JP2023093777A - Hybrid vehicular control apparatus - Google Patents

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Takanori Sugimoto
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Abstract

To provide a hybrid vehicular control apparatus capable of generating an exact amount power for driving a motor.SOLUTION: A hybrid vehicle 1 has a control apparatus 10 that includes a calculation part 11 and a control part 12. The calculation part 11 calculates shortage power that is a value obtained by subtracting battery upper-limit power being an upper limit of power that a battery 30 can supply to motors 22, 27, from vehicle consumption power being power to be consumed for driving the hybrid vehicle 1 in a parallel mode. The control part 12 controls operation states of an engine 21 and a generator 23 so that the generator 23 generates the shortage power in the parallel mode.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パラレルモードを有するハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle control device having a parallel mode.

従来、エンジンと電動機と発電機とが搭載されたハイブリッド車両において、バッテリーが出力可能な電力に応じて、発電機に発電させる発電量を制御する技術が知られている。例えば、電動機に印加すべき必要電圧とバッテリーSOC(充電率)とバッテリー温度とに基づいてバッテリー出力可能電力を予測し、このバッテリー出力可能電力に応じて発電機の目標発電電力を決定する手法が提案されている。このような手法により、電動機を駆動するための電力の不足が防止されうる(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a hybrid vehicle equipped with an engine, an electric motor, and a generator, there is known a technique for controlling the amount of power generated by the generator according to the power that the battery can output. For example, there is a method of predicting the battery's possible output power based on the required voltage to be applied to the electric motor, the battery SOC (state of charge), and the battery temperature, and determining the target power generation of the generator according to this battery's possible output power. Proposed. Such a method can prevent shortage of electric power for driving the electric motor (see Patent Document 1).

特許第3714405号公報Patent No. 3714405

バッテリーから出力される電力は、電動機だけでなく車両に搭載される補機類の駆動にも用いられる。そのため、バッテリー出力可能電力のみに基づく発電電力の設定では、実際に車両で消費される電力がバッテリー出力可能電力を上回るおそれがある。この場合、電動機を駆動するための電力が不足することになり、車両の走行フィーリングが低下する。また、電動機を駆動するための電力に余剰が生じたとしても、その余剰電力をバッテリーに充電できない場合には無駄になってしまう。 Electric power output from the battery is used not only to drive the electric motor but also to drive auxiliary equipment mounted on the vehicle. Therefore, if the generated power is set based only on the battery's output power, the power actually consumed by the vehicle may exceed the battery's output power. In this case, the electric power for driving the electric motor becomes insufficient, and the driving feeling of the vehicle deteriorates. Moreover, even if there is surplus electric power for driving the electric motor, it will be wasted if the surplus electric power cannot be charged to the battery.

本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、モーターを駆動するための電力を過不足なく生成できるようにしたハイブリッド車両制御装置を提供することを目的とする。この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。 One of the purposes of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device that can generate just the right amount of electric power for driving a motor. do. In addition to this purpose, it is another object of the present invention to achieve functions and effects derived from each configuration shown in the "Mode for Carrying out the Invention" described later and which cannot be obtained with conventional techniques. can be positioned.

開示のハイブリッド車両の制御装置は、駆動輪に接続されるエンジン及びモーターと、エンジンに駆動されるジェネレーターと、モーター及びジェネレーターに接続されるバッテリーとを備え、エンジン及びモーターの駆動力を駆動輪に伝達して走行するパラレルモードを有するハイブリッド車両の制御装置である。本制御装置には、算出部と制御部とが設けられる。算出部は、パラレルモードにおいて、ハイブリッド車両を駆動するために消費される電力である車両消費電力から、バッテリーがモーターに供給可能な電力の上限である電池上限電力を減じた値である不足電力を算出する。制御部は、パラレルモードにおいて不足電力がジェネレーターで発電されるように、エンジン及びジェネレーターの作動状態を制御する。 The disclosed hybrid vehicle control device includes an engine and a motor connected to driving wheels, a generator driven by the engine, and a battery connected to the motor and the generator, wherein the driving force of the engine and the motor is transferred to the driving wheels. A control device for a hybrid vehicle having a parallel mode for transmission and running. The control device is provided with a calculation section and a control section. In the parallel mode, the calculation unit calculates the power shortage, which is the value obtained by subtracting the battery upper limit power, which is the upper limit of the power that the battery can supply to the motor, from the vehicle power consumption, which is the power consumed to drive the hybrid vehicle. calculate. The control unit controls the operating states of the engine and the generator so that the generator generates the insufficient power in the parallel mode.

開示の制御装置によれば、モーターを駆動するための電力を過不足なく生成できる。 According to the disclosed control device, it is possible to generate just the right amount of electric power for driving the motor.

実施例としての制御装置が適用された車両の模式図である。1 is a schematic diagram of a vehicle to which a control device as an embodiment is applied; FIG. 図1の車両の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the configuration of the vehicle in FIG. 1; FIG. 図1の電子制御装置の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the configuration of the electronic control unit of FIG. 1; FIG. 図1の電子制御装置における処理内容を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the contents of processing in the electronic control unit of FIG. 1; FIG.

