JP2016222100A - Drive control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、目標エンジントルクに基づいてエンジンの動作を制御し、目標モータトルクに基づいてモータの動作を制御する駆動制御システムに関する。 The present invention relates to a drive control system that controls engine operation based on a target engine torque and controls motor operation based on a target motor torque.
エンジンとモータにより走行するハイブリッド自動車において、駆動制御システムは、ドライバの要求トルクを満たすように、目標エンジントルクと目標モータトルクを決定している。 In a hybrid vehicle running with an engine and a motor, the drive control system determines the target engine torque and the target motor torque so as to satisfy the driver's required torque.
従来のこの種の駆動制御システムとしては、燃費向上を目的として、最高熱効率線に基づいて定められた所定の領域にエンジン動作点があるか否かを判定し、エンジン動作点が所定の領域にない場合は、所定の領域内になるようエンジン動作点を補正するようにしたものが知られている。 In this type of conventional drive control system, for the purpose of improving fuel efficiency, it is determined whether or not there is an engine operating point in a predetermined region determined based on the maximum thermal efficiency line, and the engine operating point is in the predetermined region. In the case where the engine operating point does not exist, the engine operating point is corrected so as to be within a predetermined region.
ここで、モータとの間で充放電を行うバッテリは、過充電または過放電になると劣化が進行してしまう。そのため、バッテリのSOC(State of Charge)を所定の範囲内(例えば40%〜80%)となるように管理することが求められる。 Here, when the battery that charges and discharges with the motor becomes overcharged or overdischarged, the deterioration proceeds. Therefore, it is required to manage the SOC (State of Charge) of the battery so as to be within a predetermined range (for example, 40% to 80%).
しかしながら、特許文献1に記載のものは、燃費向上の観点のみからエンジン動作点を決定しており、バッテリのSOCを考慮してエンジン動作点を決定していない。このため、特許文献1に記載のものは、エンジン動作点を所定の領域内になるよう補正することにより燃費向上は実現できても、バッテリのSOCについては考慮しておらず、バッテリが過充電または過放電となってしまうことがある。
However, in the device described in
そこで、本発明は、燃費向上効果を損なうことなく、適切なバッテリのSOCに管理することができる駆動制御システムを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a drive control system that can manage the SOC of an appropriate battery without impairing the fuel efficiency improvement effect.
上記課題を解決する駆動制御システムの発明の一態様は、目標エンジントルクに基づいてエンジンの動作を制御し、目標モータトルクに基づいてモータの動作を制御する駆動制御システムにおいて、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出部と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部と、前記アクセル操作量と前記エンジン回転数とに基づいてドライバの要求トルクを算出する要求トルク算出部と、バッテリの充電残量を検出する充電残量検出部と、前記エンジンを熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクに基づいて求められた判定トルクを、前記バッテリの充電残量に応じて算出する判定トルク算出部と、前記要求トルクと前記判定トルクとの関係に基づいて求められた目標エンジントルク及び目標モータトルクによって、前記エンジン及び前記モータの動作を制御する動作制御部とを有するものから構成される。 One aspect of the invention of a drive control system that solves the above problems is to detect an accelerator operation amount in a drive control system that controls engine operation based on a target engine torque and controls motor operation based on the target motor torque. An accelerator operation amount detection unit that detects the engine speed, an engine speed detection unit that detects the engine speed, a request torque calculation unit that calculates a driver's request torque based on the accelerator operation amount and the engine speed, and battery charging A remaining charge detection unit that detects the remaining amount, and a determination torque that is calculated based on the engine torque when the engine is operated at a heat efficient operating point, according to the remaining charge of the battery. A target engine torque and a target motor obtained based on a relationship between the calculation unit and the required torque and the determination torque The torque, and from those having an operation control unit for controlling the operation of the engine and the motor.
このように本発明によれば、目標エンジントルクと目標モータトルクを求める際に用いられる判定トルクは、エンジンを熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクに基づき設定されており、更に、バッテリの充電残量に応じた判定トルクが算出される。このようにして算出された判定トルクを利用してエンジン及びモータの動作を制御するため、燃費向上効果を損なうことなく、適切なバッテリのSOCに管理することができる。 Thus, according to the present invention, the determination torque used when determining the target engine torque and the target motor torque is set based on the engine torque when the engine is operated at an operating point with good thermal efficiency. The determination torque corresponding to the remaining charge amount is calculated. Since the operation of the engine and the motor is controlled using the determination torque calculated in this manner, it is possible to manage the SOC of the battery appropriately without impairing the fuel efficiency improvement effect.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図11は、本発明の実施形態に係る駆動制御システムの実施形態を説明する図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1-11 is a figure explaining embodiment of the drive control system which concerns on embodiment of this invention.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る駆動制御システムを搭載した車両1は、エンジン2、トランスミッション4および車輪6を含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, a
