the present disclosure. In the present embodiment, the control device is divided into the vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53, but the control device is not necessarily limited to being divided into three. That is, the control device may be divided into four or more, or may be one without being divided. Hereinafter, the vehicle ECU 51, the engine ECU 52, and the motor ECU 53 are also referred to as the "control device 50" without distinction.

＜モータトルク制限制御（過電流の抑制）＞
ハイブリッド車両１においては、上述のようにモータジェネレータ２１の回転軸２１Ａが伝達ベルト１７を介してエンジン１１のクランク軸１１Ａに連結されているため、モータジェネレータ２１はエンジン１１と一体的に回転する。そのため、モータジェネレータ２１が高いトルクを出力している状態においてエンジン回転速度が上昇すると、ＭＧ回転速度Ｎｍも上昇してモータジェネレータ２１が高トルクかつ高回転の状態となるため、モータジェネレータ２１への電力供給回路（以下「高電圧系」ともいう）を流れる電流が一時的に過電流閾値を上回る「過電流」が生じるおそれがある。特に、モータジェネレータ２１の作動中にエンジン１１を始動する際には、噴射トルクＴｆの急上昇によって過電流が発生し易くなる。 <Motor torque limit control (suppression of overcurrent)>
In the hybrid vehicle 1, the rotation shaft 21A of the motor generator 21 is connected to the crankshaft 11A of the engine 11 via the transmission belt 17 as described above, so the motor generator 21 rotates integrally with the engine 11. Therefore, when the engine rotation speed increases while the motor generator 21 is outputting a high torque, the MG rotation speed Nm also increases and the motor generator 21 is in a state of high torque and high rotation. An "overcurrent" in which the current flowing through the power supply circuit (hereinafter also referred to as "high voltage system") temporarily exceeds the overcurrent threshold may occur. In particular, when the engine 11 is started while the motor generator 21 is operating, an overcurrent is likely to occur due to a rapid increase in the injection torque Tf.

図２は、エンジン１１の始動時におけるＭＧ回転速度Ｎｍ、ＭＧトルクＴｍ、およびエンジン１１のトルクの変化の一例を示す図である。なお、エンジン１１のトルクには、エンジン回転速度の上昇に寄与する噴射トルクＴｆだけではなく、エンジン１１のフリクショントルクやポンピングトルクなどの、エンジン１１の回転抵抗となるトルク（以下「抵抗トルクＴｒ」ともいう）も含まれる。図２には、上側のグラフにＭＧ回転速度Ｎｍの変化が示され、下側のグラフにＭＧトルクＴｍ、エンジン１１のトルク（噴射トルクＴｆおよび抵抗トルクＴｒ）の変化が示される。 FIG. 2 is a diagram showing an example of changes in the MG rotation speed Nm, the MG torque Tm, and the torque of the engine 11 when the engine 11 is started. Note that the torque of the engine 11 includes not only the injection torque Tf that contributes to an increase in the engine rotation speed, but also the torque (hereinafter referred to as "resistance torque Tr") that acts as a rotational resistance to the engine 11, such as friction torque and pumping torque of the engine 11. ) is also included. In FIG. 2, the upper graph shows changes in the MG rotation speed Nm, and the lower graph shows changes in the MG torque Tm and the torque of the engine 11 (injection torque Tf and resistance torque Tr).

図２の下側のグラフに示される「合計トルク」は、ＭＧトルクＴｍと噴射トルクＴｆと抵抗トルクＴｒとを合計したトルクである。合計トルクが大きいほど、エンジン回転速度およびＭＧ回転速度Ｎｍは大きい値となる。 The "total torque" shown in the lower graph of FIG. 2 is the total torque of the MG torque Tm, the injection torque Tf, and the resistance torque Tr. The larger the total torque, the larger the values of the engine rotation speed and the MG rotation speed Nm.

エンジン１１の始動時においては、その直前まで生じていなかった噴射トルクＴｆが発生するため、合計トルクが急増して高い値となる。この影響でＭＧ回転速度Ｎｍが大きくなることで過電流が生じるおそれがある。 When the engine 11 is started, the injection torque Tf, which was not generated immediately before, is generated, so the total torque increases rapidly and becomes a high value. Due to this effect, the MG rotation speed Nm increases, which may cause an overcurrent.

