JP4026617B2 - Torque distribution device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、ハイブリッド車両のトルク分配装置に係り、特に内燃機関と電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両において、それらの両者に適正にトルクを分配するためのトルク分配装置に関する。 The present invention relates to a torque distribution device for a hybrid vehicle, and more particularly to a torque distribution device for appropriately distributing torque to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as drive sources.
従来、例えば特開平11−343891号公報に開示されるように、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両において、それら2つの駆動源にそれぞれ適切にトルクを分配するための装置が知られている。この装置によれば、車両が発生するべき駆動トルクと、内燃機関に対する目標トルク(目標機関トルク)とが別個に計算される。そして、駆動トルクと目標機関トルクとの差分が、電動機に対する目標トルク(目標電動機トルク)とされる。 Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-343891, in a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, an apparatus for appropriately distributing torque to these two drive sources is known. Yes. According to this apparatus, the driving torque that should be generated by the vehicle and the target torque (target engine torque) for the internal combustion engine are calculated separately. Then, the difference between the drive torque and the target engine torque is set as a target torque (target motor torque) for the motor.
内燃機関および電動機が、それぞれ上記の目標機関トルクおよび目標電動機トルクを発生すれば、機関トルクによる不足分を電動機トルクで補うことにより、所望の駆動トルクを実現することができる。このため、上述した従来の装置によれば、内燃機関と電動機の双方にそれぞれ適当なトルクを発生させつつ、車両の駆動トルクを精度良く運転者の要求に合わせることができる。 If the internal combustion engine and the electric motor generate the target engine torque and the target motor torque, respectively, the desired driving torque can be realized by compensating the shortage due to the engine torque with the electric motor torque. For this reason, according to the above-described conventional apparatus, it is possible to accurately match the driving torque of the vehicle to the driver's request while generating appropriate torques for both the internal combustion engine and the electric motor.
しかしながら、上記公報には、目標機関トルクを内燃機関に発生させるための制御内容、および目標電動機トルクを電動機に発生させるための制御内容につき、詳細な説明は開示されていない。例えば、それらの制御がフィードバック制御で実現されるとすれば、機関トルクにも、電動機トルクにもある程度の誤差が重畳することとなる。そして、そのような誤差は、ハイブリッド車両におけるトルク分配の精度を低下させる原因となる。この点、上述した従来の装置は、ハイブリッド車両におけるトルク分配を、必ずしも精度良く実行し得るものではなかった。 However, the above publication does not disclose a detailed description of the control content for generating the target engine torque in the internal combustion engine and the control content for generating the target motor torque in the electric motor. For example, if these controls are realized by feedback control, a certain amount of error is superimposed on the engine torque and the motor torque. Such an error causes a reduction in torque distribution accuracy in the hybrid vehicle. In this regard, the above-described conventional apparatus cannot always accurately execute torque distribution in the hybrid vehicle.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ハイブリッド車両が発生するべき駆動トルクを、精度良く内燃機関と電動機に分配させることのできるトルク分配装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a torque distribution device that can accurately distribute a drive torque to be generated by a hybrid vehicle to an internal combustion engine and an electric motor. And
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両のトルク分配制御装置であって、
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記電動機によって発生させるべき目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記目標電動機トルクが生ずるように前記電動機を制御する電動機制御手段と、
前記目標総トルクと、前記電動機により発せられる電動機トルクとの差分を目標機関トルクとして算出する目標機関トルク算出手段と、
内燃機関の逆モデルを用いて、当該内燃機関に前記目標機関トルクを生じさせるための燃料指令値を算出する燃料指令値算出手段と、
前記燃料指令値に応じた燃料を内燃機関に供給する燃料制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Target motor torque setting means for setting a target motor torque to be generated by the motor;
Motor control means for controlling the motor such that the target motor torque is generated;
A target engine torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and a motor torque generated by the motor as a target engine torque;
Fuel command value calculating means for calculating a fuel command value for generating the target engine torque in the internal combustion engine using an inverse model of the internal combustion engine;
Fuel control means for supplying fuel corresponding to the fuel command value to the internal combustion engine;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記燃料指令値算出手段は、所定のサンプリング周期毎に燃料指令値を算出する処理を実行し、
前記内燃機関の逆モデルは、
前記燃料指令値の履歴と、内燃機関により発せられた機関トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記燃料指令値の履歴と前記機関トルクの履歴とに基づいて、前記燃料指令値と前記機関トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標機関トルクと、前記線形モデルにより算出される推定機関トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の燃料指令値と、時刻t以前の複数の機関トルクと、前記目標機関トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の機関トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の燃料指令値と、目標機関トルクとを、前記関係式に代入することにより時刻tにおける燃料指令値(t)を算出する燃料指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The fuel command value calculation means executes a process of calculating a fuel command value at every predetermined sampling period,
The inverse model of the internal combustion engine is
Input / output history storage means for storing the history of the fuel command value and the history of the engine torque generated by the internal combustion engine;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the fuel command value and the engine torque based on the history of the fuel command value and the history of the engine torque;
A plurality of fuel command values before time t, and a plurality of fuel command values before time t, so that the value of the evaluation function having a difference between the target engine torque and the estimated engine torque calculated by the linear model as a factor A relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of engine torques and the target engine torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of engine torques before time t, a plurality of fuel command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target engine torque into the relational expression, the fuel at time t Fuel command value (t) calculating means for calculating the command value (t);
It is characterized by including.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記目標電動機トルク設定手段は、
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記目標総トルクを前記電動機に発生させるための必要電力を算出する必要電力算出手段と、
前記供給可能電力が前記必要電力以上であるか否かを判断する判断手段とを備え、
前記供給可能電力が前記必要電力以上である場合には前記目標総トルクを前記目標電動機トルクとし、前記供給可能電力が前記必要電力に満たない場合には供給可能電力により発生させ得るトルクを前記目標電動機トルクとすることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The target motor torque setting means includes
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
Required power calculating means for calculating required power for causing the electric motor to generate the target total torque;
Determination means for determining whether or not the suppliable power is greater than or equal to the required power,
When the suppliable power is equal to or greater than the required power, the target total torque is set as the target motor torque, and when the suppliable power is less than the necessary power, a torque that can be generated by the suppliable power is the target power. The motor torque is used.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
内燃機関により発せられた機関トルクと前記目標機関トルクとの偏差に対応する燃料量を燃料修正値として算出する燃料修正値算出手段と、
前記燃料指令値を、前記燃料修正値分だけ補正する燃料指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
Fuel correction value calculation means for calculating a fuel amount corresponding to a deviation between the engine torque generated by the internal combustion engine and the target engine torque as a fuel correction value;
Fuel command value correcting means for correcting the fuel command value by the fuel correction value;
It is characterized by providing.
また、第5の発明は、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両のトルク分配制御装置であって、
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記内燃機関によって発生させるべき目標機関トルクを設定する目標機関トルク設定手段と、
前記目標機関トルクが生ずるように前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段と、
前記目標総トルクと、前記内燃機関により発せられる機関トルクとの差分を目標電動機トルクとして算出する目標電動機トルク算出手段と、
電動機の逆モデルを用いて、当該電動機に前記目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値を算出する電力指令値算出手段と、
前記電力指令値に応じた電力を電動機に供給する電力制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A fifth invention is a torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Target engine torque setting means for setting target engine torque to be generated by the internal combustion engine;
Internal combustion engine control means for controlling the internal combustion engine so that the target engine torque is generated;
Target motor torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and the engine torque generated by the internal combustion engine as a target motor torque;
A power command value calculating means for calculating a power command value for causing the motor to generate the target motor torque using an inverse model of the motor;
Power control means for supplying power to the electric motor according to the power command value;
It is characterized by providing.
また、第6の発明は、第5の発明において、
前記電力指令値算出手段は、所定のサンプリング周期毎に電力指令値を算出する処理を実行し、
前記電動機の逆モデルは、
前記電力指令値の履歴と、電動機により発せられた電動機トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記電力指令値の履歴と前記電動機トルクの履歴とに基づいて、前記電力指令値と前記電動機トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標電動機トルクと、前記線形モデルにより算出される推定電動トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、前記目標電動機トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の電動機トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の電力指令値と、目標電動機トルクとを、前記関係式に代入することにより時刻tにおける電力指令値(t)を算出する電力指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする。
The sixth invention is the fifth invention, wherein
The power command value calculation means executes a process of calculating a power command value for each predetermined sampling period,
The inverse model of the motor is
Input / output history storage means for storing a history of the power command value and a history of motor torque generated by the motor;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the power command value and the motor torque based on the history of the power command value and the history of the motor torque;
A plurality of power command values before time t and before time t so that the value of the evaluation function having a difference between the target motor torque and the estimated electric torque calculated by the linear model as one element Relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of motor torques and the target motor torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of motor torques before time t, a plurality of power command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target motor torque into the relational expression, power at time t Power command value (t) calculating means for calculating the command value (t);
It is characterized by including.
また、第7の発明は、第5または第6の発明において、前記目標機関トルク設定手段は、内燃機関が所定の運転効率を実現する所定トルクを前記目標機関トルクとすることを特徴とする。 According to a seventh aspect, in the fifth or sixth aspect, the target engine torque setting means sets a predetermined torque at which the internal combustion engine achieves a predetermined operating efficiency as the target engine torque.
また、第8の発明は、第5乃至第7の発明の何れかにおいて、
電動機により発せられた電動機トルクと前記目標電動機トルクとの偏差に対応する電力を電力修正値として算出する電力修正値算出手段と、
前記電力指令値を、前記電力修正値分だけ補正する電力指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
Further, an eighth invention according to any one of the fifth to seventh inventions,
Power correction value calculation means for calculating, as a power correction value, power corresponding to a deviation between the motor torque generated by the motor and the target motor torque;
Power command value correcting means for correcting the power command value by the power correction value;
It is characterized by providing.
また、第9の発明は、第5乃至第8の発明の何れかにおいて、
内燃機関により発せられた機関トルクと前記目標機関トルクとの偏差に対応する燃料量を燃料修正値として算出する燃料修正値算出手段と、
前記燃料指令値を、前記燃料修正値分だけ補正する燃料指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a ninth invention, in any of the fifth to eighth inventions,
Fuel correction value calculation means for calculating a fuel amount corresponding to a deviation between the engine torque generated by the internal combustion engine and the target engine torque as a fuel correction value;
Fuel command value correcting means for correcting the fuel command value by the fuel correction value;
It is characterized by providing.
また、第10の発明は、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両のトルク分配制御装置であって、
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記目標総トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料指令値を算出する燃料指令値算出手段と、
前記燃料指令値に応じた燃料を内燃機関に供給する燃料制御手段と、
前記内燃機関により発せられると予想される機関トルクの推定値を算出する機関トルク推定手段と、
前記目標総トルクと前記機関トルクの推定値との差分を目標電動機トルクとして算出する目標電動機トルク算出手段と、
電動機の逆モデルを用いて、当該電動機に前記目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値を算出する電力指令値算出手段と、
前記電力指令値に応じた電力を電動機に供給する電力制御手段と、
を備えることを特徴とする。
The tenth invention is a torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Fuel command value calculating means for calculating a fuel command value for causing the internal combustion engine to generate the target total torque;
Fuel control means for supplying fuel corresponding to the fuel command value to the internal combustion engine;
Engine torque estimating means for calculating an estimated value of engine torque expected to be generated by the internal combustion engine;
Target motor torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and the estimated value of the engine torque as a target motor torque;
A power command value calculating means for calculating a power command value for causing the motor to generate the target motor torque using an inverse model of the motor;
Power control means for supplying power to the electric motor according to the power command value;
It is characterized by providing.
また、第11の発明は、第10の発明において、
前記機関トルク推定手段は、
前記燃料指令値の履歴と、内燃機関により発せられた機関トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記燃料指令値の履歴と前記機関トルクの履歴とに基づいて、前記燃料指令値と前記機関トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
前記機関トルクの推定値を、前記線形モデルを用いて算出するモデル演算手段と、
を備えることを特徴とする。
The eleventh aspect of the invention is the tenth aspect of the invention,
The engine torque estimating means includes
Input / output history storage means for storing the history of the fuel command value and the history of the engine torque generated by the internal combustion engine;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the fuel command value and the engine torque based on the history of the fuel command value and the history of the engine torque;
Model calculation means for calculating the estimated value of the engine torque using the linear model;
It is characterized by providing.
また、第12の発明は、第10または第11の発明において、
前記電力指令値算出手段は、所定のサンプリング周期毎に電力指令値を算出する処理を実行し、
前記電動機の逆モデルは、
前記電力指令値の履歴と、電動機により発せられた電動機トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記電力指令値の履歴と前記電動機トルクの履歴とに基づいて、前記電力指令値と前記電動機トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標電動機トルクと、前記線形モデルにより算出される推定電動トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、前記目標電動機トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の電動機トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の電力指令値と、時刻tにおいて用いるべき目標電動機トルクとを前記関係式に代入することにより、時刻tにおける電力指令値(t)を算出する電力指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする。
The twelfth invention is the tenth or eleventh invention,
The power command value calculation means executes a process of calculating a power command value for each predetermined sampling period,
The inverse model of the motor is
Input / output history storage means for storing a history of the power command value and a history of motor torque generated by the motor;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the power command value and the motor torque based on the history of the power command value and the history of the motor torque;
A plurality of power command values before time t and before time t so that the value of the evaluation function having a difference between the target motor torque and the estimated electric torque calculated by the linear model as one element Relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of motor torques and the target motor torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of motor torques before time t, a plurality of power command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target motor torque to be used at time t into the relational expression A power command value (t) calculating means for calculating a power command value (t) at time t;
It is characterized by including.
また、第13の発明は、第10乃至第12の発明の何れかにおいて、
前記目標総トルクの増加時点において、前記機関トルク推定手段は、前記機関トルクの推定値が前記目標総トルクと一致する収束時点まで当該推定値を推定し、前記差分算出手段は、前記収束時点まで前記目標電動機トルクを算出し、前記電力指令値算出手段は、前記収束時点まで前記電力指令値を算出し、
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記収束時点までの前記電力指令値の積算値が、前記バッテリ供給可能電圧を超えないように、前記電動機への電力供給開始時期を設定する電力供給開始時期設定手段と、
を備えることを特徴とする。
The thirteenth aspect of the invention is any of the tenth to twelfth aspects of the invention,
At the time of increase of the target total torque, the engine torque estimating means estimates the estimated value until a convergence time at which the estimated value of the engine torque matches the target total torque, and the difference calculating means is until the convergence time. The target motor torque is calculated, and the power command value calculating means calculates the power command value until the convergence time point,
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
Power supply start time setting means for setting a power supply start time to the electric motor so that an integrated value of the power command value until the convergence time does not exceed the battery supplyable voltage;
It is characterized by providing.
また、第14の発明は、第10乃至第13の発明の何れかにおいて、
前記目標総トルクの増加時点において、前記機関トルク推定手段は、前記機関トルクの推定値が前記目標総トルクと一致する収束時点まで当該推定値を推定し、前記差分算出手段は、前記収束時点まで前記目標電動機トルクを算出し、前記電力指令値算出手段は、前記収束時点まで前記電力指令値を算出し、
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記収束時点までの前記電力指令値の積算値が、前記バッテリ供給可能電圧を超えないように、前記目標総トルクの見直しを行う目標総トルク修正手段と、
を備えることを特徴とする。
In addition, a fourteenth invention is any one of the tenth to thirteenth inventions,
At the time of increase of the target total torque, the engine torque estimating means estimates the estimated value until a convergence time at which the estimated value of the engine torque matches the target total torque, and the difference calculating means is until the convergence time. The target motor torque is calculated, and the power command value calculating means calculates the power command value until the convergence time point,
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
A target total torque correcting means for reviewing the target total torque so that an integrated value of the power command value until the convergence time does not exceed the battery supplyable voltage;
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、電動機が発生するべき目標電動機トルクを優先的に設定したうえで、目標総トルクから電動機トルクを減じた値が目標機関トルクとして設定される。そして、目標機関トルクを生じさせるための燃料指令値は、内燃機関の逆モデルにより算出される。このようにして算出された燃料指令値によれば、内燃機関に、電動機トルクによる不足分を正確に補う機関トルクを発生させることができる。このため、本発明によれば、ハイブリッド車両が発生するべき目標総トルクを、精度良く内燃機関と電動機に分配させることができる。 According to the first aspect of the invention, the target motor torque that should be generated by the motor is preferentially set, and a value obtained by subtracting the motor torque from the target total torque is set as the target engine torque. The fuel command value for generating the target engine torque is calculated by an inverse model of the internal combustion engine. According to the fuel command value calculated in this way, it is possible to cause the internal combustion engine to generate engine torque that accurately compensates for the shortage due to the motor torque. Therefore, according to the present invention, the target total torque that should be generated by the hybrid vehicle can be accurately distributed to the internal combustion engine and the electric motor.
