JP3097734B2 - Drive control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用動力源制御
装置にかかわり、特に内燃機関およびモータが互いに回
転力を作用するとともに、自動車の車輪を駆動するため
の動力源として搭載されているハイブリッド形式の自動
車の駆動制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power source control device for a vehicle, and more particularly to a hybrid in which an internal combustion engine and a motor act on each other to rotate, and are mounted as a power source for driving wheels of an automobile. The present invention relates to a vehicle drive control device of the type described above.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関(以下エンジンと記述)
とモータを搭載し、両者を共にまたは選択的に駆動させ
て自動車の動力源とするハイブリッド車が種々提案され
ている(例えば、特開平7−135701号公報)。こ
の公報におけるシステムにおいては、エンジンと、第1
のモータと、2軸を有する第2のモータと、第1の差動
歯車と、第2の差動歯車と、駆動タイヤで構成されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine)
Various types of hybrid vehicles have been proposed which are equipped with a motor and a motor, and are driven together or selectively to be used as a power source of the vehicle (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-135701). In the system in this publication, an engine and a first
, A second motor having two axes, a first differential gear, a second differential gear, and driving tires.
【0003】エンジン及び第1のモータのトルクが、第
1の差動歯車を通して第2のモータに印加される。以下
では、このエンジンと第1のモータと作動歯車の組合せ
をハイブリッド機関と呼ぶ。第2のモータは、モータ軸
が双方向に突き出している構造が特徴であり、第2の差
動歯車によりトルクを左右の車輪に分配し、車両を駆動
している。このハイブリッドシステムでは、車両の駆動
力は、ハイブリッド機関と第2のモータにより、得られ
る構造となっている。[0003] The torque of the engine and the first motor is applied to the second motor through a first differential gear. Hereinafter, this combination of the engine, the first motor, and the operating gear is referred to as a hybrid engine. The second motor is characterized in that the motor shaft protrudes in both directions, and the second differential gear distributes torque to the left and right wheels to drive the vehicle. In this hybrid system, the driving force of the vehicle is obtained by the hybrid engine and the second motor.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の駆動
制御装置では、ハイブリッド機関と第2のモータのトル
クが相互に作用するため、以下の不都合が生じる。この
駆動制御装置において、運転者はアクセルペダルにより
車両への出力トルクを要求するが、このトルク要求値に
従い第2のモータトルクを制御すると、ハイブリッド機
関から第2のモータへ印加されるトルクが第2のモータ
の出力トルクに付加され、車両には指令値以上のトルク
が印加されてしまう。また、要求トルクをハイブリッド
機関と第2のモータに分配する場合には、ハイブリッド
機関の機械的なトルク変化が第2のモータの電気的なト
ルク変化に対し緩慢なため、所望の車両出力トルク応答
が得られない問題が生じる。However, in the above-described drive control device, the following inconvenience occurs because the torque of the hybrid engine and the torque of the second motor interact with each other. In this drive control device, the driver requests the output torque to the vehicle using the accelerator pedal. When the second motor torque is controlled in accordance with the torque request value, the torque applied from the hybrid engine to the second motor is reduced. 2 is added to the output torque of the second motor, and a torque greater than the command value is applied to the vehicle. Further, when the required torque is distributed to the hybrid engine and the second motor, a change in mechanical torque of the hybrid engine is slower than a change in electric torque of the second motor. The problem that cannot be obtained arises.
【0005】また、従来用いられる回転数フィードバッ
ク制御では、外乱となるトルクは主に摩擦などであり、
この摩擦トルクは制御対象の第2のモータ発生トルクに
比べて小さく、この外乱トルクはフィードバック制御す
る上で実用上問題が生じない。しかし、本駆動制御装置
では、ハイブリッド機関から第2のモータに印加される
トルクの大きさは、車両を駆動する大きさを有してい
る。この値は制御対象の第2のモータトルクと同レベル
の大きさなので、回転数制御系に対して等価的に大きな
外乱トルクが印加される状態となってしまう。このよう
に大きな外乱トルクが存在する場合、第2のモータの回
転数制御の追従性を向上させようとして、コントローラ
のフィードバック制御ゲインを上げると外乱トルクの影
響で制御系が不安定となり、逆に、制御系を安定にする
ためゲインを下げると回転数指令値と実際の値の誤差が
大きくなり制御性が悪化する問題が生じてしまう。[0005] Further, in the rotational speed feedback control conventionally used, the torque which becomes a disturbance is mainly friction and the like.
This friction torque is smaller than the torque generated by the second motor to be controlled, and this disturbance torque does not pose any practical problem in performing feedback control. However, in the present drive control device, the magnitude of the torque applied from the hybrid engine to the second motor has a magnitude that drives the vehicle. Since this value is the same level as the second motor torque to be controlled, a state in which a large disturbance torque is equivalently applied to the rotation speed control system will result. When such a large disturbance torque is present, if the feedback control gain of the controller is increased to improve the followability of the rotation speed control of the second motor, the control system becomes unstable due to the influence of the disturbance torque. However, if the gain is reduced in order to stabilize the control system, the error between the rotational speed command value and the actual value increases, causing a problem that controllability deteriorates.