[1.装置の構成]
図1~図4を参照して、実施例としてのハイブリッド車両の制御装置が適用された車両1について説明する。この車両1は、内燃機関及び電動機の両方から出力される駆動力を駆動輪に伝達して走行するパラレルモードを有するハイブリッド車両である。本実施例の車両1には、前方側の駆動輪(前輪)を駆動するための前輪駆動装置2と、後方側の駆動輪(後輪)を駆動するための後輪駆動装置3と、走行用のバッテリー30と、電子制御装置10とが搭載される。
[1. Device configuration]
A vehicle 1 to which a hybrid vehicle control apparatus according to an embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. This vehicle 1 is a hybrid vehicle having a parallel mode in which driving power output from both an internal combustion engine and an electric motor is transmitted to driving wheels for running. The vehicle 1 of this embodiment includes a front wheel drive device 2 for driving the front drive wheels (front wheels), a rear wheel drive device 3 for driving the rear drive wheels (rear wheels), A battery 30 for and an electronic control unit 10 are mounted.

図2に示すように、前輪駆動装置2には、エンジン21(内燃機関),フロントモーター22(前輪電動機),ジェネレーター23(発電機),フロントモーター用インバーター24,ジェネレーター用インバーター25,フロントトランスアクスル26(前輪変速装置)が含まれる。また、後輪駆動装置3には、リヤモーター27(後輪電動機),リヤモーター用インバーター28,リヤトランスアクスル29(後輪変速装置)が含まれる。バッテリー30は、フロントモーター22,ジェネレーター23,リヤモーター27の各々に接続される。車両1の走行モードがパラレルモードであるときには、フロントモーター22やリヤモーター27の駆動力とエンジン21の駆動力との両方が駆動輪に伝達されて車両1が駆動される。 As shown in FIG. 2, the front wheel drive device 2 includes an engine 21 (internal combustion engine), a front motor 22 (front wheel electric motor), a generator 23 (generator), a front motor inverter 24, a generator inverter 25, and a front transaxle. 26 (front wheel transmission). The rear wheel drive device 3 includes a rear motor 27 (rear wheel electric motor), a rear motor inverter 28, and a rear transaxle 29 (rear wheel transmission). A battery 30 is connected to each of the front motor 22 , the generator 23 and the rear motor 27 . When the running mode of the vehicle 1 is the parallel mode, both the driving force of the front motor 22 and the rear motor 27 and the driving force of the engine 21 are transmitted to the drive wheels to drive the vehicle 1 .

走行モードに関して、この車両1には、EVモード,シリーズモード,パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、走行状態に応じて択一的に選択され、その種類に応じてエンジン21,モーター22,27,ジェネレーター23が使い分けられる。EVモードは、エンジン21及びジェネレーター23を停止させたままモーター22,27のみで車両1を駆動する走行モードである。シリーズモードは、エンジン21でジェネレーター23を駆動して発電しつつ、その電力を利用してモーター22,27で車両1を駆動する走行モードである。パラレルモードは、エンジン21及びモーター22,27の駆動力を駆動輪に伝達して走行する走行モードである。 As for the running modes, the vehicle 1 is provided with three running modes: an EV mode, a series mode, and a parallel mode. These driving modes are alternatively selected according to the driving state, and the engine 21, the motors 22, 27, and the generator 23 are selectively used according to the type. The EV mode is a driving mode in which the vehicle 1 is driven only by the motors 22 and 27 while the engine 21 and generator 23 are stopped. The series mode is a driving mode in which the generator 23 is driven by the engine 21 to generate power, and the electric power is used to drive the vehicle 1 by the motors 22 and 27 . The parallel mode is a driving mode in which the driving force of the engine 21 and the motors 22, 27 is transmitted to the drive wheels to drive.

本実施例の車両1のパラレルモードでは、エンジン21で生成された駆動力が駆動輪とジェネレーター23とに伝達される。ジェネレーター23で生成された発電電力は、バッテリー30を介してモーター22,27に供給される。これにより、パラレルモード中にバッテリー30の充電量が低下したとしても、エンジン21の出力の一部をジェネレーター23で電力として回収でき、バッテリー30の充電量を回復できる。また、パラレルモードにおいて少なくともリヤモーター27を作動させ続けることで、たとえフロントモーター22を停止させたとしても前輪及び後輪に駆動力を伝達でき、四輪駆動の状態を維持し、車両の操縦安定性低下を防止できる。 In the parallel mode of the vehicle 1 of this embodiment, the driving force generated by the engine 21 is transmitted to the drive wheels and the generator 23 . Electric power generated by the generator 23 is supplied to the motors 22 and 27 via the battery 30 . As a result, even if the charge amount of the battery 30 decreases during the parallel mode, part of the output of the engine 21 can be recovered as electric power by the generator 23, and the charge amount of the battery 30 can be restored. Further, by continuing to operate at least the rear motor 27 in the parallel mode, even if the front motor 22 is stopped, the driving force can be transmitted to the front and rear wheels, the four-wheel drive state is maintained, and the steering stability of the vehicle is maintained. It is possible to prevent deterioration of