第2の発明によれば、燃料指令値の履歴と機関トルクの履歴とを記憶し、それらの履歴に基づいて、燃料指令値と機関トルクの間に成立する線形モデルの係数を算出することができる。更に、その線形モデルの係数を用いて、評価関数の値が十分に小さくなるように、時刻t以前の複数の燃料指令値と、時刻t以前の複数の機関トルクと、目標機関トルクとの関係を規定する関係式を定めることができる。評価関数は、線形モデルにより算出される推定機関トルクと目標機関トルクとの差を一要素としているため、上記の関係式によれば、推定機関トルクが目標機関トルクと一致するように、時刻t以前の複数の燃料指令値と、時刻t以前の複数の機関トルクと、目標機関トルクとの関係が定められる。本発明によれば、この関係式に、時刻t以前の複数の機関トルクと時刻t-1以前の複数の燃料指令値とが代入される。このような代入を受けた関係式によれば、目標機関トルクが入力されることにより、その目標機関トルクを実現するための燃料指令値(t)を出力する機能、つまり、内燃機関の逆モデルとしての機能を実現することができる。 According to the second invention, the history of the fuel command value and the history of the engine torque are stored, and the coefficient of the linear model established between the fuel command value and the engine torque is calculated based on the history. it can. Further, using the coefficients of the linear model, the relationship between the multiple fuel command values before time t, the multiple engine torques before time t, and the target engine torque so that the value of the evaluation function becomes sufficiently small Can be defined. Since the evaluation function includes a difference between the estimated engine torque calculated by the linear model and the target engine torque as one element, according to the above relational expression, the time t is set so that the estimated engine torque matches the target engine torque. A relationship among a plurality of previous fuel command values, a plurality of engine torques before time t, and a target engine torque is determined. According to the present invention, a plurality of engine torques before time t and a plurality of fuel command values before time t−1 are substituted into this relational expression. According to the relational expression that receives such substitution, the function of outputting the fuel command value (t) for realizing the target engine torque when the target engine torque is input, that is, the inverse model of the internal combustion engine. The function can be realized.
第3の発明によれば、バッテリの供給可能電力を超えない範囲で、目標総トルクを最大限電動機に分配することができる。電動機は内燃機関に比して優れた応答性を有するため、このような分配規則によれば、ハイブリッド車両において、良好な応答性を実現することができる。 According to the third aspect of the invention, the target total torque can be distributed to the electric motor as much as possible within a range not exceeding the suppliable power of the battery. Since the electric motor has excellent responsiveness as compared with the internal combustion engine, such distribution rules can achieve good responsiveness in the hybrid vehicle.
第4の発明によれば、機関トルクと目標機関トルクとの偏差に基づいて燃料修正値を算出し、その燃料修正値分だけ燃料指令値を補正することができる。このため、本発明によれば、電動機トルクを補う役割を担う機関トルクを、精度良く目標機関トルクに一致させることができる。 According to the fourth invention, the fuel correction value can be calculated based on the deviation between the engine torque and the target engine torque, and the fuel command value can be corrected by the fuel correction value. For this reason, according to this invention, the engine torque which plays the role which supplements an electric motor torque can be made to correspond with a target engine torque accurately.
第5の発明によれば、内燃機関が発生するべき目標機関トルクを優先的に設定したうえで、目標総トルクから機関トルクを減じた値が目標電動機トルクとして設定される。そして、目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値は、電動機の逆モデルにより算出される。このようにして算出された電力指令値によれば、電動機に、機関トルクによる不足分を正確に補う電動機トルクを発生させることができる。このため、本発明によれば、ハイブリッド車両が発生するべき目標総トルクを、精度良く内燃機関と電動機に分配させることができる。 According to the fifth aspect, the target engine torque that should be generated by the internal combustion engine is preferentially set, and then a value obtained by subtracting the engine torque from the target total torque is set as the target motor torque. And the electric power command value for producing a target motor torque is calculated by the inverse model of an electric motor. According to the power command value calculated in this way, it is possible to cause the motor to generate a motor torque that accurately compensates for the shortage due to the engine torque. Therefore, according to the present invention, the target total torque that should be generated by the hybrid vehicle can be accurately distributed to the internal combustion engine and the electric motor.
第6の発明によれば、電力指令値の履歴と電動機トルクの履歴とを記憶し、それらの履歴に基づいて、電力指令値と電動機トルクの間に成立する線形モデルの係数を算出することができる。更に、その線形モデルの係数を用いて、評価関数の値が十分に小さくなるように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、目標電動機トルクとの関係を規定する関係式を定めることができる。評価関数は、線形モデルにより算出される推定電動機トルクと目標電動機トルクとの差を一要素としているため、上記の関係式によれば、推定電動機トルクが目標電動機トルクと一致するように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、目標電動機トルクとの関係が定められる。本発明によれば、この関係式に、時刻t以前の複数の電動機トルクと時刻t-1以前の複数の電力指令値とが代入される。このような代入を受けた関係式によれば、目標電動機トルクが入力されることにより、その目標電動機トルクを実現するための電力指令値(t)を出力する機能、つまり、電動機の逆モデルとしての機能を実現することができる。 According to the sixth aspect, the history of the power command value and the history of the motor torque are stored, and the coefficient of the linear model established between the power command value and the motor torque is calculated based on the history. it can. Further, using the coefficients of the linear model, the relationship between the plurality of power command values before time t, the plurality of motor torques before time t, and the target motor torque so that the value of the evaluation function becomes sufficiently small Can be defined. Since the evaluation function has a difference between the estimated motor torque calculated by the linear model and the target motor torque as one element, according to the above relational expression, the time t is set so that the estimated motor torque matches the target motor torque. A relationship among a plurality of previous power command values, a plurality of motor torques before time t, and a target motor torque is determined. According to the present invention, a plurality of motor torques before time t and a plurality of power command values before time t−1 are substituted into this relational expression. According to the relational expression that receives such substitution, when the target motor torque is input, the function of outputting the power command value (t) for realizing the target motor torque, that is, as an inverse model of the motor The function can be realized.
第7の発明によれば、内燃機関を効率的に作動させ続けたうえで、機関トルクによる不足分を精度良く電動機トルクにより補うことができる。このため、本発明によれば、ハイブリッド車両の燃費特性を十分に改善することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the shortage due to the engine torque can be accurately compensated for by the electric motor torque while the internal combustion engine is operated efficiently. For this reason, according to this invention, the fuel consumption characteristic of a hybrid vehicle can fully be improved.
第8の発明によれば、電動機トルクと目標電動機トルクとの偏差に基づいて電力修正値を算出し、その電力修正値分だけ電力指令値を補正することができる。このため、本発明によれば、機関トルクを補う役割を担う電動機トルクを、精度良く目標電動機トルクに一致させることができる。 According to the eighth aspect, the power correction value can be calculated based on the deviation between the motor torque and the target motor torque, and the power command value can be corrected by the power correction value. For this reason, according to the present invention, the motor torque that plays a role of supplementing the engine torque can be matched with the target motor torque with high accuracy.
第9の発明によれば、機関トルクと目標機関トルクとの偏差に基づいて燃料修正値を算出し、その燃料修正値分だけ燃料指令値を補正することができる。このため、本発明によれば、内燃機関を、極めて精度良く、効率的に作動し得る運転領域に制御することができる。 According to the ninth aspect of the invention, the fuel correction value can be calculated based on the deviation between the engine torque and the target engine torque, and the fuel command value can be corrected by the fuel correction value. For this reason, according to the present invention, the internal combustion engine can be controlled to an operating region in which the engine can be operated with high accuracy and efficiency.
第10の発明によれば、機関トルクが目標総トルクとなるように内燃機関を制御しつつ、内燃機関により発せられると予想される機関トルクの推定値を算出することができる。機関トルクの立ち上がりには応答遅れが生ずるため、目標総トルクが立ち上がった後、機関トルクの推定値は、ある程度の遅れを伴ってその目標総トルクに追従する。本発明によれば、その遅れに起因して発生する目標総トルクと機関トルクとのずれ分(差分)を目標電動機トルクとして算出することができる。そして、目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値を、電動機の逆モデルにより算出して、電動機に与えることができる。電動機トルクは、電力指令値の入力に対して優れた立ち上がりを示すため、上記の制御によれば、機関トルクの立ち上がりの遅れを精度良く補うように電動機トルクを発生させることができる。また、上記の制御によれば、機関トルクの立ち上がり後は電動機トルクの発生が要求されないため、電力の負荷を抑えることができる。このため、本発明によれば、バッテリに対する負荷を小さく抑えつつ、ハイブリッド車両の駆動トルクの応答性を十分に高めることができる。 According to the tenth aspect, it is possible to calculate the estimated value of the engine torque that is expected to be generated by the internal combustion engine while controlling the internal combustion engine so that the engine torque becomes the target total torque. Since a response delay occurs in the rise of the engine torque, after the target total torque rises, the estimated value of the engine torque follows the target total torque with a certain delay. According to the present invention, the deviation (difference) between the target total torque and the engine torque generated due to the delay can be calculated as the target motor torque. And the electric power command value for producing a target motor torque can be calculated with the inverse model of an electric motor, and can be given to an electric motor. Since the motor torque exhibits an excellent rise with respect to the input of the power command value, the motor torque can be generated so as to compensate for the delay in the rise of the engine torque with high accuracy according to the above control. Further, according to the above control, since the generation of the motor torque is not required after the engine torque rises, the load of electric power can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to sufficiently increase the drive torque response of the hybrid vehicle while keeping the load on the battery small.
第11の発明によれば、機関トルクの推定値を、燃料指令値と機関トルクとの関係を模擬する線形モデルに基づいて算出することができる。このため、本発明によれば、機関トルクの推定値を精度良く算出することができ、その結果、ハイブリッド車両の駆動トルクを、精度良く目標総トルクに制御することができる。 According to the eleventh aspect, the estimated value of the engine torque can be calculated based on a linear model that simulates the relationship between the fuel command value and the engine torque. Therefore, according to the present invention, the estimated value of the engine torque can be calculated with high accuracy, and as a result, the driving torque of the hybrid vehicle can be controlled to the target total torque with high accuracy.
第12の発明によれば、電力指令値と電動機トルクの間に成立する線形モデルの係数を用いて、電力指令値と、電動機トルクと、目標電動機トルクとの間に成立する関係式を定めることができる。そして、この関係式を用いることにより、電動機の逆モデル、つまり、目標電動機トルクの入力に対して電力指令値(t)を出力するモデルを実現することができる。 According to the twelfth invention, a relational expression established between the power command value, the motor torque, and the target motor torque is determined using a coefficient of a linear model established between the power command value and the motor torque. Can do. By using this relational expression, an inverse model of the motor, that is, a model that outputs the power command value (t) with respect to the input of the target motor torque can be realized.
第13の発明によれば、目標総トルクの増加時点において、機関トルクの推定値が目標総トルクに収束するまでの電力指令値を算出することができる。そして、その電力指令値の積算値がバッテリ供給可能電圧を超えないように、電動機への電力供給開始時期を設定することができる。このため、本発明によれば、バッテリの充電不足により、電動機によるトルクアシストが破綻するのを有効に防ぐことができる。 According to the thirteenth aspect, it is possible to calculate the power command value until the estimated value of the engine torque converges to the target total torque when the target total torque increases. And the electric power supply start time to an electric motor can be set so that the integrated value of the electric power command value may not exceed the battery supply possible voltage. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the torque assist by the motor from failing due to insufficient charging of the battery.