エンジン2は、例えば4サイクルのガソリンエンジンから構成されており、車両を走行させる動力を発生する。
The
トランスミッション4は、エンジン2が発生した動力を変速する。トランスミッション4は、クラッチ7を備えており、このクラッチ7によりエンジン2からの動力を断続する。
The transmission 4 changes the power generated by the
また、トランスミッション4はリングギヤ5を備えており、このリングギヤ5は、図示しないピニオンギヤおよびサイドギヤ等とともにディファレンシャル装置を構成している。ディファレンシャル装置のサイドギヤには左右のドライブシャフト5aを介して車輪6が連結されている。トランスミッション4で変速された動力は、リングギヤ5に入力された後、左右の車輪6に伝達される。
The transmission 4 includes a
また、車両1は、モータ3、減速機8、バッテリ11、インバータ12およびECU20を含んで構成されている。
The
モータ3は、電動機および発電機として機能する回転電機であり、インバータ12を介してバッテリ11に接続されている。モータ3は、ECU20がインバータ12を制御することで、力行トルクまたは発電トルク(回生トルク)を発生する。
The
モータ3は、減速機8を介してリングギヤ5に連結されており、バッテリ11から供給される電力により力行することで車両1の走行をアシストする。また、モータ3は、リングギヤ5から伝達された動力により駆動されることで発電する。
The
このように、本実施形態における車両1は、モータ3によりエンジン2の動力をアシスト可能なハイブリッド車両として構成されている。なお、モータ3は、リングギヤ5に限らず、エンジン2から車輪6までの動力伝達経路上に連結されていればよい。
Thus, the
また、車両1は、アクセル操作量検出部16およびエンジン回転数検出部17を備えている。アクセル操作量検出部16は、例えば、図示しないアクセルペダルに設けられており、アクセル操作量を検出する。エンジン回転数検出部17は、例えば、エンジン2のクランクシャフトに設けられており、エンジン回転数を検出する。
The
ECU20は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートと、ネットワークモジュールとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
The
ECU20のROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをECU20として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ECU20において、CPUがROMに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ECU20として機能する。
A program for causing the computer unit to function as the
ECU20は、ドライバの要求トルクを満たすように、目標エンジントルクと目標モータトルクを決定する。そして、ECU20は、目標エンジントルクに基づいてエンジン2の動作を制御し、目標モータトルクに基づいてモータ3の動作を制御する。
The ECU 20 determines the target engine torque and the target motor torque so as to satisfy the driver's required torque. Then, the ECU 20 controls the operation of the
ECU20は、ドライバの要求トルクを算出する要求トルク算出部21と、バッテリ11の充電残量を検出する充電残量検出部22を備えている。以下、バッテリ11の充電残量をSOC(State Of Charge)という。
The
要求トルク算出部21は、アクセル操作量検出部16により検出されたアクセル操作量と、エンジン回転数検出部17により検出されたエンジン回転数とに基づいてドライバの要求トルクを算出する。
The required
なお、本発明の他の実施形態として、車両1は、車両の走行速度を検出する車速検出部18を備え、アクセル操作量検出部16により検出されたアクセル操作量と、車速検出部18により検出された車両の走行速度とに基づいてドライバの要求トルクを算出してもよい。
Note that, as another embodiment of the present invention, the
充電残量検出部22は、バッテリ11に入出力される電流を電流センサ13で計測して積算することで、SOCを検出する。SOCは、バッテリ11の「現在の残容量/満充電容量×100」で表される値(%)である。
The remaining
また、ECU20は、判定トルク算出部23と動作制御部24を備えている。
The ECU 20 includes a determination
判定トルク算出部23は、エンジン2を熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクに基づいて求められた判定トルクを、バッテリ11のSOCに応じて算出する。判定トルクは、後述するように発電判定トルクαと放電判定トルクβとがある。
The determination
動作制御部24は、要求トルクと判定トルクとの関係に基づいて求められた目標エンジントルク及び目標モータトルクによって、エンジン2及びモータ3それぞれの動作を制御する。
The
ECU20のROMには、エンジン動作点(目標エンジントルク)の決定時に参照される判定トルクマップと、発電判定トルクαの算出時に参照される発電判定トルクマップと、放電判定トルクβの算出時に参照される放電判定トルクマップとが記憶されている。これら判定トルクマップ、発電判定トルクマップ、放電判定トルクマップは、実験等から求めたものである。
The ROM of the
判定トルクマップは、図2に示すように、トルクとエンジン回転数をそれぞれ縦軸と横軸にして、判定トルクとしての発電判定トルクαおよび放電判定トルクβをエンジン回転数毎に定めたものである。 As shown in FIG. 2, the determination torque map is obtained by determining the power generation determination torque α and the discharge determination torque β as the determination torque for each engine rotation speed with the torque and the engine rotation speed as the vertical axis and the horizontal axis, respectively. is there.
発電判定トルクαのトルクラインは、熱効率最適ラインに概ね平行となるように、熱効率最適ラインの下方に設定されている。放電判定トルクβのトルクラインは、熱効率最適ラインに概ね平行となるように、熱効率最適ラインの上方に設定されている。 The torque line of the power generation determination torque α is set below the optimum thermal efficiency line so as to be substantially parallel to the optimum thermal efficiency line. The torque line of the discharge determination torque β is set above the optimum thermal efficiency line so as to be substantially parallel to the optimum thermal efficiency line.
したがって、発電判定トルクαのトルクラインと放電判定トルクβのトルクラインは、互いに熱効率最適ラインを挟んで概ね平行するように設定されている。 Therefore, the torque line of the power generation determination torque α and the torque line of the discharge determination torque β are set so as to be substantially parallel to each other across the thermal efficiency optimum line.