フロントモーター22及びリヤモーター27は、例えば三相交流型の同期電動機であり、バッテリー30の電力で車両1の駆動力を生成する機能と、車両1の慣性動力を利用して発電する機能とを併せ持つ。また、ジェネレーター23は、例えば三相交流型の同期発電機であり、バッテリー30の電力でエンジン21のクランク軸を回転させる機能(スターター機能)と、エンジン21の回転動力を利用して発電する機能とを併せ持つ。また、トランスアクスル26,29の各々は、トランスミッションとファイナルドライブギヤとを内蔵した動力伝達装置である。フロントトランスアクスル26は、前輪の左右輪に繋がる車輪軸とエンジン21とフロントモーター22とジェネレーター23とに接続される。リヤトランスアクスル29は、後輪の左右輪に繋がる車輪軸とリヤモーター27とに接続される。 The front motor 22 and the rear motor 27 are, for example, three-phase AC synchronous motors, and have a function of generating driving force for the vehicle 1 with the electric power of the battery 30 and a function of generating power using the inertial force of the vehicle 1. Have both. The generator 23 is, for example, a three-phase AC synchronous generator, and has a function of rotating the crankshaft of the engine 21 with the power of the battery 30 (starter function) and a function of generating power using the rotational power of the engine 21. and Each of transaxles 26 and 29 is a power transmission device incorporating a transmission and a final drive gear. The front transaxle 26 is connected to the wheel shafts connected to the left and right front wheels, the engine 21 , the front motor 22 and the generator 23 . The rear transaxle 29 is connected to the rear motor 27 and a wheel shaft that connects the left and right rear wheels.

バッテリー30は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池である。また、フロントモーター用インバーター24は、バッテリー30側の直流電力とフロントモーター22側の交流電力とを変換するための電力変換装置であり、ジェネレーター用インバーター25は、バッテリー30側の直流電力とジェネレーター23側の交流電力とを変換するための電力変換装置である。リヤモーター用インバーター28は、バッテリー30側の直流電力とリヤモーター27側の交流電力とを変換するための電力変換装置である。インバーター24,25,28の各々には、スイッチ素子を含むインバーター回路が内蔵される。インバーター回路の作動状態(スイッチ素子の開閉タイミングや開閉周波数)を制御することで、フロントモーター22,ジェネレーター23,リヤモーター27の各出力が制御される。 The battery 30 is, for example, a secondary battery such as a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride battery. The front motor inverter 24 is a power conversion device for converting DC power on the battery 30 side and AC power on the front motor 22 side. It is a power conversion device for converting AC power on the side. The rear motor inverter 28 is a power conversion device for converting DC power on the battery 30 side and AC power on the rear motor 27 side. Each of the inverters 24, 25, 28 incorporates an inverter circuit including a switch element. Each output of the front motor 22, the generator 23, and the rear motor 27 is controlled by controlling the operating state of the inverter circuit (opening/closing timing and opening/closing frequency of the switch element).

インバーター24,25,28及びエンジン21の作動状態は、電子制御装置10(コンピューター)によって制御される。電子制御装置10の内部には、図3に示すように、プロセッサー(中央処理装置),メモリ(メインメモリ),記憶装置(ストレージ),インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介してこれらが互いに通信可能に接続される。また、電子制御装置10には、車速センサー13,ブレーキセンサー14,アクセルセンサー15,エンジン21,フロントモーター用インバーター24,ジェネレーター用インバーター25,リヤモーター用インバーター28が接続される。車速センサー13は、車両1の走行速度(車速)を検出するセンサーである。ブレーキセンサー14は、ブレーキペダルの踏み込み量(ブレーキ操作量)を検出するセンサーである。アクセルセンサー15は、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル操作量)を検出するセンサーである。電子制御装置10は、これらのセンサー13~15で検出された情報に基づいて、車両1に搭載される各種装置の作動状態を制御する。 The operating states of the inverters 24, 25, 28 and the engine 21 are controlled by an electronic control unit 10 (computer). As shown in FIG. 3, the electronic control unit 10 contains a processor (central processing unit), a memory (main memory), a memory (storage), an interface device, and the like. Communicatively connected. Also connected to the electronic control unit 10 are a vehicle speed sensor 13, a brake sensor 14, an accelerator sensor 15, an engine 21, a front motor inverter 24, a generator inverter 25, and a rear motor inverter . The vehicle speed sensor 13 is a sensor that detects the running speed (vehicle speed) of the vehicle 1 . The brake sensor 14 is a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal (the amount of brake operation). The accelerator sensor 15 is a sensor that detects the depression amount of the accelerator pedal (accelerator operation amount). The electronic control unit 10 controls the operating states of various devices mounted on the vehicle 1 based on the information detected by these sensors 13-15.

[2.制御の構成]
図1,図4に示すように、電子制御装置10の内部には、少なくとも算出部11と制御部12とが設けられる。これらの要素は、電子制御装置10の機能を便宜的に分類して示したものである。算出部11は、車両1の走行モードがパラレルモードであるときに、不足電力を算出するものである。不足電力とは、車両1を駆動するために消費される電力である車両消費電力から、バッテリー30が供給可能な電力の上限である電池上限電力を減じたものに相当するパラメーターである。
[2. Control configuration]
As shown in FIGS. 1 and 4, at least a calculator 11 and a controller 12 are provided inside the electronic control unit 10 . These elements classify and show the functions of the electronic control unit 10 for convenience. The calculator 11 calculates the power shortage when the running mode of the vehicle 1 is the parallel mode. The power shortage is a parameter corresponding to the vehicle power consumption, which is the power consumed to drive the vehicle 1, minus the battery upper limit power, which is the upper limit of the power that the battery 30 can supply.