第14の発明によれば、目標総トルクの増加時点において、機関トルクの推定値が目標総トルクに収束するまでの電力指令値を算出することができる。そして、その電力指令値の積算値がバッテリ供給可能電圧を超えないように、目標総トルクを修正すること、つまり、電動機トルクに対する要求を修正することができる。このため、本発明によれば、バッテリの充電不足により、電動機によるトルクアシストが破綻するのを有効に防ぐことができる。 According to the fourteenth aspect, it is possible to calculate the power command value until the estimated value of the engine torque converges to the target total torque when the target total torque increases. Then, the target total torque can be corrected, that is, the request for the motor torque can be corrected so that the integrated value of the power command value does not exceed the battery supplyable voltage. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the torque assist by the motor from failing due to insufficient charging of the battery.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関10と電動機12を備えている。内燃機関10の出力軸、および電動機12の出力軸は、何れも変速機14に連結されている。また、変速機14は、ディファレンシャルギヤ16を介して左右の駆動輪18に連結されている。
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an
内燃機関10および電動機12は、ハイブリッド車両の駆動源である。つまり、図1に示すシステムは、内燃機関10の発する機関トルクTeと電動機12の発する電動機トルクTmとを重畳させて変速機14に伝達することができる。このため、駆動輪18には、機関トルクTeと電動機トルクTmの和が駆動トルクとして伝達される。
The
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)20を備えている。ECU20には、スロットルセンサ22、エアフロメータ24、回転数センサ26、および電力検出器28などの各種センサが接続されている。スロットルセンサ22は、スロットル開度TAを検知するためのセンサである。エアフロメータ24は吸入空気量Gaを検知するためのセンサである。回転数センサ26は機関回転数Neを検知するためのセンサである。そして、電力検出器28は、バッテリの供給可能電力を逐次計算し続けるユニットである。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 20. Various sensors such as a
ECU20は、それらのセンサから各種情報の提供を受けて、それらの情報に基づいて、内燃機関10および電動機12を適宜制御することができる。より具体的には、ECU20は、運転者の要求等に応じてハイブリッド車両において発生するべき駆動トルク算出し、更に、その駆動トルクを生じさせるためのトルク負担が適切に分配されるように、内燃機関10と電動機12の双方を適切に制御するためのユニットである。
The
(ECU20の概要)
図2は、ECU20の機能を説明するためのブロック図である。図2に示すように、ECU20の内部には、制御判定部30と制御指令値演算部32が形成される。これらは、ハイブリッド車両において発生するべき目標総トルクTQt、およびハイブリッド車両の現在の状態(例えば、バッテリの供給可能電力Pb)などの情報に基づいて、内燃機関10に供給する燃料指令値Ft、および電動機12に供給する電力指令値Ptを算出する部分である。
(Outline of ECU 20)
FIG. 2 is a block diagram for explaining the functions of the
制御指令値設定部32は、内燃機関逆モデル34と電動機逆モデル36とを含んでいる。内燃機関10は、供給される燃料量を入力とし、また、機関トルクTeを出力とする線形モデルにより模擬することができる。内燃機関逆モデル34は、その線形モデルの逆モデル、つまり、入力として目標機関トルクTetを与えることにより、その目標機関トルクTetを生じさせるために必要な燃料量を出力として生成するモデルである。
The control command
電動機逆モデル36は、電動機12を模擬する線形モデルの逆モデルである。電動機12は、供給される電力を入力とし、また、電動機トルクTmを出力とする線形モデルにより模擬することが可能である。電動機逆モデル36は、入力として目標電動機トルクTmtを与えることにより、その目標電動機トルクTmtを生じさせるために必要な電力を出力として生成するモデルである。
The electric
制御判定部30は、ハイブリッド車両に要求されている目標総トルクTQtの負担を、現在の車両状態などに基づいて、内燃機関10と電動機12とにどのように分配するかを決める部分である。制御判定部30においては、例えば、目標総トルクTQtの全てを内燃機関10に負担させるべきことが決定されることがある。この場合、内燃機関逆モデル34には、目標総トルクTQtを目標機関トルクTetとして必要な燃料量を算出することが指令される。そして、内燃機関逆モデル34がこの指令を受けて算出した燃料量は、内燃機関10に対して、燃料指令値Ftとして供給される。
The
また、制御判定部30においては、目標総トルクTQtの全てを電動機12に負担させるとしたら、どれだけの電力が必要かを検知する必要が生ずることがある。この場合は、制御判定部30から電動機逆モデル36に対して、目標総トルクTQtを目標電動機トルクTmtとして必要な電力を算出することが指令される。そして、制御判定部30によって、目標総トルクTQtの全てを電動機12に負担させるべきことが決定されると、電動機逆モデル36が、上記の指令を受けて算出した電力が、電力指令値Ptとして電動機12に供給される。
Moreover, in the
更に、制御判定部30では、目標総トルクTQtの一部を電動機12により発生させ、その残りを内燃機関10に発生させるべきとの決定がなされることがある。この場合は、制御判定部30から内燃機関逆モデル34に対して、電動機12に発生させるトルクTbmを目標総トルクTQtから減じた値TQt−Tbmを目標機関トルクTetとして、必要な燃料量を算出することが指令される。この場合も、内燃機関逆モデル34により算出される燃料量は、内燃機関10に対して、燃料指令値Ftとして供給される。
Further, the
以上説明した通り、ECU20は、制御判定部30の機能により、目標総トルクTQtの負担を、どのように内燃機関10と電動機12とに分配するかを決めることができる。そして、その分配により導かれる目標機関トルクTetを内燃機関逆モデル34に入力することにより、目標機関トルクTetを発生させるための燃料指令値Ftを算出することができる。同様に、上記の分配により導かれる目標電動機トルクTmtを電動機逆モデル36に入力することにより、目標電動機トルクTmtを発生させるための電力指令値Ptを算出することができる。
As described above, the
ECU20の内部には、上記の如く算出される燃料指令値Ftおよび電力指令値Ptを受けて、それらの指令値に修正を施すための指令値修正部40が形成される。指令値修正部40は、より具体的には、内燃機関モデルとコントローラとを含む第1修正ブロック42と、電動機モデルとコントローラとを含む第2修正ブロック44により実現されている。第1修正ブロック42は、内燃機関10から現実に発せられる機関トルクTeが、内燃機関10に要求される目標機関トルクTetと正確に一致するように、燃料指令値Ftに修正を施すための部分である。一方、第2修正ブロック44は、電動機12から現実に発せられる電動機トルクTmが、電動機12に要求される目標電動機トルクTmtと正確に一致するように、電力指令値Ptに修正を施すための部分である。
Inside the
(修正ブロックの詳細)
図3は、図2に示す構成から、内燃機関逆モデル34と第1修正ブロック42とを抜き出した図である。目標機関トルクTetを決めるための制御を捨象すると、ECU20が、内燃機関10を対象として実行する制御は、図3に示すように表すことができる。
(Details of correction block)
FIG. 3 is a diagram in which the internal combustion
すなわち、ECU20においては、制御判定部30(図3には図示せず)の機能により目標機関トルクTetが決定されると、その値Tetが内燃機関逆モデル34に入力される。内燃機関逆モデル34は、その入力を受けることにより、目標機関トルクTetを発生するために必要な燃料指令値Ftを算出する。そして、算出された燃料指令値Ftは、第1修正ブロック42に供給される。
That is, in the
第1修正ブロック42は、内燃機関モデル50およびコントローラ52に加えて、2つの減算器54,56が含まれている。内燃機関モデル50は、内燃機関10の入出力関係を模擬した線形モデル、つまり、内燃機関10に対する燃料供給量と、内燃機関10が発する機関トルクTeとの関係を近似した順モデルである。
The
内燃機関モデル50には、図3に示すように、燃料指令値Ftが供給される。この場合、内燃機関モデル50は、その燃料指令値Ftを受けて内燃機関10が出力するべき機関トルクTe、つまり、目標機関トルクTetの値を出力する。内燃機関モデル50の出力は、減算器54に供給されている。減算器54には、更に、内燃機関10において現実に生成された機関トルクTeの検出値が供給されている。
As shown in FIG. 3, the internal
減算器54は、実測された機関トルクTeから、目標機関トルクTetを減ずることにより、両者の差ΔTe=Te−Tetを算出する。そして、コントローラ52は、その差ΔTeに適当なゲインを乗ずることにより指令値修正量ΔFtを算出する。指令値修正量ΔFtは、燃料指令値Ftと共に減算器56に供給される。減算器56は、燃料指令値Ftから指令値修正量ΔFtを減じて、最終燃料指令値Ft−ΔFtを算出する。内燃機関10には、このようにして算出された最終燃料指令値Ft−ΔFtが供給される。
The
以上の処理によれば、内燃機関10により現実に発せられている機関トルクTeが、目標機関トルクTetに対して過大である場合には、最終燃料指令値Ft−ΔFtが小さな値に修正され、他方、その逆の場合には、最終燃料指令値Ft−ΔFtが大きな値に修正される。このため、図3に示す第1修正ブロック42によれば、内燃機関10の発する機関トルクTeを、精度良く目標機関トルクTetに一致させることが可能である。
According to the above processing, when the engine torque Te actually generated by the
制御判定部30が目標電動機トルクTmtを算出するための制御を捨象すると、ECU20が、電動機12を対象として実行する制御も、図3に示す構成と同様の構成で表すこと、つまり、電動機逆モデル36と第2修正ブロック44だけを用いて表すことができる。そして、第2修正ブロック44は、内燃機関モデル50を電動機モデルに置き換えることにより、第1修正ブロック42と同様の構成で実現することができる。本実施形態のシステムは、このような構成を採ることにより、機関トルクTeおよび電動機トルクTmの制御精度を十分に高めることとしている。
When the
(近似逆モデルの説明)
ECU20の内部には、上述した通り、内燃機関逆モデル34と電動機逆モデル36を準備する必要がある。一般に、現存するシステムの順モデルは比較的容易に作成することができるが、その逆モデルの作成には多大な困難が伴う。但し、ここでは、システムの入力と出力との間に成立する伝達関数を数式で表したものが「順モデル」であり、一方、そのシステムの出力と入力との間に成立する伝達関数を数式で表したものが「逆モデル」であるものとする。以下、このように定義される「逆モデル」を特に「真の逆モデル」と称することとする。
(Explanation of approximate inverse model)
As described above, the internal combustion
真の逆モデルの作成が困難であることから、内燃機関逆モデル34および電動機逆モデル36を「真の逆モデル」で実現しようとすると、本実施形態のシステムを実現するに当たって多大な費用と時間が必要となる。そこで、本実施形態においては、内燃機関逆モデル34および電動機逆モデル36を、それぞれ以下に説明する近似逆モデルにより実現して、システムの構築を容易ならしめることとした。
Since it is difficult to create a true inverse model, if an attempt is made to realize the internal combustion
図4は、内燃機関逆モデル34が、近似逆モデルであることが明らかになるように、図3に示す構成を書き直したものである。図4に示すように、近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34は、減算器60、コントローラ62、および内燃機関モデル64により構成されている。
FIG. 4 is a rewrite of the configuration shown in FIG. 3 so that the internal combustion
コントローラ62は、減算器60の出力を伝達関数C(s)で伝達するユニットである。また、内燃機関モデル64は、内燃機関10の順モデルであり、コントローラ62の出力を伝達関数P(s)で伝達する。そして、減算器60は、近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34に入力された目標機関トルクTetから、内燃機関モデル64の出力を減じた値をコントローラ62に向けて出力するものとする。
The
近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34は、コントローラ62の出力を、当該モデルの出力として、つまり、燃料指令値Ftとして第1修正ブロック42に供給する。この場合、内燃機関逆モデル34に対する入出力の間には、つまり、目標機関トルクTet(入力)と燃料指令値Ft(出力)との間には、以下に示す関係が成立する。
出力Ft={C/(1+CP)}*入力Tet ・・・(式1)
The internal combustion
Output Ft = {C / (1 + CP)} * Input Tet (Equation 1)
本実施形態において、コントローラ62の伝達関数Cは、1に比して十分に大きな値とされている。この場合、(式1)右辺の分母の「1」が無視できるため、近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34の入出力関係は、以下に示す近似式で表し得ることとなる。
出力Ft=(1/P)*入力Tet ・・・(式2)
In the present embodiment, the transfer function C of the
Output Ft = (1 / P) * Input Tet (Equation 2)
上記(式2)は、近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34が、伝達関数(1/P)のモデルであること、つまり、内燃機関モデル64の逆モデルであることを表している。このように、図4に示す構成を用いることによれば、内燃機関10の順モデル64を用いて、その逆モデルとしての特性を有するモデルを実現することができる。システムの順モデルは、上記の如く作成が容易であることから、図4に示す構成は、内燃機関逆モデル34を真の逆モデルにより実現しようとする場合に比して、格段にその作成が容易である。
The above (Equation 2) represents that the internal combustion
近似逆モデルによる電動機逆モデル36は、内燃機関モデル64を電動機12の順モデル(電動機モデル)に置き換えることにより、図4に示す構成を用いて実現することができる。従って、近似逆モデルによる電動機逆モデル36も、近似逆モデルによる内燃機関逆モデル34と同様に、真の逆モデルを作成する場合に比して格段に容易に作成することができる。このため、本実施形態のシステムは、それらの逆モデルを作成するにあたって、多大な負担を強いられることなく、比較的容易に実現することができる。
The
[実施の形態1における動作]
次に、図5乃至図7を参照して、本実施形態のシステムがトルク分配を行う際の動作について説明する。本実施形態において用いられる2つの駆動源には、それぞれ一長一短が存在する。例えば、応答性については、電動機12のそれが内燃機関10のそれに比して優れている。一方、電動機12につていは、バッテリの供給可能電力Pbの範囲でしか作動できないという制限が生ずるのに対して、内燃機関10については、燃料の貯留量が一般に十分であることから、通常はそのような制限は生じない。
[Operation in Embodiment 1]
Next, with reference to FIG. 5 to FIG. 7, the operation when the system of this embodiment performs torque distribution will be described. Each of the two drive sources used in the present embodiment has advantages and disadvantages. For example, as for responsiveness, that of the
そこで、本実施形態のシステムは、バッテリの供給可能電力Pbを検出したうえで、その供給可能電力Pbが許す範囲においては電動機12に最大限電動機トルクTmを発生させることとした。そして、供給可能電力Pbに起因する制限により、電動機12が負担することのできない駆動トルクを、内燃機関10によって負担させることとした。このような制御によれば、電動機12の能力を最大限に利用することにより優れた応答性を実現し、また、内燃機関10によるアシストを過不足なく行うことにより、長期に渡る実用的な安定作動を実現することができる。
Therefore, the system according to the present embodiment detects the suppliable power Pb of the battery and generates the maximum motor torque Tm in the
図5は、バッテリの供給電力Pbが「0」である場合の動作を説明するためのブロック図である。本実施形態のシステムは、バッテリの供給可能電力Pbを計算し続ける電力検出器28を備えているため(図1参照)、ECU20は、そこで計算されているPbを見ることにより、Pb=0が成立しているか否かを判断することができる。
FIG. 5 is a block diagram for explaining the operation when the power supply Pb of the battery is “0”. Since the system according to the present embodiment includes the
Pb=0の成立が認められる場合は、電動機12に対して電力を供給することができないため、電動機12に対する電力指令値Ptは「0」とされる。また、この場合は、ハイブリッド車両が発生するべき目標総トルクTQtが、そのまま目標機関トルクTetとして内燃機関逆モデル34に供給される。
When the establishment of Pb = 0 is recognized, the electric power command value Pt for the
内燃機関逆モデル34は、このような目標機関トルクTetの入力を受けると、内燃機関10に目標総トルクTQtを発生させるための燃料指令値Ftを精度良く算出する。そして、ここで算出された燃料指令値Ftが第1修正ブロック42に供給されることにより、内燃機関10において、目標総トルクTQtと正確に一致する機関トルクTeが生成される。この際、電動機12は電動機トルクTmを発生していないため、ハイブリッド車両上では、目標総トルクTQtと正確に一致する駆動トルクが生成されることになる。
When the internal combustion
図6は、目標総トルクTQtの全てを電動機12で発生させるための電力指令値Ptが、バッテリの供給電力Pb以下であった場合の動作を説明するためのブロック図である。ECU20は、目標総トルクTQtを電動機逆モデル36に入力することにより、そのトルクを電動機12で発生させるのに必要な電力指令値Ptを算出することができる。このようにして算出されたPtがバッテリの供給可能電力Pb以下であると判別された場合は、目標総トルクTQtを電動機12のみで発生させ得ることが判断できる。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the operation when the power command value Pt for generating all of the target total torque TQt by the
この場合、ECU20は、内燃機関10に機関トルクTeを発生させる必要がないと判断して、内燃機関10に対する燃料指令値Ftを「0」とする。また、ECU20は、目標総トルクTQtを電動機逆モデル36に入力することで得られる電力指令値Ptを、第2修正ブロック44に供給する。
In this case, the
電動機逆モデル36は、目標総トルクTQtの入力を受けると、電動機12に目標総トルクTQtを発生させるための電力指令値Ptを精度良く算出する。そして、その電力指令値Ptが第2修正ブロック44に供給されると、電動機12において、目標総トルクTQtと正確に一致する電動機トルクTmが生成される。この際、内燃機関10は機関トルクTeを発生していないため、ハイブリッド車両上では、目標総トルクTQtと正確に一致する駆動トルクが生成されることになる。
When receiving the input of the target total torque TQt, the
図7は、バッテリの供給可能電圧Pbが「0」ではなく、かつ、目標総トルクTQtの全てを電動機12で発生させるための電力指令値Ptが、その供給電力Pbを超えていた場合の動作を説明するためのブロック図である。本実施形態のシステムは、この場合、電動機トルクTmを最大限に発生させつつ、駆動トルクの不足分を正確に補うように、内燃機関10に機関トルクTeを発生させる。
FIG. 7 shows an operation in the case where the battery supplyable voltage Pb is not “0” and the power command value Pt for generating all of the target total torque TQt by the
ECU20の内部では、具体的には、バッテリの供給可能電力Pbが、電力指令値Ptとして電動機12に供給されると共に、電動機モデル66にも入力される。電動機12は、このような電力指令値Pt(=Pb)を受けると、その指令値Pbに応じた電動機トルクTm(以下、特に「Tmb」とする)を発生する。一方、電動機モデル66は、上記の入力Pbを受けることにより、現状下で生ずる電動機トルクTmbを正確に出力する。尚、電動機モデル66は、第2修正ブロック44にも、近似逆モデルによる電動機逆モデル36にも含まれているため、ここでは、それらの何れかを流用することにより、上記の演算を進めることができる。
Specifically, inside the
ECU20の内部では、また、目標総トルクTQtから電動機モデル66の演算値Tmbを減じた値「TQt−Tmb」が、目標機関トルクTetとして内燃機関逆モデル34に入力される。内燃機関逆モデル34は、このような目標機関トルクTet=TQt−Tmbの入力を受けると、そのトルクTetを内燃機関10に発生させるための燃料指令値Ftを精度良く算出する。そして、その燃料指令値Ftが第1修正ブロック42に供給されることにより、内燃機関10において、目標総トルクTQtより電動機トルクTmbだけ小さな機関トルクTeが生成される。この際、電動機12により電動機トルクTmbが発生されているため、ハイブリッド車両上で生成される駆動トルクは、正確に目標総トルクTQtと一致するものとなる。
Inside the
[実施の形態1における具体的処理]
図8は、上記の機能を実現するためにECU20が実行するルーチンのフローチャートである。図8に示すルーチンでは、先ず、スロットル開度TAや機関回転数Gaなど、車両の運転状態を表す各種情報が検出される(ステップ70)。次に、それらの情報に基づいて、ハイブリッド車両に対して要求されている目標総トルクTQtが算出される(ステップ72)。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the
次いで、電力検出器28の出力に基づいてバッテリの供給可能電力Pbが検出される(ステップ74)。そして、その供給可能電力Pbが「0」であるか否かが判別される(ステップ76)。 Next, the suppliable power Pb of the battery is detected based on the output of the power detector 28 (step 74). Then, it is determined whether or not the suppliable power Pb is “0” (step 76).