【0006】以上のように、上述の車両駆動装置では、
ハイブリッド機関から第2のモータへのトルク印加量が
大きいため、第2のモータの制御性が悪くなる現象が生
じる。そこで、本発明においては、ハイブリッド機関と
第2のモータを有するハイブリッドシステムにおいて、
個々の制御性を向上させるために、機関相互に影響を及
ぼすトルクを補償するようにして、ハイブリッドシステ
ムの制御性能を向上させることを目的とする。As described above, in the above-described vehicle drive device,
Since the amount of torque applied from the hybrid engine to the second motor is large, a phenomenon occurs in which the controllability of the second motor deteriorates. Therefore, in the present invention, in a hybrid system having a hybrid engine and a second motor,
An object of the present invention is to improve the control performance of a hybrid system by compensating for torques that affect each other in order to improve individual controllability.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項1記載の発明においては、内燃機関と
第1のモータで構成されるハイブリッド機関と、前記ハ
イブリッド機関の出力軸が入出力の2軸を有する第2の
モータの入力軸に接続され、前記第2のモータの出力軸
が差動歯車を介して駆動輪に接続された駆動制御装置に
おいて、前記第2のモータのトルク指令値を入力あるい
は算出し、前記第2のモータの入力軸に前記ハイブリッ
ド機関から印加されるトルク値を求め、この値に基づ
き、前記第2のモータのトルク指令値をフィードフォワ
ード的に補正することで、第2のモータの制御性を向上
させることができる。According to the present invention, in order to achieve the above object, a hybrid engine including an internal combustion engine and a first motor and an output shaft of the hybrid engine are provided. A drive control device connected to an input shaft of a second motor having two input / output shafts, and an output shaft of the second motor connected to drive wheels via a differential gear; A torque command value is input or calculated, a torque value applied from the hybrid engine to the input shaft of the second motor is obtained, and based on this value, the torque command value of the second motor is corrected in a feedforward manner. By doing so, the controllability of the second motor can be improved.
【0008】請求項2に記載の発明は、前記第2のモー
タのトルク指令値を、アクセルペダルの操作量による信
号に基づき決定する。この指令値に対し、請求項1で記
載した制御により、ハイブリッド機関から第2のモータ
に印加されるトルク分を補正すると、車両にはアクセル
ペダルで指令したトルクが印加されることになり、操作
フィーリングが向上する。According to a second aspect of the present invention, the torque command value of the second motor is determined based on a signal based on an operation amount of an accelerator pedal. When the command value is corrected by the control described in claim 1 for the torque applied from the hybrid engine to the second motor, the torque specified by the accelerator pedal is applied to the vehicle. Feeling is improved.
【0009】請求項3に記載の発明は、前記第2のモー
タのトルク指令値を、前記第2のモータの出力軸回転数
の指令値と検出値に基づき決定する。この指令値に対
し、請求項1で記載した方法によりハイブリッド機関か
ら第2のモータに印加されるトルク分を補正すると、第
2のモータの回転数を制御する場合の応答性、安定性が
向上する。According to a third aspect of the present invention, a torque command value of the second motor is determined based on a command value and a detection value of an output shaft speed of the second motor. Correcting the torque applied from the hybrid engine to the second motor by the method described in claim 1 with respect to this command value improves the responsiveness and stability when controlling the rotation speed of the second motor. I do.
【0010】請求項4に記載の発明は、前記第2のモー
タのトルク指令値を、前記第2のモータの出力軸回転位
置の指令値と検出値に基づき決定する。この指令値に対
し、請求項1で記載した方法によりハイブリッド機関か
ら第2のモータに印加されるトルク分を補正すると、第
2のモータの回転位置を制御する場合の応答性、安定性
が向上する。According to a fourth aspect of the present invention, a torque command value of the second motor is determined based on a command value and a detection value of an output shaft rotation position of the second motor. Correcting the torque applied from the hybrid engine to the second motor by the method described in claim 1 with respect to this command value improves responsiveness and stability when controlling the rotational position of the second motor. I do.
【0011】請求項5に記載の発明は、第2のモータの
電流指令値等の入力値と回転数変化等の出力値から、第
2のモータの入力軸にハイブリッド機関から入力される
トルクを従来技術の外乱オブザーバを用いて推定する。
この推定は、モータの入力値とその伝達関数からモータ
の出力値を予測し、この出力予測値と実際に測定される
値の差が、システムに外部から印加されるトルク分に起
因する、とみなす技術である。この方法により第2のモ
ータに印加されるトルクを推定でき、この推定値に基づ
きトルク指令値を補正することが可能になる。According to a fifth aspect of the present invention, the torque input from the hybrid engine to the input shaft of the second motor is determined from an input value such as a current command value of the second motor and an output value such as a change in rotation speed. The estimation is performed using a disturbance observer according to the related art.
This estimation predicts the output value of the motor from the input value of the motor and its transfer function, and the difference between the predicted output value and the actually measured value is due to the torque applied externally to the system. It is a technology to be considered. According to this method, the torque applied to the second motor can be estimated, and the torque command value can be corrected based on the estimated value.
【0012】請求項6に記載の発明は、第2のモータの
入力軸に印加されるトルク値を演算する方法である。エ
ンジントルクと第1のモータのトルクをそれぞれ推定
し、差動歯車の諸元を用いて、印加トルクを演算してい
る。この場合、エンジン及び第1のモータの制御装置が
各々の出力トルクを測定ないし推定している場合は、そ
の値を代用する事も可能である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a torque value applied to an input shaft of a second motor. The engine torque and the torque of the first motor are estimated respectively, and the applied torque is calculated using the specifications of the differential gear. In this case, if the control device for the engine and the first motor measures or estimates the output torque of each, it is also possible to substitute the values.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1実施例につい
て説明する。なお、本実施例の動力源はエンジンとモー
タより成るため、自動車はハイブリッド車ということに
なる。また、ここで述べるモータとは、駆動と発電の双
方の機能を行う回転電機を意味している。Next, a first embodiment of the present invention will be described. Since the power source of this embodiment is composed of an engine and a motor, the vehicle is a hybrid vehicle. Further, the motor described here means a rotating electric machine that performs both functions of driving and power generation.
