JP2010125877A - Controller for hybrid electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、詳しくは、パラレル式ハイブリッド型電気自動車の制御技術に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid electric vehicle, and more particularly to a control technology for a parallel hybrid electric vehicle.
従来、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなパラレル型ハイブリッド電気自動車では、電動機を駆動させるためにバッテリを搭載しているが、当該バッテリの蓄電力が減少した場合には、電動機をジェネレータとして使用してバッテリへの充電を行うようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, so-called parallel hybrid electric vehicles have been developed and put into practical use in which an engine and an electric motor are mounted on a vehicle and the driving force of the engine and the driving force of the electric motor can be transmitted to the driving wheels of the vehicle.
In such a parallel hybrid electric vehicle, a battery is mounted to drive the electric motor. However, when the electric power stored in the battery decreases, the electric motor is used as a generator to charge the battery. I have to.
例えば、車両の減速走行時において、車輪からの動力を電動機に伝達させることで電動機をジェネレータひいては制動装置として使用し、制動エネルギを電気エネルギに回生してバッテリへの充電を行うようにしている。また、車両が通常走行している場合には、必要に応じてエンジンの駆動力を利用して電動機をジェネレータとして作動させてバッテリへの充電を行うようにしている。 For example, when the vehicle decelerates, the electric power from the wheels is transmitted to the electric motor, so that the electric motor is used as a generator and thus as a braking device, and the braking energy is regenerated into electric energy to charge the battery. In addition, when the vehicle is traveling normally, the electric motor is operated as a generator using the driving force of the engine as necessary to charge the battery.
ところで、このようにエンジンの駆動力を利用して電動機をジェネレータとして使用する場合、エンジンの駆動力を増加させる必要があることから、効果的にエンジンの駆動力を利用するようにし、エネルギのロスを少なく抑えることが望まれる。
そこで、例えば、エンジン走行に対して電動機走行または電動機のアシスト走行を行った場合のバッテリ放電電力量と燃料低減量との比を駆動指標として求め、また、増加させたエンジン出力で発電した場合のバッテリ充電電力量と燃料増加量との比を充電指標として求め、駆動指標が基準値より小さければ電動機走行または電動機のアシスト走行を行い、充電指標が基準値より大きければ充電走行をする構成のシステムが知られている(特許文献1)。
By the way, when the electric motor is used as a generator by utilizing the driving force of the engine in this way, it is necessary to increase the driving force of the engine. It is desirable to reduce the amount of
Therefore, for example, the ratio of the battery discharge power amount and the fuel reduction amount when the electric motor driving or the electric motor assist driving is performed with respect to the engine driving is obtained as a driving index, and when the power is generated with the increased engine output A system in which the ratio between the battery charge power amount and the fuel increase amount is obtained as a charge index, and if the drive index is smaller than the reference value, the motor travels or assists the motor, and if the charge index is greater than the reference value, the charge travels Is known (Patent Document 1).
また、例えば、過去100秒における電動機への要求電力の分布に基づき車両の走行状態を推測し、当該走行状態により要求電力の変動が大きくバッテリから大電流が放電されたりバッテリが大電流で充電されてバッテリの負荷変動が大きい場合には、当該負荷変動分をエンジンの発電電力で吸収することでバッテリの寿命の長期化を図り、この場合において、エンジンをエミッション最良域・燃費最良域内で駆動させる構成の装置が知られている(特許文献2)。
しかしながら、上記特許文献1、2に開示の技術では、主として燃料消費量を低減することを目的としてエンジン制御を行うようにしており、例えば特許文献1の場合には、充電指標が基準値より大きく充電走行が可能と判断されても、エンジン効率に関して見てみれば、知らずにエンジン効率の悪い運転(低負荷運転)を行っていることがあり得、好ましいことではない。
However, in the technologies disclosed in
また、特許文献2では、過去100秒における電動機への要求電力の分布に基づいて車両の走行状態を推測し、エンジン制御を行うようにしていることから、エンジン制御を行いたい現時点での瞬間における最適な運転条件を選択できないという問題もある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パラレル型ハイブリッド電気自動車において、エンジン効率の向上を図りながらバッテリへの充電を実施可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
Moreover, in patent document 2, since the running state of a vehicle is estimated based on distribution of the required electric power to the electric motor in the past 100 seconds, and engine control is performed, it is in the moment at the moment which wants to perform engine control. There is also a problem that the optimum operating conditions cannot be selected.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to control a hybrid electric vehicle capable of charging a battery while improving engine efficiency in a parallel hybrid electric vehicle. To provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置は、車両の駆動輪に駆動力を伝達可能なエンジンと、バッテリの蓄電力により前記駆動輪に駆動力を伝達可能且つ前記エンジンの駆動力により発電して前記バッテリへ充電可能な電動機とを備え、前記車両の運転状態に応じて前記エンジンと前記電動機との少なくとも一方が出力すべき駆動トルクとして求めた要求駆動トルクに基づき、前記エンジン及び前記電動機を制御する制御手段を有したハイブリッド電気自動車の制御装置において、前記要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記要求トルク検出手段からの情報及び前記回転速度検出手段からの情報に基づき、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じてエンジン効率の度合いが設定されたエンジン効率マップから少なくとも前記要求駆動トルクに対応する前記エンジンの要求エンジン効率を演算するエンジン効率演算手段と、該エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率の大きさに基づいて前記エンジンによる発電の実施可否を判定するエンジン発電実施可否判定手段とを備え、前記制御手段は、該エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to
請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1において、前記要求トルク検出手段からの情報及び前記回転速度検出手段からの情報に基づき、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じてエンジン効率の度合いが設定されたエンジン効率マップから前記要求駆動トルクに対応する前記エンジンの要求エンジン効率及び前記要求駆動トルクに前記電動機の発電のための発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクに対応する付加エンジン効率を演算するエンジン効率演算手段と、前記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率と付加エンジン効率とを比較して前記エンジンによる発電の実施可否を判定するエンジン発電実施可否判定手段とを備え、前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。 According to a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to a second aspect of the present invention, the engine according to the first aspect according to the engine drive torque and the engine speed based on the information from the required torque detecting means and the information from the rotational speed detecting means. From the engine efficiency map in which the degree of efficiency is set, the required engine efficiency of the engine corresponding to the required drive torque and the addition corresponding to the additional drive torque obtained by adding the power generation drive torque for power generation of the motor to the required drive torque Engine efficiency calculating means for calculating engine efficiency, and engine power generation feasibility determining means for comparing the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculating means and the additional engine efficiency to determine whether power generation by the engine can be performed. The control means is determined by the engine power generation execution availability determination means. When power generation by the serial engine is determined to be performed, characterized in that for generating operation of the electric motor by the engine on the basis of the additional drive torque.
請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項2において、前記エンジン効率演算手段は、前記付加エンジン効率として最大エンジン効率を求め、前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記要求駆動トルクと前記最大エンジン効率に対応する付加駆動トルクとの差に基づき前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記最大エンジン効率となる付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。 According to a hybrid electric vehicle control device of a third aspect, in the second aspect, the engine efficiency calculation means obtains a maximum engine efficiency as the additional engine efficiency, and the engine power generation execution feasibility determination means includes the required drive torque and the Based on the difference with the additional drive torque corresponding to the maximum engine efficiency, it is determined whether or not power generation by the engine can be performed, and when the control unit determines that power generation by the engine can be performed by the engine power generation execution determination unit The electric motor is caused to generate electricity by the engine based on the additional driving torque that provides the maximum engine efficiency.