Pb=0の成立が認められた場合は、電動機12に駆動トルクを負担させることができないと判断され、電力指令値Ptが「0」とされる(ステップ78)。その結果、電動機12による電力消費が「0」となると共に、電動機トルクTmが「0」とされる。
If it is determined that Pb = 0 is established, it is determined that the drive torque cannot be borne by the
次に、目標総トルクTQtに対応する燃料指令値Ftが算出される(ステップ80)。ここでは、具体的には、先ず、目標総トルクTQtが目標機関トルクTetに設定される。次いで、ECU20に記憶されている内燃機関逆モデル34にその目標機関トルクTetが入力される。その結果、目標総トルクTQtを内燃機関10に発生させるための燃料指令値Ftが精度良く算出される。
Next, a fuel command value Ft corresponding to the target total torque TQt is calculated (step 80). Specifically, first, the target total torque TQt is set to the target engine torque Tet. Next, the target engine torque Tet is input to the internal combustion
ECU20は、前回以前の処理サイクル時に算出した指令値修正量ΔFtを記憶している。ステップ80の処理により燃料指令値Ftを算出すると、ECU20は、その指令値Ftから指令値修正量ΔFtを減ずることにより、最終的な燃料指令値Ftを算出する(ステップ82)。
The
ECU20は、次に、上記の如く算出した最終的な燃料指令値Ftを用いて内燃機関10を制御する(ステップ84)。その結果、内燃機関10によって、目標総トルクTQtと精度良く一致する機関トルクTeが生成される。換言すると、ハイブリッド車両上で、目標総トルクTQtと精度良く一致する駆動トルクが生成される。以後、現実に発生した機関トルクTeと目標機関トルクTetとの差ΔTe=Te−Tetに基づいて、指令値修正量ΔFtが最新値に更新される(ステップ86)。
Next, the
図8に示すルーチン中、上記ステップ76において、バッテリの供給可能電力Pbが「0」でないと判別された場合は、次に、目標総トルクTQtに対応する電力指令値Ptが算出される(ステップ88)。ここでは、具体的には、先ず、目標総トルクTQtが目標電動機トルクTmtに設定される。次いで、ECU20に記憶されている電動機逆モデル36にその目標機関トルクTetが入力される。その結果、目標総トルクTQtを電動機12に発生させるための電力指令値Ptが精度良く算出される。
In the routine shown in FIG. 8, if it is determined in
次に、上記の処理により算出された電力指令値Ptが、バッテリの供給可能電力Pb以下であるかが判別される(ステップ90)。その結果、Pt≦Pbの成立が認められた場合は、目標総トルクTQtの全てを電動機12に負担させ得ると判断できる。この場合、先ず、機関トルクTeを「0」とするべく燃料指令値Ftが「0」とされる(ステップ92)。
Next, it is determined whether or not the power command value Pt calculated by the above processing is equal to or less than the battery suppliable power Pb (step 90). As a result, when the establishment of Pt ≦ Pb is recognized, it can be determined that all of the target total torque TQt can be borne by the
次に、ステップ88の処理により算出された電力指令値Ptから、ECU20に記憶されている指令値修正量ΔPtを減ずることにより、最終的な電力指令値Ptが算出される(ステップ94)。電動機12が、この電力指令値Ptを用いて制御されることにより(ステップ96)、目標総トルクTQtと精度良く一致する電動機トルクTmが生成される。
Next, the final power command value Pt is calculated by subtracting the command value correction amount ΔPt stored in the
ここでは、機関トルクTeが「0」とされているため、電動機12が上記の電動機トルクTmを発生すると、ハイブリッド車両上では、目標総トルクTQtと精度良く一致する駆動トルクが生成されることになる。以後、現実に発生した電動機トルクTmと目標電動機トルクTmtとの差ΔTm=Tm−Tmtが算出され、更に、その差ΔTmに基づいて、指令値修正量ΔPtが最新値に更新される(ステップ98)。
Here, since the engine torque Te is set to “0”, when the
図8に示すルーチン中、上記ステップ90において、目標総トルクTQtに対応する電力指令値Ptがバッテリの供給可能電力Pb以下でないと判別された場合は、目標総トルクTQtの全てを電動機12で賄うことはできないと判断できる。この場合は、先ず、電動機トルクTmを最大限発生させるべく、電力指令値Ptに供給可能電力Ptが代入される(ステップ100)。
In the routine shown in FIG. 8, if it is determined in
次に、ECU20に記憶されている電動機モデル66に上記の電力指令値Ptを入力することにより、現状下での発生が予想される電動機トルクTbmが算出される(ステップ102)。そして、目標総トルクTQtから上記の電動機トルクTbmを減じることにより、今回の処理サイクルにおける目標機関トルクTet=TQt−Tbmが算出される(ステップ104)。
Next, by inputting the electric power command value Pt to the
次に、上記の如く算出された目標機関トルクTetに対応する燃料指令値Ftが算出される(ステップ106)。具体的には、上記の目標機関トルクTetが、ECU20に記憶されている内燃機関逆モデル34に入力される。その結果、目標総トルクTQtよりTbmだけ小さな機関トルクTeを発生させるために必要な燃料指令値Ftが精度良く算出される。
Next, a fuel command value Ft corresponding to the target engine torque Tet calculated as described above is calculated (step 106). Specifically, the target engine torque Tet is input to the internal combustion
ECU20は、前回以前の処理サイクル時に算出した指令値修正量ΔFtを記憶している。ステップ106の処理により燃料指令値Ftを算出すると、ECU20は、その指令値Ftから指令値修正量ΔFtを減ずることにより、最終的な燃料指令値Ftを算出する(ステップ108)。
The
次に、上記の如く算出された燃料指令値Ftにより内燃機関10が制御されると共に、ステップ100の処理により設定された電力指令値Ptにより電動機12が制御される(ステップ110)。その結果、ハイブリッド車両上では、TQt−Tbmで表される機関トルクTeと、Tbmで表される電動機トルクTmとが正確に生成される。つまり、ハイブリッド車両上では、内燃機関10と電動機12の双方が作動して、目標総トルクTQtと正確に一致する駆動トルクが生成されることになる。
Next, the
以上説明した通り、図8に示すルーチンによれば、バッテリの供給可能電力Pbを超えない範囲で最大限に電動機トルクTmを発生させると共に、目標総トルクTQtに対するTmの不足分を正確に補うように機関トルクTeを発生させることができる。特に、ここでは、目標総トルクTQtに対する電動機トルクTmの不足分を目標機関トルクTetとして設定したうえで、その目標機関トルクTetを内燃機関逆モデル34に入力することにより、その不足分を補うための燃料指令値Ftを算出することとしている。
As described above, according to the routine shown in FIG. 8, the motor torque Tm is generated to the maximum within the range not exceeding the suppliable power Pb of the battery, and the shortage of Tm with respect to the target total torque TQt is accurately compensated. The engine torque Te can be generated. In particular, here, the shortage of the motor torque Tm with respect to the target total torque TQt is set as the target engine torque Tet, and the shortage is compensated by inputting the target engine torque Tet to the internal combustion
内燃機関逆モデル34を用いた上記の算出処理によれば、目標機関トルクTetを内燃機関10に発生させるために必要な燃料指令値Ftを、様々な状況下で、極めて精度良く算出することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両上で要求される目標総トルクTQtの負荷を、内燃機関10と電動機12とに適当に分配しつつ、様々な状況下で、常に正確にその目標総トルクTQtを発生させることができる。
According to the above calculation process using the internal combustion
[実施の形態1の変形例等]
ところで、上述した実施の形態1においては、目標総トルクTQtを発生させるにあたって、電動機トルクTmを機関トルクTeに優先して発生させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、目標総トルクTQtの負担を内燃機関10と電動機12に分配する手法としては、先ず、所望の目標機関トルクTetを設定し、Tetによる不足分を補うように目標電動機トルクTmtを設定することとしてもよい。例えば、内燃機関10においては、エネルギ効率の観点より、理想的な機関トルクTeが設定できる場合がある。このような場合には、先ず、内燃機関10を効率的に作動させることを目的として目標機関トルクTetを設定し、目標総トルクTQtから、その目標機関トルクTetを減じた値「TQt−Tet」を目標電動機トルクTmtとして設定することとしてもよい。
[Modification of Embodiment 1]
In the first embodiment described above, when the target total torque TQt is generated, the motor torque Tm is generated with priority over the engine torque Te, but the present invention is not limited to this. That is, as a method of distributing the burden of the target total torque TQt to the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU20が、ステップ72の処理を実行することにより前記第1の発明における「目標総トルク設定手段」が、ステップ78、88または102の処理を実行することにより前記第1の発明における「目標電動機トルク設定手段」が、ステップ78、96または110の処理を実行することにより前記第1の発明における「電動機制御手段」が、ステップ80、92または104の処理を実行することにより前記第1の発明における「目標機関トルク算出手段」が、ステップ80,92または106の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料指令値算出手段」が、ステップ84,92または110の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、ECU20が、ステップ74の処理を実行することにより前記第3の発明における「供給可能電力検出手段」が、ステップ88の処理を実行することにより前記第3の発明における「必要電力算出手段」が、ステップ90または76の処理を実行することにより前記第3の発明における「判断手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、ECU20が、ステップ86または112の処理を実行することにより前記第4の発明における「燃料修正値算出手段」が、ステップ82または108の処理を実行することにより前記第4の発明における「燃料指令値補正手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
また、上述した実施の形態1においては、目標総トルクTQtを発生させるにあたって、内燃機関10を効率的に作動させるための目標機関トルクTetを先ず設定し、その後、目標機関トルクTetによる不足分「TQt−Tet」を補うように目標電動機トルクTmtを設定する手法を採ることにより、前記第5および第7の発明を実現することができる。更に、この場合において、ECU20に、第1修正ブロック42の機能、および第2修正ブロック44の機能を実現させることにより、前記第8および第9の発明を実現することができる。
In the first embodiment described above, in generating the target total torque TQt, first, the target engine torque Tet for efficiently operating the
実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図9乃至図13を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU20に、後述する図11乃至図13に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
[Features of Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment can be realized by causing the
上述した実施の形態1のシステムは、ハイブリッド車両の状態等に基づいて、目標総トルクTQtを、どのように目標機関トルクTetと目標電動機トルクTmtに分配するかを決定する。そして、目標機関トルクTetを内燃機関逆モデル34に入力することにより、機関トルクTeを正確に目標機関トルクTetに一致させるための燃料指令値Ftを算出している。また、目標電動機トルクTmtを電動機逆モデル36に入力することにより、電動機トルクTmを正確に目標電動機トルクTmtに一致させるための電力指令値Ptを算出している。
The system of the first embodiment described above determines how to distribute the target total torque TQt to the target engine torque Tet and the target motor torque Tmt based on the state of the hybrid vehicle and the like. Then, by inputting the target engine torque Tet to the internal combustion
本実施形態のシステムは、車両状態等に基づいて目標総トルクTQtを目標機関トルクTetと目標電動機トルクTmtに分配する点に関しては、実施の形態1の場合と同様である。そして、本実施形態のシステムは、内燃機関逆モデル34の機能を、内燃機関10の線形モデルを基礎とした適応制御の手法で実現し、また、電動機逆モデル36の機能を、電動機12の線形モデルを基礎とした適応制御の手法で実現する点において実施の形態1のシステムと相違している。つまり、本実施形態のシステムは、目標機関トルクTetに対応する燃料指令値Ft、および目標電動機トルクTmtに対応する電力指令値Ptを、それぞれ適応制御の手法を用いて算出する点に特徴を有している。
The system of this embodiment is the same as that of
[内燃機関逆モデルの機能を実現するための構成]
図9は、内燃機関逆モデルとしての機能を実現するために、つまり、目標機関トルクTetに対応する燃料指令値Ftを算出するためにECU20の内部に形成される構成を説明するためのブロック図である。図9には、内燃機関10と燃料指令値算出部120とが示されている。燃料指令値算出部120は、実施の形態1における内燃機関逆モデル34と同様の機能を実現するべくECU20の内部に形成されるブロックである。
[Configuration for realizing the function of the internal combustion engine inverse model]
FIG. 9 is a block diagram for explaining a configuration formed in the
燃料指令値算出部120は、燃料指令値演算部122を備えている。燃料指令値演算部122には、目標機関トルクTetが入力される。燃料指令値演算部122は、例えば時刻t-1の時点で目標機関トルクTetを受けると、その時点で、機関トルクTeを目標機関トルクTetに一致させるための燃料指令値Ft(t-1)を算出する機能を有している。尚、その算出の手法については、後に詳細に説明する。
The fuel command
燃料指令値演算部122により算出された燃料指令値Ft(t-1)は、内燃機関10に供給されると共に、燃料指令値算出部120の内部で入出力履歴記憶部124にも供給される。入出力履歴記憶部124には、また、内燃機関10において実測された機関トルクTeの値も供給されている。つまり、入出力履歴記憶部124には、例えば時刻t-1の時点では、その時点で内燃機関10に供給される燃料指令値Ft(t-1)と、その時点で内燃機関10から出力される機関トルクTe(t-1)とが供給される。
The fuel command value Ft (t−1) calculated by the fuel command
燃料指令値演算部122は、所定の処理周期間隔で燃料指令値Ftを出力する。これに対応して、入出力履歴記憶部124には、その処理周期間隔毎に燃料指令値Ftと機関トルクTeとが供給される。入出力履歴記憶部124は、このようにして供給される燃料指令値Ftおよび機関トルクTeを、時系列で、データ数が予め設定されている数を超えない範囲で、順次記憶する。その結果、時刻t-1の時点で、入出力履歴記憶部124には、最新の燃料指令値Ft(t-1)を含む複数の入力履歴Ft(t-1),Ft(t-2),・・、並びに最新の機関トルクTe(t-1)を含む複数の出力履歴Te(t-1),Te(t-2),・・が、入出力履歴として記憶されることになる。
The fuel command
燃料指令値算出部120は、係数演算部126を備えている。係数演算部126は、内燃機関10の入力(燃料指令値Ft)と出力(機関トルクTe)との間に成立する線形モデルの係数を、その入力と出力の履歴に基づいて算出するためのブロックである。
The fuel command
すなわち、内燃機関10の入力である燃料指令値Ftと、その出力である機関トルクTeとの間には、以下に示すような線形モデルによる近似が成立する。
Te(t+de)=fe0・Te(t)+ fe1・Te(t-1)+ fe2・Te(t-2)+・・・
+ge0・Ft(t)+ ge1・Ft(t-1)+ ge2・Ft(t-2)+・・・ (式3)
但し、上記(式3)中、tは任意のサンプリング時刻であり、(t-n)は時刻tよりn回前のサンプリング時刻である。また、deは内燃機関10への入力がその出力に反映されるまでの遅れである。従って、(t+de)とは、時刻tにおける内燃機関10の状態が、機関トルクTeに反映される時刻である。更に、feiおよびgei(i=0,1,2・・)は(式3)の特性を決定する係数である。
That is, an approximation based on a linear model as shown below is established between the fuel command value Ft that is the input of the
Te (t + de) = f e0・ Te (t) + f e1・ Te (t-1) + f e2・ Te (t-2) + ...
+ g e0・ Ft (t) + g e1・ Ft (t-1) + g e2・ Ft (t-2) + ・ ・ ・ (Formula 3)
In the above (Expression 3), t is an arbitrary sampling time, and (tn) is a sampling time n times before time t. Further, de is a delay until the input to the
上記(式3)により表される線形モデルは、係数feiおよびgeiが適切な値に設定されることにより、精度良く内燃機関10の特性に合致したものとなる。換言すると、それらの係数feiおよびgeiは、内燃機関10の入出力履歴(Ft(t),Ft(t-1),Ft(t-2),・・およびTe(t),Te(t-1),Te(t-2),・・)を(式3)に代入することで得られる算出値Te(t+de)が、時刻t+deにおける機関トルクTeの実測値と精度良く一致するように設定されれば良いことになる。
The linear model represented by the above (Equation 3) matches the characteristics of the
係数演算部126では、上述した原理に従って、新たな出力Te(t+de)が実測される毎に、入出力履歴に基づいて算出されるモデル算出値Te(t+de)が、その実測値Te(t+de)と精度良く合致するように、公知の最小二乗法によって(式3)の係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)を演算する。このため、係数演算部126によれば、内燃機関10の特性を精度良く表す線形モデル(式3)を設定することができる。尚、最小二乗法により係数feiおよびgeiを算出する手法は公知の手法であり、具体的には、例えば特開2004−052633号公報に開示される手法と同じであるため、ここでは、これ以上の説明は省略する。
In the
燃料指令値算出部120は、機関トルク予測部128を備えている。機関トルク予測部128は、サンプリング周期毎に、次のサンプリング時における機関トルクTeを予測するためのブロックである。機関トルク予測部128によれば、具体的には、時刻t-1の時点で、時刻tの時点において生ずると予想される機関トルクTe(t)を予測することができる。
The fuel command
機関トルク予測部128には、係数演算部126において算出された線形モデルの係数係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)が供給されている。このため、機関トルク予測部128においては、入出力の関係を精度良く表す線形モデル(式3)を用いたモデル演算を行うことができる。より具体的には、機関トルク予測部128は、時刻t-de以前の入出力履歴(Ft(t-de),Ft(t-de-1),Ft(t-de-2),・・およびTe(t-de),Te(t-de-1),Te(t-de-2),・・)が得られれば、それらのデータを(式3)に代入することにより、時刻tにおける機関トルクTe(t)を予測することができる。
The engine
図9に示すように、機関トルク予測部128には、入出力履歴記憶部124から、所望の時刻tにおける機関トルクTeを推定するために必要な一連の入出力履歴が供給されている。つまり、時刻tにおける機関トルクTe(t)の推定が要求される場合には、時刻t-de以前の一連の入出力履歴が供給される。このため、機関トルク予測部128は、時刻t-deの後であれば、時刻tの到来に先だって、その時刻tに生ずると予想される機関トルクTe(t)を計算により予測することができる。
As shown in FIG. 9, the engine
入出力履歴記憶部124に記憶されている入出力履歴は、上述した燃料指令値演算部122にも供給されている。また、燃料指令値演算部122には、係数演算部126において算出された線形モデルの係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)、および機関トルク予測部128において算出された機関トルクTeの予測値も供給されている。
The input / output history stored in the input / output
より具体的には、燃料指令値演算部122には、例えば時刻t-1の時点においては、その時刻以前の入出力履歴(Ft(t-1),Ft(t-2),・・およびTe(t-1),Te(t-2),・・)が入出力履歴記憶部124から供給されており、更に、その次のサンプリング時刻tにおける機関トルクTe(t)の予測値が機関トルク予測部28から供給されている。そして、その時点において、入出力の関係を精度良く表すものとして算出されている係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)が、係数演算部126から供給されている。
More specifically, the fuel command
[燃料指令値Ftの算出手法]
燃料指令値演算部122は、上記の如く供給される各種のデータに基づいて、機関トルクTeを目標機関トルクTetに一致させるための燃料指令値Ftを算出する。より詳細には、燃料指令値演算部122は、以下に示す評価関数の値Eeが所定の判定値を下回るように、具体的には、その値Eeがゼロとなるように燃料指令値Ftを算出する。
Ee=[{Tet-Te(t+de)}+γe1{Te(t)-Te(t-1)}+γe2{Ft(t)-Ft(t-2)}]2
・・・(式4)
[Method for calculating fuel command value Ft]
The fuel command
Ee = [{Tet-Te (t + de)} + γ e1 {Te (t) -Te (t-1)} + γ e2 {Ft (t) -Ft (t-2)}] 2
... (Formula 4)
但し、上記の評価関数(式4)は、時刻tにおける燃料指令値Ft(t)を算出する際に用いられる関数である。また、(式4)に含まれるγe1およびγe2は、それぞれ、出力変化反映ゲイン、および入力変化反映ゲインとして、予め設定された固定値である。 However, the evaluation function (Equation 4) is a function used when calculating the fuel command value Ft (t) at time t. Further, γ e1 and γ e2 included in (Expression 4) are fixed values set in advance as the output change reflecting gain and the input change reflecting gain, respectively.
評価関数値Eeがゼロであるとすると、(式3)および(式4)を整理することにより、より具体的には、(式3)で表されるTe(t+1)を(式4)に代入し、更に、その代入後の式をFt(t)について整理することにより、時刻tにおける燃料指令値Ft(t)は、以下のような関係式として表すことができる。 If the evaluation function value Ee is zero, by arranging (Equation 3) and (Equation 4), more specifically, Te (t + 1) represented by (Equation 3) is expressed as (Equation 4). Further, the fuel command value Ft (t) at time t can be expressed as the following relational expression by rearranging the formula after the substitution for Ft (t).
Ft(t)={1/(ge0+γe2)}
*[Tet-(fe0+γe1)・Te(t)-(fe1+γe1)・Te(t-1)-fe2・Te(t-2)-・・
-(ge1-γe2)・Ft(t-1)−ge2・Ft(t-2)−・・]
・・・(式5)
Ft (t) = {1 / (g e0 + γ e2 )}
* [Tet- (f e0 + γ e1 ) ・ Te (t)-(f e1 + γ e1 ) ・ Te (t-1) -f e2・ Te (t-2)-・ ・
-(g e1 -γ e2 ) ・ Ft (t-1) −g e2・ Ft (t-2) − ・ ・]
... (Formula 5)
但し、(式5)中、fe2・Te(t-2)に続く「・・」の部分には、必要に応じてfek・Te(t-k)が、また、ge2・Ft(t-2)に続く「・・」の部分には、必要に応じてgek・Ft(t-k)が(k=3,4,・・)それぞれ入るものとする。 However, in (Equation 5), f ek · Te (tk) is included in the “··” part following f e2 · Te (t-2) if necessary, and g e2 · Ft (t- In the part of “・ ・” following 2), g ek and Ft (tk) (k = 3,4,.