【0014】図1は第1実施例におけるハイブリッド車
の全体構成を示している。図1において、1204はエ
ンジンで、本実施例ではガソリンを燃料とする直列4気
筒の公知のエンジンである。第1の差動歯車1203は
公知の3軸を有する遊星歯車であり、それぞれの軸はエ
ンジン1204、第1のモータ1201、第2のモータ
1202に接続されている。第1のモータ1201は、
公知の永久磁石式3相同期モータであり、ここに記載さ
れていないインバータによりベクトル制御される。ま
た、第2のモータ1202は、公知の永久磁石式3相同
期モータであり、図2に示すように、永久磁石のN極お
よびS極からなるロータ604に接続された軸601、
602がロータ604の軸方向に双方へ伸びている構造
であり、ここに記載されていないインバータにより、巻
線603の電流をベクトル制御するものである。FIG. 1 shows the overall configuration of the hybrid vehicle in the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1204 denotes an engine, which is a known in-line four-cylinder engine using gasoline as a fuel in the present embodiment. The first differential gear 1203 is a known planetary gear having three axes, each of which is connected to the engine 1204, the first motor 1201, and the second motor 1202. The first motor 1201 is
It is a known permanent magnet type three-phase synchronous motor, which is vector-controlled by an inverter not described here. The second motor 1202 is a known permanent magnet type three-phase synchronous motor, and as shown in FIG. 2, a shaft 601 connected to a rotor 604 having N poles and S poles of a permanent magnet.
Reference numeral 602 denotes a structure extending in both directions in the axial direction of the rotor 604, and the current of the winding 603 is vector-controlled by an inverter not described herein.
【0015】なお、第1のモータ1201、第2のモー
タ1202には図示しない回転子位置検出器、例えば公
知のレゾルバが用いられており、回転子位置信号を出力
して上述のベクトル制御に用いられる。第2の差動歯車
1205は、第2のモータ1202の軸602と左右の
車輪1206を接続している。ここで、第1のモータ1
201は、第1のモータ1201に接続された軸の回転
数を制御することで、第2のモータ1202の軸回転数
つまり車速が変化しても、この変化と独立にエンジン1
204の回転数を所望の値に制御する動作をする。第1
のモータ1201の制御方法については省略する。A rotor position detector (not shown), for example, a known resolver is used for the first motor 1201 and the second motor 1202, and outputs a rotor position signal to be used for the above-described vector control. Can be The second differential gear 1205 connects the shaft 602 of the second motor 1202 with the left and right wheels 1206. Here, the first motor 1
201 controls the rotation speed of the shaft connected to the first motor 1201 so that even if the rotation speed of the second motor 1202, that is, the vehicle speed changes, the engine 1 is controlled independently of this change.
An operation of controlling the number of rotations of 204 to a desired value is performed. First
The control method of the motor 1201 is omitted.
【0016】第2のモータ1202は、第2のモータ1
202の軸トルクを制御する。このトルク指令値は、ハ
イブリッド車の通常走行時には、運転者がアクセルによ
り指令したトルクを220におけるコントローラを介し
て、202におけるモータ1202の軸602に出力す
るように設定する。この場合、図11に示すように、第
2のモータ1202をトルク指令値T2で制御しようと
しても、201においてハイブリッド機関からトルクT
inが印加されるため、実際の車両での出力トルクTo
utは所望の値T2にならない。The second motor 1202 is a second motor 1
The shaft torque of 202 is controlled. This torque command value is set so that the torque commanded by the driver using the accelerator is output to the shaft 602 of the motor 1202 at 202 via the controller at 220 during normal running of the hybrid vehicle. In this case, as shown in FIG. 11, even if an attempt is made to control the second motor 1202 with the torque command value T2, the torque T
is applied, the output torque To of the actual vehicle
ut does not reach the desired value T2.
【0017】そこで、第2のモータ1202には第1の
差動歯車1203を介して、ハイブリッド機関からトル
クTinが印加されるので、図3に示すように、アクセ
ルによるトルク指令(指令値T2)と、第2のモータ1
202にハイブリッド機関から印加されるトルクTin
との差分をコントローラ220で指令すれば車両として
所望の出力トルクToutとしてトルクT2を得ること
が可能になる。Therefore, since the torque Tin is applied to the second motor 1202 from the hybrid engine via the first differential gear 1203, as shown in FIG. 3, a torque command (command value T2) by the accelerator is used. And the second motor 1
202, the torque Tin applied from the hybrid engine
And the controller 220 instructs the difference from the above, the torque T2 can be obtained as a desired output torque Tout for the vehicle.
【0018】この時の制御については、図4に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。ステップ501では、
トルク指令値T2を入力した後、ハイブリッド機関から
作用するトルクTinをステップ502にて、コントロ
ーラ220に入力する。そして、ステップ503では、
指令トルク補正部において、トルク指令値T2をハイブ
リッド機関から作用するトルクTin分減算補正する。
なお、ここでは、アクセル指令から第2のモータのトル
ク指令値を求めたが、アクセル指令とブレーキ指令の状
態からトルク指令値を決めることも可能である。The control at this time will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step 501,
After inputting the torque command value T2, the torque Tin acting from the hybrid engine is input to the controller 220 in step 502. Then, in step 503,
The command torque correction unit corrects the torque command value T2 by subtracting the torque Tin acting from the hybrid engine.