ここで、エンジン１１の噴射トルクＴｆおよび抵抗トルクＴｒは、燃料の噴射一周期内で脈動するため、噴射トルクＴｆおよび抵抗トルクＴｒの脈動の大きさ（振幅）によっては、高電圧系を流れる電流が一時的に過電流閾値を上回って過電流が生じるおそれがある。この過電流を抑制するために、ＭＧ指令トルクをＭＧ要求トルクよりも過剰に小さい値に設定すると、ＭＧトルクＴｍが過剰に制限され、エンジン１１の始動性が低下してしまうことが懸念される。なお、このような問題は、エンジン１１の始動時に限らず、エンジン１１の作動中にも生じ得る。 Here, since the injection torque Tf and the resistance torque Tr of the engine 11 pulsate within one cycle of fuel injection, depending on the magnitude (amplitude) of the pulsation of the injection torque Tf and the resistance torque Tr, the current flowing through the high-voltage system may temporarily exceed the overcurrent threshold and cause an overcurrent. If the MG command torque is set to a value excessively smaller than the MG required torque in order to suppress this overcurrent, there is concern that the MG torque Tm will be excessively limited and the startability of the engine 11 will deteriorate. . Note that such a problem may occur not only when the engine 11 is started, but also while the engine 11 is operating.

以上の問題を解消すべく、本実施の形態による制御装置５０は、ＭＧ要求トルクとは別に、過電流を抑制するためのモータジェネレータ２１の上限トルク（以下「ＭＧ制限トルク」ともいう）を、エンジントルクの脈動（噴射トルクＴｆおよび抵抗トルクＴｒの過渡的な変化）に追従するように算出し、ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルクを超えないように制限する処理（以下「モータトルク制限制御」ともいう）を演算周期Δｔで周期的に実行する。 In order to solve the above problem, the control device 50 according to the present embodiment sets the upper limit torque of the motor generator 21 for suppressing overcurrent (hereinafter also referred to as "MG limit torque") separately from the MG request torque. Processing to limit the MG request torque so that it does not exceed the MG limit torque (hereinafter also referred to as "motor torque limit control") ) is periodically executed at a calculation period Δt.

この際、ＭＧ制限トルクがエンジントルクの脈動に精度よく追従するように、モータトルク制限制御の演算周期Δｔを、燃料噴射周期よりも短い値（たとえば燃料噴射周期の４分の１未満の値）に設定することが望ましい。なお、燃料噴射周期（４サイクルエンジンである場合にはクランク軸が半回転する時間）はエンジン回転速度によって変化することに鑑み、演算周期Δｔを燃料噴射周期に応じてリアルタイムで変動させてもよいし、想定される燃料噴射周期の最小値よりも短い値（たとえば数十マイクロ秒程度）に固定するようにしてもよい。 At this time, the calculation cycle Δt of the motor torque limit control is set to a value shorter than the fuel injection cycle (for example, a value less than 1/4 of the fuel injection cycle) so that the MG limit torque accurately follows the pulsation of the engine torque. should be set to In view of the fact that the fuel injection cycle (the time required for a half rotation of the crankshaft in the case of a four-cycle engine) varies depending on the engine speed, the calculation cycle Δt may be varied in real time according to the fuel injection cycle. However, it may be fixed to a value shorter than the assumed minimum value of the fuel injection cycle (for example, about several tens of microseconds).

図３は、制御装置５０がモータトルク制限制御を実行する際の処理手順の一例を示すフローチャートである。モータトルク制限制御は、上述の演算周期Δｔで周期的に実行される。なお、演算周期Δｔは、エンジン１１の燃料噴射周期よりも短い値（たとえば燃料噴射周期の４分の１未満の値）に設定される。演算周期Δｔは上述のように変動値であっても固定値であってもよいが、図３においては演算周期Δｔが固定値（たとえば数十マイクロ秒程度）である場合を想定している。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure when the control device 50 executes motor torque limit control. Motor torque limit control is periodically executed at the above-described calculation period Δt. Note that the calculation cycle Δt is set to a value shorter than the fuel injection cycle of the engine 11 (for example, a value less than 1/4 of the fuel injection cycle). The calculation period Δt may be a variable value or a fixed value as described above, but in FIG. 3, it is assumed that the calculation period Δt is a fixed value (for example, about several tens of microseconds).