上記の評価関数(式4)は、目標機関トルクTetと時刻t+deにおける機関トルクの予測値Te(t+de)との差ΔTeを一要素とする二乗値である。このため、評価関数値E=0を拘束条件とする上記の関係式(式5)によれば、上記の差ΔTeが小さくなるように、つまり、Te(t+de)がTetに近づくように燃料指令値Ft(t)を決めることができる。 The evaluation function (Equation 4) is a square value having a difference ΔTe between the target engine torque Tet and the predicted value Te (t + de) of the engine torque at time t + de as one element. For this reason, according to the above relational expression (Formula 5) with the evaluation function value E = 0 as the constraint condition, the difference ΔTe is reduced, that is, Te (t + de) approaches Tet. The fuel command value Ft (t) can be determined.
また、上記の評価関数(式4)は、時刻t-1から時刻tにかけての機関トルクTeの変化量、つまり、機関トルクTeの変化速度をも一要素としている。そして、この要素には、出力変化反映ゲインγe1が掛け合わされている。評価関数にこのような要素が含まれていると、燃料指令値Ft(t)は、機関トルクTeの変化速度が適当な値となるように決定される。更に、その変化速度に関する特性は、出力変化反映ゲインγe1の値を変えることにより所望の特性とすることができる。つまり、出力変化反映ゲインγe1を大きな値とすれば、評価関数は、機関トルクTeに大きな変化を生じさせないことを重視したもの(滑らかな運転を重視したもの)となり、燃料指令値Ft(t)は、Teに変化を生じさせ難い値に決定される。他方、出力変化反映ゲインγe1を小さな値とすれば、評価関数は、機関トルクTeの変化を軽視したもの(加速性能確保を重視したもの)となり、燃料指令値Ft(t)は、Teに大きな変化を発生させ得る値に決定される。従って、上記の関係式(式5)によれば、機関トルクTeの変化速度を適当に制御しつつ、機関トルクTe(t+de)を目標機関トルクTetに近づけようとする燃料指令値Ft(t)を算出することができる。 The evaluation function (Equation 4) also includes the amount of change in the engine torque Te from time t-1 to time t, that is, the change speed of the engine torque Te. This element is multiplied by an output change reflection gain γ e1 . When such an element is included in the evaluation function, the fuel command value Ft (t) is determined so that the changing speed of the engine torque Te becomes an appropriate value. Furthermore, the characteristic relating to the change speed can be made a desired characteristic by changing the value of the output change reflection gain γ e1 . That is, if the output change reflection gain γ e1 is set to a large value, the evaluation function emphasizes that a large change in the engine torque Te is not caused (those that emphasize smooth operation), and the fuel command value Ft (t ) Is determined to be a value that does not easily change Te. On the other hand, if the output change reflection gain γ e1 is set to a small value, the evaluation function is a neglected change in the engine torque Te (emphasis on securing acceleration performance), and the fuel command value Ft (t) is set to Te. It is determined to a value that can cause a large change. Therefore, according to the above relational expression (formula 5), the fuel command value Ft () that attempts to bring the engine torque Te (t + de) closer to the target engine torque Tet while appropriately controlling the changing speed of the engine torque Te. t) can be calculated.
評価関数(式4)は、また、時刻t-1から時刻tにかけての燃料指令値Ftの変化量、つまり、内燃機関10に対する入力の変化速度をも一要素としている。そして、この要素には、入力変化反映ゲインγe2が掛け合わされている。評価関数にこのような要素が含まれていると、燃料指令値Ft(t)は、燃料指令値Ftの変化速度が適当な値となるように決定される。そして、その変化速度に関する特性は、入力変化反映ゲインγe2の値を変えることにより所望の特性とすることができる。つまり入力変化反映ゲインγe2を大きな値とすれば、評価関数は、燃料指令値Ftに大きな変化を生じさせないことを重視したもの(滑らかな運転を重視したもの)となり、他方、入力変化反映ゲインγe2を小さな値とすれば、評価関数は、燃料指令値Ftの変化を軽視したもの(加速性能確保を重視したもの)となる。従って、上記の関係式(式5)によれば、燃料指令値Ftの変化速度をも適当に制御しつつ、その値Ft(t)を適正に算出することができる。
The evaluation function (Equation 4) also includes the amount of change in the fuel command value Ft from time t-1 to time t, that is, the rate of change in input to the
以上説明した通り、図9に示す燃料指令値算出部120は、時刻tの時点で目標機関トルクTetの入力を受けると、機関トルクTeをその目標機関トルクTetに一致させるための燃料指令値Ft(t)を算出し、その結果を内燃機関10に向けて出力することができる。このように、燃料指令値算出部120によれば、内燃機関10の目標出力(目標機関トルクTet)が定まった時点で、内燃機関10に対する入力(燃料指令値Ft)を算出する機構、つまり、実施の形態1における内燃機関逆モデル34と同様の機能を実現することができる。
As described above, when the fuel command
ところで、実施の形態1において用いられる内燃機関逆モデル34は、予め設定してECU20に記憶させるべきものである。このため、内燃機関逆モデル34が前提とする入出力の関係と、内燃機関10における現実の入出力関係との間には、ある程度の誤差が発生し得る。実施の形態1においては、この誤差を排除する目的で、第1修正ブロック42による修正を燃料指令値Ftに施すこととしている。
By the way, the internal combustion
これに対して、本実施形態において用いられる手法、つまり、適応制御を用いた手法によれば、内燃機関10を模擬する線形モデルの係数が、内燃機関10における現実の入出力を受けて時々刻々更新される。この場合、燃料指令値Ftを算出する際の前提である入出力の関係が、極めて精度良く現実の入出力関係に追従することとなる。このため、本実施形態における手法によれば、第1修正ブロック42による修正、つまり、フィードバックによる修正を行うまでもなく、目標機関トルクTetに対応する燃料指令値Ftを極めて正確に算出することが可能である。
On the other hand, according to the technique used in the present embodiment, that is, the technique using adaptive control, the coefficient of the linear model that simulates the
以上の理由により、本実施形態においては、燃料指令値算出部120に、第1修正ブロック42に相当する部分、つまり、フィードバックにより燃料指令値を修正するための部分を含めないこととしている。そして、このような修正が不要であることから、本実施形態のシステムによれば、機関トルクTeを目標機関トルクTetに一致させる際の迅速性を、実施の形態1の場合に比して更に改善することが可能である。
For the above reason, in the present embodiment, the fuel command
[電動機逆モデルの機能を実現するための構成]
図10は、電動機逆モデルとしての機能を実現するために、つまり、目標電動機トルクTmtに対応する電力指令値Ptを算出するためにECU20の内部に形成される構成を説明するためのブロック図である。図10には、内燃機関10と電力指令値算出部130とが示されている。電力指令値算出部130は、実施の形態1における電動機逆モデル36と同様の機能を実現するべくECU20の内部に形成されるブロックである。
[Configuration for realizing the functions of the motor reverse model]
FIG. 10 is a block diagram for explaining a configuration formed in the
電力指令値算出部130は、電力指令値演算部132を備えている。電力指令値演算部132には、目標電動機トルクTmtが入力される。電力指令値演算部132は、例えば時刻t-1の時点で目標電動機トルクTmtを受けると、その時点で、電動機トルクTmを目標電動機トルクTmtに一致させるための電力指令値Pt(t-1)を算出する機能を有している。尚、その算出の手法については、後に詳細に説明する。
The power command
電力指令値演算部132により算出された電力指令値Pt(t-1)は、電動機12に供給されると共に、電力指令値算出部130の内部で入出力履歴記憶部134にも供給される。入出力履歴記憶部134には、また、電動機12において実測された電動機トルクTmの値も供給されている。つまり、入出力履歴記憶部134には、例えば時刻t-1の時点では、その時点で電動機12に供給される電力指令値Pt(t-1)と、その時点で電動機12から出力される電動機トルクTm(t-1)とが供給される。
The power command value Pt (t−1) calculated by the power command
電力指令値演算部132は、所定の処理周期間隔で電力指令値Ptを出力する。これに対応して、入出力履歴記憶部134には、その処理周期間隔毎に電力指令値Ptと電動機トルクTmとが供給される。入出力履歴記憶部134は、このようにして供給される電力指令値Ptおよび電動機トルクTmを、時系列で、データ数が予め設定されている数を超えない範囲で、順次記憶する。その結果、時刻t-1の時点で、入出力履歴記憶部134には、最新の電力指令値Pt(t-1)を含む複数の入力履歴Pt(t-1),Ft(t-2),・・、並びに最新の電動機トルクTm(t-1)を含む複数の出力履歴Tm(t-1),Tm(t-2),・・が、入出力履歴として記憶されることになる。
The power command
電力指令値算出部130は、係数演算部136を備えている。係数演算部136は、電動機12の入力(電力指令値Pt)と出力(電動機トルクTm)との間に成立する線形モデルの係数を、その入力と出力の履歴に基づいて算出するためのブロックである。
The power command
すなわち、電動機12の入力である電力指令値Ptと、その出力である電動機トルクTmとの間には、以下に示すような線形モデルによる近似が成立する。
Tm(t+dm)=fm0・Tm(t)+ fm1・Tm(t-1)+ fm2・Tm(t-2)+・・・
+gm0・Pt(t)+ gm1・Pt(t-1)+ gm2・Pt(t-2)+・・・ (式6)
但し、上記(式6)中、tは任意のサンプリング時刻であり、(t-n)は時刻tよりn回前のサンプリング時刻である。また、dmは電動機12への入力がその出力に反映されるまでの遅れである。従って、(t+dm)とは、時刻tにおける電動機12の状態が、電動機トルクTmに反映される時刻である。更に、fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)は(式6)の特性を決定する係数である。
That is, an approximation by a linear model as shown below is established between the electric power command value Pt that is an input of the
Tm (t + dm) = f m0・ Tm (t) + f m1・ Tm (t-1) + f m2・ Tm (t-2) + ・ ・ ・
+ g m0・ Pt (t) + g m1・ Pt (t-1) + g m2・ Pt (t-2) + ・ ・ ・ (Formula 6)
In the above (Expression 6), t is an arbitrary sampling time, and (tn) is a sampling time n times before time t. Dm is a delay until the input to the
これらの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)は、上記(式3)の係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)と同様に、公知の最小二乗法により演算することができる。係数演算部136は、その最小二乗法により、新たな電動機トルクTm(t+de)が実測される毎に、電動機12の入出力履歴に基づいて、(式6)の係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)を更新する。
These coefficients f mi and g mi (i = 0,1,2,...) Are known in the same manner as the coefficients f ei and g ei (i = 0,1,2,. It can be calculated by the least square method. The
燃料指令値算出部130は、電動機トルク予測部138を備えている。電動機トルク予測部138は、上述した機関トルク予測部128と同様の手法により、サンプリング周期毎に、次のサンプリング時における電動機トルクTmを予測することができる。すなわち、電動機トルク予測部138は、係数演算部136によって算出された係数係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)と、入出力履歴記憶部134から読み出した一連の入出力履歴(Pt(t-dm),Pt(t-dm-1),Pt(t-dm-2),・・およびTm(t-dm),Tm(t-dm-1),Tm(t-dm-2),・・)とを(式6)に代入することにより、所望の時刻tにおける電動機トルクTm(t)を予測することができる。
The fuel command
[電力指令値Ptの算出手法]
上述した電力指令値演算部132には、入出力履歴記憶部134に記憶されている入出力履歴Pt(t-1),Pt(t-2),・・およびTm(t-1),Tm(t-2),・・、係数演算部136において算出された線形モデルの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)、並びに電動機トルク予測部138において算出された電動機トルクの予測値Tm(t)が供給されている。電力指令値演算部132は、これらのデータに基づいて、電動機トルクTmを目標電動機トルクTmtに一致させるための電力指令値Ptを算出する。
[Calculation method of power command value Pt]
The power command
より詳細には、電力指令値演算部132は、以下に示す評価関数の値Emが所定の判定値を下回るように、具体的には、その値Emがゼロとなるように電力指令値Ptを算出する。
Em=[{Tmt-Tm(t+dm)}+γm1{Tm(t)-Tm(t-1)}+γm2{Pt(t)-Pt(t-2)}]2
・・・(式7)
More specifically, the power command
Em = [{Tmt-Tm (t + dm)} + γ m1 {Tm (t) -Tm (t-1)} + γ m2 {Pt (t) -Pt (t-2)}] 2
... (Formula 7)
但し、上記の評価関数(式7)は、時刻tにおける電力指令値Pt(t)を算出する際に用いられる関数である。また、(式7)に含まれるγm1およびγm2は、それぞれ、出力変化反映ゲイン、および入力変化反映ゲインとして、予め設定された固定値である。 However, the evaluation function (Equation 7) is a function used when calculating the power command value Pt (t) at time t. Further, γ m1 and γ m2 included in (Expression 7) are fixed values set in advance as the output change reflecting gain and the input change reflecting gain, respectively.
評価関数値Emがゼロであるとすると、(式6)および(式7)を整理することにより、より具体的には、(式6)で表されるTm(t+1)を(式7)に代入し、更に、その代入後の式をPt(t)について整理することにより、時刻tにおける電力指令値Pt(t)は、以下のような関係式として表すことができる。 Assuming that the evaluation function value Em is zero, by arranging (Equation 6) and (Equation 7), more specifically, Tm (t + 1) represented by (Equation 6) is expressed as (Equation 7). ) And further rearranging the expression after the substitution for Pt (t), the power command value Pt (t) at time t can be expressed as the following relational expression.
Pt(t)={1/(gm0+γm2)}
*[Tmt-(fm0+γm1)・Tm(t)-(fm1+γm1)・Tm(t-1)-fm2・Tm(t-2)-・・
-(gm1-γm2)・Pt(t-1)−gm2・Pt(t-2)−・・]
・・・(式8)
Pt (t) = {1 / (g m0 + γ m2 )}
* [Tmt- (f m0 + γ m1 ) ・ Tm (t)-(f m1 + γ m1 ) ・ Tm (t-1) -f m2・ Tm (t-2)-・ ・
-(g m1 -γ m2 ) ・ Pt (t-1) −g m2・ Pt (t-2) − ・ ・]
... (Formula 8)
但し、(式8)中、fm2・Tm(t-2)に続く「・・」の部分には、必要に応じてfmk・Tm(t-k)が、また、gm2・Pt(t-2)に続く「・・」の部分には、必要に応じてgmk・Pt(t-k)が(k=3,4,・・)それぞれ入るものとする。 However, in (Equation 8), the part “··” following f m2 · Tm (t-2) is replaced with f mk · Tm (tk) as needed, and g m2 · Pt (t- It is assumed that g mk and Pt (tk) (k = 3,4,.
上記の評価関数(式7)は、目標電動機トルクTmtと時刻t+dmにおける電動機トルクの予測値Tm(t+dm)との差ΔTmを一要素とする二乗値である。このため、評価関数値E=0を拘束条件とする上記の関係式(式8)によれば、上記の差ΔTmが小さくなるように、つまり、Tm(t+dm)がTmtに近づくように燃料指令値Ft(t)を決めることができる。 The evaluation function (Equation 7) is a square value having as a factor a difference ΔTm between the target motor torque Tmt and the predicted value Tm (t + dm) of the motor torque at time t + dm. For this reason, according to the relational expression (Expression 8) with the evaluation function value E = 0 as the constraint condition, the difference ΔTm is reduced, that is, Tm (t + dm) is close to Tmt. The fuel command value Ft (t) can be determined.
また、上記の評価関数(式7)は、時刻t-1から時刻tにかけての電動機トルクTmの変化量、つまり、電動機トルクTmの変化速度をも一要素としている。そして、この要素には、出力変化反映ゲインγm1が掛け合わされている。評価関数にこのような要素が含まれていると、電力指令値Pt(t)は、電動機トルクTmの変化速度が適当な値となるように決定される。更に、その変化速度に関する特性は、出力変化反映ゲインγm1の値を変えることにより所望の特性とすることができる。従って、上記の関係式(式8)によれば、電動機トルクTmの変化速度を適当に制御しつつ、電動機トルクTm(t+dm)を目標電動機トルクTmtに近づけようとする電力指令値Ft(t)を算出することができる。 In addition, the evaluation function (Expression 7) includes a change amount of the motor torque Tm from time t-1 to time t, that is, a change speed of the motor torque Tm as one element. This element is multiplied by an output change reflection gain γ m1 . When such an element is included in the evaluation function, the power command value Pt (t) is determined so that the changing speed of the motor torque Tm becomes an appropriate value. Furthermore, the characteristic relating to the change speed can be made a desired characteristic by changing the value of the output change reflection gain γ m1 . Therefore, according to the above relational expression (formula 8), the electric power command value Ft () that attempts to bring the electric motor torque Tm (t + dm) closer to the target electric motor torque Tmt while appropriately controlling the changing speed of the electric motor torque Tm. t) can be calculated.