Here, the torque command value of the second motor is obtained from the accelerator command, but it is also possible to determine the torque command value from the states of the accelerator command and the brake command.
【0019】この実施例の応用として、走行時にハイブ
リッド機関のエンジントルク出力Tinを燃料カット等
により停止する場合の適用が挙げられる。燃料カット時
には急なトルク抜けが感じられるが、このトルク減少分
を第2のモータ1202のトルクで補償することによ
り、トルク抜けを和らげることも可能である。さらに、
ハイブリッド機関の第1のモータ1201でエンジン1
204をスタートさせる場合にも適用できる。この場
合、ハイブリッド機関から第2のモータ1202に入力
されるトルクTinに応じて第2のモータ1202の発
生トルクを補償することにより、第2のモータ1202
の出力トルクの変化を抑制することが可能になる。この
制御により、例えば車両停止時におけるエンジンスター
トの場合にも車両が動かず、また、車両推進時における
エンジンスタートの場合にも、トルクショックが発生し
ない。As an application of this embodiment, there is an application in a case where the engine torque output Tin of the hybrid engine is stopped during running by fuel cut or the like. At the time of fuel cut, a sudden loss of torque is felt. However, by compensating for this decrease in torque with the torque of the second motor 1202, it is possible to reduce the loss of torque. further,
Engine 1 with first motor 1201 of hybrid engine
It is also applicable when starting 204. In this case, by compensating the generated torque of the second motor 1202 according to the torque Tin input to the second motor 1202 from the hybrid engine, the second motor 1202
Of the output torque can be suppressed. With this control, for example, the vehicle does not move even when the engine is started when the vehicle is stopped, and no torque shock is generated when the engine is started when the vehicle is propelled.
【0020】なお、ハイブリッド機関から第2のモータ
1202に入力されるトルク値は、エンジンの動作状態
(回転数、スロットル開度、空気量、燃料噴射量等)か
らエンジントルクを推定し、第1のモータ1201の指
令トルクあるいは第1のモータ1201の電流・電圧か
ら第1のモータ1201のトルクを推定し、エンジント
ルクと第1のモータ1201のトルクから作動歯車1の
ギヤ比を考慮して算出する。この算出に於いて、エンジ
ン及び第1のモータ1201の制御装置が各々のトルク
を推定ないし測定している場合はその値に基づき演算す
ることも可能である。第2のモータ1202に入力され
るトルクを求める他の方法として、入力軸トルクをトル
クセンサ等で直接測定することもできる。以上のよう
に、第2のモータ1202に入力されるトルク値がわか
るので、この値に基づき第2のモータ1202のトルク
指令値を補償することが可能になる。The torque value input from the hybrid engine to the second motor 1202 is obtained by estimating the engine torque from the operating state of the engine (rotational speed, throttle opening, air amount, fuel injection amount, etc.) The torque of the first motor 1201 is estimated from the command torque of the first motor 1201 or the current / voltage of the first motor 1201, and is calculated from the engine torque and the torque of the first motor 1201 in consideration of the gear ratio of the operating gear 1. I do. In this calculation, when the control device of the engine and the first motor 1201 estimates or measures the respective torques, it is also possible to calculate based on the values. As another method for obtaining the torque input to the second motor 1202, the input shaft torque can be directly measured by a torque sensor or the like. As described above, since the torque value input to the second motor 1202 is known, it is possible to compensate the torque command value of the second motor 1202 based on this value.
【0021】以上の手段により、出力トルクをアクセル
操作量に応じて制御することが可能になり、ハイブリッ
ド車の操作フィーリングを向上させることができる。ま
た、第2のモータのトルク指令値が他の制御装置から与
えられる場合も上記制御方法は適用できる。ハイブリッ
ドシステムの制御系において、先ずはじめに、第2のモ
ータ1202の入力軸にハイブリッド機関から印加され
るトルク値を取り込む。このトルク値は、トルクセンサ
等を用いたトルク測定値、あるいは、第1のモータ12
01とエンジン1204の入出力トルク(実測若しくは
推定)と第1の差動歯車1203の諸元から第2のモー
タ1202に印加されるトルク推定値を用いる。By the above means, the output torque can be controlled according to the accelerator operation amount, and the operation feeling of the hybrid vehicle can be improved. Also, the above control method can be applied when the torque command value of the second motor is given from another control device. In the control system of the hybrid system, first, a torque value applied from the hybrid engine to the input shaft of the second motor 1202 is taken. This torque value may be a torque measurement value using a torque sensor or the like, or the first motor 12
01, the input / output torque of the engine 1204 (actually measured or estimated) and the torque estimated value applied to the second motor 1202 from the specifications of the first differential gear 1203.
【0022】第2のモータ1202のトルク指令値は、
アクセル指令をトルク指令値に換算した値、若しくは回
転数や回転位置等の偏差に基づくPI,PID等のフィ
ードバック制御により決定される値を用いる。本発明で
は、この決定されたトルク指令値を 前記ハイブリッド
機関から第2のモータ1202に印加されるトルク値に
基づきフィードフォワード的に補正する事を特徴として
いる。The torque command value of the second motor 1202 is
A value obtained by converting an accelerator command into a torque command value, or a value determined by feedback control such as PI and PID based on deviations of the number of rotations and the rotational position is used. The present invention is characterized in that the determined torque command value is corrected in a feedforward manner based on the torque value applied to the second motor 1202 from the hybrid engine.