制御部12は、車両1の走行モードがパラレルモードであるときに、算出部11で算出された不足電力がジェネレーター23で発電されるように、少なくともエンジン21及びジェネレーター23の作動状態を制御するものである。この制御により、パラレルモード時に作動しているエンジン21の出力の一部がジェネレーター23での発電に用いられ、発電された電力がモーター22,27や補機に供給される。ここでいう補機には、エンジン21及びモーター22,27を冷却するための冷却装置,エアコン装置,オーディオ装置などが含まれる。 The control unit 12 controls the operational states of at least the engine 21 and the generator 23 so that the power shortage calculated by the calculation unit 11 is generated by the generator 23 when the running mode of the vehicle 1 is the parallel mode. is. By this control, a part of the output of the engine 21 operating in the parallel mode is used for power generation by the generator 23, and the generated power is supplied to the motors 22, 27 and auxiliary equipment. The accessories here include a cooling device for cooling the engine 21 and the motors 22 and 27, an air conditioner, an audio device, and the like.

本実施例における電子制御装置10の算出部11には、図4に示すように、電池上限電力算出部31,車両消費電力算出部32,不足電力算出部33,パラレル発電出力算出部34,要求発電出力算出部35,最大エンジン駆動軸トルク算出部36が設けられる。また、制御部12には、ジェネレーター制御部37,フロントモーター制御部38,リヤモーター制御部39,エンジン制御部40が設けられる。図4に示される各要素は独立したプログラムとして記述でき、複数の要素を合体させた複合プログラムとして記述することもできる。図4に示される各要素に相当するプログラムは、電子制御装置10のメモリや記憶装置に記憶され、プロセッサーで実行される。 As shown in FIG. 4, the calculation unit 11 of the electronic control unit 10 in this embodiment includes a battery upper limit power calculation unit 31, a vehicle power consumption calculation unit 32, a power shortage calculation unit 33, a parallel power generation output calculation unit 34, a request A power generation output calculator 35 and a maximum engine drive shaft torque calculator 36 are provided. The control unit 12 is also provided with a generator control unit 37 , a front motor control unit 38 , a rear motor control unit 39 and an engine control unit 40 . Each element shown in FIG. 4 can be described as an independent program, or can be described as a composite program combining multiple elements. A program corresponding to each element shown in FIG. 4 is stored in the memory or storage device of the electronic control unit 10 and executed by the processor.

電池上限電力算出部31は、バッテリー30がモーター22,27や補機類に供給可能な電力の上限である電池上限電力[W]を算出するものである。電池上限電力とは、バッテリー30の瞬間的な放電能力を表すパラメーターであり、バッテリー30のSOC(充電率)やSOH(劣化度),バッテリー温度,バッテリー電圧などに基づいて算出される。ここで算出された電池上限電力の情報は、不足電力算出部33に伝達される。 The battery upper limit electric power calculator 31 calculates the battery upper limit electric power [W], which is the upper limit of electric power that the battery 30 can supply to the motors 22 and 27 and the accessories. The battery upper limit power is a parameter that represents the instantaneous discharge capability of the battery 30, and is calculated based on the SOC (state of charge) and SOH (degree of deterioration) of the battery 30, battery temperature, battery voltage, and the like. Information on the battery upper limit power calculated here is transmitted to the power shortage calculator 33 .

車両消費電力算出部32は、車両1を駆動するために消費されるトータルの電力である車両消費電力[W]を算出するものである。ここで算出される車両消費電力には、少なくともリヤモーター27で駆動力に変換されるリヤモーター駆動電力と、補機で消費される補機消費電力とが含まれる。好ましくは、モーター22,27の損失であるモーター損失(フロントモーター損失,リヤモーター損失)や、ジェネレーター23の損失であるジェネレーター損失も、車両消費電力に含まれる。ここで算出された車両消費電力の情報は、不足電力算出部33に伝達される。 The vehicle power consumption calculator 32 calculates vehicle power consumption [W], which is the total power consumed to drive the vehicle 1 . The vehicle power consumption calculated here includes at least the rear motor driving power converted into the driving force by the rear motor 27 and the auxiliary machine power consumption consumed by the auxiliary machines. Preferably, the motor loss (front motor loss, rear motor loss), which is the loss of the motors 22 and 27, and the generator loss, which is the loss of the generator 23, are also included in the vehicle power consumption. Information on the vehicle power consumption calculated here is transmitted to the power shortage calculator 33 .