ここで、熱効率最適ラインは、鎖線で示すエンジン等効率ラインの中心を通過するラインであり、エンジン2を熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクをエンジン回転数毎に定めたものである。
Here, the optimum thermal efficiency line is a line that passes through the center of the engine efficiency line indicated by the chain line, and determines the engine torque for operating the
このため、判定トルクマップにおいて、発電判定トルクαのトルクラインと放電判定トルクβのトルクラインで挟まれた領域は、この領域外よりも、エンジン2の熱効率に優れるとともにエンジン2の燃費を向上可能な領域である。
Therefore, in the determination torque map, the region sandwiched between the torque line of the power generation determination torque α and the torque line of the discharge determination torque β has higher thermal efficiency of the
本実施形態では、エンジン2の動作点が発電判定トルクαのトルクラインと放電判定トルクβのトルクラインで挟まれた領域内になるよう、ECU20が目標エンジントルクを設定する。
In the present embodiment, the
また、発電判定トルクαおよび放電判定トルクβは、バッテリ11のSOCに応じて変更される。具体的には、発電判定トルクαのトルクラインは、SOCが高くなるに従い下方に設定されている。すなわち、図5に示すように、バッテリ11のSOCが低い場合は、エンジン2の作動により発電が行われてもバッテリ11は過充電にならないため、大きなトルクとなるエンジン2の動作が許容されるようなエンジントルクのトルクラインが設定される。一方、バッテリ11のSOCが高い場合は、エンジン2の作動により発電が行われると過充電になる可能性があるため、エンジン2の動作により発電が積極的に行われないようなエンジントルクのトルクラインが設定される。
Further, the power generation determination torque α and the discharge determination torque β are changed according to the SOC of the
また、図6に示すように、放電判定トルクβのトルクラインは、SOCが低くなるに従い上方に設定されている。すなわち、バッテリ11のSOCが高い場合は、モータ3を積極的に作動させて放電が行われてもバッテリ11は過放電にならないため、小さなトルクとなるエンジン2の動作が許容されるようなトルクラインが設定される。一方、バッテリ11のSOCが低い場合は、モータ3を積極的に作動させたら過放電になる可能性があるため、エンジン2が積極的に動作するようなエンジントルクのトルクラインが設定される。
Further, as shown in FIG. 6, the torque line of the discharge determination torque β is set upward as the SOC decreases. That is, when the SOC of the
例えば、図2に示すように、ドライバの要求トルクAが発電判定トルクαより小さい場合、ECU20は、発電判定トルクαをエンジン動作点(目標エンジントルク)として、エンジン2を動作させる。また、バッテリ11のSOCが、発電判定トルクαに対応するバッテリ11のSOCよりも高いとき、ECU20は、その高いバッテリ11のSOCに応じた発電判定トルクα'をエンジン動作点(目標エンジントルク)として、エンジン2を動作させる。
For example, as shown in FIG. 2, when the driver's required torque A is smaller than the power generation determination torque α, the
すなわち、ECU20は、バッテリ11のSOCの大きさに応じて設定されている発電判定トルクαとドライバの要求トルクAとの関係に基づいて目標エンジントルクを求め、このようにして求められた目標エンジントルクに基づいてエンジン2の動作を制御する。これにより、燃費向上効果を損なうことなく、適切なバッテリのSOCに管理することができる。
That is, the
発電判定トルクαは、図3、図5に示す発電判定トルクマップを参照してECU20の判定トルク算出部23により算出される。ここで、図3は、発電判定トルクマップを表形式で表したものであり、図5は、発電判定トルクマップをグラフ形式で表したものである。
The power generation determination torque α is calculated by the determination
ここで、本実施形態では、バッテリ11が過充電または過放電になって劣化が進行することを防止するため、バッテリ11のSOCの管理範囲を40%〜80%としている。
Here, in the present embodiment, the SOC management range of the
図3、図5に示す発電判定トルクマップにおいて、発電判定トルクαのトルクラインは、SOCが高くなるに従って下方となるよう設定される。 In the power generation determination torque maps shown in FIGS. 3 and 5, the torque line of the power generation determination torque α is set to be lower as the SOC becomes higher.
すなわち、SOCが40%のときは、SOCが更に低下して過放電になることを防止すべくエンジン2の作動により発電を積極的に行う必要があるため、発電判定トルクαは、SOCが60%のときより高く設定される。
That is, when the SOC is 40%, it is necessary to actively generate power by operating the
また、SOCが60%のときは、SOCが40%のときよりも発電を積極的に行う必要がないため、このSOCが40%のときよりも発電判定トルクαが低く設定される。 When the SOC is 60%, it is not necessary to generate power more actively than when the SOC is 40%. Therefore, the power generation determination torque α is set lower than when the SOC is 40%.
また、SOCが80%以上のときは、エンジン2の作動により発電が行われるとSOCが更に上昇して過充電となってしまうため、エンジン2の作動により発電が行われないよう、エンジン回転数に関わらず発電判定トルクαが0Nになっている。
Further, when the SOC is 80% or more, if the power generation is performed by the operation of the
なお、SOCが80%以上のときの発電判定トルクαは、0Nであることに限定されず、エンジン2の動作により過度な充電が行われないような非常に低い値であればよい。
The power generation determination torque α when the SOC is 80% or more is not limited to 0 N, and may be a very low value so that excessive charging is not performed by the operation of the
放電判定トルクβは、図4、図6に示す放電判定トルクマップを参照してECU20の判定トルク算出部23により算出される。ここで、図4は、放電判定トルクマップを表形式で表したものであり、図6は、放電判定トルクマップをグラフ形式で表したものである。
The discharge determination torque β is calculated by the determination
図4、図6に示す放電判定トルクマップにおいて、放電判定トルクβのトルクラインは、SOCが低くなるに従って上方となるよう設定される。 In the discharge determination torque map shown in FIGS. 4 and 6, the torque line of the discharge determination torque β is set to be higher as the SOC becomes lower.