まず、制御装置５０は、ＭＧ電流センサ４３の出力に基づいて、ＭＧトルクＴｍを算出する（ステップＳ１１）。たとえば、ＭＧ電流センサ４３の出力とＭＧトルクＴｍとの対応関係を規定するマップが制御装置５０の保存用ストレージに予め記憶されている。制御装置５０は、このマップを参照して、ＭＧ電流センサ４３の出力に対応するＭＧトルクＴｍを算出する。 First, control device 50 calculates MG torque Tm based on the output of MG current sensor 43 (step S11). For example, a map that defines the correspondence between the output of MG current sensor 43 and MG torque Tm is pre-stored in the storage of control device 50 . Control device 50 refers to this map to calculate MG torque Tm corresponding to the output of MG current sensor 43 .

次いで、制御装置５０は、エンジン１１の噴射トルクＴｆを算出する（ステップＳ１２）。たとえば、制御装置５０は、時刻ｔの噴射トルクＴｆを下記の式（１）を用いて算出する。 Next, control device 50 calculates injection torque Tf of engine 11 (step S12). For example, control device 50 calculates injection torque Tf at time t using the following equation (1).

Ｔｆ＝Ａ０＋Ａ１・ｓｉｎ（ωｔ＋φ１）＋Ａ２・ｓｉｎ（２ωｔ＋φ２）…（１）
式（１）の「Ａ０」、「Ａ１」、「Ａ２」、「ω」、「φ１」、「φ２」の各々は、燃料噴射量とエンジン回転速度とをパラメータとして決定することができる。たとえば、「Ａ０」、「Ａ１」、「Ａ２」、「ω」、「φ１」、「φ２」の各々と燃料噴射量とエンジン回転速度との対応関係を規定するマップが制御装置５０の保存用ストレージに予め記憶される。制御装置５０は、このマップを参照して、燃料噴射量とエンジン回転速度とに対応する「Ａ０」、「Ａ１」、「Ａ２」、「ω」、「φ１」、「φ２」を算出し、算出した値を上記の式（１）に代入することによって噴射トルクＴｆを算出する。これにより、噴射トルクＴｆを、実際の噴射トルクの脈動に追従させて精度よく算出することができる。 Tf=A0+A1·sin(ωt+φ1)+A2·sin(2ωt+φ2) (1)
Each of "A0", "A1", "A2", "ω", "φ1", and "φ2" in Equation (1) can be determined using the fuel injection amount and the engine speed as parameters. For example, a map that defines the correspondence between each of "A0", "A1", "A2", "ω", "φ1", and "φ2" and the fuel injection amount and the engine rotation speed is stored in the control device 50. Stored in advance in the storage. The control device 50 refers to this map to calculate "A0", "A1", "A2", "ω", "φ1", and "φ2" corresponding to the fuel injection amount and the engine rotation speed, The injection torque Tf is calculated by substituting the calculated value into the above equation (1). As a result, the injection torque Tf can be accurately calculated by following the pulsation of the actual injection torque.

次いで、制御装置５０は、エンジン１１の抵抗トルクＴｒを算出する（ステップＳ１３）。たとえば、制御装置５０は、時刻ｔの抵抗トルクＴｒを下記の式（２）を用いて算出する。 Next, the control device 50 calculates the resistance torque Tr of the engine 11 (step S13). For example, control device 50 calculates resistance torque Tr at time t using the following equation (2).