請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項3において、前記発電駆動トルクが前記電動機における最大発電駆動トルクであって、前記要求駆動トルクと前記最大エンジン効率となる付加駆動トルクとの差に対し該最大発電駆動トルクが小さいとき、前記制御手段は、前記要求駆動トルクと前記最大発電駆動トルクとの和である付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the third aspect, wherein the power generation drive torque is a maximum power generation drive torque in the electric motor, and the difference between the required drive torque and the additional drive torque that provides the maximum engine efficiency. When the maximum power generation driving torque is small, the control means causes the engine to generate power based on an additional driving torque that is the sum of the required driving torque and the maximum power generation driving torque. To do.
請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項1において、さらに、前記要求トルク検出手段からの情報及び前記回転速度検出手段からの情報に基づき、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じて燃料消費量の度合いが設定された燃料消費量マップから少なくとも前記要求駆動トルクに対応する前記エンジンの要求燃料消費量を演算する燃料消費量演算手段を備え、前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率の大きさ及び前記燃料消費量演算手段により求めた要求燃料消費量の大きさに基づいて前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、前記制御手段は、該エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to the first aspect of the present invention, in accordance with the engine drive torque and the engine speed in advance based on the information from the required torque detecting means and the information from the rotational speed detecting means. Fuel consumption calculation means for calculating a required fuel consumption amount of the engine corresponding to at least the required drive torque from a fuel consumption map in which a degree of fuel consumption is set, and the engine power generation execution propriety determination means includes: Based on the magnitude of the required engine efficiency obtained by the engine efficiency computing means and the magnitude of the requested fuel consumption obtained by the fuel consumption calculating means, it is determined whether or not the engine can generate power, and the control means If it is determined by the engine power generation feasibility determination means that power generation by the engine can be performed, the energy Jin By characterized thereby generating operation of the motor.
請求項6のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項2または3において、さらに、前記要求トルク検出手段からの情報及び前記回転速度検出手段からの情報に基づき、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じて燃料消費量の度合いが設定された燃料消費量マップから前記要求駆動トルクに対応する前記エンジンの要求燃料消費量及び前記要求駆動トルクに前記電動機の発電のための発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクに対応する付加燃料消費量を演算する燃料消費量演算手段を備え、前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記発電駆動トルクを付加することによるエンジン効率の増大分の換算仕事と発電電力による前記電動機の仕事との和である利得機械仕事と、前記発電駆動トルクを付加することによる燃料消費量の増大分の換算仕事である損失機械仕事とを比較して前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。 According to a hybrid electric vehicle control device of a sixth aspect, in the second or third aspect, the engine drive torque and the engine rotational speed are preliminarily determined based on the information from the required torque detecting means and the information from the rotational speed detecting means. A power generation driving torque for power generation of the motor is added to the required fuel consumption amount and the required driving torque of the engine corresponding to the required driving torque from the fuel consumption map in which the degree of fuel consumption is set according to Fuel consumption calculating means for calculating an additional fuel consumption amount corresponding to the additional drive torque is provided, and the engine power generation feasibility determination means includes a conversion work corresponding to an increase in engine efficiency by adding the power generation drive torque and generated power The gain mechanical work which is the sum of the work of the electric motor and the fuel by adding the power generation driving torque It is determined whether or not the engine can generate power by comparing with the lost mechanical work that is the conversion work for the increase in cost, and the control means can execute the power generation by the engine by the engine power generation execution determination part. When the determination is made, the motor is caused to generate power by the engine based on the additional driving torque.
請求項7のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項6において、前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記利得機械仕事と前記損失機械仕事との差または比を前記バッテリの残存充電率に応じた閾値と比較して前記エンジンによる発電の実施可否を判定することを特徴とする。
請求項8のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項2または3または6または7において、前記制御手段は、前記バッテリの残存充電率が第1所定値より高い場合には、前記発電駆動トルクを低減した付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。
The hybrid electric vehicle control device according to claim 7, wherein the engine power generation feasibility determination unit according to
In the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 8, in
請求項9のハイブリッド電気自動車の制御装置では、請求項2または3または6または7において、前記制御手段は、前記バッテリの残存充電率が第2所定値より低い場合には、前記発電駆動トルクを増大した付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする。
In the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 9, in
本発明の請求項1のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、パラレル式ハイブリッド型電気自動車において、エンジン効率演算手段により、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じてエンジン効率の度合いが設定されたエンジン効率マップから少なくとも要求駆動トルクに対応するエンジンの要求エンジン効率が演算され、エンジン発電実施可否判定手段により、上記エンジン効率演算手段により演算された要求エンジン効率の大きさに基づいてエンジンによる発電の実施可否が判定され、エンジンによる発電が実施可能と判定されると、電動機がエンジンにより発電作動される。 According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the first aspect of the present invention, in the parallel hybrid electric vehicle, the degree of engine efficiency is set in advance according to the engine driving torque and the engine rotational speed by the engine efficiency calculation means. The required engine efficiency of the engine corresponding to at least the required drive torque is calculated from the engine efficiency map, and the power generation by the engine is performed based on the magnitude of the required engine efficiency calculated by the engine efficiency calculation means by the engine power generation execution determination unit. When it is determined whether or not power generation can be performed and it is determined that power generation by the engine can be performed, the electric motor performs power generation operation by the engine.
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、例えば要求エンジン効率の大きさに対してより高いエンジン効率となる場合にエンジンによる発電を許容し、逆に要求エンジン効率の大きさに対してより低いエンジン効率となる場合にエンジンによる発電を行わないことにより、エンジンによる発電を効率よく行うことができる。
さらに、エンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じてエンジン効率マップから要求エンジン効率を求めてエンジン制御を行うので、エンジン制御を行いたい現時点での瞬間における最適な運転条件を選択してエンジン制御を行うことができる。
Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, for example, when the engine efficiency is higher than the required engine efficiency, the power generation by the engine is allowed, and conversely the required engine efficiency Therefore, when the engine efficiency is lower, the engine can generate power more efficiently by not generating power.
In addition, engine control is performed by obtaining the required engine efficiency from the engine efficiency map according to the engine drive torque and engine rotation speed, so the engine control can be performed by selecting the optimum operating condition at the moment when the engine control is desired. It can be carried out.
これにより、高効率なパラレル式ハイブリッド電気自動車を実現することができる。
また、請求項2のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジン効率演算手段により、エンジン効率マップから要求駆動トルクに対応するエンジンの要求エンジン効率及び要求駆動トルクに電動機の発電のための発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクに対応する付加エンジン効率が演算され、エンジン発電実施可否判定手段により、上記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率と付加エンジン効率とを比較してエンジンによる発電の実施可否が判定され、エンジンによる発電が実施可能と判定されると、付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
Thereby, a highly efficient parallel hybrid electric vehicle can be realized.
According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the second aspect, the engine efficiency calculation means generates the power generation drive for generating the electric motor from the engine efficiency map to the required engine efficiency and the required drive torque of the engine corresponding to the required drive torque. The additional engine efficiency corresponding to the additional drive torque with the torque added is calculated, and the engine power generation execution propriety determination means compares the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculation means with the additional engine efficiency, and performs the power generation by the engine. When it is determined whether or not power generation by the engine is possible, the electric motor is generated by the engine based on the additional driving torque.
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、要求エンジン効率よりも発電駆動トルクを付加した付加エンジン効率が高い場合にはエンジンによる発電を許容し、逆に要求エンジン効率よりも付加エンジン効率が低い場合にはエンジンによる発電を行わないことにより、エンジンによる発電を効率よく行うことができる。
また、請求項3のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジン発電実施可否判定手段により、要求駆動トルクと最大エンジン効率に対応する付加駆動トルクとの差に基づきエンジンによる発電の実施可否が判定され、エンジンによる発電が実施可能と判定されると、最大エンジン効率となる付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, if the additional engine efficiency with the power generation driving torque added is higher than the required engine efficiency, power generation by the engine is allowed, and conversely, the additional engine is higher than the required engine efficiency. When the efficiency is low, the engine can generate power efficiently by not generating the engine.