【0023】このフィードフォワード制御により、第2
のモータ1202の制御のなかで、従来外乱として扱わ
れていたハイブリッド機関から第2のモータ1202に
印加されるトルク分をあらかじめ補正する事が可能にな
る。この結果、ハイブリッド機関から入力されるトルク
の変化が外乱として作用することなく、第2のモータ1
202の制御性を向上させることが可能になり、しいて
はハイブリッドシステム全体の制御性を向上させること
ができる。By this feedforward control, the second
In the control of the motor 1202, it is possible to correct in advance the amount of torque applied to the second motor 1202 from the hybrid engine which has been conventionally treated as a disturbance. As a result, the change in the torque input from the hybrid engine does not act as a disturbance, and the second motor 1
The controllability of the hybrid system 202 can be improved, and thus the controllability of the entire hybrid system can be improved.
【0024】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。第2の実施例のハイブリット車の全体構成は、第1
実施例における図1の内容と同一であるので、以下では
実施例1と異なる制御部分について説明する。この実施
例の第2のモータ1202の制御目的は、第2のモータ
1202の回転数若しくは回転角度を所望の値になるよ
うに制御することにある。これは、例えば図1におい
て、エンジン1204を第1のモータ1201で始動す
る場合、車両が動かないように第2のモータ1202の
回転数を0に制御したり、回転位置を任意の値に固定す
るような制御に用いる。その他、車両を指令の速度で運
転する場合にも、制御性が良くなる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the hybrid vehicle of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
Since the content is the same as that of FIG. 1 in the embodiment, a control portion different from the embodiment 1 will be described below. The purpose of controlling the second motor 1202 in this embodiment is to control the number of rotations or the rotation angle of the second motor 1202 to a desired value. For example, in FIG. 1, when the engine 1204 is started by the first motor 1201, the rotation speed of the second motor 1202 is controlled to 0 so that the vehicle does not move, or the rotation position is fixed to an arbitrary value. It is used for such control. In addition, when the vehicle is driven at the command speed, the controllability is improved.
【0025】まず、始めに、第2のモータ1202の回
転数を制御する場合について、図5に基づいて説明す
る。201におけるハイブリッド機関から第2のモータ
1202へ入力されるトルクTinは、第2のモータ1
202の回転数制御系では外乱として作用し、回転数制
御性を悪化させる原因となる。つまり、ハイブリッド機
関から第2のモータ1202にトルクが入力されると第
2のモータ1202の回転数が上昇してしまい、逆にト
ルクが吸収されると回転数が減少してしまう。従来の技
術では回転数のフィードバック制御系を構成し、これに
より所望の回転数になるように制御するが、外部からの
入力トルク成分が大きい場合、この外乱トルクをフィー
ドバックのみでは補償しきれなくなる。つまり、フィー
ドバックゲインを大きくすると系が発振しやすくなり、
フィードバックゲインを小さくすると、回転数の指令値
と実際の値の誤差が大きくなる。そこで、本発明では、
第2のモータ1202への入力トルクが第1実施例で示
したように推定若しくは測定できることに着目し、この
トルクをあらかじめフィードフォワード補償することに
より、回転数制御性を向上させる手段を設けた。この制
御のフローチャートを図6に示す。まず始めに、ステッ
プ101では、回転数指令値w2を入力し、次にステッ
プ102では回転数の実際の値を測定する。そして、ス
テップ103において、ハイブリッド機関から第2のモ
ータ1202に入力されるトルク値Tinを取り込み、
次に、ステップ104において回転数指令値と実測値と
の差に基づき、PIもしくはPID制御により第2のモ
ータ1202のトルク指令値を演算し、この値から第2
のモータ1202にハイブリッド機関から印加されるト
ルク分を減算する補正を行う。First, a case where the number of rotations of the second motor 1202 is controlled will be described with reference to FIG. The torque Tin input from the hybrid engine to the second motor 1202 in 201 is the second motor 1
In the rotation speed control system 202, it acts as a disturbance and causes deterioration of the rotation speed controllability. That is, when torque is input from the hybrid engine to the second motor 1202, the rotation speed of the second motor 1202 increases, and conversely, when the torque is absorbed, the rotation speed decreases. In the related art, a feedback control system for the rotation speed is configured to control the rotation speed to a desired value. However, when the input torque component from the outside is large, the disturbance torque cannot be compensated for only by feedback. In other words, increasing the feedback gain makes the system easier to oscillate,
When the feedback gain is reduced, the error between the command value of the rotational speed and the actual value increases. Therefore, in the present invention,
Focusing on the fact that the input torque to the second motor 1202 can be estimated or measured as shown in the first embodiment, a means for improving the controllability of the rotational speed by feed-forward compensating this torque in advance is provided. FIG. 6 shows a flowchart of this control. First, in step 101, a rotation speed command value w2 is input, and then in step 102, the actual value of the rotation speed is measured. Then, in step 103, the torque value Tin input from the hybrid engine to the second motor 1202 is fetched,
Next, in step 104, the torque command value of the second motor 1202 is calculated by PI or PID control based on the difference between the rotation speed command value and the actually measured value, and the second command is calculated from this value.