すなわち、バッテリ11のSOCが80%のときは、SOCが更に上昇して過充電になることを防止すべくモータ3を積極的に作動させて放電を行う必要があるため、放電判定トルクβは、SOCが60%のときよりも低く設定される。
That is, when the SOC of the
また、SOCが60%のときは、SOCが80%のときよりもモータ3を積極的に作動させる必要がないため、このSOCが80%のときよりも放電判定トルクβが高く設定される。
Further, when the SOC is 60%, it is not necessary to operate the
また、SOCが40%以下のときは、モータ3の作動により放電が行われるとSOCが更に低下して過放電となってしまうため、モータ3の作動により放電が行われないよう、エンジン回転数に関わらず放電判定トルクβが200Nになっている。ここで、200Nは、エンジン2が発生可能な最大トルクよりも大きな値である。
Further, when the SOC is 40% or less, if the discharge is performed by the operation of the
なお、SOCが40%以下のときの放電判定トルクβは、200Nであることに限定されず、モータ3の動作により過度な放電が行われないような非常に高い値であればよい。
Note that the discharge determination torque β when the SOC is 40% or less is not limited to 200 N, and may be a very high value such that excessive discharge is not performed by the operation of the
このように、本実施形態では、従来のように1本の熱効率最適ライン上でエンジンを動作させるのではなく、発電判定トルクαと放電判定トルクβの2本のトルクラインにより熱効率最適ラインを挟むように設定された領域でエンジン2を動作させるため、燃費の向上効果を損なうことがない。また、発電判定トルクαと放電判定トルクβの2本のトルクラインをSOCに応じて変化させることで、ドライバの要求トルクAを満たしつつ、バッテリ11が過充電または過放電とならないようにエンジン2とモータ3を動作させることができる。
As described above, in this embodiment, the engine is not operated on one thermal efficiency optimum line as in the prior art, but the thermal efficiency optimum line is sandwiched between the two torque lines of the power generation determination torque α and the discharge determination torque β. Since the
以上のように構成された本実施形態に係る駆動制御システムによるエンジン動作点決定処理について、図7のフローチャートを参照して説明する。 Engine operating point determination processing by the drive control system according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
図7に示すように、まず、ECU20は、アクセル操作量をアクセル操作量検出部16により検出し、エンジン回転数をエンジン回転数検出部17により検出する(ステップS1)。
As shown in FIG. 7, first, the
次いで、ECU20は、ステップS1で検出されたアクセル操作量とエンジン回転数とに基づいて、要求トルク算出部21によりドライバの要求トルクAを算出する(ステップS2)。なお、ECU20は、ステップS1でエンジン回転数の代わりに車速を検出し、ステップS2で、この車速とアクセル操作量とに基づいて要求トルクAを算出してもよい。
Next, the
次いで、ECU20は、バッテリ11のSOCを充電残量検出部22により検出する(ステップS3)。
Next, the
次いで、ECU20は、SOCとエンジン回転数とに基づいて発電判定トルクαを算出する(ステップS4)。
Next, the
次いで、ECU20は、要求トルクAが発電判定トルクαより小さいか否かを算出する(ステップS5)。
Next, the
ステップS5の判定が"YES"の場合(要求トルクAが発電判定トルクαより小さい場合)、ECU20は、ステップS6において、目標とするエンジン動作点(目標エンジントルク)および目標モータトルクを決定する。
When the determination in step S5 is “YES” (when the required torque A is smaller than the power generation determination torque α), the
具体的には、ECU20は、目標とするエンジン動作点(目標エンジントルク)を、発電判定トルクαと等しい値に設定する。
Specifically, the
ここで、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分が目標モータトルクとして設定される。具体的には、ECU20は、要求トルクAが発電判定トルクαより小さい場合、すなわち目標エンジントルクが発電判定トルクαと等しい値に設定されるとき、目標エンジントルクと要求トルクとはα−Aの関係となり、その差分を目標モータトルクとして設定して、モータ3の動作を制御する。このとき、要求トルクAは発電判定トルクαより小さいので、ECU20は、ドライバの要求トルクAよりも大きな目標エンジントルクαによりエンジン2を動作させることになるが、ドライバの要求トルクAを超える過剰分のエンジントルクでのエンジン2の動作は、モータ3の作動に利用して発電を行う。このようにして、熱効率の良い動作点でエンジン2を動作させるため、燃費の向上を図ることができるとともに、ドライバの要求トルクを超えるエンジントルクでのエンジン2の動作についてはモータ3を動作させて発電に利用するため、エネルギーを効率的に利用できる。また、ECU20は、SOCに応じた発電判定トルクαを算出し、この発電判定トルクαとドライバの要求トルクAとの関係に基づいて目標エンジントルクを設定するため、燃費向上効果を損なうことなく、バッテリ11の過充電を防止することができる。
Here, the difference between the target engine torque and the required torque A is set as the target motor torque. Specifically, when the required torque A is smaller than the power generation determination torque α, that is, when the target engine torque is set to a value equal to the power generation determination torque α, the target engine torque and the required torque are α−A. The difference is set as the target motor torque, and the operation of the
ここで、本実施形態に係る駆動制御システムでは、目標モータトルクは、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分となるため、力行時のモータ3のトルクを正の値のBとしたとき、目標エンジントルク=A+Bの関係が成り立つ。そこで、ステップS6において、ECU20は、目標モータトルクを、発電時のモータ3のトルクとなる負の値の−Bに設定する。このようにして、モータ3は、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分の発電トルクで発電を行う。その後、ECU20は、図7のフローチャートの処理を終了する。