According to the hybrid electric vehicle control apparatus of claim 3, the engine power generation execution determination unit determines whether or not the engine can generate power based on the difference between the required drive torque and the additional drive torque corresponding to the maximum engine efficiency. If it is determined that power generation by the engine can be performed, the electric motor is generated by the engine based on the additional drive torque that provides the maximum engine efficiency.
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、最大エンジン効率となるようにして、エンジンによる発電を効率よく行うことができる。
また、請求項4のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、要求駆動トルクと最大エンジン効率となる付加駆動トルクとの差に対し最大発電駆動トルクが小さいときには、要求駆動トルクと最大発電駆動トルクとの和である付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, power generation by the engine can be efficiently performed so that the maximum engine efficiency is obtained.
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、発電機が吸収できる最大発電駆動トルクが小さい場合であっても、極力エンジン効率を高めるようにして、エンジンによる発電を効率よく行うことができる。
また、請求項5のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、さらに、燃料消費量演算手段により、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じて燃料消費量の度合いが設定された燃料消費量マップから少なくとも要求駆動トルクに対応するエンジンの要求燃料消費量が演算され、エンジン発電実施可否判定手段により、上記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率の大きさ及び上記燃料消費量演算手段により求めた燃料消費量の大きさに基づいてエンジンによる発電の実施可否が判定され、エンジンによる発電が実施可能と判定されると、電動機がエンジンにより発電作動される。
Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, even if the maximum power generation driving torque that can be absorbed by the generator is small, it is possible to increase the engine efficiency as much as possible and efficiently generate power by the engine. it can.
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 5, the fuel consumption map in which the degree of fuel consumption is set in advance according to the engine driving torque and the engine speed by the fuel consumption calculation means. The required fuel consumption amount of the engine corresponding to at least the required drive torque is calculated from the above, and the magnitude of the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculation means and the fuel consumption amount calculation means are obtained by the engine power generation feasibility determination means Whether or not power generation by the engine can be performed is determined based on the magnitude of the fuel consumption, and when it is determined that power generation by the engine can be performed, the motor is operated to generate power.
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、例えば要求燃料消費量の大きさに対して燃料消費量が増加するとしても要求エンジン効率の大きさに対してより高いエンジン効率となる場合にエンジンによる発電を許容し、逆に要求エンジン効率の大きさに対して高いエンジン効率となっても要求燃料消費量の大きさに対して燃料消費量が大きく増加してしまう場合にエンジンによる発電を行わないことにより、エンジンによる発電を、燃費の悪化を防止しつつ、より一層効率よく行うことができる。 Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, for example, even if the fuel consumption increases with respect to the required fuel consumption, the engine efficiency becomes higher than the required engine efficiency. If the fuel consumption greatly increases with respect to the required fuel consumption even if the engine efficiency is higher than the required engine efficiency, By not performing the above, power generation by the engine can be performed more efficiently while preventing deterioration of fuel consumption.
これにより、さらに高効率なパラレル式ハイブリッド電気自動車を実現することができる。
また、請求項6のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、燃料消費量演算手段により、燃料消費量マップから要求駆動トルクに対応するエンジンの要求燃料消費量及び要求駆動トルクに電動機の発電のための発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクに対応する付加燃料消費量が演算され、エンジン発電実施可否判定手段により、発電駆動トルクを付加することによるエンジン効率の増大分の換算仕事と発電電力による電動機の仕事との和である利得機械仕事と、発電駆動トルクを付加することによる燃料消費量の増大分の換算仕事である損失機械仕事とを比較してエンジンによる発電の実施可否が判定され、エンジンによる発電が実施可能と判定されると、付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
As a result, a more efficient parallel hybrid electric vehicle can be realized.
According to the hybrid electric vehicle control device of the sixth aspect, the fuel consumption calculation means causes the motor to generate the required fuel consumption and the required drive torque of the engine corresponding to the required drive torque from the fuel consumption map. The additional fuel consumption corresponding to the additional drive torque to which the power generation drive torque is added is calculated, and the engine using the power generation drive torque is added by the engine power generation execution feasibility determining means and the conversion work for the increase in engine efficiency and the electric motor by the generated power Comparing the gain machine work that is the sum of the work and the loss machine work that is the conversion work of the increase in fuel consumption by adding the power generation drive torque, it is determined whether or not the engine can generate power. When it is determined that the power generation by can be performed, the electric motor is generated by the engine based on the additional driving torque.
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、利得機械仕事が損失機械仕事より大きく、即ち要求燃料消費量に対して付加燃料消費量が大であるとしても要求エンジン効率に対して発電駆動トルクを付加した付加エンジン効率が十分に高くなるような場合にエンジンによる発電を許容し、逆に損失機械仕事が利得機械仕事より大きく、即ち要求エンジン効率に対して付加エンジン効率が高くても要求燃料消費量に対して付加燃料消費量が大きいような場合にエンジンによる発電を行わないことにより、エンジンによる発電を、燃費の悪化を防止しつつ、より一層効率よく行うことができる。 Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, the gain mechanical work is greater than the lost mechanical work, that is, even if the additional fuel consumption is large relative to the required fuel consumption, When the additional engine efficiency with the drive torque added becomes sufficiently high, power generation by the engine is allowed, and conversely, the loss mechanical work is larger than the gain mechanical work, that is, even if the additional engine efficiency is higher than the required engine efficiency. By not generating power by the engine when the additional fuel consumption is larger than the required fuel consumption, power generation by the engine can be performed more efficiently while preventing deterioration of fuel consumption.
また、請求項7のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジン発電実施可否判定手段により、利得機械仕事と損失機械仕事との差または比をバッテリの残存充電率に応じた閾値と比較してエンジンによる発電の実施可否が判定される。
従って、車両の走行中にバッテリへの充電を行う際、利得機械仕事と損失機械仕事との差または比に基づき、利得機械仕事がバッテリの残存充電率(SOC)に応じた閾値に応じて損失機械仕事よりも大きい場合にはエンジンによる発電を許容し、逆に利得機械仕事が上記閾値に応じて損失機械仕事よりも小さい場合にはエンジンによる発電を行わないことにより、エンジンによる発電を、燃費の悪化を防止しつつ、より一層効率よく行うことができる。
According to the control device for a hybrid electric vehicle of claim 7, the engine power generation feasibility determination means compares the difference or ratio between the gain mechanical work and the lost mechanical work with a threshold value corresponding to the remaining charge rate of the battery. It is determined whether or not the engine can generate power.
Therefore, when charging the battery while the vehicle is running, the gain mechanical work is lost according to a threshold corresponding to the remaining charge rate (SOC) of the battery based on the difference or ratio between the gain mechanical work and the lost mechanical work. When the mechanical work is larger than the mechanical work, the power generation by the engine is allowed. Conversely, when the gain mechanical work is smaller than the loss mechanical work according to the above threshold, the engine does not generate the power. It is possible to perform the process more efficiently while preventing the deterioration.
また、請求項8のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリの残存充電率が第1所定値より高い場合には、発電駆動トルクを低減した付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
従って、バッテリの残存充電率(SOC)が第1所定値より十分に高いような場合には、バッテリへの充電をする必要性が低く、エンジンによる発電を抑制することができる。
According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 8, when the remaining charge rate of the battery is higher than the first predetermined value, the electric motor generates power by the engine based on the additional drive torque obtained by reducing the power generation drive torque. Is done.
Therefore, when the remaining charge rate (SOC) of the battery is sufficiently higher than the first predetermined value, it is less necessary to charge the battery, and power generation by the engine can be suppressed.