Ｔｒ＝Ｂ０＋Ｂ１・ｓｉｎ（ωｔ＋φ１’） …（２）
式（２）の「Ｂ０」、「Ｂ１」、「φ１’」の各々は、エンジン水温と外気圧とをパラメータとして決定することができる。たとえば、「Ｂ０」、「Ｂ１」、「φ１’」の各々とエンジン水温と外気圧との対応関係を規定するマップが制御装置５０の保存用ストレージに予め記憶されている。制御装置５０は、このマップを参照して、エンジン水温と外気圧とに対応する「Ｂ０」、「Ｂ１」、「φ１’」を算出し、算出した値を上記の式（２）に代入することによって抵抗トルクＴｒを算出する。これにより、抵抗トルクＴｒを、実際の抵抗トルクの脈動に追従させて精度よく算出することができる。なお、式（２）で算出される抵抗トルクＴｒは、エンジン１１の回転抵抗となるトルクの大きさ（絶対値）を表わす正の値である。 Tr=B0+B1·sin(ωt+φ1′) (2)
Each of "B0", "B1", and "φ1'" in equation (2) can be determined using the engine water temperature and the outside air pressure as parameters. For example, a map that defines the correspondence between each of “B0”, “B1” and “φ1′” and the engine coolant temperature and the outside air pressure is stored in advance in the storage of control device 50 . The control device 50 refers to this map to calculate "B0", "B1", and "φ1'" corresponding to the engine water temperature and the outside air pressure, and substitutes the calculated values into the above equation (2). Thus, the resistance torque Tr is calculated. As a result, the resistance torque Tr can be accurately calculated by following the pulsation of the actual resistance torque. Note that the resistance torque Tr calculated by the equation (2) is a positive value representing the magnitude (absolute value) of the torque that becomes the rotation resistance of the engine 11 .

次いで、制御装置５０は、ＭＧトルクＴｍと噴射トルクＴｆと抵抗トルクＴｒとを合計した値を合計トルクとして算出する（ステップＳ１４）。具体的には、制御装置５０は、下記の式（３）を用いて合計トルクを算出する。 Next, the control device 50 calculates the sum of the MG torque Tm, the injection torque Tf and the resistance torque Tr as the total torque (step S14). Specifically, the control device 50 calculates the total torque using the following formula (3).

合計トルク＝Ｔｍ＋Ｔｆ－Ｔｒ …（３）
次いで、制御装置５０は、ステップＳ１４で算出した合計トルクを用いて、モータジェネレータ２１の回転加速度（以下「ＭＧ回転加速度ΔＮｍ」ともいう）を推定する（ステップＳ１５）。たとえば、制御装置５０は、合計トルクをモータジェネレータ２１の重量（慣性モーメント）で割った値をＭＧ回転加速度ΔＮｍとして算出する。なお、ＭＧ回転加速度ΔＮｍは、単位時間あたりのＭＧ回転速度Ｎｍの変化量である。 Total torque = Tm + Tf - Tr (3)
Next, control device 50 uses the total torque calculated in step S14 to estimate the rotational acceleration of motor generator 21 (hereinafter also referred to as "MG rotational acceleration ΔNm") (step S15). For example, control device 50 calculates a value obtained by dividing the total torque by the weight (inertia moment) of motor generator 21 as MG rotational acceleration ΔNm. Note that the MG rotational acceleration ΔNm is the amount of change in the MG rotational speed Nm per unit time.

次いで、制御装置５０は、ステップＳ１５で算出したＭＧ回転加速度ΔＮｍに演算周期Δｔを乗算した値を用いて、演算周期Δｔ経過後のＭＧ回転速度Ｎｍ_ｉ＋１を推定する（ステップＳ１６）。具体的には、制御装置５０は、下記の式（４）を用いて演算周期Δｔ経過後のＭＧ回転速度Ｎｍ_ｉ＋１を算出する。 Next, the control device 50 uses a value obtained by multiplying the MG rotation acceleration ΔNm calculated in step S15 by the calculation period Δt to estimate the MG rotation speed Nm _i+1 after the calculation period Δt has elapsed (step S16). Specifically, the control device 50 calculates the MG rotational speed Nm _i+1 after the calculation period Δt has elapsed using the following equation (4).