Of the motor 1202 is subtracted from the torque applied from the hybrid engine.
【0026】ここで、本特許の制御を用いたエンジンス
タート方法について説明する。まず始めに、第2のモー
タ1202で軸の回転数がゼロとなるように回転数フィ
ードバック制御を行う。そして、この状態で第1のモー
タをスタータとして用い、エンジンをスタートさせる。
すると、車両も動かず、安定に始動動作が可能になる。Here, an engine start method using the control of the present invention will be described. First, rotation speed feedback control is performed by the second motor 1202 so that the rotation speed of the shaft becomes zero. Then, in this state, the engine is started using the first motor as a starter.
Then, the vehicle does not move, and the starting operation can be stably performed.
【0027】その他、車両の自動運転等で車速を所望の
値に制御しようとする場合も、本手法を適用でき、ハイ
ブリッド機関のエンジンを始動ないし停止しても、常に
第2のモータ1202の出力軸トルクを一定にでき、良
好な制御性が得られる。また、回転角度制御時にも前記
回転数制御と同様に、他の機関からモータ1202に入
力されるトルクをあらかじめ補償することにより、回転
角度制御性を向上させることができる。回転角度制御時
の本発明の制御構成を図7に、フローチャートを図8に
示す。前記回転数制御とこの回転角度制御との違いは、
制御対象が第2のモータ1202の回転数wから回転角
度θに変わることに基づく変更だけであるので、詳細な
説明は省略する。In addition, the present method can be applied to the case where the vehicle speed is controlled to a desired value by automatic driving of the vehicle or the like, and the output of the second motor 1202 is always maintained even when the engine of the hybrid engine is started or stopped. The shaft torque can be kept constant, and good controllability can be obtained. Also, at the time of the rotation angle control, similarly to the rotation speed control, the torque input from another engine to the motor 1202 is compensated in advance, so that the rotation angle controllability can be improved. FIG. 7 shows a control configuration of the present invention at the time of rotation angle control, and FIG. 8 shows a flowchart. The difference between the rotation speed control and the rotation angle control is as follows.
Since the control target is only a change based on a change from the rotation speed w of the second motor 1202 to the rotation angle θ, a detailed description is omitted.
【0028】さらに、本発明の第3実施例について説明
する。ハイブリッド機関から入力されるトルクが、実施
例1、2のように推定できない場合は、トルク制御系で
は図9に示すように、第2のモータ1202の入力軸に
印加される外乱トルクを従来技術のオブザーバを用いて
補償することも可能である。このオブザーバは、第2の
モータ1202のトルク指令値と、出力軸の実際の回転
角度と、この入出力値の関係を示す伝達関数から、外乱
となるトルク分を推定している。ここで、オブザーバの
入力に第2のモータ1202のトルク、指令値と、実回
転角度を選んだが、本手段の目的は外乱トルクを推定す
ることにあるので、オブザーバの入力として、第2のモ
ータ1202の電流、実回転数ないし実回転角度を用
い、電流と回転数ないし回転角度との関係を示す伝達関
数を用いて外乱トルクを推定するなど、他の入力と伝達
関数を用いることも可能である。Next, a third embodiment of the present invention will be described. If the torque input from the hybrid engine cannot be estimated as in the first and second embodiments, the torque control system calculates the disturbance torque applied to the input shaft of the second motor 1202 as shown in FIG. It is also possible to compensate using the observer. The observer estimates a torque to be a disturbance from a transfer function indicating the relationship between the torque command value of the second motor 1202, the actual rotation angle of the output shaft, and the input / output value. Here, the torque of the second motor 1202, the command value, and the actual rotation angle were selected for the input of the observer. However, since the purpose of this means is to estimate the disturbance torque, the input of the second motor 1202 It is also possible to use other input and transfer functions, such as estimating disturbance torque using the current of 1202, the actual rotation speed or the actual rotation angle, and the transfer function indicating the relationship between the current and the rotation speed or the rotation angle. is there.
【0029】この方法により、第2のモータ1202に
ハイブリッド機関から印加されるトルクを推定でき、こ
の推定値をもちいて実施例1ないし2のように制御性を
向上させることができる。上述の実施例においては、そ
の他の作用として、エンジンの滑らかなスタート動作が
挙げられる。車両を停止した状態において、第1のモー
タ1201でエンジン1204をスタートする場合、エ
ンジンスタート前後で第2のモータ1202に印加され
るトルクが大きく変化する。従って、第2のモータ12
02のトルク、回転数あるいは回転角度を制御し、トル
クショックや誤発進を防ぐ必要がある。この場合に第2
のモータ1202の回転数や回転角度を所望の値に制御
するために、本特許の制御方法が有効になる。According to this method, the torque applied from the hybrid engine to the second motor 1202 can be estimated, and the controllability can be improved using the estimated value as in the first and second embodiments. In the above-described embodiment, another effect is a smooth start operation of the engine. When the engine 1204 is started by the first motor 1201 in a state where the vehicle is stopped, the torque applied to the second motor 1202 greatly changes before and after the start of the engine. Therefore, the second motor 12
It is necessary to control the torque 02, the number of rotations, or the rotation angle to prevent torque shock and erroneous starting. In this case the second
In order to control the rotation speed and rotation angle of the motor 1202 to desired values, the control method of the present invention is effective.