また、請求項9のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、バッテリの残存充電率が第2所定値より低い場合には、発電駆動トルクを増大した付加駆動トルクに基づいて電動機がエンジンにより発電作動される。
従って、バッテリの残存充電率(SOC)が第2所定値より低いような場合には、速やかにバッテリへの充電をする必要があり、エンジンによる発電を増強することができる。
According to the hybrid electric vehicle control device of the ninth aspect, when the remaining charge rate of the battery is lower than the second predetermined value, the electric motor generates power by the engine based on the additional driving torque obtained by increasing the power generation driving torque. Is done.
Therefore, when the remaining charge rate (SOC) of the battery is lower than the second predetermined value, it is necessary to quickly charge the battery, and power generation by the engine can be enhanced.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
先ず、第1実施例を説明する。
図1は本発明の一実施形態であるハイブリッド型電気自動車1の制御装置の要部構成図である。
ハイブリッド型電気自動車1はパラレル式ハイブリッド型電気自動車であり、ディーゼルエンジン(以下エンジンという)2の出力軸にはクラッチ4の入力軸が連結されており、クラッチ4の出力軸には例えば永久磁石式同期電動機のように発電も可能な電動機(以下電動機という)6の回転軸を介して自動変速機(以下変速機という)8の入力軸が連結されている。従って、本実施形態においては電動機6の回転速度と変速機8の入力軸の回転速度とは一致している。また、変速機8の出力軸はプロペラシャフト10、差動装置12及び駆動軸14を介して左右の駆動輪16に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a control device for a hybrid
The hybrid
従って、クラッチ4が接続されているときには、エンジン2の出力軸と電動機6の回転軸の両方が、変速機8を介して駆動輪16と機械的に接続可能となり、クラッチ4が切断されているときには電動機6の回転軸のみが変速機8を介して駆動輪16と機械的に接続可能となる。
電動機6は、バッテリ18に蓄えられた直流電力がインバータ20によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その出力トルクが変速機8によって適切な速度に変速された後に駆動輪16に伝達されるよう構成されている。また、車両減速時には電動機6が発電機(ジェネレータ)として作動し、駆動輪16の回転による運動エネルギが変速機8を介し電動機6に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ20によって直流電力に変換された後、バッテリ18に充電され、駆動輪16の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
Therefore, when the
The
一方、エンジン2の出力トルクは、クラッチ4が接続されているときに電動機6の回転軸を経由して変速機8に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪16に伝達される。従って、エンジン2の出力トルクが駆動輪16に伝達されているときに電動機6がモータとして作動する場合には、エンジン2の出力トルクと電動機6の出力トルクとがそれぞれ変速機8を介して駆動輪16に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪16に伝達されるべきトルクの一部がエンジン2から供給されると共に、残部が電動機6から供給されアシストされる。
On the other hand, the output torque of the engine 2 is transmitted to the transmission 8 via the rotating shaft of the
また、バッテリ18の残存充電率(以下、SOCという)が低下してバッテリ18を充電する必要があるときには、車両の走行中であっても、電動機6が発電機として作動すると共に、エンジン2の出力トルクの一部を用いて電動機6を作動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ20によって直流電力に変換した後にバッテリ18に充電するようにしている。
Further, when the remaining charge rate (hereinafter referred to as SOC) of the
車両ECU22は、車両やエンジン2の運転状態、及びエンジンECU24、インバータECU26並びにバッテリECU28からの情報などに応じて、クラッチ4の接続・切断制御及び変速機8の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン2や電動機6を適切に運転するための統合制御を行う。
The
そして車両ECU22は、このような制御を行う際に、アクセルペダル30の踏込量を検出するアクセル開度センサ(要求トルク検出手段)32や、車両の走行速度を検出する車速センサ34及び電動機6ひいてはエンジン2の回転速度を変速機8の入力回転速度として検出する回転速度センサ(回転速度検出手段)36の検出結果に基づき、車両の走行に必要な要求トルクを演算し、この要求トルクから、エンジン2が発生するトルク及び電動機6が発生するトルクを設定している。
When performing such control, the
エンジンECU24は、エンジン2自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ECU22によって設定されたエンジン2に必要とされるトルクをエンジン2が発生するよう、エンジン2の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータECU26は、車両ECU22によって設定された電動機6が発生すべきトルクに基づきインバータ20を制御することにより、電動機6をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
The
On the other hand, the
また、バッテリECU28は、バッテリ18の温度や、バッテリ18の電圧、インバータ20とバッテリ18との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ18のSOCを求め、求めたSOCを検出結果と共に車両ECU22に送っている。
以下、このように構成されたハイブリッド電気自動車1の制御装置の作用、効果について説明する。
The
Hereinafter, the operation and effect of the control device of the hybrid
上述したように、本発明に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置では、車両の走行中であってもエンジン2の出力トルクの一部で電動機6を作動することにより発電を行い、発電電力をバッテリ18に充電するようにしており、この際、エンジン効率の向上を図りながらバッテリ18への充電を実施するようにしており、ここでは先ず、ハイブリッド電気自動車1の制御装置の第1実施例に係る作用、効果について説明する。
As described above, in the control apparatus for the hybrid
図2を参照すると、車両ECU22が実行する第1実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置における走行制御ルーチンがフローチャートで示されており、図3を参照すると、当該第1実施例に係る制御の概念図がエンジン効率マップ上に示されており、以下これら図2、3に沿い説明する。
ステップS10では、要求トルク(要求駆動トルク)Treqがゼロ未満であるか否かを判別する。具体的には、アクセル開度センサ32からの検出情報に基づき要求トルクTreqを求め、当該要求トルクTreqが負であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)で要求トルクTreqが負と判定された場合には、ステップS12に進み、上述の如く電動機6により回生制動力を発生させてバッテリ18への充電を行う(回生)。一方、判別結果が偽(No)の場合には、ステップS14に進む。
Referring to FIG. 2, a travel control routine in the control device for the hybrid
In step S10, it is determined whether or not the required torque (required drive torque) Treq is less than zero. Specifically, the required torque Treq is obtained based on the detection information from the
ステップS14では、要求トルクTreqがエンジン最大トルクTemaxよりも大であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)で要求トルクTreqがエンジン最大トルクTemaxよりも大であるような場合には、エンジン2の駆動力だけでは足りない状況と考えられ、ステップS16に進み、上述の如くトルクの一部をエンジン2から供給すると共に残部を電動機6から供給するようにする(アシスト走行)。一方、判別結果が偽(No)の場合には、ステップS18に進む。 In step S14, it is determined whether or not the required torque Treq is larger than the engine maximum torque Temax. When the determination result is true (Yes) and the required torque Treq is larger than the engine maximum torque Temax, it is considered that the driving force of the engine 2 is not sufficient, and the process proceeds to step S16, where the torque is as described above. A part of the engine is supplied from the engine 2 and the remaining part is supplied from the electric motor 6 (assist travel). On the other hand, if the determination result is false (No), the process proceeds to step S18.