Here, in the drive control system according to the present embodiment, the target motor torque is the difference between the target engine torque and the required torque A. Therefore, when the torque of the
一方、ステップS5の判定が"NO"の場合(要求トルクAが発電判定トルクα以上の場合)、ECU20は、バッテリ11のSOCとエンジン回転数とに基づいて放電判定トルクβを算出する(ステップS7)。
On the other hand, when the determination in step S5 is “NO” (when the required torque A is equal to or greater than the power generation determination torque α), the
次いで、ECU20は、要求トルクAが放電判定トルクβ以下であるか否かを算出する(ステップS8)。
Next, the
ステップS8の判定が"YES"の場合(要求トルクAが放電判定トルクβ以下の場合)、ECU20は、目標とするエンジン動作点(目標エンジントルク)を要求トルクAと等しい値に設定し、目標モータトルクを0に設定する(ステップS9)。すなわち、ECU20は、熱効率の良い動作点でエンジン2を動作させ、モータ3については動作させないため、バッテリ11には過充電も過放電も発生しない。また、このとき、バッテリ11のSOCに応じた発電判定トルクα及び放電判定トルクβに基づいて目標エンジントルクは設定されるため、バッテリ11のSOCは十分確保されている。このようにして、本実施形態に係る駆動制御システムは、燃費向上効果を損なうことなく、適切なバッテリのSOCに管理することができる。その後、ECU20は、図7のフローチャートの処理を終了する。
When the determination in step S8 is “YES” (when the required torque A is equal to or less than the discharge determination torque β), the
一方、ステップS8の判定が"NO"の場合(要求トルクAが放電判定トルクβより大きい場合)、ECU20は、ステップS10で、目標とするエンジン動作点(目標エンジントルク)および目標モータトルクを設定する。
On the other hand, when the determination in step S8 is “NO” (when the required torque A is greater than the discharge determination torque β), the
具体的には、ECU20は、目標とするエンジン動作点(目標エンジントルク)を、放電判定トルクβと等しい値に設定する。
Specifically, the
ここで、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分が目標モータトルクとして設定される。具体的には、ECU20は、要求トルクAが放電判定トルクβより大きい場合、すなわち目標エンジントルクが放電判定トルクβと等しい値に設定されるとき、要求トルクと目標エンジントルクとはA−βの関係となり、その差分を目標モータトルクとして設定して、モータ3の動作を制御する。このとき、要求トルクAは放電判定トルクβより大きいので、ECU20は、ドライバの要求トルクAよりも小さな目標エンジントルクβによりエンジン2を動作させることになるが、ドライバの要求トルクAに対して不足するエンジントルクは、モータ3の作動により補う。このようにして、熱効率の良い動作点でエンジン2を動作させるため、燃費の向上を図ることができるとともに、ドライバの要求トルクに対して不足するエンジントルクはモータ3を動作させて補うため、エネルギーを効率的に利用できる。また、ECU20は、SOCに応じた放電判定トルクβを算出し、この放電判定トルクβとドライバの要求トルクAとの関係に基づいて目標エンジントルクを設定するため、燃費向上効果を損なうことなく、バッテリ11の過充電を防止することができる。
Here, the difference between the target engine torque and the required torque A is set as the target motor torque. Specifically, when the required torque A is larger than the discharge determination torque β, that is, when the target engine torque is set to a value equal to the discharge determination torque β, the
ここで、本実施形態に係る駆動制御システムでは、目標モータトルクは、要求トルクAと目標エンジントルクとの差分となるため、力行時のモータ3のトルクを正の値のBとしたとき、目標エンジントルク=A−Bの関係が成り立つ。そこで、ステップS10において、ECU20は、目標モータトルクを、力行時のモータ3のトルクとなる正の値のBに設定する。このようにして、モータ3は、要求トルクAと目標エンジントルクとの差分の力行トルクを発生し、エンジン2をアシストする。その後、ECU20は、図7のフローチャートの処理を終了する。
Here, in the drive control system according to the present embodiment, the target motor torque is the difference between the required torque A and the target engine torque. Therefore, when the torque of the
次に、SOCが60%、40%、80%である場合のエンジン動作点決定処理の結果について、具体的数値を当てはめて説明する。なお、SOCの60%、40%、80%は、本実施形態におけるSOCの管理範囲の中間値、下限値、上限値である。 Next, the results of the engine operating point determination process when the SOC is 60%, 40%, and 80% will be described by applying specific numerical values. Note that 60%, 40%, and 80% of the SOC are an intermediate value, a lower limit value, and an upper limit value of the SOC management range in the present embodiment.
(SOCが60%の場合)
SOCが管理範囲の中間値の60%の場合、判定トルクマップは図8、図9、図10に示すものとなる。図8、図9、図10において、エンジン回転数が4000rpmのときの発電判定トルクαと放電判定トルクβは、それぞれ50N、90Nとなっている。
(When SOC is 60%)
When the SOC is 60% of the intermediate value of the management range, the determination torque map is as shown in FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 8, 9, and 10, the power generation determination torque α and the discharge determination torque β when the engine speed is 4000 rpm are 50 N and 90 N, respectively.