Ｎｍ_ｉ＋１＝Ｎｍ_ｉ＋Δｔ・ΔＮｍ …（４）
式（４）において、「Ｎｍ_ｉ」は今回の演算時刻ｔ_ｉのＭＧ回転速度であり、「Δｔ・ΔＮｍ」は、ＭＧ回転加速度ΔＮｍに演算周期Δｔを乗算した値である。 Nmi ₊₁ = _Nmi +Δt·ΔNm (4)
In equation (4), "Nm _i " is the MG rotation speed at the current calculation time t _i , and "Δt·ΔNm" is a value obtained by multiplying the MG rotation acceleration ΔNm by the calculation period Δt.

次いで、制御装置５０は、予め定められた過電流閾値を演算周期Δｔ経過後のＭＧ回転加速度ΔＮｍ_ｉ＋１で割った値を、ＭＧ制限トルクとして算出する（ステップＳ１７）。 Next, the control device 50 calculates a value obtained by dividing a predetermined overcurrent threshold value by the MG rotational acceleration ΔNmi ₊₁ after the lapse of the calculation period Δt as the MG limit torque (step S17).

次いで、制御装置５０は、アクセルペダル操作量および車速等によるＭＧ回転速度に基づいて、ＭＧ要求トルクを算出する（ステップＳ２０）。 Next, the control device 50 calculates the MG required torque based on the MG rotation speed based on the accelerator pedal operation amount and the vehicle speed (step S20).

次いで、制御装置５０は、ステップＳ２０で算出したＭＧ要求トルクが、ステップＳ１７で算出したＭＧ制限トルク以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。 Next, the control device 50 determines whether or not the MG required torque calculated in step S20 is equal to or less than the MG limit torque calculated in step S17 (step S30).

ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルク以下である場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置５０は、ＭＧ指令トルクをＭＧ要求トルクに設定する（ステップＳ４０）。これにより、ＭＧトルクＴｍがＭＧ要求トルクとなるように制御される。 If the MG requested torque is equal to or less than the MG limit torque (YES in step S30), control device 50 sets the MG command torque to the MG requested torque (step S40). As a result, the MG torque Tm is controlled to match the MG requested torque.

一方、ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルクを超えている場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、制御装置５０は、ＭＧ指令トルクをＭＧ制限トルクに設定する（ステップＳ５０）。これにより、ＭＧトルクＴｍがＭＧ要求トルクよりも低いＭＧ制限トルクに制限される。 On the other hand, if the MG required torque exceeds the MG limit torque (NO in step S30), control device 50 sets the MG command torque to the MG limit torque (step S50). As a result, the MG torque Tm is limited to the MG limit torque that is lower than the MG request torque.

図４は、上述のモータトルク制限制御によるＭＧ制限トルクの算出手法を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating the MG limit torque by the motor torque limit control described above.

演算時刻ｔ_ｉにおいて、合計トルク（ＭＧトルクＴｍ、噴射トルクＴｆ、抵抗トルクＴｒを合計したトルク）からＭＧ回転加速度ΔＮｍが算出される。ＭＧ回転加速度ΔＮｍに演算周期Δｔを乗算した値を演算時刻ｔ_ｉのＭＧ回転速度Ｎｍ_ｉに加えた値が、演算周期Δｔ経過後（次の演算時刻ｔ_ｉ＋１）のＭＧ回転速度Ｎｍ_ｉ＋１として算出される。 At calculation time t _i , the MG rotational acceleration ΔNm is calculated from the total torque (total torque of MG torque Tm, injection torque Tf, and resistance torque Tr). The value obtained by multiplying the MG rotation acceleration ΔNm by the calculation cycle Δt and adding the value to the MG rotation speed _{Nm i} _at the calculation time t i is calculated as the MG rotation speed Nm i ₊₁ after the calculation cycle Δt has elapsed (the next calculation time t _i+1 ). be done.

そして、過電流はモータジェネレータ２１のトルクと回転速度との積で判定できることから、予め定められた過電流閾値を演算周期Δｔ経過後のＭＧ回転速度Ｎｍ_ｉ＋１で割った値がＭＧ制限トルクとして算出される。 Since the overcurrent can be determined by the product of the torque and the rotation speed of the motor generator 21, the MG limit torque is calculated by dividing the predetermined overcurrent threshold value by the MG rotation speed Nmi ₊₁ after the calculation period Δt has elapsed. be done.