ステップS18では、電動機6を発電機として作動させた場合の発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクT'に対応する付加エンジン効率η'が要求トルクTreqにおける要求エンジン効率ηrよりも小であるか否かを判別する(エンジン発電実施可否判定手段)。
即ち、図3に示すように、車両ECU22には、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTとエンジン効率ηとの関係が実験等により予めエンジン効率マップとして設定され記憶されており(エンジン効率演算手段)、同図には、例えば現在のエンジン回転速度Ne0における要求トルクTreqに対する要求エンジン効率ηrと電動機6を発電機として作動させるべく発電駆動トルクを付加した付加駆動トルクT’に対応する付加エンジン効率η'とがそれぞれ示されているが、これら要求エンジン効率ηrと付加エンジン効率η'とを比較し、要求エンジン効率ηrの方が付加駆動トルクη'よりも大であるか否かを判別する。
In step S18, whether or not the additional engine efficiency η ′ corresponding to the additional driving torque T ′ added with the power generation driving torque when the
That is, as shown in FIG. 3, in the
ステップS18の判別結果が真(Yes)で付加エンジン効率η'が要求エンジン効率ηrよりも小であると判定された場合には、電動機6による発電は行わず、ステップS20に進み、要求トルクTreqが得られるよう、エンジン2の駆動力による走行或いはエンジン2と電動機6の駆動力によるアシスト走行を実施する。一方、ステップS18の判別結果が偽(No)の場合には、ステップS22に進む。
If the determination result of step S18 is true (Yes) and it is determined that the additional engine efficiency η ′ is smaller than the required engine efficiency ηr, the electric power generation by the
ステップS22では、電動機6による発電走行を行う。即ち、付加エンジン効率η'が要求エンジン効率ηr以上と判定された場合には、電動機6によって発電をすることでエンジン効率ηを高めることが可能であり、付加エンジン効率η'となる付加駆動トルクT’にてエンジン2の運転を行い、電動機6を作動させて発電を行い、バッテリ18への充電を行うようにする。
In step S22, power generation by the
このように、本発明の第1実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置では、要求エンジン効率ηrと電動機6を発電機として作動させる場合の付加エンジン効率η'とを比較し、付加エンジン効率η'が要求エンジン効率ηr以上である場合にエンジン2にて電動機6を作動させて発電を行うようにしている。逆に付加エンジン効率η'が要求エンジン効率ηrよりも小さい場合にはエンジン2にて電動機6を作動させて発電を行わないようにしている。
Thus, in the control apparatus for the hybrid
従って、車両の走行中であっても、エンジン2による発電を効率よく行うことができる。
また、ここでは、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTとエンジン効率ηとに応じてエンジン効率マップから要求エンジン効率ηrを求めてエンジン制御を行うので、当該エンジン制御を行いたい現時点での瞬間における最適な運転条件を選択してエンジン2を制御することができる。
Therefore, even when the vehicle is traveling, power generation by the engine 2 can be performed efficiently.
Also, here, the engine control is performed by obtaining the required engine efficiency ηr from the engine efficiency map in accordance with the engine rotational speed Ne, the engine torque T, and the engine efficiency η, so the optimum at the present moment when the engine control is desired. The engine 2 can be controlled by selecting various operating conditions.
これにより、高効率なパラレル式ハイブリッド電気自動車を実現することができる。
次に第2実施例を説明する。
第2実施例では、ハイブリッド電気自動車1の制御装置の要部構成は上記第1実施例と同様に図1に示す通りであり、ここでは説明を省略する。
図4を参照すると、車両ECU22が実行する第2実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置の走行制御ルーチンがフローチャートで示されており、図5及び図6を参照すると、当該第2実施例に係る制御の概念図がエンジン効率マップ上に示されており、以下これら図4〜図6に沿い説明する。
Thereby, a highly efficient parallel hybrid electric vehicle can be realized.
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, the configuration of the main part of the control device of the hybrid
Referring to FIG. 4, a travel control routine of the control device for the hybrid
図4において、ステップS10〜ステップS16は上記第1実施例における図2と同じであり、説明を省略する。
ステップS118では、最大エンジン効率ηmaxとなる付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreqより小であるか否かを判別する(エンジン発電実施可否判定手段)。
即ち、図5に示すように、上記図3同様、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTとエンジン効率ηとの関係がエンジン効率マップとして設定されており、同図には、例えば現在のエンジン回転速度Ne0における要求トルクTreqに対する要求エンジン効率ηrと最大エンジン効率ηmaxとがそれぞれ示されているが、ここでは、要求トルクTreqと最大エンジン効率ηmaxにおける付加駆動トルクTηmaxとを比較し、最大エンジン効率ηmaxとなる付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreqより小であるか否かを判別する。
In FIG. 4, steps S10 to S16 are the same as those in FIG. 2 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
In step S118, it is determined whether or not the additional drive torque Tηmax that provides the maximum engine efficiency ηmax is smaller than the required torque Treq (engine power generation execution availability determination unit).
That is, as shown in FIG. 5, as in FIG. 3, the relationship between the engine rotational speed Ne and the engine torque T and the engine efficiency η is set as an engine efficiency map. The required engine efficiency ηr and the maximum engine efficiency ηmax with respect to the required torque Treq at Ne0 are respectively shown. Here, the required torque Treq and the additional drive torque Tηmax at the maximum engine efficiency ηmax are compared, and the maximum engine efficiency ηmax It is determined whether or not the additional drive torque Tηmax is smaller than the required torque Treq.
ステップS118の判別結果が真(Yes)で最大エンジン効率ηmaxとなる付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreqよりも小であると判定された場合には、電動機6による発電は行わず、ステップS20に進み、要求トルクTreqが得られるよう、エンジン2の駆動力による走行或いはエンジン2と電動機6の駆動力によるアシスト走行を実施する。一方、ステップS118の判別結果が偽(No)の場合には、ステップS122に進む。
When it is determined that the additional drive torque Tηmax at which the determination result in step S118 is true (Yes) and the maximum engine efficiency ηmax is smaller than the required torque Treq, power generation by the
付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreq以上と判定された場合には、エンジン2を付加駆動トルクTηmaxで作動させ電動機6により発電をすることでエンジン効率ηを高めることが可能であると考えられる。
そこで先ず、ステップS122では、付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmaxより大であるか否かを判別する(Tηmax−Treq>Tgmax)。つまり、電動機6は最大発電駆動トルクTgmax以上の能力を発揮できないことから、ここでは電動機6が最大発電駆動トルクTgmax以上の能力を発揮できるか否かを判別する。
When it is determined that the additional drive torque Tηmax is equal to or greater than the required torque Treq, it is considered that the engine efficiency η can be increased by operating the engine 2 with the additional drive torque Tηmax and generating electric power with the
Therefore, first, in step S122, it is determined whether or not the difference between the additional drive torque Tηmax and the required torque Treq is larger than the maximum power generation drive torque Tgmax of the electric motor 6 (Tηmax−Treq> Tgmax). That is, since the
ステップS122の判別結果が偽(No)で付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmax以下と判定された場合には、ステップS124に進み、付加駆動トルクTηmaxでエンジン2の運転を行うことで電動機6による発電走行を行う。即ち、図5に示すように、要求トルクTreqに付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差(ΔT=Tηmax−Treq)を付加することで付加駆動トルクTηmaxを付加駆動トルクT'とし、この付加駆動トルクT'となるようエンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行う。
If the determination result in step S122 is false (No) and it is determined that the difference between the additional drive torque Tηmax and the required torque Treq is equal to or less than the maximum power generation drive torque Tgmax of the
一方、ステップS122の判別結果が真(Yes)で付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmaxより大と判定された場合には、ステップS126に進み、要求トルクTreqに対し最大発電駆動トルクTgmaxを付加してエンジン2の運転を行うことで電動機6による発電走行を行う。即ち、図6に示すように、要求トルクTreqに最大発電駆動トルクTgmax(ΔT=Tgmax)を付加して付加駆動トルクT'とし、この付加駆動トルクT'となるようエンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行う。
On the other hand, if the determination result in step S122 is true (Yes) and it is determined that the difference between the additional drive torque Tηmax and the required torque Treq is greater than the maximum power generation drive torque Tgmax of the
このように、本発明の第2実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置では、最大エンジン効率ηmaxとなる付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとを比較し、付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreq以上である場合にエンジン2にて電動機6を作動させて発電を行うようにしており、付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmax以下のときには付加駆動トルクT'が付加駆動トルクTηmaxとなるようエンジン2を運転して発電を行うようにしている。
As described above, in the control apparatus for the hybrid
従って、車両の走行中にバッテリ18への充電を行う際、最大エンジン効率ηmaxとなるようにして、エンジン2による発電を効率よく行うことができる。
一方、付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmaxより大きいときには付加駆動トルクT'が要求トルクTreqに最大発電駆動トルクTgmaxを付加した値となるようエンジン2を運転して発電を行うようにしている。
Therefore, when charging the
On the other hand, when the difference between the additional drive torque Tηmax and the required torque Treq is larger than the maximum power generation drive torque Tgmax of the
従って、車両の走行中にバッテリ18への充電を行う際、電動機6が吸収できる最大発電駆動トルクTgmaxが小さい場合であっても、極力エンジン効率ηを高めるようにして、エンジン2による発電を効率よく行うことができる。
次に第3実施例を説明する。
第3実施例においても、ハイブリッド電気自動車1の制御装置の要部構成は図1に示す通りであり、ここでは説明を省略する。
Therefore, when charging the
Next, a third embodiment will be described.