【0030】なお、スタート動作の他の形として、第2
のモータ1202で車両を発進させた後、ある速度にな
った時点でエンジンを始動する方法が考えられる。この
場合には、エンジン始動前後時でタイヤに伝達されるト
ルクが急変し、不快なショックが発生したり、車両の回
転数が突然変化する現象が生じるが、このトルク変化を
防ぐ目的にも本特許を用いることができる。As another form of the start operation, the second operation
After starting the vehicle with the motor 1202, the engine may be started at a certain speed. In this case, the torque transmitted to the tires suddenly changes before and after the engine starts, causing an unpleasant shock or a sudden change in the number of revolutions of the vehicle. Patents can be used.
【0031】さらに、走行中に燃料カットなどによりエ
ンジンを停止する場合には急なトルク抜けが生じるが、
第2のモータ1202でエンジントルクの抜け分をアシ
ストすることでこのトルク抜け感を防止することも可能
である。その他、車両の速度を所望の値に制御する場合
も、本制御方法を用いると制御性が向上する。Further, when the engine is stopped during driving due to a fuel cut or the like, a sudden torque loss occurs.
It is also possible to prevent this feeling of torque loss by assisting the loss of engine torque with the second motor 1202. In addition, when the vehicle speed is controlled to a desired value, the controllability is improved by using the present control method.
【0032】なお、上記実施例では、モータに図示しな
い回転子位置検出器がとりつけられているが、エンジン
に付属している回転検出器の信号を用いても良い。ま
た、モータ構造を簡略化するため、回転子位置検出器を
用いず、同期モータを公知のセンサレス制御する事も可
能である。また、同期モータに代えて、誘導モータやリ
ラクタンスモータを用いることも可能である。誘導モー
タやリラクタンスモータを用いる場合でも回転子位置検
出器や回転速度検出器を用いない公知のセンサレス制御
も適用できる。In the above embodiment, the rotor position detector (not shown) is attached to the motor, but a signal from a rotation detector attached to the engine may be used. Further, in order to simplify the motor structure, it is possible to perform a known sensorless control of the synchronous motor without using the rotor position detector. Further, an induction motor or a reluctance motor can be used instead of the synchronous motor. Even when an induction motor or a reluctance motor is used, known sensorless control without using a rotor position detector or a rotation speed detector can be applied.
【0033】また、上記第1実施例の内燃機関は直列4
気筒ガソリンエンジンとしたが、気筒数は本発明の要旨
には無関係である。また、デーゼルエンジンであっても
良い。なお、図1では、エンジン1204と第1のモー
タ1201が第1の差動歯車1203を介して第2のモ
ータ1202に接続されているが、本発明は第2のモー
タ1202に入力されるトルク値に基づき第2のモータ
1202の制御量を補正するであり、第2のモータ12
02へトルクを入力する迄のハイブリッド機関の構成に
関しては、例えば、図10に示すように、エンジン12
04とモータ1202、1207を直列に組み合わせる
ことも可能である。The internal combustion engine of the first embodiment has a series
Although a cylinder gasoline engine was used, the number of cylinders is irrelevant to the gist of the present invention. Further, it may be a diesel engine. In FIG. 1, the engine 1204 and the first motor 1201 are connected to the second motor 1202 via the first differential gear 1203. However, according to the present invention, the torque input to the second motor 1202 is The control amount of the second motor 1202 is corrected based on the value.
With respect to the configuration of the hybrid engine until the torque is input to the engine 02, for example, as shown in FIG.
04 and the motors 1202 and 1207 can be combined in series.
【図1】本発明の第1実施例のハイブリッド車の全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1における2軸を持つモータの概略を示す構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a motor having two axes in FIG. 1;
【図3】第1実施例のトルク制御を表わすブロック図で
ある。FIG. 3 is a block diagram illustrating torque control of the first embodiment.
【図4】第1実施例のトルク制御の演算を表わすフロー
チャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a calculation of torque control according to the first embodiment.
【図5】本発明の第2実施例の回転数制御を表わすブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating rotation speed control according to a second embodiment of the present invention.
【図6】第2実施例の回転数制御の演算を表わすフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a calculation of a rotation speed control according to a second embodiment.
【図7】回転角度制御を表わすブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating rotation angle control.
【図8】回転角度制御の演算を表わすフローチャートで
ある。FIG. 8 is a flowchart showing a calculation of rotation angle control.
【図9】本発明の第3実施例のオブザーバを用いたトル
ク制御を表わすブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating torque control using an observer according to a third embodiment of the present invention.
【図10】ハイブリッド車の他の構造を表わす全体構成
図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram showing another structure of the hybrid vehicle.
【図11】従来のトルク制御を表わすブロック図であ
る。FIG. 11 is a block diagram showing a conventional torque control.