評価関数(式7)は、また、時刻t-1から時刻tにかけての電力指令値Ptの変化量、つまり、電動機12に対する入力の変化速度をも一要素としている。そして、この要素には、入力変化反映ゲインγm2が掛け合わされている。評価関数にこのような要素が含まれていると、電力指令値Pt(t)は、電力指令値Ptの変化速度が適当な値となるように決定される。そして、その変化速度に関する特性は、入力変化反映ゲインγm2の値を変えることにより所望の特性とすることができる。従って、上記の関係式(式8)によれば、電力指令値Ptの変化速度をも適当に制御しつつ、その値Pt(t)を適正に算出することができる。
The evaluation function (Equation 7) also includes a change amount of the power command value Pt from time t-1 to time t, that is, a change speed of input to the
以上説明した通り、図10に示す電力指令値算出部130は、時刻tの時点で目標電動機トルクTmtの入力を受けると、電動機トルクTmをその目標電動機トルクTmtに一致させるための電力指令値Pt(t)を算出し、その結果を電動機12に向けて出力することができる。このように、電力指令値算出部130によれば、電動機12の目標出力(目標電動機トルクTmt)が定まった時点で、電動機12に対する入力(電力指令値Pt)を算出する機構、つまり、実施の形態1における電動機逆モデル36と同様の機能を実現することができる。
As described above, when receiving the target motor torque Tmt at time t, the power command
ところで、本実施形態においては、燃料指令値算出部120に第1修正ブロック42に相当する部分を含めていないのと同じ理由により、電力指令値算出部130に、第2修正ブロック42に相当する部分、つまり、フィードバックにより電力指令値を修正するための部分を含めないこととしている。このため、本実施形態のシステムによれば、電動機トルクTmを目標電動機トルクTmtに一致させる際の迅速性を、実施の形態1の場合に比して更に改善することが可能である。
By the way, in the present embodiment, the power command
[実施の形態2における具体的処理]
図11は、本実施形態においてECU20が実行するメインルーチンのフローチャートである。図11に示すルーチンは、所定のサンプリング周期毎に起動されるものとする。また、ここでは、説明の便宜上、図11に示すルーチンが時刻tのサンプリングタイミングに対応して起動された場合の動作を説明する。尚、図11において、図8に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 11 is a flowchart of a main routine executed by the
図11に示すルーチンによれば、バッテリの供給電圧Pbがゼロであると判別されると(ステップ76参照)、電力指令値Ptがゼロ(ステップ78参照)とされた後、ステップ140において、目標総トルクTQtに対応する燃料指令値Ftが算出される。ステップ140の処理は、図12に示す手順により進められる。
According to the routine shown in FIG. 11, when it is determined that the battery supply voltage Pb is zero (see step 76), the power command value Pt is set to zero (see step 78). A fuel command value Ft corresponding to the total torque TQt is calculated. The process of
(目標機関トルクTet(t)の算出)
図12は、目標機関トルクTetに対応する燃料指令値Ftを算出するためにECU20が実行する一連の処理のフローチャートである。ステップ140の実行が要求されると、ECU20は、目標総トルクTQtが目標機関トルクTetであるものとして図12に示す処理を開始する。
(Calculation of target engine torque Tet (t))
FIG. 12 is a flowchart of a series of processes executed by the
図12に示す一連の処理によれば、先ず、内燃機関10の入出力履歴が必要数だけ読み出される(ステップ142)。後述の如く、ECU20は、サンプリング時刻毎に内燃機関10の入出力履歴を記憶している。時刻tにおける燃料指令値Ft(t)を求める際には、本ステップ142において、それらの履歴の中から、内燃機関10を模擬する線形モデルの係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)を算出するのに必要な数だけ、時刻t-1以前の入出力履歴(Ft(t-1),Ft(t-2),・・およびTe(t-1),Te(t-2),・・)が読み出される。具体的には、線形モデルが、6つの係数(fe0,fe1,fe2,ge0,ge1、ge2;上記式3参照)で定義されている場合は、時刻t-1,t-2およびt-3における合計6つの入出力履歴が読み出される。
According to the series of processing shown in FIG. 12, first, the necessary number of input / output histories of the
次いで、それらの入出力履歴(Ft(t-1),Ft(t-2),・・およびTe(t-1),Te(t-2),・・)が最小二乗法による演算規則に当てはめられ、その結果、内燃機関10を模擬する線形モデルの係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)が算出される(ステップ144)。
Next, those input / output histories (Ft (t-1), Ft (t-2), ...) and Te (t-1), Te (t-2), ... As a result, the coefficients f ei and g ei (i = 0, 1, 2,...) Of the linear model that simulates the
次に、時刻tにおける機関トルクTeの予測値Te(t)を算出するのに必要な数だけ、時刻t-de以前の入出力履歴(Ft(t-de),Ft(t-de-1),・・およびTe(t-de),Te(t-de-1),・・)が読み出される(ステップ146)。例えば、線形モデルが、6つの係数(fe0,fe1,fe2,ge0,ge1、ge2)で定義されている場合は、時刻t-de,t-de-1およびt-de-2における合計6つの入出力履歴が読み出される。 Next, the number of input / output histories (Ft (t-de), Ft (t-de-1) before the time t-de is the number necessary to calculate the predicted value Te (t) of the engine torque Te at the time t ),... And Te (t-de), Te (t-de-1),...) Are read (step 146). For example, if the linear model is defined by six coefficients (f e0 , f e1 , f e2 , g e0 , g e1 , g e2 ), the times t-de, t-de-1 and t-de A total of 6 I / O histories in -2 are read.
それらの入出力履歴が、上記ステップ144において算出された係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)と共に上記(式3)に代入されることにより、時刻tにおける機関トルクTeの予測値Te(t)が推定される(ステップ148)。
These input / output histories are substituted into the above (formula 3) together with the coefficients f ei and g ei (i = 0,1,2,...) Calculated in the
次に、時刻tにおける目標機関トルクTetが検出される(ステップ150)。そして、その目標機関トルクTetと、上記ステップ142において読み出された時刻t-1以前の入出力履歴と、上記ステップ148において推定された時刻tにおける機関トルクTeの予測値Te(t)とが、上記(式5)に代入されることにより、時刻tにおける燃料指令値Ft(t)が算出される(ステップ152)。
Next, the target engine torque Tet at time t is detected (step 150). The target engine torque Tet, the input / output history before time t-1 read in
図11に示すメインルーチン中、ステップ84では、上記の処理により算出された燃料指令値Ft (t)により、内燃機関10が制御される。その結果、内燃機関10によって、目標総トルクTQtと精度良く一致する機関トルクTeが生成される。ここでは、電動機12がトルクを発生しないため、ハイブリッド車両上では、目標総トルクTQtと精度良く一致する駆動トルクが生成されることになる。
In the main routine shown in FIG. 11, in step 84, the
図11に示すルーチンでは、次に、時刻tにおける機関トルクTe(t)、および時刻tにおける電動機トルクTm(t)が実測される(ステップ154)。次いで、時刻tにおける内燃機関10の入出力履歴Ft(t),Te(t)、並びに時刻tにおける電動機12の入出力履歴Pt(t),Tm(t)が記憶される(ステップ156)。そして、不要となったデータの消去など、履歴データの整理が行われた後(ステップ158)、今回のルーチンが終了される。
In the routine shown in FIG. 11, the engine torque Te (t) at time t and the motor torque Tm (t) at time t are actually measured (step 154). Next, the input / output histories Ft (t) and Te (t) of the
図11に示すルーチン中、ステップ76において、バッテリの供給電圧Pbがゼロでないと判別された場合は、ステップ160の処理により目標総トルクTQtに対応する電力指令値Ptが算出される。ステップ160の処理は、図13に示す手順により進められる。
In the routine shown in FIG. 11, if it is determined in
(目標電動機トルクTmt(t)の算出)
図13は、目標電動機トルクTmtに対応する電力指令値Ptを算出するためにECU20が実行する一連の処理のフローチャートである。ステップ160の実行が要求されると、ECU20は、目標電動機トルクTmtが目標総トルクTQtであるものとして図13に示す処理を開始する。
(Calculation of target motor torque Tmt (t))
FIG. 13 is a flowchart of a series of processes executed by the
図13に示す一連の処理によれば、先ず、電動機12の入出力履歴が必要数だけ読み出される(ステップ162)。ECU20は、上記ステップ156の処理により、サンプリング時刻毎に電動機12の入出力履歴を記憶する。時刻tにおける電力指令値Pt(t)を求める際には、本ステップ162において、それらの履歴の中から、電動機12を模擬する線形モデルの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)を算出するのに必要な数だけ、時刻t-1以前の入出力履歴(Pt(t-1),Pt(t-2),・・およびTm(t-1),Tm(t-2),・・)が読み出される。具体的には、線形モデルが、6つの係数(fm0,fm1,fm2,gm0,gm1、gm2;上記式6参照)で定義されている場合は、時刻t-1,t-2およびt-3における合計6つの入出力履歴が読み出される。
According to the series of processes shown in FIG. 13, first, the necessary number of input / output histories of the
次いで、それらの入出力履歴(Pt(t-1),Ft(t-2),・・およびTm(t-1),Te(t-2),・・)が最小二乗法による演算規則に当てはめられ、その結果、電動機12を模擬する線形モデルの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)が算出される(ステップ164)。
Next, those input / output histories (Pt (t-1), Ft (t-2), ...) and Tm (t-1), Te (t-2), ... As a result, the coefficients f mi and g mi (i = 0, 1, 2,...) Of the linear model that simulates the
次に、時刻tにおける電動機トルクTmの予測値Tm(t)を算出するのに必要な数だけ、時刻t-dm以前の入出力履歴(Pt(t-dm),Pt(t-dm-1),・・およびTm(t-dm),Tm(t-dm-1),・・)が読み出される(ステップ166)。例えば、線形モデルが、6つの係数(fm0,fm1,fm2,gm0,gm1、gm2)で定義されている場合は、時刻t-dm,t-dm-1およびt-dm-2における合計6つの入出力履歴が読み出される。 Next, the number of input / output histories (Pt (t-dm), Pt (t-dm-1) before time t-dm is the number necessary to calculate the predicted value Tm (t) of the motor torque Tm at time t. ),... And Tm (t-dm), Tm (t-dm-1),...) Are read (step 166). For example, if a linear model is defined with six coefficients (f m0 , f m1 , f m2 , g m0 , g m1 , g m2 ), the times t-dm, t-dm-1 and t-dm A total of 6 I / O histories in -2 are read.
それらの入出力履歴が、上記ステップ164において算出された係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)と共に上記(式6)に代入されることにより、時刻tにおける電動機トルクTmの予測値Tm(t)が推定される(ステップ168)。
By substituting those input / output histories into the above (formula 6) together with the coefficients f mi and g mi (i = 0,1,2,...) Calculated in
次に、時刻tにおける目標電動機トルクTmtが検出される(ステップ170)。そして、その目標電動機トルクTmtと、上記ステップ162において読み出された時刻t-1以前の入出力履歴と、上記ステップ168において推定された時刻tにおける電動機トルクTmの予測値Tm(t)とが、上記(式8)に代入されることにより、時刻tにおける電力指令値Pt(t)が算出される(ステップ172)。
Next, the target motor torque Tmt at time t is detected (step 170). Then, the target motor torque Tmt, the input / output history before time t-1 read in
図11に示すメインルーチン中、ステップ90では、上記の処理により算出された電力指令値Pt (t)が、バッテリ供給電力Pbと比較される。その結果、Pt(t)≦Pbの成立が認められた場合は、ステップ96において、その電力指令値Pt(t)により電動機12が制御される。
In the main routine shown in FIG. 11, in
一方、ステップ90においてPt≦Pbの成立が認められなかった場合は、ステップ100の処理により電力指令値Ptがバッテリ供給可能電力Pbとされた後、ステップ180の処理により、燃料指令値Tet(t)が算出される。ステップ180の処理は、上述したステップ160の処理と同様に、図12に示す手順で進められる。但し、ここでは、目標総トルクTetから電動機発生トルクTmbを減じた値(Tet-Tmb)が目標機関トルクTeであるものとして、図12に示す処理が実行される。
On the other hand, if the establishment of Pt ≦ Pb is not recognized in
ステップ180の処理によれば、目標機関トルクTe= Tet-Tmbを実現するための燃料指令値Ft(t)を、適応制御の手法により正確に算出することができる。図11に示すルーチン中、ステップ110では、上記の如く算出された燃料指令値Ftにより内燃機関10が制御される。この場合、内燃機関10は、目標総トルクTQtより電動機発生トルクTmbだけ小さな機関トルクTe(t)を生成する。ここでは、電動機12がTmbで表される電動機トルクTmを発生しているため、ハイブリッド車両上では、目標総トルクTQtと精度良く一致する駆動トルクが生成されることになる。
According to the processing of
以上説明した通り、図12に示す一連の処理によれば、最新の入出力履歴に基づいて、内燃機関10の入出力の関係を精度良く表す線形モデルの係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)を更新することができる。そして、目標機関トルクTetが決まった時点で、その線形モデルに基づいて、機関トルクTe(t+de)をその目標機関トルクTetに一致させるための燃料指令値Ft(t)を精度良く算出することができる。
As described above, according to the series of processing shown in FIG. 12, the coefficients f ei and g ei (i = 0) of the linear model that accurately represent the input / output relationship of the
同様に、図13に示す一連の処理によれば、最新の入出力履歴に基づいて、電動機12の入出力関係を精度良く表す線形モデルの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)を更新することができる。そして、目標電動機トルクTmtが決まった時点で、その線形モデルに基づいて、電動機トルクTm(t+dm)をその目標電動機トルクTmtに一致させるための電力指令値Pt(t)を精度良く算出することができる。
Similarly, according to the series of processing shown in FIG. 13, the coefficients f mi and g mi (i = 0,1,2) of the linear model that accurately represents the input / output relationship of the
更に、上述した処理によれば、燃料指令値Ft(t)を上記(式5)に従って算出し、また、電力指令値Pt(t)を上記(式8)に従って算出することができる。そして、式5や式8によれば、出力変化反映ゲインγe1,γm1や入力変化反映ゲインγe2,γm2を適当に設定することにより、内燃機関10や電動機12の運転特性を制御することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両の駆動トルクを所望の特性で変化させつつ、その駆動トルクを正確に目標総トルクに一致させるためのフィードフォワード制御を実現することができる。
Furthermore, according to the processing described above, the fuel command value Ft (t) can be calculated according to the above (formula 5), and the power command value Pt (t) can be calculated according to the above (formula 8). Then, according to Equations 5 and 8, the operating characteristics of the
[実施の形態2の変形例等]
ところで、上述した実施の形態2においては、時刻tにおける燃料指令値Ft(t+1)および電力指令値Pt(t+1)を算出するにあたって、時刻tにおける機関トルクTeや電動機トルクTmの予測値Te(t),Tm(t)を線形モデルを用いて推定することとしているが、その算出の手法これに限定されるものではない。すなわち、本実施形態では、サンプリング間隔が十分に短時間であることを前提としているため、その間に生ずる機関トルクTeや電動機トルクTmの変化量は十分に小さいと考えることができる。このため、時刻tにおける機関トルクTeや電動機トルクTmの予測値Te(t),Tm(t)は、時刻t-1におけるそれらの実測値Te(t-1),Tm(t-1)で近似することとしてもよい。
[Modifications of
In the second embodiment described above, when calculating the fuel command value Ft (t + 1) and the power command value Pt (t + 1) at time t, the engine torque Te and the motor torque Tm at time t are predicted. The values Te (t) and Tm (t) are estimated using a linear model, but the calculation method is not limited to this. That is, in the present embodiment, since it is assumed that the sampling interval is sufficiently short, it can be considered that the amount of change in the engine torque Te and the motor torque Tm generated during that time is sufficiently small. For this reason, the predicted values Te (t) and Tm (t) of the engine torque Te and the motor torque Tm at the time t are the measured values Te (t-1) and Tm (t-1) at the time t−1. It may be approximated.
また、上述した実施の形態2においては、上記(式5)や(式8)に従って算出される燃料指令値Ft(t)や電力指令値Pt(t)を、時刻tにおける入力指令値として用いることとしているが、それらの指令値Ft(t),Pt(t)は、時刻t+1の入力指令値として用いることとしてもよい。時刻tにおける燃料指令値Ft(t)を算出するために上記(式5)を用いるにあたっては、時刻tにおける機関トルクTe(t)が未知である。同様に、時刻tにおける電力指令値Pt(t)を算出するために上記(式8)を用いるにあたっては、時刻tにおける電動機トルクTm(t)が未知である。このため、これらの場合には、上述したようにTe(t)およびTm(t)を推定することが必要である。これに対して、(式5)により算出される燃料指令値Ft(t)、および(式8)により算出される電力指令値Pt(t)を時刻t+1における入力指令値とするのであれば、そこで用いられるTe(t),Tm(t)には実測値を代入することができる。このため、ここで説明した変形例による場合は、機関トルクTe(t)および電動機トルクTm(t)の推定処理を省略すること、つまり、図12におけるステップ146,148の処理、並びに図13におけるステップ166,168の処理を省略することができる。
In the second embodiment described above, the fuel command value Ft (t) and the power command value Pt (t) calculated according to the above (formula 5) and (formula 8) are used as input command values at time t. However, the command values Ft (t) and Pt (t) may be used as input command values at
また、上述した実施の形態2においては、出力変化反映ゲインγe1,γm1および入力変化反映ゲインγe2,γm2が固定値とされているが、本発明はこれに限定されるものではない。これらのゲインγe1,γm1およびγe2,γm2は、内燃機関10および電動機12の運転特性に影響を与える値である。従って、それらを変化させれば、ハイブリッド車両の出力特性を変化させることが可能である。このため、例えば、滑らかな運転が要求される場合にはそれらのゲインを大きな値とし、また、急加速が要求されるような場合にはそれらを小さな値とするなど、ハイブリッド車両に求められる特性に応じて、出力変化反映ゲインγe1,γm1および入力変化反映ゲインγe2,γm2の値を適宜変更することとしてもよい。
In the second embodiment, the output change reflection gains γ e1 and γ m1 and the input change reflection gains γ e2 and γ m2 are fixed values. However, the present invention is not limited to this. . These gains γ e1 , γ m1 and γ e2 , γ m2 are values that affect the operating characteristics of the
尚、上述した実施の形態2においては、入出力履歴記憶部124が前記第2の発明における「入出力履歴記憶手段」に、係数演算部136が前記第6の発明における「線形モデル係数算出手段」に、上記(式8)が前記第6の発明における「関係式」に、電力指令値演算部132が前記第6の発明における「関係式設定手段」および「電力指令値(t)演算手段」に、それぞれ相当している。
In the second embodiment described above, the input / output
実施の形態3.