Also in the third embodiment, the configuration of the main part of the control device of the hybrid
図7を参照すると、車両ECU22が実行する第3実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置の走行制御ルーチンがフローチャートで示されており、図8及び図9を参照すると、当該第3実施例に係る制御の概念図がエンジン効率マップ上及び燃料消費量マップ上に示されており、以下これら図7〜図9に沿い説明する。
第3実施例では、上記第1及び第2実施例と異なり、車両ECU22には、エンジン効率マップの他、図9に示すように、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTと燃料消費量Qとの関係が燃料消費量マップとして設定され記憶されており、エンジン効率ηと燃料消費量Qとを考慮してエンジン2を運転することで電動機6による発電を行うようにしている。
Referring to FIG. 7, a travel control routine of the control device for the hybrid
In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, in addition to the engine efficiency map, the
詳しくは、エンジン効率マップ及び燃料消費量マップから分かるように、エンジントルクTが大きくなるとエンジン効率ηは良化する一方、燃料消費量Qは悪化する傾向にあり、ここでは、エンジン効率ηと燃料消費量Qとを比較考量してエンジン2による発電を行うようにしており、以下説明する。
図7において、ステップS10〜ステップS16は上記第1実施例における図2と同じであり、説明を省略する。
Specifically, as can be seen from the engine efficiency map and the fuel consumption map, the engine efficiency η improves as the engine torque T increases, while the fuel consumption Q tends to deteriorate. Here, the engine efficiency η and the fuel consumption Power consumption by the engine 2 is calculated with a comparative consideration of the consumption Q, which will be described below.
In FIG. 7, steps S10 to S16 are the same as those in FIG. 2 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
ステップS218では、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大であるか否かを判別する(エンジン発電実施可否判定手段)。ここに、利得機械仕事Wgとは、エンジン効率ηが良化した分(効率改善Δη)に相当する低減燃料消費量の要求エンジン効率ηrにおける換算仕事と、発電した発電電力により電動機6を駆動する場合の電動機仕事(発電電力×電動機効率)との和である。一方、損失機械仕事WLとは、図9に示すように、例えば現在のエンジン回転速度Ne0における要求トルクTreqに対する要求燃料消費量Qreqと付加燃料消費量Q'との燃料消費量の増加分(ΔQ)に対する要求エンジン効率ηrにおける換算仕事である。
In step S218, it is determined whether or not the loss mechanical work WL is larger than the gain mechanical work Wg (engine power generation execution availability determination unit). Here, the gain mechanical work Wg means that the
ステップS218の判別結果が真(Yes)で損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大と判定された場合には、ステップS20に進み、電動機6による発電は行わず、要求トルクTreqが得られるよう、エンジン2の駆動力による走行或いはエンジン2と電動機6の駆動力によるアシスト走行を実施する。即ち、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大であるような場合には、エンジン効率ηは良化するものの燃料消費量Qは悪化するような状況と考えられ、このような場合には、エンジン2による発電を行わないようにする。
If the determination result of step S218 is true (Yes) and it is determined that the loss mechanical work WL is greater than the gain mechanical work Wg, the process proceeds to step S20, and the required torque Treq is obtained without generating power by the
一方、ステップS218の判別結果が偽(No)で損失機械仕事WLが利得機械仕事Wg以下、即ち利得機械仕事Wgが損失機械仕事WL以上である場合には、ステップS122以降に進み、エンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行う。つまり、利得機械仕事Wgが損失機械仕事WL以上である場合には、要求燃料消費量Qreqに対して付加燃料消費量Q'が大であるとしても要求エンジン効率ηrに対して発電駆動トルクを付加した付加エンジン効率η'が十分に高くなるような状況と考えられ、このような場合には、エンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行うようにする。
On the other hand, if the determination result in step S218 is false (No) and the loss machine work WL is less than or equal to the gain machine work Wg, that is, the gain machine work Wg is greater than or equal to the loss machine work WL, the process proceeds to step S122 and the subsequent steps. Driving is performed by the
なお、ステップS122〜ステップS126は上記第2実施例における図4と同じであり、説明を省略する。
このように、本発明の第3実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置では、エンジン効率ηに基づく利得機械仕事Wgと燃料消費量Qに基づく損失機械仕事WLとを比較し、利得機械仕事Wgが損失機械仕事WL以上である場合にエンジン2にて電動機6を作動させて発電を行い、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大である場合にはエンジン2による発電を行わないようにしている。具体的には、第2実施例の場合と同様、付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmax以下のときには付加駆動トルクT'が付加駆動トルクTηmaxとなるようエンジン2を運転して発電を行う。一方、付加駆動トルクTηmaxと要求トルクTreqとの差が電動機6の最大発電駆動トルクTgmaxより大きいときには付加駆動トルクT'が要求トルクTreqに最大発電駆動トルクTgmaxを付加した値となるようエンジン2を運転して発電を行うようにしている。
Steps S122 to S126 are the same as those in the second embodiment described above with reference to FIG.
Thus, in the control apparatus for the hybrid
従って、車両の走行中にバッテリ18への充電を行う際、エンジン2による発電を、燃費の悪化を防止しつつ、より一層効率よく行うことができる。
次に第4実施例を説明する。
第4実施例は、上記第3実施例の変形例であり、以下、上記第3実施例と異なる部分についてのみ説明する。
Therefore, when charging the
Next, a fourth embodiment will be described.
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment, and only the parts different from the third embodiment will be described below.