不足電力算出部33は、車両消費電力算出部32で算出された車両消費電力から、電池上限電力算出部31で算出された電池上限電力を減じた値である不足電力[W]を算出するものである。不足電力算出部33は、少なくとも車両1の走行モードがパラレルモードである間は常に不足電力を算出する。電池上限電力が車両消費電力よりも大きい場合には、不足電力が0であるものとする。ここで算出される不足電力は0以上の値を持つ。不足電力の値は、車両1を走行させる上で実質的に不足している電力の大きさを表す。ここで算出された不足電力の情報は、パラレル発電出力算出部34に伝達される。 The power shortage calculation unit 33 calculates power shortage [W], which is a value obtained by subtracting the battery upper limit power calculated by the battery upper limit power calculation unit 31 from the vehicle power consumption calculated by the vehicle power consumption calculation unit 32. is. The power shortage calculator 33 always calculates the power shortage while at least the running mode of the vehicle 1 is the parallel mode. If the battery upper limit power is greater than the vehicle power consumption, the power shortage is assumed to be zero. The power shortage calculated here has a value of 0 or more. The power shortage value represents the amount of power that is substantially insufficient for running the vehicle 1 . Information on the power shortage calculated here is transmitted to the parallel power generation output calculator 34 .

パラレル発電出力算出部34は、パラレルモードでエンジン21がジェネレーター23に発電させる電力であるパラレル発電出力を算出するものである。ここではまず、エンジン21を最良燃費点で作動させたときにジェネレーター23で発電されうる電力である余剰電力が算出される。余剰電力は、例えばエンジン21を最良燃費点で作動させたときに得られる出力(最大エンジン出力)から、車両1の前輪に要求されている出力を減算することで求められる。 The parallel power generation output calculator 34 calculates the parallel power generation output, which is the electric power that the engine 21 causes the generator 23 to generate in the parallel mode. First, the surplus electric power that can be generated by the generator 23 when the engine 21 is operated at the optimum fuel efficiency point is calculated. The surplus electric power is obtained, for example, by subtracting the output required for the front wheels of the vehicle 1 from the output (maximum engine output) obtained when the engine 21 is operated at the best fuel consumption point.

また、パラレル発電出力算出部34は、余剰電力と不足電力とのうち大きな値を持ついずれか一方を選択し、ここで選択された一方に基づいてパラレル発電出力を算出する。例えば、ここで選択された一方にエンジン21の応答遅れを想定した所定のフィルタ処理を施したものをパラレル発電出力として算出する。ここで算出されたパラレル発電出力の情報は、要求発電出力算出部35と最大エンジン駆動軸トルク算出部36とに伝達される。 Also, the parallel power generation output calculation unit 34 selects one of the surplus power and the shortage power that has a large value, and calculates the parallel power generation output based on the selected one. For example, the one selected here is subjected to a predetermined filter process assuming a response delay of the engine 21, and is calculated as the parallel power generation output. Information on the parallel power generation output calculated here is transmitted to the required power generation output calculation section 35 and the maximum engine drive shaft torque calculation section 36 .

要求発電出力算出部35は、パラレル発電出力に基づき、ジェネレーター23に発電させる制御信号を生成するための要求発電出力を算出するものである。ここでは、例えば車両1の走行モードがパラレルモードであるときには、パラレル発電出力がそのまま要求発電出力として算出される。また、車両1の走行モードが変化したときには、エンジン21の作動状態やフロントトランスアクスル26に内蔵されるクラッチの状態などに基づいて補正された要求発電出力が算出される。ここで算出された要求発電出力の情報は、制御部12のジェネレーター制御部37とエンジン制御部40とに伝達される。 The required power generation output calculation unit 35 calculates a required power generation output for generating a control signal for causing the generator 23 to generate power based on the parallel power generation output. Here, for example, when the traveling mode of the vehicle 1 is the parallel mode, the parallel power generation output is directly calculated as the required power generation output. Further, when the running mode of the vehicle 1 changes, the required power generation output corrected based on the operating state of the engine 21, the state of the clutch incorporated in the front transaxle 26, and the like is calculated. Information on the required power generation output calculated here is transmitted to the generator control section 37 and the engine control section 40 of the control section 12 .

最大エンジン駆動軸トルク算出部36は、パラレルモードでエンジン21から前輪に伝達されうる最大のトルクである最大エンジン駆動軸トルクを算出するものである。ここでは、エンジン最大トルクからジェネレーター23で消費される発電トルクを減じたものに所定の減速比を乗じたものが、最大エンジン駆動軸トルクとして算出される。発電トルクは、パラレル発電出力算出部34で算出されたパラレル発電出力をジェネレーター23の回転速度で除した上で所定のトルク換算係数を乗じることで求められる。ここで算出された最大エンジン駆動軸トルクの情報は、制御部12のフロントモーター制御部38に伝達される。 The maximum engine drive shaft torque calculator 36 calculates the maximum engine drive shaft torque, which is the maximum torque that can be transmitted from the engine 21 to the front wheels in the parallel mode. Here, the maximum engine drive shaft torque is calculated by subtracting the generated torque consumed by the generator 23 from the maximum engine torque and multiplying the result by a predetermined reduction ratio. The power generation torque is obtained by dividing the parallel power generation output calculated by the parallel power generation output calculation unit 34 by the rotation speed of the generator 23 and then multiplying the result by a predetermined torque conversion factor. Information on the maximum engine drive shaft torque calculated here is transmitted to the front motor control section 38 of the control section 12 .