201 ハイブリッド機関から第2のモータに印加され
るトルク 202 第2のモータ 203 コントローラ 206 オブザーバ 1201 第1のモータ 1202 第2のモータ 1203 第1の差動歯車 1204 内燃機関 1205 第2の差動歯車 1206 タイヤ 1207 モータ201 Torque applied from hybrid system to second motor 202 Second motor 203 Controller 206 Observer 1201 First motor 1202 Second motor 1203 First differential gear 1204 Internal combustion engine 1205 Second differential gear 1206 Tire 1207 Motor
Claims (5)
イブリッド機関と、前記ハイブリッド機関の出力軸トル
クを増減させる第2のモータと、この第2のモータの出
力軸が差動歯車を介して駆動輪に接続された駆動制御装
置において、 前記第2のモータのトルク指令値に基づいて前記第2の
モータを制御すると共に、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータの入力軸に
印加されるトルクを印加トルク算出値として求めるトル
ク算出手段と、 前記第2のモータのトルク指令値を前記印加トルク算出
値分減算補正する補正手段とを備え、前記第2のモータのトルク指令値を、少なくとも前記第
2のモータの出力軸回転数の指令値と検出値に基づき算
出すること を特徴とする駆動制御装置。1. A hybrid engine comprising an internal combustion engine and a first motor, a second motor for increasing / decreasing an output shaft torque of the hybrid engine, and an output shaft of the second motor via a differential gear. A drive control device connected to the driving wheels, wherein the second motor is controlled based on a torque command value of the second motor, and is applied from the hybrid engine to an input shaft of the second motor. A torque calculating means for obtaining a torque as an applied torque calculation value; and a correcting means for subtracting and correcting the torque command value of the second motor by the applied torque calculation value, wherein the torque command value of the second motor is at least The said
2 based on the command value and the detected value of the output shaft speed of the motor
Drive control device, characterized in that the output.
イブリッド機関と、前記ハイブリッド機関の出力軸トル
クを増減させる第2のモータと、この第2のモータの出
力軸が差動歯車を介して駆動輪に接続された駆動制御装
置において、 前記第2のモータのトルク指令値に基づいて前記第2の
モータを制御すると共に、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータの入力軸に
印加されるトルクを印加トルク算出値として求めるトル
ク算出手段と、 前記第2のモータのトルク指令値を前記印加トルク算出
値分減算補正する補正手段とを備え、 前記第2のモータのトルク指令値を、少なくとも前記第
2のモータの出力軸の回転位置の指令値と検出値に基づ
き算出することを特徴とする駆動制御装置。2. A housing comprising an internal combustion engine and a first motor.
An hybrid engine and an output shaft torque of the hybrid engine
And the output of this second motor
A drive control device in which the power shaft is connected to the drive wheels via differential gears
In location, the second based on the torque command value of said second motor
Control the motor, and from the hybrid engine to the input shaft of the second motor.
Torque that determines the applied torque as the calculated applied torque
Torque calculating means, and calculating the applied torque by the torque command value of the second motor.
Correction means for performing a subtraction correction by a value, wherein a torque command value of the second motor is calculated based on at least a command value and a detection value of a rotational position of an output shaft of the second motor. Control device.
イブリッド機関と、前記ハイブリッド機関の出力軸トル
クを増減させる第2のモータと、この第2のモータの出
力軸が差動歯車を介して駆動輪に接続された駆動制御装
置において、 前記第2のモータのトルク指令値に基づいて前記第2の
モータを制御すると共に、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータの入力軸に
印加されるトルクを印加トルク算出値として求めるトル
ク算出手段と、 前記第2のモータのトルク指令値を前記印加トルク算出
値分減算補正する補正手段とを備え、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータ入力軸へ印
加されるトルクを、少なくとも第2のモータの出力トル
ク値ないしモータ電流と、出力軸の回転数ないし回転角
度とに基づき推定することを特徴とする駆動制御装置。3. A housing comprising an internal combustion engine and a first motor.
An hybrid engine and an output shaft torque of the hybrid engine
And the output of this second motor
A drive control device in which the power shaft is connected to the drive wheels via differential gears
In location, the second based on the torque command value of said second motor
Control the motor, and from the hybrid engine to the input shaft of the second motor.
Torque that determines the applied torque as the calculated applied torque
Torque calculating means, and calculating the applied torque by the torque command value of the second motor.
Correction means for performing subtraction correction by a value corresponding to at least the output torque value or motor current of the second motor and the number of rotations or rotation of the output shaft from the hybrid engine to the second motor input shaft. A drive control device for estimating based on an angle.
イブリッド機関と、前記ハイブリッド機関の出力軸トル
クを増減させる第2のモータと、この第2のモータの出
力軸が差動歯車を介して駆動輪に接続された駆動制御装
置において、 前記第2のモータのトルク指令値に基づいて前記第2の
モータを制御すると共に、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータの入力軸に
印加されるトルクを印加トルク算出値として求めるトル
ク算出手段と、 前記第2のモータのトルク指令値を前記印加トルク算出
値分減算補正する補正手段とを備え、 前記ハイブリッド機関から前記第2のモータ入力軸へ印
加されるトルクを、少なくともハイブリッド機関内の内
燃機関トルクと第1のモータのトルクから算出すること
を特徴とする駆動制御装置。4. A housing comprising an internal combustion engine and a first motor.
An hybrid engine and an output shaft torque of the hybrid engine
And the output of this second motor
A drive control device in which the power shaft is connected to the drive wheels via differential gears
In location, the second based on the torque command value of said second motor
Control the motor, and from the hybrid engine to the input shaft of the second motor.
Torque that determines the applied torque as the calculated applied torque
Torque calculating means, and calculating the applied torque by the torque command value of the second motor.
Correction means for performing subtraction correction by a value, wherein a torque applied from the hybrid engine to the second motor input shaft is calculated from at least an internal combustion engine torque in the hybrid engine and a torque of the first motor. Drive control device.
なくともアクセルペダルの操作量に連動した信号に基づ
き算出することを特徴とする請求項3もしくは4に記載
の駆動制御装置。5. The drive control device according to claim 3, wherein the torque command value of the second motor is calculated based on at least a signal linked to an operation amount of an accelerator pedal.
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