図10を参照すると、車両ECU22が実行する第4実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置の走行制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下、上記図8及び図9を参照しつつ図10に沿い説明する。
図10において、ステップS10〜ステップS16、ステップS122〜ステップS126は上記第3実施例における図7と同じであり、説明を省略する。
Referring to FIG. 10, a travel control routine of the control device for the hybrid
In FIG. 10, steps S10 to S16 and steps S122 to S126 are the same as those in FIG. 7 in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
ステップS318では、利得機械仕事Wgと損失機械仕事WLとの差または比等(f(Wg、WL))が閾値よりも小さいか否かを判別する(エンジン発電実施可否判定手段)。ここに、閾値はSOCに応じて設定される値である。判別結果が真(Yes)でf(Wg、WL)が閾値よりも小さいと判定された場合には、ステップS20に進み、電動機6による発電は行わず、要求トルクTreqが得られるよう、エンジン2の駆動力による走行或いはエンジン2と電動機6の駆動力によるアシスト走行を実施する。一方、ステップS318の判別結果が偽(No)でf(Wg、WL)が閾値以上である場合には、ステップS122以降に進み、エンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行う。
In step S318, it is determined whether or not the difference or ratio (f (Wg, WL)) between the gain mechanical work Wg and the loss mechanical work WL is smaller than the threshold (engine power generation execution propriety determination means). Here, the threshold value is a value set according to the SOC. If the determination result is true (Yes) and it is determined that f (Wg, WL) is smaller than the threshold value, the process proceeds to step S20, in which the engine 2 generates the required torque Treq without generating power by the
このように、本発明の第4実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置においても、エンジン効率ηに基づく利得機械仕事Wgと燃料消費量Qに基づく損失機械仕事WLとを比較し、f(Wg、WL)が閾値以上である場合にエンジン2にて電動機6を作動させて発電を行い、f(Wg、WL)が閾値よりも小さい場合にはエンジン2による発電を行わないようにしている。
Thus, also in the control apparatus of the hybrid
従って、車両の走行中にバッテリ18への充電を行う際、エンジン2による発電を、上記第3実施例の場合と同様に、燃費の悪化を防止しつつ、より一層効率よく行うことができる。
次に第5実施例を説明する。
第5実施例は、上記第3実施例の他の変形例であり、以下、上記第3実施例と異なる部分についてのみ説明する。
Therefore, when charging the
Next, a fifth embodiment will be described.
The fifth embodiment is another modification of the third embodiment, and only the parts different from the third embodiment will be described below.
図11を参照すると、車両ECU22が実行する第5実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置の走行制御ルーチンがフローチャートで示されており、図12及び図13を参照すると、当該第5実施例に係る制御の概念図がエンジン効率マップ上に示されており、以下これら図11〜図13に沿い説明する。
図11において、ステップS10〜ステップS16は上記同様であり、説明を省略する。
Referring to FIG. 11, a travel control routine of the control device for the hybrid
In FIG. 11, steps S10 to S16 are the same as described above, and a description thereof will be omitted.
ステップS30では、SOCが高SOC閾値(第1所定値)より大であるか否かを判別する、判別結果が真(Yes)でSOCが高SOC閾値より大である場合には、ステップS32に進む。
ステップS32では、上述の如く付加駆動トルクT'を求め、当該付加駆動トルクT'と要求トルクTreqとの差を追加トルク最適値ΔT0とした場合に、追加トルク最適値ΔT0以下に低減した低減追加トルクΔT1を追加トルクΔTとして設定する(ΔT=ΔT1:ΔT1≦ΔT0)。
In step S30, it is determined whether or not the SOC is greater than the high SOC threshold (first predetermined value). If the determination result is true (Yes) and the SOC is greater than the high SOC threshold, the process proceeds to step S32. move on.
In step S32, the additional drive torque T ′ is obtained as described above, and when the difference between the additional drive torque T ′ and the required torque Treq is set to the additional torque optimum value ΔT0, the reduction addition is reduced to the additional torque optimum value ΔT0 or less. The torque ΔT1 is set as the additional torque ΔT (ΔT = ΔT1: ΔT1 ≦ ΔT0).
一方、ステップS30の判別結果が偽(No)でSOCが高SOC閾値以下である場合には、ステップS34に進む。
ステップS34では、SOCが低SOC閾値(第2所定値)より小であるか否かを判別する、判別結果が真(Yes)でSOCが低SOC閾値より小である場合には、ステップS36に進む。
On the other hand, if the determination result in step S30 is false (No) and the SOC is equal to or lower than the high SOC threshold value, the process proceeds to step S34.
In step S34, it is determined whether or not the SOC is smaller than a low SOC threshold (second predetermined value). If the determination result is true (Yes) and the SOC is smaller than the low SOC threshold, the process proceeds to step S36. move on.
ステップS36では、やはり上述の如く付加駆動トルクT'を求め、追加トルク最適値ΔT0以上に増大した増加追加トルクΔT2を追加トルクΔTとして設定する(ΔT=ΔT2:ΔT2≧ΔT0)。
一方、ステップS34の判別結果が偽(No)でSOCが低SOC閾値以上である場合には、ステップS38に進み、この場合には追加トルク最適値ΔT0を追加トルクΔTとして設定する(ΔT=ΔT0)。
In step S36, the additional drive torque T ′ is obtained as described above, and the increased additional torque ΔT2 increased to the additional torque optimum value ΔT0 or more is set as the additional torque ΔT (ΔT = ΔT2: ΔT2 ≧ ΔT0).
On the other hand, if the determination result in step S34 is false (No) and the SOC is equal to or higher than the low SOC threshold value, the process proceeds to step S38. In this case, the additional torque optimum value ΔT0 is set as the additional torque ΔT (ΔT = ΔT0). ).
このようにして追加トルクΔTが求められたら、ステップS218に進み、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大か否かの判別を行い、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大と判定された場合には、ステップS20に進み、エンジン2の駆動力による走行或いはエンジン2と電動機6の駆動力によるアシスト走行を実施する。即ち、損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大であるような場合には、エンジン効率ηは良化するものの燃料消費量Qは悪化するような状況と考えられ、このような場合には、エンジン2による発電を行わないようにする。
When the additional torque ΔT is obtained in this way, the process proceeds to step S218, where it is determined whether or not the loss mechanical work WL is greater than the gain mechanical work Wg, and the loss mechanical work WL is greater than the gain mechanical work Wg. If it is determined, the process proceeds to step S20, and the traveling by the driving force of the engine 2 or the assisting traveling by the driving force of the engine 2 and the
一方、ステップS218の判別結果が偽(No)で損失機械仕事WLが利得機械仕事Wg以下、即ち利得機械仕事Wgが損失機械仕事WL以上である場合には、ステップS22に進み、エンジン2を駆動させて電動機6による発電走行を行う。詳しくは、上記追加トルクΔTを要求トルクTreqに付加して新たに付加駆動トルクT'とし、この付加駆動トルクT’にてエンジン2の運転を行い、電動機6を作動させて発電を行い、バッテリ18への充電を行うようにする。
On the other hand, if the determination result in step S218 is false (No) and the loss machine work WL is less than or equal to the gain machine work Wg, that is, the gain machine work Wg is greater than or equal to the loss machine work WL, the process proceeds to step S22 and the engine 2 is driven. Thus, power generation running by the
このように、本発明の第5実施例に係るハイブリッド電気自動車1の制御装置では、SOC閾値に基づき、SOCが高SOC閾値より大である場合には、追加トルク最適値ΔT0以下に低減した低減追加トルクΔT1を追加トルクΔTとし、SOCが低SOC閾値より小である場合には、追加トルク最適値ΔT0以上に増大した増加追加トルクΔT2を追加トルクΔTとして付加駆動トルクT'を設定するようにしている。
Thus, in the control apparatus for the hybrid
従って、SOCが高SOC閾値より十分に高いような場合には、バッテリ18への充電をする必要性が低く、エンジン2による発電を抑制することができ、SOCが低SOC閾値より低いような場合には、速やかにバッテリ18への充電をする必要があり、エンジン2による発電を増強することができる。
なお、ここでは、ステップS218において損失機械仕事WLが利得機械仕事Wgよりも大か否かの判別を行うようにしているが、当該第5実施例を上記第4実施例の変形例としてもよい。即ち、図14にフローチャートを示すように、図11のステップS218に代えてステップS318とし、利得機械仕事Wgと損失機械仕事WLとの差または比等(f(Wg、WL))が閾値よりも小さいか否かを判別するようにしてもよい。さらには、当該第5実施例を上記第1実施例または第2実施例の変形例としてもよい。即ち、図11のステップS218に代えてステップS18とし、付加エンジン効率η'が要求エンジン効率ηrよりも小であるか否かを判別するようにしてもよいし、ステップS218に代えてステップS118とし、最大エンジン効率ηmaxとなる付加駆動トルクTηmaxが要求トルクTreqより小であるか否かを判別するようにしてもよい。
Therefore, when the SOC is sufficiently higher than the high SOC threshold, it is not necessary to charge the
Here, it is determined whether or not the loss mechanical work WL is larger than the gain mechanical work Wg in step S218, but the fifth embodiment may be a modification of the fourth embodiment. . That is, as shown in the flowchart in FIG. 14, step S318 is performed instead of step S218 in FIG. 11, and the difference or ratio (f (Wg, WL)) between the gain mechanical work Wg and the lost mechanical work WL (f (Wg, WL)) is less than the threshold value. You may make it discriminate | determine whether it is small. Further, the fifth embodiment may be a modification of the first embodiment or the second embodiment. That is, step S18 may be substituted for step S218 in FIG. 11 to determine whether or not the additional engine efficiency η ′ is smaller than the required engine efficiency ηr, or step S118 may be substituted for step S218. Further, it may be determined whether or not the additional drive torque Tηmax that provides the maximum engine efficiency ηmax is smaller than the required torque Treq.