ジェネレーター制御部37は、要求発電出力算出部35で算出された要求発電出力に基づいてジェネレーター用インバーター25に制御信号を出力することで、ジェネレーター23の作動状態を制御するものである。ここでは、要求発電出力に相当する発電量が得られるように(言い換えれば、パラレルモードにおいて算出部11で算出された不足電力がジェネレーター23で発電されるように)ジェネレーター23が制御される。 The generator control section 37 controls the operating state of the generator 23 by outputting a control signal to the generator inverter 25 based on the required power generation output calculated by the required power generation output calculation section 35 . Here, the generator 23 is controlled so as to obtain a power generation amount corresponding to the required power generation output (in other words, so that the power shortage calculated by the calculator 11 in the parallel mode is generated by the generator 23).

フロントモーター制御部38は、前輪に要求される駆動トルクに対し、最大エンジン駆動軸トルク算出部36で算出された最大エンジン駆動軸トルクを超過したトルクに基づいてフロントモーター用インバーター24に制御信号を出力することで、フロントモーター22の作動状態を制御するものである。ここでは、エンジン21の出力だけで前輪に要求される駆動トルクが賄える場合には、フロントモーター22が非作動の状態に制御される。一方、エンジン21の出力だけでは賄えない場合には、フロントモーター22が駆動される。なお、駆動輪(前輪,後輪)に要求される駆動トルクの算出手法や、フロントモーター22の駆動手法については、公知の制御手法を適用可能であり、本実施例では説明を省略する。 The front motor control unit 38 sends a control signal to the front motor inverter 24 based on the torque exceeding the maximum engine drive shaft torque calculated by the maximum engine drive shaft torque calculation unit 36 with respect to the drive torque required for the front wheels. By outputting it, the operating state of the front motor 22 is controlled. Here, when the driving torque required for the front wheels can be covered by the output of the engine 21 alone, the front motor 22 is controlled to be in a non-operating state. On the other hand, when the output of the engine 21 alone is not enough, the front motor 22 is driven. As for the method of calculating the drive torque required for the drive wheels (front and rear wheels) and the method of driving the front motor 22, known control methods can be applied, and the description thereof will be omitted in this embodiment.

リヤモーター制御部39は、リヤモーター用インバーター28に制御信号を出力することで、リヤモーター27の作動状態を制御するものである。ここでは、後輪に要求される駆動トルクが発生するように、リヤモーター27の作動状態が制御される。リヤモーター27を駆動するための電力は、バッテリー30から供給される。なお、たとえバッテリー30の電池上限電力が車両消費電力を下回っていたとしても、不足分の電力がジェネレーター23で発電されるため、リヤモーター27の出力が確保される。 The rear motor control unit 39 controls the operating state of the rear motor 27 by outputting a control signal to the rear motor inverter 28 . Here, the operating state of the rear motor 27 is controlled so that the driving torque required for the rear wheels is generated. Electric power for driving the rear motor 27 is supplied from the battery 30 . Note that even if the battery upper limit power of the battery 30 is lower than the vehicle power consumption, the generator 23 generates power for the shortage, so the output of the rear motor 27 is ensured.

エンジン制御部40は、エンジン21(あるいは、エンジンECU,燃料噴射装置,スロットル弁,動弁機構など)に制御信号を出力することで、エンジン21の作動状態を制御するものである。パラレルモード時におけるエンジン21の作動状態は、前輪に要求される駆動トルクと要求発電出力算出部35で算出された要求発電出力に基づいた動作点で作動するように制御される。なお、シリーズモード時におけるエンジン21の作動状態は、モーター22,27の作動状態やバッテリー30の充電状態に応じた電力がジェネレーター23で発電されるように制御される。 The engine control unit 40 controls the operating state of the engine 21 by outputting a control signal to the engine 21 (or engine ECU, fuel injection device, throttle valve, valve mechanism, etc.). The operating state of the engine 21 in the parallel mode is controlled so as to operate at an operating point based on the drive torque required for the front wheels and the required power generation output calculated by the required power generation output calculator 35 . The operating state of the engine 21 in the series mode is controlled so that the generator 23 generates electric power according to the operating states of the motors 22 and 27 and the state of charge of the battery 30 .

[3.作用,効果]
(1)上記の算出部11(車両消費電力算出部32)は、パラレルモードにおいて車両1を駆動するために消費される電力である車両消費電力から、バッテリー30がモーター22,27に供給可能な電力の上限である電池上限電力を減じた値である不足電力を算出する。また、制御部12は、パラレルモードにおいて不足電力がジェネレーター23で発電されるように、エンジン21及びジェネレーター23の作動状態を制御する。このような制御により、モーター22,27を駆動するための電力を過不足なく生成できる。これにより、例えば電力不足に起因するシステムのシャットダウンや走行フィーリングの低下を防止できる。
[3. action, effect]
(1) The calculation unit 11 (vehicle power consumption calculation unit 32) calculates the amount of power that the battery 30 can supply to the motors 22 and 27 from the vehicle power consumption, which is the power consumed to drive the vehicle 1 in the parallel mode. A power shortage, which is a value obtained by subtracting the upper limit of battery power, which is the upper limit of power, is calculated. Further, the control unit 12 controls the operating states of the engine 21 and the generator 23 so that the generator 23 generates the insufficient electric power in the parallel mode. With such control, the electric power for driving the motors 22 and 27 can be generated in just the right amount. As a result, it is possible to prevent the system from shutting down due to, for example, power shortage and the deterioration of driving feeling.