図8に示すように、エンジン回転数が4000rpmのときのドライバの要求トルクAが30Nであった場合、要求トルクAが発電判定トルクαよりも小さいため、ECU20は、エンジン動作点を発電判定トルクαに設定する。そして、ECU20は、発電判定トルクαに等しい目標エンジントルク(50N)でエンジンを動作させる。
As shown in FIG. 8, when the required torque A of the driver when the engine speed is 4000 rpm is 30 N, the required torque A is smaller than the power generation determination torque α, so the
また、ECU20は、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分である−20Nを目標モータトルクとして、モータ3を動作させる。すなわち、ECU20は、要求トルクAに対する余剰分のエンジントルク(20N)を利用してモータ3に発電を行わせる。
Further, the
図9に示すように、エンジン回転数が4000rpmのときの要求トルクAが120Nであった場合、要求トルクAが放電判定トルクβよりも大きいため、ECU20は、エンジン動作点を放電判定トルクβに設定する。そして、ECU20は、放電判定トルクβに等しい目標エンジントルク(90N)でエンジンを動作させる。
As shown in FIG. 9, when the required torque A when the engine speed is 4000 rpm is 120 N, the required torque A is larger than the discharge determination torque β, so the
また、ECU20は、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分である30Nを目標モータトルクとして、モータ3を動作させる。すなわち、ECU20は、要求トルクAに対する不足分のトルク(30N)を、モータ3の力行トルクによって補う。
Further, the
図10に示すように、エンジン回転数が4000rpmのときの要求トルクAが80Nであった場合、要求トルクAが発電判定トルクα以上であり、かつ放電判定トルクβ以下であるため、ECU20は、要求トルクAを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、モータ3は動作させない。
As shown in FIG. 10, when the required torque A when the engine speed is 4000 rpm is 80 N, the required torque A is not less than the power generation determination torque α and not more than the discharge determination torque β. The
このように、図8、図9、図10のいずれの場合も、発電判定トルクαと放電判定トルクβに挟まれた領域にエンジン動作点(目標エンジントルク)が入るように、ECU20がエンジン動作点を設定している。これにより、燃費向上効果を損なうことなく、適切な放電および充電を行うことができる。なお、上記の動作は、SOCが60%のときだけでなく、SOCが40%から80%の範囲にある場合にも実行される。
As described above, in any of FIGS. 8, 9, and 10, the
(SOCが40%の場合)
SOCが管理範囲の下限値の40%の場合、放電判定トルクβは、図4、図6に示すようにエンジン回転数に関わらず、非常に高い値である200Nに設定されている。
(When SOC is 40%)
When the SOC is 40% of the lower limit value of the management range, the discharge determination torque β is set to 200 N, which is a very high value, regardless of the engine speed, as shown in FIGS.
これにより、放電判定トルクβより要求トルクAが大きくなることがなくなるので、ECU20は、要求トルクAが発電判定トルクα以上の場合、要求トルクAを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、モータ3は動作させない。
As a result, the required torque A does not become larger than the discharge determination torque β. Therefore, when the required torque A is equal to or greater than the power generation determination torque α, the
一方、SOCが40%のときの発電判定トルクαは、図3、図5に示すようにSOCが60%のときの発電判定トルクαより大きい値に設定される。このため、モータ3での発電に割り当てられるエンジントルクが大きくなり、発電が促進される。
On the other hand, the power generation determination torque α when the SOC is 40% is set to a value larger than the power generation determination torque α when the SOC is 60% as shown in FIGS. For this reason, the engine torque allocated to the power generation by the
このように、バッテリ11のSOCが管理範囲の下限値のとき、ECU20は、ドライバの要求トルクAが発電判定トルクα以上であれば、ドライバの要求トルクAでエンジン2を動作させて、モータ3は動作させない。一方で、ドライバの要求トルクAが発電判定トルクαより小さければ、目標エンジントルクを発電判定トルクαと等しい値に設定し、この目標エンジントルクとドライバの要求トルクAとの差分を目標モータトルクとしてモータ3により発電をおこなう。これにより、バッテリ11の過放電が防止される。
Thus, when the SOC of the
以上のように、SOCが40%の場合、ECU20は、モータ3から力行トルクを出力させず、かつ、モータ3での発電が促進されるように、目標エンジントルクおよび目標モータトルクを設定する。なお、モータ3以外の電気負荷等に起因してSOCが40%より小さくなった場合であっても、ECU20は、上記と同様に制御を行う。
As described above, when the SOC is 40%, the
(SOCが80%の場合)
SOCが管理範囲の上限値の80%の場合、発電判定トルクαは、図3、図5に示すようにエンジン回転数に関わらず、非常に小さい値である0Nに設定されている。
(When SOC is 80%)
When the SOC is 80% of the upper limit value of the management range, the power generation determination torque α is set to 0N, which is a very small value, regardless of the engine speed, as shown in FIGS.
これにより、発電判定トルクαより要求トルクAが小さくなることがなくなるので、ECU20は、要求トルクAが放電判定トルクβ以下の場合、要求トルクAを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、モータ3は動作させない。
As a result, the required torque A does not become smaller than the power generation determination torque α. Therefore, when the required torque A is equal to or less than the discharge determination torque β, the
一方、SOCが80%のときの放電判定トルクβは、図4、図6に示すように、SOCが60%のときの放電判定トルクβより小さい値に設定されるため、モータ3の力行、すなわちモータアシストによりバッテリ11の放電が促進される。
On the other hand, the discharge determination torque β when the SOC is 80% is set to a value smaller than the discharge determination torque β when the SOC is 60%, as shown in FIGS. That is, the discharge of the
このように、バッテリ11のSOCが管理範囲の上限値のとき、ECU20は、ドライバの要求トルクAが放電判定トルクβ以下であれば、ドライバの要求トルクAでエンジン2を動作させて、モータ3は動作させない。一方で、ドライバの要求トルクAが放電判定トルクβより大きければ、目標エンジントルクを放電判定トルクβと等しい値に設定し、この目標エンジントルクとドライバの要求トルクAとの差分を目標モータトルクとしてモータ3が動作され放電が行われる。これにより、バッテリ11の過充電が防止される。
Thus, when the SOC of the
以上のように、SOCが80%の場合、ECU20は、モータ3に発電を行わせず、かつ、モータ3の力行によるバッテリ11の放電が促進されるように、目標エンジントルクおよび目標モータトルクを設定する。なお、モータ3以外の電気負荷等に起因してSOCが80%より大きくなった場合であっても、ECU20は上記と同様に制御を行う。
As described above, when the SOC is 80%, the
以上のように説明した本実施形態の駆動制御システムの作用効果について説明する。 The effects of the drive control system of the present embodiment described above will be described.