[実施の形態3の特徴]
次に、図14乃至図17を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU20に、後述する図16および図17に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
[Features of Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment can be realized by causing the
図14(A)は、燃料指令値Ftの立ち上がりに対する機関トルクTeの遅れdeを説明するためのタイミングチャートである。また、図14(B)は、電力指令値Ptの立ち上がりに対する電動機トルクTmtの遅れdmを説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 14A is a timing chart for explaining the delay de of the engine torque Te with respect to the rise of the fuel command value Ft. FIG. 14B is a timing chart for explaining the delay dm of the motor torque Tmt with respect to the rise of the power command value Pt.
図14(A)に示すように、機関トルクTeは、燃料指令値Ftが立ち上がった後、所定の遅れ時間deの後に変化に追従し始める。一方、電動機トルクTmは、電力指令値Ptの立ち上がり後、遅れ時間dmの後にその変化に追従し始める。そして、電動機12の遅れ時間dmは、内燃機関10の遅れ時間deに比して十分に短時間である。このため、目標総トルクの変化に駆動トルクを迅速に追従させるうえでは、電動機12を優先的に駆動源とすることが望ましい。
As shown in FIG. 14A, the engine torque Te starts to follow a change after a predetermined delay time de after the fuel command value Ft rises. On the other hand, the motor torque Tm starts to follow the change after the delay time dm after the rising of the power command value Pt. The delay time dm of the
しかしながら、電動機12は、バッテリの供給可能電力Pbの範囲内でしか作動することができない。これに対して、内燃機関10に関しては、十分量の燃料貯留が一般に容易であることから、供給可能なエネルギ量により実用上の作動制限が生ずることはない。このため、ハイブリッド車両上で長期間に渡って駆動トルクを安定的に出力させるうえでは、内燃機関10を優先的に駆動源とすることが望ましい。
However, the
そこで、本実施形態のシステムでは、目標総トルクTQtの増加が要求された場合に、先ず電動機トルクTmを上昇させ、その後、内燃機関10のトルクが立ち上がり始めたら、目標総トルクTQtが維持されるように、電動機トルクTmを徐々に減少させることとした。以下、上記の動作を、図15を参照してより詳細に説明する。
Therefore, in the system of this embodiment, when an increase in the target total torque TQt is requested, the motor torque Tm is first increased, and then the target total torque TQt is maintained when the torque of the
[実施の形態3における制御の概要]
図15は、目標総トルクTQtの増加が要求された場合に、本実施形態において実現される動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図15(A)および図15(B)は、それぞれ燃料指令値Ftおよび電力指令値Ptの変化を示している。また、図15(C)は、電動機トルクTmの変化と機関トルクTeの変化とを示している。
[Outline of Control in Embodiment 3]
FIG. 15 is a timing chart for explaining an operation realized in the present embodiment when an increase in the target total torque TQt is requested. More specifically, FIGS. 15A and 15B show changes in the fuel command value Ft and the power command value Pt, respectively. FIG. 15C shows changes in the motor torque Tm and changes in the engine torque Te.
図15(A)および図15(B)に示すように、本実施形態のシステムでは、目標総トルクTQtの増加が要求されると(時刻t0)、その時点で燃料指令値Ftと電力指令値Ptが共に立ち上げられる。電力指令値Ptが時刻t0において立ち上げられると、図15(C)に示すように、遅れ時間dmの後に電動機トルクTmが上昇し始め、やがてその値Tmが目標総トルクTQtに達する(時刻t0+dm+dm1)。その後、時刻t0からの経過時間が内燃機関10の遅れ時間deに達すると、機関トルクTeが上昇し始める。機関トルクTeは、所定の立ち上がり時間de1の後に、目標総トルクTQtに達する(時刻t0+de+de1)。
As shown in FIGS. 15 (A) and 15 (B), in the system of this embodiment, when an increase in the target total torque TQt is requested (time t0), the fuel command value Ft and the power command value at that time Pt is launched together. When power command value Pt is raised at time t0, as shown in FIG. 15C, motor torque Tm starts to increase after delay time dm, and eventually, value Tm reaches target total torque TQt (time t0). + dm + dm1). Thereafter, when the elapsed time from time t0 reaches the delay time de of the
以上の動作によれば、機関トルクTeが立ち上がり始める時刻(t0+de)以降は、機関トルクTeと電動機トルクTmが重畳して生成される。このため、時刻t0+de以降の電動機トルクTm(t0+de+α)は(αは任意の時間)、目標総トルクTQtから、その時刻における機関トルクTe(t0+de+α)を減じた値「TQt-Te(t0+de+α)」に制御することが必要である。 According to the above operation, after the time (t0 + de) when the engine torque Te starts to rise, the engine torque Te and the motor torque Tm are superimposed and generated. Therefore, the motor torque Tm (t0 + de + α) after time t0 + de (α is an arbitrary time) is obtained by subtracting the engine torque Te (t0 + de + α) at that time from the target total torque TQt. It is necessary to control to the value “TQt-Te (t0 + de + α)”.
時刻t0+de+αにおける電動機トルクTm(t0+de+α)は、その時刻から電動機12の遅れ時間dmだけ遡った時刻t0+de+α-deにおける電力指令値Ptの影響を受けて決定される。このため、時刻t0+de+αにおける電動機トルクTm(t0+de+α)を「TQt-Te(t0+de+α)」とするためには、時刻t0+de+α-dmの時点で、「TQt-Te(t0+de+α)」を目標電動機トルクTmtとして電力指令値Pt(t0+de+α-dm)を算出しなければならない。
The motor torque Tm (t0 + de + α) at time t0 + de + α is determined by the influence of the electric power command value Pt at time t0 + de + α-de, which is backed by the delay time dm of the
時刻t0+de+αにおける機関トルクTe(t0+de+α)は、上記(式3)の線形モデルによれば、その時刻より内燃機関10の遅れ時間deだけ遡った時点、つまり、時刻t0+αの時点で算出することができる。内燃機関10の遅れ時間deは電動機12の遅れ時間dmより大きいため、時刻t0+de+α-dmは、常に時刻t0+αより後の時刻となる。このため、時刻t0+de+α-dmの時点では、上記(式3)を用いることにより、常に機関トルクTe(t0+de+α)を算出することができる。従って、時刻t0+de+α-dmの時点で設定するべき目標電動機トルクTmt=TQt-Te(t0+de+α)は、常にその時点において算出することが可能である。
The engine torque Te (t0 + de + α) at time t0 + de + α is, according to the linear model of the above (Equation 3), a point in time that is behind the time by the delay time de of the
時刻t0+de+α-dmにおける電力指令値Pt(t0+de+α-dm)は、その時点における目標電動機トルクTmtと、その時点以前の入出力履歴とを(式8)に代入することにより算出できる。このため、ECU20は、時刻t0+de+α-dm以降の任意の時点において、機関トルクTeの立ち上がりを想定した適切な電力指令値Ptを算出することができる。尚、図15(B)において、時刻t0+de-dm以降電力指令値Ptが徐々に減少しているのは、その時刻以降、電力指令値Ptが上記の手順で演算された結果である。
The electric power command value Pt (t0 + de + α-dm) at time t0 + de + α-dm is obtained by substituting the target motor torque Tmt at that time and the input / output history before that time into (Equation 8). Can be calculated. Therefore, the
以上説明した処理によれば、目標総トルクTQtが立ち上がった後、機関トルクTeが立ち上がるまでの機関は、電動機12をハイブリッド車両の主たる駆動源とすることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両に対して、優れた応答性を与えることができる。
According to the processing described above, the engine from when the target total torque TQt rises until the engine torque Te rises can use the
また、上述した処理によれば、機関トルクTeが立ち上がった後は、内燃機関10を主たる駆動源としてハイブリッド車両を走行させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、エネルギ供給に関する制約を受けることなく、長期間に渡る安定的かつ実用的な駆動トルクの発生を可能とすることができる。
Further, according to the above-described processing, after the engine torque Te rises, the hybrid vehicle can be run using the
更に、上述した処理によれば、機関トルクTeと電動機トルクTmとが重畳して発生する機関において、電動機トルクTmを、目標総トルクTQtから機関トルクTeを減じた値に正確に制御することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両の駆動トルクを精度良く目標総トルクTQtに一致させたまま、車両の搭乗者に違和感を与えることなく主たる駆動源を電動機12から内燃機関10に移行させることができる。
Further, according to the processing described above, in the engine in which the engine torque Te and the motor torque Tm are superimposed, the motor torque Tm can be accurately controlled to a value obtained by subtracting the engine torque Te from the target total torque TQt. it can. For this reason, according to the system of the present embodiment, the main drive source is supplied from the
[実施の形態3における具体的処理]
上記の機能は、目標総トルクTQtを常にそのまま目標機関トルクTetとして内燃機関10を制御しつつ、機関トルクTeの遅れ分が電動機トルクTmで補われるように電力指令値Ptを適宜設定することにより実現することができる。図16は、上記の機能を実現するためにECU20が実行するメインルーチンのフローチャートである。図16に示すルーチンは、所定のサンプリング周期毎に起動されるものとする。また、ここでは、説明の便宜上、図16に示すルーチンが時刻tのサンプリングタイミングに対応して起動された場合の動作を説明する。尚、図16において、図11に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[Specific Processing in Embodiment 3]
The above function is achieved by appropriately setting the electric power command value Pt so that the delay of the engine torque Te is compensated by the electric motor torque Tm while controlling the
図16に示すルーチンによれば、ハイブリッド車両の状態に基づいて目標総トルクTQtが算出された後(ステップ70,72)、その目標総トルクTQtを目標機関トルクTetとして、燃料指令値Ftが算出される(ステップ140)。ここでは、上述した実施の形態2の場合と同様に、図12に示す手順で燃料指令値Ft(t)が算出される。 According to the routine shown in FIG. 16, after the target total torque TQt is calculated based on the state of the hybrid vehicle (steps 70 and 72), the fuel command value Ft is calculated using the target total torque TQt as the target engine torque Tet. (Step 140). Here, as in the case of the second embodiment described above, the fuel command value Ft (t) is calculated by the procedure shown in FIG.
(電力指令値Pt(t)の算出手順)
次に、機関トルクTeの遅れによる不足分を補うための電力指令値Pt(t)が算出される(ステップ180)。図17は、本ステップ180において、ECU20が電力指令値Pt(t)を算出する際に実行する一連の処理のフローチャートである。尚、図17において、図13に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
(Calculation procedure of power command value Pt (t))
Next, a power command value Pt (t) for compensating for a shortage due to a delay in the engine torque Te is calculated (step 180). FIG. 17 is a flowchart of a series of processing executed when the
図17に示す一連の処理によれば、先ず、ステップ162〜168の処理により、電動機12を模擬する線形モデルの係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)が算出され、また、時刻tにおける電動機トルクTmの予測値Tm(t)が推定される。尚、これらの処理は、図13に示す処理と同じである。
According to the series of processes shown in FIG. 17, first, the coefficients f mi and g mi (i = 0, 1, 2,...) Of the linear model that simulates the
次に、車両の目標総トルクTQtが読み出される(ステップ182)。次いで、内燃機関10の入出力履歴が所定数だけ読み出される(ステップ184)。時刻tにおける電力指令値Pt(t)は、電動機12の遅れ時間dmの後に、つまり、時刻t+dmの時点で電動機トルクTmに反映される。このため、電力指令値Pt(t)は、目標総トルクTQtから、時刻t+dmにおける機関トルクTe(t+dm)を減じた値を目標電動機トルクTmtとして設定する必要がある。一方、上記(式3)によれば、時刻t+dmにおける機関トルクTe(t+dm)を推定するためには、その時刻t+dmから、内燃機関10の遅れ時間deだけ遡った時刻t+dm-de以前の入出力履歴が必要である。このため、本ステップ184においては、その時刻t+dm-de以前の所定数の入出力履歴(Ft(t+dm-de),Ft(t+dm-de-1),・・およびTe(t+dm-de),Te(t+dm-de-1),・・)が読み出される。
Next, the target total torque TQt of the vehicle is read (step 182). Next, a predetermined number of input / output histories of the
次に、内燃機関10を模擬する線形モデルの係数feiおよびgei(i=0,1,2・・)が読み出される(ステップ186)。ECU20は、それらの係数feiおよびgeiと上記の入出力履歴とを(式3)に代入して、時刻t+dmにおける機関トルクTe(t+dm)を推定する(ステップ188)。
Next, the coefficients f ei and g ei (i = 0, 1, 2,...) Of the linear model that simulates the
次に、目標総トルクTQtから機関トルクTe(t+dm)を減ずることにより、目標電動機トルクTmt=TQt-Te(t+dm)が算出される(ステップ190)。その後、上記ステップ162において読み出した入出力履歴(Pt(t-1),Pt(t-2),・・およびTm(t-1),Tm(t-2),・・)、上記ステップ164において算出した係数fmiおよびgmi(i=0,1,2・・)、並びに上記ステップ190において算出した目標電動機トルクTetを、上記(式8)に代入することにより、時刻tにおける電力指令値Pt(t)が算出される(ステップ192)。
Next, the target motor torque Tmt = TQt−Te (t + dm) is calculated by subtracting the engine torque Te (t + dm) from the target total torque TQt (step 190). Thereafter, the input / output history (Pt (t-1), Pt (t-2),..., Tm (t-1), Tm (t-2),. By substituting the coefficients f mi and g mi (i = 0,1,2,...) Calculated in
電力指令値Pt(t)が算出されると、次に、図16に示すフローチャートに従って、内燃機関10の制御と電動機12の制御とが実行される(ステップ110)。そして、次回の処理サイクルに備えて、内燃機関10および電動機12の入出力履歴が更新された後(ステップ154〜158)、今回の処理サイクルが終了される。
When the power command value Pt (t) is calculated, next, the control of the
図17を参照して説明した上記の処理によれば、時刻tにおける電力指令値Pt(t)を、TQt-Te(t+dm)を目標電動機トルクTmtとして算出することができる。時刻tの時点でこのような電力指令値Pt(t)が用いられると、遅れ時間dmが経過した時点t+dmでは、そのPt(t)が反映されることにより、電動機トルクTmがTQt-Te(t+dm)となる。この時点で、内燃機関10はTe(t+dm)の機関トルクを発生しているはずであるから、ハイブリッド車両上の駆動トルクはTQtとなるはずである。
According to the above processing described with reference to FIG. 17, the power command value Pt (t) at time t can be calculated using TQt−Te (t + dm) as the target motor torque Tmt. When such a power command value Pt (t) is used at time t, at time t + dm when the delay time dm has elapsed, the motor torque Tm is expressed as TQt− by reflecting the Pt (t). Te (t + dm). At this point, the
このように、上述した処理によれば、ハイブリッド車両上の駆動トルクが正確に目標総トルクTQtとなるように、電力指令値Pt(t)を算出することができる。つまり、上記の処理によれば、駆動トルクが立ち上がった後、機関トルクTeが立ち上がるまでは目標総トルクTQtの全てを電動機12に発生させることができる。そして、機関トルクTeが立ち上がった後は、機関トルクTeの不足分のみを電動機12に発生させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、意図しない変動を駆動トルクに与えることなく、優れた応答性と、運転上の十分な持続性とを実現することができる。
Thus, according to the above-described processing, the power command value Pt (t) can be calculated so that the drive torque on the hybrid vehicle accurately becomes the target total torque TQt. That is, according to the above processing, all of the target total torque TQt can be generated in the
尚、上述した実施の形態3においては、ECU20が、図16におけるステップ70の処理を実行することにより前記第10の発明における「目標総トルク設定手段」が、図16におけるステップ140の処理を実行することにより前記第10の発明における「燃料指令値算出手段」が、図16におけるステップ110の処理を実行することにより前記第10の発明における「燃料制御手段」および「電力制御手段」が、ステップ188の処理を実行することにより前記第10の発明における「機関トルク推定手段」が、ステップ190の処理を実行することにより前記第10の発明における「目標電動機トルク算出手段」が、ステップ192の処理を実行することにより前記第10の発明における「電力指令値算出手段」が、それぞれ実現されている。
In the third embodiment described above, the
また、上述した実施の形態3においては、ECU20が、図16におけるステップ154〜158の処理を実行することにより前記第11の発明における「入出力履歴記憶手段」が、図12に示すステップ144の処理を実行することにより前記第11の発明における「線形モデル係数算出手段」が、図17に示すステップ188の処理を実行することにより前記第11の発明における「モデル演算手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described third embodiment, the
また、上述した実施の形態3においては、ECU20が、図16におけるステップ154〜158の処理を実行することにより前記第12の発明における「入出力履歴記憶手段」が、図17におけるステップ164の処理を実行することにより前記第12の発明における「線形モデル係数算出手段」が、図17におけるステップ192の処理を実行することにより前記第12の発明における「関係式設定手段」および「電力指令値(t)演算手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described third embodiment, the
実施の形態4.