(2)上記の算出部11で算出される車両消費電力には、モーター消費電力,ジェネレーター損失,補機消費電力が含まれる。このように、各種損失や補機消費電力を考慮してエンジン21及びジェネレーター23の作動状態を制御することで、電力の過不足を精度よく抑制できる。したがって、車両1の制御性や走行フィーリングを改善できる。 (2) The vehicle power consumption calculated by the calculator 11 includes motor power consumption, generator loss, and accessory power consumption. In this way, by controlling the operating states of the engine 21 and the generator 23 in consideration of various losses and the power consumption of the auxiliary equipment, it is possible to accurately suppress excess or deficiency of power. Therefore, the controllability and driving feeling of the vehicle 1 can be improved.

(3)特に図2に示すように、前輪側にエンジン21が接続されるとともに後輪側にリヤモーター27が接続された車両1において、リヤモーター27のモーター消費電力及びフロントモーター22のモーター損失を車両消費電力に含ませることで、パラレルモード中に四輪駆動の状態を維持しながら電力の過不足を抑えることができる。したがって、車両1の走破性能や操縦安定性能を向上できる。 (3) Motor power consumption of the rear motor 27 and motor loss of the front motor 22 in the vehicle 1 having the engine 21 connected to the front wheels and the rear motor 27 connected to the rear wheels, as shown in FIG. is included in the vehicle power consumption, it is possible to suppress the excess or deficiency of power while maintaining the four-wheel drive state during the parallel mode. Therefore, the running performance and steering stability performance of the vehicle 1 can be improved.

(4)上記の算出部11(パラレル発電出力算出部34)は、エンジン21を最良燃費点で作動させたときにジェネレーター23で発電される余剰電力と不足電力とのうち、絶対値の大きいいずれか一方に基づいて、パラレル発電出力を算出する。このような演算により、不足電力が余剰電力を超える場合に、その不足電力をジェネレーター23で生成でき、電力の過不足の発生を抑制できる。一方、不足電力が余剰電力未満である場合には、その余剰電力に基づいてパラレル発電出力を算出でき、エンジン21を効率的に作動させながら電力不足を確実に防止できる。 (4) The calculation unit 11 (parallel power generation output calculation unit 34) calculates whichever of the surplus power and the shortage power generated by the generator 23 when the engine 21 is operated at the best fuel efficiency point has a larger absolute value. A parallel power generation output is calculated based on either one. By such calculation, when the shortage of power exceeds the surplus power, the shortage of power can be generated by the generator 23, and the occurrence of excess or deficiency of power can be suppressed. On the other hand, when the power shortage is less than the surplus power, the parallel power generation output can be calculated based on the surplus power, and power shortage can be reliably prevented while operating the engine 21 efficiently.

(5)上記の制御部12は、パラレルモードにおいてエンジン21を最良燃費点で作動させるとともに、エンジン21で生成されるトルクの一部がパラレル発電出力に宛がわれるようにジェネレーター23の作動状態を制御する。このような制御により、エンジン21の燃費性能を向上させつつ、モーター22,27を駆動するための電力を過不足なく生成できる。 (5) The control unit 12 operates the engine 21 at the best fuel consumption point in the parallel mode, and adjusts the operating state of the generator 23 so that part of the torque generated by the engine 21 is allocated to the parallel power generation output. Control. With such control, the fuel consumption performance of the engine 21 can be improved, and electric power for driving the motors 22 and 27 can be generated in just the right amount.

なお、上記の制御部12では、前輪駆動出力と発電出力とを加算したものがエンジン出力として算出される。制御部12は、アクセル操作に応じた前輪駆動出力に合わせて発電出力を調整することで、エンジン21を燃費点で運転させる(ハイブリッド走行時の通常動作)。ここで、不足電力が小さく燃費点運転用の発電電力の方が大きい場合には、エンジン21がそのまま燃費点で運転する。一方、電力不足を解消できない場合には、不足電力分が発電によって賄われる。このとき、エンジン21は燃費点トルクよりも大きなトルクを出力することになる。 Note that the control unit 12 calculates the engine output by adding the front wheel drive output and the power generation output. The control unit 12 operates the engine 21 at a fuel efficiency point by adjusting the power generation output in accordance with the front wheel drive output corresponding to the accelerator operation (normal operation during hybrid running). Here, when the power shortage is small and the generated power for the fuel consumption point operation is larger, the engine 21 operates at the fuel consumption point as it is. On the other hand, if the power shortage cannot be resolved, the power shortage will be covered by power generation. At this time, the engine 21 outputs torque greater than the fuel efficiency point torque.