本実施形態の駆動制御システムにおいて、判定トルク算出部23は、エンジン2を熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクに基づいて求められた判定トルクをバッテリ11のSOCに応じて算出する。そして、動作制御部24は、ドライバの要求トルクAと判定トルクとの関係に基づいて求められた目標エンジントルク及び目標モータトルクによってエンジン2及びモータ3を動作させる。
In the drive control system of the present embodiment, the determination
このような構成から、目標エンジントルクと目標モータトルクを求める際に用いられる判定トルク(発電判定トルクαおよび放電判定トルクβ)は、エンジンを熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルク(熱効率最適ライン)に基づき設定されており、更に、バッテリ11のSOCに応じた判定トルクが算出される。このようにして算出された判定トルクを利用してエンジン及びモータの動作を制御するため、燃費向上効果を損なうことなく、適切なバッテリのSOCを管理することができる。
From such a configuration, the determination torque (power generation determination torque α and discharge determination torque β) used when determining the target engine torque and the target motor torque is the engine torque (thermal efficiency) when the engine is operated at a thermal efficiency operating point. In addition, a determination torque corresponding to the SOC of the
また、本実施形態の駆動制御システムにおいて、判定トルク算出部23は、発電時における発電判定トルクαをバッテリ11のSOCに応じて算出する。
In the drive control system of the present embodiment, the determination
そして、動作制御部24は、要求トルクAが発電判定トルクαよりも小さい場合、発電判定トルクαを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分を目標モータトルクとしてモータ3を動作させる。
When the required torque A is smaller than the power generation determination torque α, the
この構成により、図11に示すように、要求トルクAが発電判定トルクαよりも小さい場合、発電判定トルクαを目標エンジントルクとしてエンジン2が動作される。
With this configuration, as shown in FIG. 11, when the required torque A is smaller than the power generation determination torque α, the
すなわち、図11に示すように、要求トルクAが発電判定トルクαより下方の動作点補正領域にある場合、目標とするエンジン動作点が、発電判定トルクαのトルクラインまで引き上げるよう補正される。このため、燃費向上を図ることができる。 That is, as shown in FIG. 11, when the required torque A is in the operating point correction region below the power generation determination torque α, the target engine operating point is corrected to be pulled up to the torque line of the power generation determination torque α. For this reason, fuel consumption can be improved.
また、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分を目標モータトルクとすることで、モータ3が発電トルクを発生するように動作される。このため、モータ3により発電された電力がバッテリ11に充電され、バッテリ11の過放電を防止できる。
Further, by setting the difference between the target engine torque and the required torque A as the target motor torque, the
また、発電判定トルクαがバッテリ11のSOCに応じて算出されるため、燃費向上とバッテリ11の過放電の防止を両立させることができる。この結果、燃費向上を図りつつバッテリのSOCを管理することができる。
Further, since the power generation determination torque α is calculated according to the SOC of the
また、本実施形態の駆動制御システムにおいて、判定トルク算出部23は、放電時における放電判定トルクβをバッテリ11のSOCに応じて算出する。
In the drive control system of the present embodiment, the determination
そして、動作制御部24は、要求トルクAが放電判定トルクβよりも大きい場合、放電判定トルクβを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分を目標モータトルクとしてモータ3を動作させる。
When the required torque A is greater than the discharge determination torque β, the
この構成により、図11に示すように、要求トルクAが放電判定トルクβよりも大きい場合、放電判定トルクβを目標エンジントルクとしてエンジン2が動作される。
With this configuration, as shown in FIG. 11, when the required torque A is larger than the discharge determination torque β, the
すなわち、図11に示すように、要求トルクAが放電判定トルクβより上方の動作点補正領域にある場合、目標とするエンジン動作点が、放電判定トルクβのトルクラインまで引き下げるよう補正される。このため、燃費向上を図ることができる。 That is, as shown in FIG. 11, when the required torque A is in the operating point correction region above the discharge determination torque β, the target engine operating point is corrected to be lowered to the torque line of the discharge determination torque β. For this reason, fuel consumption can be improved.