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、エンジン2をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
また、上記実施形態では、電動機6を永久磁石式同期電動機としたが、電動機の形式はこれに限られるものではない。
Although the description of the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the engine 2 is a diesel engine, but the engine type is not limited to this, and a gasoline engine or the like may be used.
Moreover, in the said embodiment, although the
1 ハイブリッド電気自動車
2 エンジン
6 電動機
22 車両ECU
32 アクセル開度センサ(要求トルク検出手段)
36 回転速度センサ(回転速度検出手段)
DESCRIPTION OF
32 Accelerator opening sensor (required torque detection means)
36 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)
Claims (9)
前記要求駆動トルクを検出する要求トルク検出手段と、
エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記要求トルク検出手段からの情報及び前記回転速度検出手段からの情報に基づき、予めエンジン駆動トルクとエンジン回転速度とに応じてエンジン効率の度合いが設定されたエンジン効率マップから少なくとも前記要求駆動トルクに対応する前記エンジンの要求エンジン効率を演算するエンジン効率演算手段と、
該エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率の大きさに基づいて前記エンジンによる発電の実施可否を判定するエンジン発電実施可否判定手段とを備え、
前記制御手段は、該エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。 An engine capable of transmitting a driving force to a driving wheel of a vehicle, and an electric motor capable of transmitting the driving force to the driving wheel by power stored in a battery and generating electric power by the driving force of the engine and charging the battery, A control device for a hybrid electric vehicle having control means for controlling the engine and the electric motor based on a required driving torque obtained as a driving torque to be output by at least one of the engine and the electric motor according to a driving state of the vehicle In
Request torque detecting means for detecting the required drive torque;
A rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed;
Based on the information from the required torque detection means and the information from the rotational speed detection means, at least the required drive torque from an engine efficiency map in which the degree of engine efficiency is set in advance according to the engine drive torque and the engine rotation speed. Engine efficiency calculating means for calculating the required engine efficiency of the corresponding engine;
Engine power generation feasibility determination means for determining whether or not power generation by the engine can be performed based on the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculation means,
The control device for a hybrid electric vehicle, wherein when the engine power generation feasibility determination unit determines that power generation by the engine can be performed, the engine causes the motor to perform a power generation operation.
前記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率と付加エンジン効率とを比較して前記エンジンによる発電の実施可否を判定するエンジン発電実施可否判定手段とを備え、
前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 Corresponding to the required drive torque from an engine efficiency map in which the degree of engine efficiency is set in advance according to the engine drive torque and the engine rotational speed based on the information from the required torque detection means and the information from the rotational speed detection means Engine efficiency calculation means for calculating an additional engine efficiency corresponding to an additional drive torque obtained by adding a power generation drive torque for power generation of the electric motor to the required engine efficiency and the required drive torque of the engine;
Engine power generation feasibility determination means for comparing the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculation means and the additional engine efficiency to determine whether power generation by the engine is possible,
The control means, when it is determined by the engine power generation feasibility determination means that power generation by the engine can be performed, causes the engine to generate power based on the additional drive torque. 2. A control apparatus for a hybrid electric vehicle according to 1.
前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記要求駆動トルクと前記最大エンジン効率に対応する付加駆動トルクとの差に基づき前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、
前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記最大エンジン効率となる付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする、請求項2記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 The engine efficiency calculation means obtains a maximum engine efficiency as the additional engine efficiency,
The engine power generation execution feasibility determination unit determines whether power generation by the engine can be performed based on a difference between the required drive torque and an additional drive torque corresponding to the maximum engine efficiency,
The control means causes the motor to perform a power generation operation by the engine based on an additional driving torque that achieves the maximum engine efficiency when the engine power generation feasibility determination means determines that the engine can generate power. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 2.
前記制御手段は、前記要求駆動トルクと前記最大発電駆動トルクとの和である付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする、請求項3記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 When the power generation driving torque is the maximum power generation driving torque in the electric motor, and the maximum power generation driving torque is small with respect to the difference between the required driving torque and the additional driving torque that is the maximum engine efficiency,
4. The hybrid electric vehicle according to claim 3, wherein the control unit causes the engine to perform a power generation operation based on an additional drive torque that is a sum of the required drive torque and the maximum power generation drive torque. 5. Control device.
前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記エンジン効率演算手段により求めた要求エンジン効率の大きさ及び前記燃料消費量演算手段により求めた要求燃料消費量の大きさに基づいて前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、
前記制御手段は、該エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 Further, based on information from the required torque detection means and information from the rotation speed detection means, at least the fuel consumption map in which the degree of fuel consumption is set in advance according to the engine drive torque and the engine rotation speed is used. Fuel consumption calculating means for calculating the required fuel consumption of the engine corresponding to the required drive torque,
The engine power generation feasibility determination unit is configured to determine whether power generation by the engine is performed based on the required engine efficiency obtained by the engine efficiency calculation unit and the required fuel consumption amount obtained by the fuel consumption calculation unit. And
2. The hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein when the engine power generation feasibility determination unit determines that power generation by the engine can be performed, the control unit causes the engine to generate electric power using the engine. Control device.
前記エンジン発電実施可否判定手段は、前記発電駆動トルクを付加することによるエンジン効率の増大分の換算仕事と発電電力による前記電動機の仕事との和である利得機械仕事と、前記発電駆動トルクを付加することによる燃料消費量の増大分の換算仕事である損失機械仕事とを比較して前記エンジンによる発電の実施可否を判定し、
前記制御手段は、前記エンジン発電実施可否判定手段により前記エンジンによる発電が実施可能と判定されると、前記付加駆動トルクに基づいて前記エンジンにより前記電動機を発電作動させることを特徴とする、請求項2または3記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。 Further, based on the information from the required torque detection means and the information from the rotation speed detection means, the request from a fuel consumption map in which the degree of fuel consumption is set in advance according to the engine drive torque and the engine rotation speed. Fuel consumption calculation means for calculating the required fuel consumption of the engine corresponding to the driving torque and the additional fuel consumption corresponding to the additional driving torque obtained by adding the power generation driving torque for power generation of the motor to the required driving torque. Prepared,
The engine power generation feasibility determination unit adds the mechanical driving gain that is the sum of the conversion work of the increase in engine efficiency by adding the power generation driving torque and the work of the motor by the generated power, and the power generation driving torque. Comparing the lost machine work, which is the conversion work of the increase in fuel consumption due to, to determine whether the engine can generate power,
The control means, when it is determined by the engine power generation feasibility determination means that power generation by the engine can be performed, causes the engine to generate power based on the additional drive torque. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to 2 or 3.
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