[4.変形例]
上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。例えば、上記の実施例では、前輪駆動装置2と後輪駆動装置3とが個別に設けられた構造を例示したが、プロペラシャフトを介して前後輪に駆動力を分散させるような構造にしてもよい。少なくとも、パラレルモードを有するハイブリッド車両であれば、本実施例と同様の制御を実施できる。
[4. Modification]
The above embodiment is merely an example, and is not intended to exclude various modifications and application of techniques not explicitly described in this embodiment. Each configuration of this embodiment can be modified in various ways without departing from the scope of the invention. Also, they can be selected or combined as needed. For example, in the above embodiment, the structure in which the front wheel drive device 2 and the rear wheel drive device 3 are separately provided was illustrated, but a structure in which the driving force is distributed to the front and rear wheels via a propeller shaft may also be used. good. At least, if the hybrid vehicle has a parallel mode, control similar to that of the present embodiment can be performed.

1 車両
2 前輪駆動装置
3 後輪駆動装置
10 電子制御装置
11 算出部
12 制御部
21 エンジン
22 フロントモーター
23 ジェネレーター
27 リヤモーター
30 バッテリー
1 vehicle 2 front wheel drive device 3 rear wheel drive device 10 electronic control unit 11 calculator 12 control unit 21 engine 22 front motor 23 generator 27 rear motor 30 battery

Claims (5)

駆動輪に接続されるエンジン及びモーターと、前記エンジンに駆動されるジェネレーターと、前記モーター及び前記ジェネレーターに接続されるバッテリーとを備え、前記エンジン及び前記モーターの駆動力を前記駆動輪に伝達して走行するパラレルモードを有するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記パラレルモードにおいて、前記ハイブリッド車両を駆動するために消費される電力である車両消費電力から、前記バッテリーが前記モーターに供給可能な電力の上限である電池上限電力を減じた値である不足電力を算出する算出部と、
前記パラレルモードにおいて前記不足電力が前記ジェネレーターで発電されるように、前記エンジン及び前記ジェネレーターの作動状態を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする、ハイブリッド車両の制御装置。
The vehicle includes an engine and a motor connected to driving wheels, a generator driven by the engine, and a battery connected to the motor and the generator, and transmits the driving force of the engine and the motor to the driving wheels. A control device for a hybrid vehicle having a parallel mode of running,
In the parallel mode, a power shortage, which is a value obtained by subtracting a battery upper limit power, which is the upper limit of the power that the battery can supply to the motor, from vehicle power consumption, which is the power consumed to drive the hybrid vehicle. a calculating unit for calculating;
a control unit that controls operating states of the engine and the generator so that the generator generates the insufficient power in the parallel mode;
A control device for a hybrid vehicle, comprising:
前記算出部が、前記モーターで前記駆動力に変換されるモーター駆動電力と前記モーターの損失であるモーター損失と前記ジェネレーターの損失であるジェネレーター損失と補機で消費される補機消費電力とを合算した前記車両消費電力を算出する
ことを特徴とする、請求項1記載のハイブリッド車両の制御装置。
The calculation unit sums the motor driving power converted into the driving force by the motor, the motor loss that is the loss of the motor, the generator loss that is the loss of the generator, and the accessory consumption power consumed by the accessory. 2. The control device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein said vehicle power consumption is calculated according to said vehicle power consumption.
前記モーターが前輪を駆動するフロントモーターと後輪を駆動するリヤモーターとを含み、前記エンジンが前記前輪に接続された前記ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記算出部が、前記リヤモーターの前記モーター駆動電力と、前記フロントモーター及び前記リヤモーターの各々の前記モーター損失と、前記ジェネレーター損失と、前記補機消費電力とを合算した前記車両消費電力を算出する
ことを特徴とする、請求項2記載のハイブリッド車両の制御装置。
The control device for the hybrid vehicle, wherein the motor includes a front motor for driving front wheels and a rear motor for driving rear wheels, and the engine is connected to the front wheels,
The calculating unit calculates the vehicle power consumption by summing the motor drive power of the rear motor, the motor loss of each of the front motor and the rear motor, the generator loss, and the accessory power consumption. 3. The hybrid vehicle control device according to claim 2, wherein:
前記算出部が、前記エンジンを最良燃費点で作動させたときに前記ジェネレーターで発電される電力である余剰電力と前記不足電力とのうち絶対値の大きいいずれか一方に基づき、前記パラレルモードで前記エンジンが前記ジェネレーターに発電させる電力であるパラレル発電出力を算出する
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
The calculation unit calculates in the parallel mode based on either surplus power, which is power generated by the generator when the engine is operated at the best fuel efficiency point, or the shortage power, whichever has a larger absolute value. The control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a parallel power generation output, which is the electric power that the engine causes the generator to generate, is calculated.
前記制御部が、前記パラレルモードにおいて、前記エンジンを最良燃費点で作動させるとともに、前記エンジンで生成されるトルクの一部が前記パラレル発電出力に宛がわれるように前記ジェネレーターの作動状態を制御する
ことを特徴とする、請求項4記載のハイブリッド車両の制御装置。
The controller controls the operating state of the generator so that in the parallel mode, the engine is operated at the best fuel consumption point and part of the torque generated by the engine is allocated to the parallel power generation output. 5. The hybrid vehicle control device according to claim 4, characterized in that:
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