ＭＧトルクＴｍがＭＧ制限トルクを超える場合には高電圧系を流れる電流が過電流閾値を上回って過電流が生じるため、ＭＧ指令トルクがＭＧ制限トルクを超えないように制限される。図４に示す例では、ＭＧ要求トルクがＭＧ制限トルクを上回っているため、ＭＧ指令トルクは、ＭＧ要求トルクではなく、ＭＧ制限トルクに設定される。これにより、ＭＧトルクＴｍがＭＧ制限トルクを超えないように制限される。 When the MG torque Tm exceeds the MG limit torque, the current flowing through the high-voltage system exceeds the overcurrent threshold value and an overcurrent occurs. Therefore, the MG command torque is limited so as not to exceed the MG limit torque. In the example shown in FIG. 4, the MG request torque exceeds the MG limit torque, so the MG command torque is set to the MG limit torque instead of the MG request torque. This limits the MG torque Tm so as not to exceed the MG limit torque.

このようなモータトルク制限制御が、燃料噴射周期よりも短い演算周期Δｔで繰り返されるため、ＭＧ制限トルクがエンジントルクの脈動に精度よく追従する。その結果、ＭＧトルクＴｍを過剰に制限することなく、過電流を抑制することができる。 Since such motor torque limit control is repeated at a calculation cycle Δt shorter than the fuel injection cycle, the MG limit torque accurately follows the pulsation of the engine torque. As a result, overcurrent can be suppressed without excessively limiting the MG torque Tm.

以上のように、本実施の形態による制御装置５０は、脈動する噴射トルクＴｆおよび抵抗トルクＴｒを演算周期Δｔ毎に算出し、その結果を用いてＭＧ制限トルクを算出する。これにより、ＭＧ制限トルクをエンジントルクの脈動に精度よく追従させることができるため、エンジントルクの脈動を見越してＭＧトルクＴｍを過剰に制限することなく、過電流を抑制することができる。 As described above, control device 50 according to the present embodiment calculates pulsating injection torque Tf and resistance torque Tr for each calculation period Δt, and uses the results to calculate the MG limit torque. As a result, the MG limit torque can follow the pulsation of the engine torque with high accuracy, so that overcurrent can be suppressed without excessively limiting the MG torque Tm in anticipation of the pulsation of the engine torque.

特に、本実施の形態においては、モータトルク制限制御の演算周期Δｔが、燃料噴射周期よりも短い値に設定されている。そのため、ＭＧ制限トルクを、燃料の噴射一周期内で脈動するエンジントルクにより精度よく追従させることができる。 In particular, in the present embodiment, the calculation cycle Δt of motor torque limit control is set to a value shorter than the fuel injection cycle. Therefore, the MG limit torque can be accurately followed by the engine torque that pulsates within one fuel injection cycle.

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。本開示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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.

１ハイブリッド車両、１１エンジン、１１Ａクランク軸、１２トランスミッション、１３気筒、１５燃料噴射弁、１６第１プーリ、１７伝達ベルト、１８第２プーリ、１９スタータモータ、２１モータジェネレータ、２１Ａ回転軸、２２インバータ、２３高圧バッテリ、２５コンバータ、２６低圧バッテリ、２７補機、４１クランク角センサ、４２冷却水温センサ、４３電流センサ、４５大気圧センサ、５１車両ＥＣＵ、５２エンジンＥＣＵ、５３モータＥＣＵ。 1 hybrid vehicle, 11 engine, 11A crankshaft, 12 transmission, 13 cylinder, 15 fuel injection valve, 16 first pulley, 17 transmission belt, 18 second pulley, 19 starter motor, 21 motor generator, 21A rotating shaft, 22 inverter , 23 high-voltage battery, 25 converter, 26 low-voltage battery, 27 accessory, 41 crank angle sensor, 42 coolant temperature sensor, 43 current sensor, 45 atmospheric pressure sensor, 51 vehicle ECU, 52 engine ECU, 53 motor ECU.