また、目標エンジントルクと要求トルクAとの差分を目標モータトルクとすることで、モータ3が発電トルクを発生するように動作される。このため、モータ3の力行によりバッテリ11が放電され、バッテリ11の過充電を防止できる。
Further, by setting the difference between the target engine torque and the required torque A as the target motor torque, the
また、放電判定トルクβがバッテリ11のSOCに応じて算出されるため、燃費向上とバッテリ11の過充電の防止を両立させることができる。この結果、燃費向上を図りつつバッテリ11のSOCを管理することができる。
In addition, since the discharge determination torque β is calculated according to the SOC of the
本実施形態の駆動制御システムにおいて、判定トルク算出部23は、発電時における発電判定トルクα及び放電時における放電判定トルクβをバッテリ11のSOCに応じて算出する。
In the drive control system of the present embodiment, the determination
そして、動作制御部24は、要求トルクAが発電判定トルクα以上であり、かつ要求トルクAが放電判定トルクβ以下である場合、要求トルクAを目標エンジントルクとしてエンジン2を動作させ、モータ3は動作させない。
Then, when the required torque A is equal to or greater than the power generation determination torque α and the required torque A is equal to or less than the discharge determination torque β, the
この構成により、図11に示すように、要求トルクAが発電判定トルクα以上であり、かつ要求トルクAが放電判定トルクβ以下である場合、要求トルクAを目標エンジントルクとしてエンジン2が動作される。
With this configuration, as shown in FIG. 11, when the required torque A is equal to or greater than the power generation determination torque α and the required torque A is equal to or less than the discharge determination torque β, the
すなわち、図11に示すように、要求トルクAが放電判定トルクβより下方、かつ、発電判定トルクαより上方の領域にある場合、目標とするエンジン動作点が要求トルクAに等しく設定されるとともに、モータ3のモータトルクが0となる。この結果、燃費向上を図りつつバッテリ11のSOCを管理することができる。
That is, as shown in FIG. 11, when the required torque A is below the discharge determination torque β and above the power generation determination torque α, the target engine operating point is set equal to the required torque A. The motor torque of the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
例えば、SOCの管理範囲は40%〜80%に限定されるものではない。また、判定トルクマップ、発電判定トルクマップおよび放電判定トルクマップにおける値は一例であり、これらの値は、燃費向上とSOCの管理とをどのようなバランスで両立させたいかにより異なる。燃費向上を優先する場合、発電判定トルクαと放電判定トルクβのトルクラインを熱効率最適ラインに近づけることが好ましい。また、想定する走行パターンが市街地走行と高速走行の何れを主体にするかによっても各マップにおける最適な値は異なる。 For example, the SOC management range is not limited to 40% to 80%. Further, the values in the determination torque map, the power generation determination torque map, and the discharge determination torque map are examples, and these values differ depending on what balance it is desired to achieve both fuel efficiency improvement and SOC management. When priority is given to improving the fuel efficiency, it is preferable that the torque lines of the power generation determination torque α and the discharge determination torque β be close to the optimum thermal efficiency line. Also, the optimum value in each map differs depending on whether the assumed running pattern is mainly urban running or high-speed running.
2 エンジン
3 モータ
11 バッテリ
16 アクセル操作量検出部
17 エンジン回転数検出部
21 要求トルク算出部
22 充電残量検出部
23 判定トルク算出部
24 動作制御部
2
Claims (4)
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出部と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部と、
前記アクセル操作量と前記エンジン回転数とに基づいてドライバの要求トルクを算出する要求トルク算出部と、
バッテリの充電残量を検出する充電残量検出部と、
前記エンジンを熱効率の良い動作点で動作させるときのエンジントルクに基づいて求められた判定トルクを、前記バッテリの充電残量に応じて算出する判定トルク算出部と、
前記要求トルクと前記判定トルクとの関係に基づいて求められた目標エンジントルク及び目標モータトルクによって、前記エンジン及び前記モータの動作を制御する動作制御部とを有することを特徴とする駆動制御システム。 In a drive control system that controls engine operation based on a target engine torque and controls motor operation based on a target motor torque,
An accelerator operation amount detector for detecting an accelerator operation amount;
An engine speed detector for detecting the engine speed;
A required torque calculation unit that calculates a driver's required torque based on the accelerator operation amount and the engine speed;
A remaining charge detection unit for detecting the remaining charge of the battery;
A determination torque calculation unit that calculates a determination torque obtained based on an engine torque when the engine is operated at a thermal efficient operating point according to a remaining charge of the battery;
A drive control system comprising: an operation control unit that controls operations of the engine and the motor based on a target engine torque and a target motor torque obtained based on a relationship between the required torque and the determination torque.
前記動作制御部は、
前記要求トルクが前記発電判定トルクよりも小さい場合、前記発電判定トルクを目標エンジントルクとして前記エンジンを動作させ、
前記目標エンジントルクと前記要求トルクとの差分を目標モータトルクとして前記モータを動作させることを特徴とする請求項1に記載の駆動制御システム。 The determination torque calculation unit calculates a power generation determination torque during power generation according to a remaining charge of the battery,
The operation controller is
When the required torque is smaller than the power generation determination torque, the engine is operated with the power generation determination torque as a target engine torque,
The drive control system according to claim 1, wherein the motor is operated with a difference between the target engine torque and the required torque as a target motor torque.
前記動作制御部は、
前記要求トルクが前記放電判定トルクよりも大きい場合、前記放電判定トルクを目標エンジントルクとして前記エンジンを動作させ、
前記目標エンジントルクと前記要求トルクとの差分を目標モータトルクとして前記モータを動作させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動制御システム。 The determination torque calculation unit calculates a discharge determination torque at the time of discharging according to a remaining charge of the battery,
The operation controller is
When the required torque is greater than the discharge determination torque, the engine is operated with the discharge determination torque as a target engine torque,
The drive control system according to claim 1 or 2, wherein the motor is operated with a difference between the target engine torque and the required torque as a target motor torque.
前記動作制御部は、
前記要求トルクが前記発電判定トルク以上であり、かつ前記要求トルクが前記放電判定トルク以下である場合、前記要求トルクを目標エンジントルクとして前記エンジンを動作させ、前記モータは動作させないように制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の駆動制御システム。
The determination torque calculation unit calculates a power generation determination torque during power generation and a discharge determination torque during discharge according to the remaining charge of the battery,
The operation controller is
When the required torque is equal to or greater than the power generation determination torque and the required torque is equal to or less than the discharge determination torque, control is performed so that the engine is operated with the required torque as a target engine torque and the motor is not operated. The drive control system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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