Claims

エンジンと、
前記エンジンに連結されるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータのトルクが制限トルクを超えないように前記モータジェネレータを制御する制限制御を所定の演算周期で実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記制限制御の前記演算周期毎に、
前記モータジェネレータの実トルクを算出し、
前記エンジンに燃料を噴射することによって前記エンジンが出力する噴射トルクを算出し、
前記エンジンの回転の抵抗となる抵抗トルクを算出し、
前記実トルクと前記噴射トルクと前記抵抗トルクとを合計した合計トルクを用いて所定時間経過後の前記モータジェネレータの回転速度を推定し、
予め定められた過電流閾値を前記所定時間経過後の前記モータジェネレータの回転速度で割った値を前記モータジェネレータの制限トルクとして算出し、
前記モータジェネレータのトルクが前記制限トルクを超えないように前記モータジェネレータのトルクを制御する、ハイブリッド車両。 engine and
a motor generator coupled to the engine;
a control device that executes limit control for controlling the motor generator so that the torque of the motor generator does not exceed a limit torque at a predetermined calculation cycle;
The control device, for each calculation cycle of the limit control,
calculating the actual torque of the motor generator;
calculating an injection torque output by the engine by injecting fuel into the engine;
Calculating a resistance torque that is a resistance to the rotation of the engine,
estimating the rotation speed of the motor generator after a predetermined time has passed using a total torque obtained by summing the actual torque, the injection torque, and the resistance torque;
calculating a value obtained by dividing a predetermined overcurrent threshold value by the rotation speed of the motor generator after the predetermined time has elapsed as the limit torque of the motor generator;
A hybrid vehicle that controls the torque of the motor generator so that the torque of the motor generator does not exceed the limit torque.

前記所定時間は、前記演算周期であり、
前記制御装置は、前記制限制御の実行中の第１のタイミングにおいて、
前記モータジェネレータの回転加速度に前記演算周期を乗算した値を用いて前記第１のタイミングから前記演算周期が経過した第２のタイミングの前記モータジェネレータの回転速度を推定し、
前記過電流閾値を前記第２のタイミングの前記モータジェネレータの回転速度で割った値を用いて前記モータジェネレータの制限トルクを算出する、請求項１に記載のハイブリッド車両。 The predetermined time is the calculation cycle,
The control device, at a first timing during execution of the limit control,
estimating the rotation speed of the motor generator at a second timing when the calculation period has elapsed from the first timing by using a value obtained by multiplying the rotational acceleration of the motor generator by the calculation period;
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the limit torque of the motor generator is calculated using a value obtained by dividing the overcurrent threshold value by the rotation speed of the motor generator at the second timing.

前記モータジェネレータの電流を検出する電流センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記電流センサの出力に基づいて前記モータジェネレータのトルクを算出する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。 further comprising a current sensor that detects the current of the motor generator,
3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein said control device calculates the torque of said motor generator based on the output of said current sensor.

前記エンジンの回転速度を検出する回転速度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記回転速度センサの出力および前記エンジンに対する燃料噴射量に基づいて前記噴射トルクを算出する、請求項１～３のいずれかに記載のハイブリッド車両。 Further comprising a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the engine,
4. The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein said control device calculates said injection torque based on an output of said rotation speed sensor and an amount of fuel injected into said engine.

前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサと、
大気圧センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記水温センサの出力および前記大気圧センサの出力に基づいて前記抵抗トルクを算出する、請求項１～４のいずれかに記載のハイブリッド車両。 a water temperature sensor that detects the temperature of cooling water of the engine;
further comprising an atmospheric pressure sensor,
5. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein said control device calculates said resistance torque based on the output of said water temperature sensor and the output of said atmospheric pressure sensor.

前記演算周期は、前記エンジンへの燃料噴射周期よりも短い値に設定される、請求項１～５のいずれかに記載のハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein said calculation cycle is set to a value shorter than a fuel injection cycle to said engine.