[実施の形態4の特徴]
次に、図18乃至図21を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU20に、上述した図16および図17に示すルーチンに加えて、後述する図20に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
[Features of Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the present embodiment is realized by causing the
図18は、上述した実施の形態3のシステムに対して、時刻t0において目標総トルクTQtの立ち上げが要求された場合に実現される動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図18(A)は機関トルクTeの波形を、図18(B)は燃料指令値Ftの波形を、それぞれ示している。また、図18(C)は電動機トルクtmの波形を、図18(D)は電力指令値Ptの波形をそれぞれ示している。 FIG. 18 is a timing chart for explaining an example of an operation realized when the system of the third embodiment described above is requested to start up the target total torque TQt at time t0. More specifically, FIG. 18A shows the waveform of the engine torque Te, and FIG. 18B shows the waveform of the fuel command value Ft. FIG. 18C shows the waveform of the motor torque tm, and FIG. 18D shows the waveform of the power command value Pt.
図18に示す例では、時刻t0において目標機関トルクTetが立ち上げられている。その結果、機関トルクTeは、時刻t0+deにおいて上昇し始めている(図18(A)参照)。燃料指令値Ftは、内燃機関10の立ち上がり所要時間de1の後に、つまり、時刻t0+de1において収束値に達するように徐々に増やされている(図18(B)参照)。その結果、機関トルクTeは、その後、遅れ時間deが経過した時点で(時刻t0+de+de1)、目標総トルクTQtに収束している(図18(A)参照)。
In the example shown in FIG. 18, the target engine torque Tet is raised at time t0. As a result, the engine torque Te starts to increase at time t0 + de (see FIG. 18A). The fuel command value Ft is gradually increased to reach the convergence value after the required startup time de1 of the
図18に示す例では、時刻t0において、目標電動機トルクTmtも立ち上げられている。その結果、電動機トルクTmは、時刻t0+dmにおいて上昇し始めている(図18(C)参照)。電力指令値Ptは、電動機12の立ち上がり所要時間dm1の後に、つまり、時刻t0+dm1において収束値に達するように徐々に増やされている(図18(D)参照)。その結果、電動機トルクTmは、その後、遅れ時間dmが経過した時点で(時刻t0+dm+dm1)、目標総トルクTQtに収束している(図18(C)参照)。
In the example shown in FIG. 18, the target motor torque Tmt is also raised at time t0. As a result, the motor torque Tm starts to increase at time t0 + dm (see FIG. 18C). The power command value Pt is gradually increased so as to reach the convergence value after the required rise time dm1 of the
時刻t0+deの後は、機関トルクTeが立ち上がり始めるため、目標電動機トルクTmtが目標総トルクTQtから機関トルクTeを減じた値となる。このため、その時刻t0+deから遅れ時間dmだけ遡った時刻t0+de-dm以降は、電力指令値Ptが減少傾向を示す(図18(D)参照)。そして、時刻t0+de+de1の時点で、機関トルクTeが目標総トルクTQtに達し、その結果、目標電動機トルクTmtがゼロとなる(図18(C)参照)。このため、その時刻t0+de+de1から遅れ時間dmだけ遡った時刻t0+de+de1-dmにおいて、電力指令値Ptはゼロとされている。 After the time t0 + de, the engine torque Te starts to rise, so the target motor torque Tmt becomes a value obtained by subtracting the engine torque Te from the target total torque TQt. For this reason, the power command value Pt tends to decrease after time t0 + de-dm, which is backed by the delay time dm from the time t0 + de (see FIG. 18D). At time t0 + de + de1, the engine torque Te reaches the target total torque TQt, and as a result, the target motor torque Tmt becomes zero (see FIG. 18C). For this reason, the power command value Pt is set to zero at time t0 + de + de1-dm, which is backed by the delay time dm from the time t0 + de + de1.
図18(D)中に斜線を付して示す領域は、電動機12によって消費される電力の総量(以下、「総電力消費量Ptsum」と称す)に相当する。上述した実施の形態3においては、この総電力消費量Ptsumがどのような値になるかを考慮することなく、目標電動機トルクTmtを定めることとしている。 A region indicated by hatching in FIG. 18D corresponds to the total amount of power consumed by the motor 12 (hereinafter referred to as “total power consumption Ptsum”). In the third embodiment described above, the target motor torque Tmt is determined without considering what value the total power consumption Ptsum takes.
しかしながら、バッテリの充電状態によっては、総電力消費量Ptsumがバッテリの供給可能電力Pbを超える事態が生じ得る。このような状況下で図18(D)に示すような電力指令値Ptが出力されると、ハイブリッド車両上で、一旦立ち上がった駆動トルクが安定に維持できず、搭乗者に違和感を与えるような事態が生じ得る。 However, depending on the state of charge of the battery, a situation may occur in which the total power consumption Ptsum exceeds the suppliable power Pb of the battery. When the power command value Pt as shown in FIG. 18D is output under such circumstances, the driving torque once raised cannot be stably maintained on the hybrid vehicle, and the passenger feels uncomfortable. Things can happen.
これに対して、目標総トルクTQtの立ち上げが要求される時刻t0の時点で、総電力消費量Ptsumと、バッテリの供給可能電力Pbとが判れば、両者を比較することにより、要求される通りの電動機トルクTmが発生させ得るか否かを事前に検知することができる。そして、総電力消費量Ptsumの供給が不可能である場合は、その供給が可能になるように、目標総トルクTQtの立ち上がり曲線を修正することが可能である。 On the other hand, if the total power consumption Ptsum and the suppliable power Pb of the battery are known at the time t0 when the target total torque TQt is required to be raised, it is required by comparing the two. It is possible to detect in advance whether or not the electric motor torque Tm can be generated. If the total power consumption Ptsum cannot be supplied, the rising curve of the target total torque TQt can be corrected so that the supply is possible.
本実施形態において、ECU20は、電力検出器28の出力に基づいてバッテリの供給可能電力Pbを検知することができる。また、ECU20は、以下に説明するように、時刻t0の時点で、総電力消費量Ptsumを算出することができる。このため、本実施形態のシステムでは、総電力消費量Ptsumが供給可能電力Pbを超えない範囲で電動機12を作動させることが可能である。
In the present embodiment, the
[時刻t0の時点で総電力消費量Ptsumを予測する手法]
(時刻t0の時点で機関トルクTeの曲線を推定する手法)・・・「手法1」
上記(式3)の線形モデルによれば、時刻t0の時点で、時刻t0+deにおける機関トルクTe(t0+de)までは算出することができる。以下に、時刻t0+deにおける機関トルクTe(to+de)の演算式(式3´)を例示する。
Te(t0+de)=fe0・Te(t0)+ fe1・Te(t0-1)+ fe2・Te(t0-2)+・・・
+ge0・Ft(t0)+ ge1・Ft(t0-1)+ ge2・Ft(t0-2)+・・・ (式3´)
[Method to predict total power consumption Ptsum at time t0]
(Method of estimating the engine torque Te curve at time t0) ... "
According to the linear model of (Equation 3) above, it is possible to calculate up to the engine torque Te (t0 + de) at time t0 + de at time t0. Hereinafter, an arithmetic expression (expression 3 ′) of the engine torque Te (to + de) at time t0 + de will be exemplified.
Te (t0 + de) = f e0・ Te (t0) + f e1・ Te (t0-1) + f e2・ Te (t0-2) + ...
+ g e0・ Ft (t0) + g e1・ Ft (t0-1) + g e2・ Ft (t0-2) + ・ ・ ・ (Formula 3 ')
上記(式3)を用いれば、ECU20は、時刻t0の時点で、当然に時刻t0+1における機関トルクTe(t0+1)を求めることができる。
Using the above (Equation 3), the
機関トルクTe(t0+1)が判ると、その値Te(t0+1)と、時刻t0以前の機関トルク並びに燃料指令値(Te(t0),Te(t0-1)・・,Ft(t0),Ft(t0-1)・・)とを上記(式5)に代入することにより、時刻t0+1における電力指令値Ft(t0+1)を、以下に示すように算出することができる。
Ft(t0+1)={1/(ge0+γe2)}
*[Tet-(fe0+γe1)・Te(t0+1)-(fe1+γe1)・Te(t0)-fe2・Te(t0-1)-・・
-(ge1-γe2)・Ft(t0)−ge2・Ft(t-1)−・・]
・・・(式5´)
If the engine torque Te (t0 + 1) is known, its value Te (t0 + 1), the engine torque before the time t0, and the fuel command values (Te (t0), Te (t0-1) ..., Ft (t0 ), Ft (t0-1)...) Are substituted into the above (formula 5), the power command value Ft (t0 + 1) at time t0 + 1 can be calculated as shown below. .
Ft (t0 + 1) = {1 / (g e0 + γ e2 )}
* [Tet- (f e0 + γ e1 ) ・ Te (t0 + 1)-(f e1 + γ e1 ) ・ Te (t0) -f e2・ Te (t0-1)-・ ・
-(g e1 -γ e2 ) ・ Ft (t0) −g e2・ Ft (t-1) − ・ ・]
... (Formula 5 ')
時刻t0+1における機関トルクTe(t0+1)と燃料指令値Ft(t0+1)とが判れば、それらを上記(式3)に当てはめることにより、時刻t0+de+1における機関トルクTe(t0+de+1)を算出することができる。以後、(式5)を用いた演算と、(式3)を用いた演算とを繰り返して順次行えば、時刻t0の時点で、時刻t0+de以降の任意の時刻t0+de+αにおける機関トルクTe(t0+de+α)を算出することが可能である。このため、ECU20は、時刻t0の時点で、機関トルクTeが、時刻t0+deから時刻t0+de+de1にかけて、どのような曲線に沿って目標総トルクTQtに収束するかを事前に推定することができる。
If the engine torque Te (t0 + 1) and the fuel command value Ft (t0 + 1) at the time t0 + 1 are known, the engine torque Te at the time t0 + de + 1 is obtained by applying them to the above (formula 3). (t0 + de + 1) can be calculated. Thereafter, if the calculation using (Equation 5) and the calculation using (Equation 3) are repeated in order, the engine at any time t0 + de + α after time t0 + de at time t0 Torque Te (t0 + de + α) can be calculated. Therefore, the
(時刻t0の時点で時刻t0+de+de1までの目標電動機トルクTmtを設定する手法)
時刻t0から時刻t0+deまでは、機関トルクTeが立ち上がらない。このため、この間は、ハイブリッド車両に要求される目標総トルクTQtを、そのまま目標電動機トルクTmtとして取り扱うことができる。
(Method of setting the target motor torque Tmt up to time t0 + de + de1 at time t0)
From time t0 to time t0 + de, the engine torque Te does not rise. Therefore, during this period, the target total torque TQt required for the hybrid vehicle can be handled as the target motor torque Tmt as it is.
一方、時刻t0+de以後は、機関トルクTeが立ち上がるため、目標電動機トルクTmtを、目標総トルクTQtから機関トルクTeを減じた値にする必要がある。ECU20は、上述したように、時刻t0の時点で、時刻t0+deから時刻t0+de+de1にかけて機関トルクTeがどのような曲線に沿って変化するかを推定することができる。このため、時刻t0+de以後の目標総トルクTQtさえ定まれば、ECU20は、その目標総トルクTQtから機関トルクTeを減ずることにより、時刻t0の時点で、時刻t0+deから時刻t0+de+de1にかけての目標電動機トルクTmtを正確に設定することができる。
On the other hand, since the engine torque Te rises after time t0 + de, the target motor torque Tmt needs to be a value obtained by subtracting the engine torque Te from the target total torque TQt. As described above, the
従って、ECU20は、時刻t0の時点で、時刻t0から時刻t0+de+de1までの全期間について、目標電動機トルクTmtを正確に設定することが可能である。
Therefore, the
(時刻t0の時点で時刻t0+de+de1までの電動機トルクTmを設定する手法)・・「手法2」
上記(式6)の線形モデルによれば、時刻t0の時点で、時刻t0+dmにおける電動機トルクTe(t0+de)までは算出することができる。以下に、時刻t0+dmにおける電動機トルクTm(to+dm)の演算式(式6´)を例示する。
Tm(t0+dm)=fm0・Tm(t0)+ fm1・Tm(t0-1)+ fm2・Tm(t0-2)+・・・
+gm0・Pt(t0)+ gm1・Pt(t0-1)+ gm2・Pt(t0-2)+・・・ (式6´)
(Method of setting the motor torque Tm up to time t0 + de + de1 at time t0) ・ ・ “
According to the linear model of (Expression 6) above, it is possible to calculate up to the electric motor torque Te (t0 + de) at time t0 + dm at time t0. Hereinafter, an arithmetic expression (formula 6 ′) of the electric motor torque Tm (to + dm) at time t0 + dm will be exemplified.
Tm (t0 + dm) = f m0・ Tm (t0) + f m1・ Tm (t0-1) + f m2・ Tm (t0-2) + ・ ・ ・
+ g m0・ Pt (t0) + g m1・ Pt (t0-1) + g m2・ Pt (t0-2) + ・ ・ ・ (Formula 6 ')
上記(式6)を用いれば、ECU20は、時刻t0の時点で、当然に時刻t0+1における電動機トルクTm(t0+1)を求めることができる。
Using the above (Equation 6), the
電動機トルクTm(t0+1)が判ると、その値Tm(t0+1)と、時刻t0以前の電動機トルク並びに電力指令値(Tm(t0),Tm(t0-1)・・,Pt(t0),Pt(t0-1)・・)とを上記(式8)に代入することにより、時刻t0+1における電力指令値Pt(t0+1)は、以下のように表すことができる。
Pt(t0+1)={1/(gm0+γm2)}
*[Tmt-(fm0+γm1)・Tm(t0+1)-(fm1+γm1)・Tm(t0)-fm2・Tm(t0-1)-・・
-(gm1-γm2)・Pt(t0)−gm2・Pt(t0-1)−・・]
・・・(式8´)
When the motor torque Tm (t0 + 1) is known, the value Tm (t0 + 1), the motor torque before the time t0, and the electric power command values (Tm (t0), Tm (t0-1), Pt (t0 ), Pt (t0-1)...) Are substituted into the above (Equation 8), the power command value Pt (t0 + 1) at time t0 + 1 can be expressed as follows.
Pt (t0 + 1) = {1 / (g m0 + γ m2 )}
* [Tmt- (f m0 + γ m1 ) ・ Tm (t0 + 1)-(f m1 + γ m1 ) ・ Tm (t0) -f m2・ Tm (t0-1)-・ ・
-(g m1 -γ m2 ) ・ Pt (t0) −g m2・ Pt (t0-1) − ・ ・]
... (Formula 8 ')
上記(式8´)中には、目標電動機トルクTmtが含まれている。電力指令値Pt(t0+1)が電動機トルクTmに反映されるのは、遅れ時間dmの後であるから、上記(式8´)には、時刻t0+1+dmの時点で発生させるべき電動機トルクTmを目標電動機トルクTmtとして代入する必要がある。上述した通り、ECU20は、時刻t0の時点で、時刻t0+de+de1までの目標電動機トルクTmtを正確に演算することができる。このため、ECU20は、その演算の結果を用いることにより、上記(式8´)の演算を行うことができる。
The above (Formula 8 ′) includes the target motor torque Tmt. Since the power command value Pt (t0 + 1) is reflected in the motor torque Tm after the delay time dm, the above (formula 8 ′) should be generated at the time t0 + 1 + dm. It is necessary to substitute the motor torque Tm as the target motor torque Tmt. As described above, the
時刻t0+1における電動機トルクTm(t0+1)と電力指令値Pt(t0+1)とが判れば、それらを上記(式6)に当てはめることにより、時刻t0+dm+1における電動機トルクTm(t0+de+1)を算出することができる。以後、(式8)を用いた演算と、(式6)を用いた演算とを繰り返して順次行えば、時刻t0の時点で、時刻t0+dm以降の任意の時刻t0+dm+αにおける電動機トルクTm(t0+dm+α)を算出することが可能である。従って、ECU20は、時刻t0の時点で、それ以降の任意の時刻における電動機トルクTmを正確に算出することができる。
If the motor torque Tm (t0 + 1) and the power command value Pt (t0 + 1) at time t0 + 1 are known, by applying them to the above (formula 6), the motor torque Tm at time t0 + dm + 1. (t0 + de + 1) can be calculated. Thereafter, if the computation using (Equation 8) and the computation using (Equation 6) are repeatedly performed in sequence, the electric motor at any time t0 + dm + α after time t0 + dm at time t0. Torque Tm (t0 + dm + α) can be calculated. Therefore, the
(時刻t0の時点で時刻t0+de+de1-dmまでの電力指令値Ptを算出する手法)・・「手法3」
時刻t0以降の目標電動機トルクTmtが判り、かつ、時刻t0以降の電動機トルクTmが判れば、それらを入れ替えて上記(式8)の演算を繰り返して行うことにより、時刻t0以降の任意の時刻における電力指令値Ptを算出することができる。このため、ECU20は、時刻t0の時点で、電力指令値Ptがゼロとなる時刻t0+de+de1-dmまでの全期間に渡って、電力指令値Ptを正確に設定することが可能である。
(Method of calculating the power command value Pt from time t0 to time t0 + de + de1-dm at time t0). ・ “Method 3”
If the target motor torque Tmt after the time t0 is known and the motor torque Tm after the time t0 is known, they are exchanged and the calculation of the above (Equation 8) is repeated, so that at any time after the time t0. The power command value Pt can be calculated. For this reason, the
(時刻t0の時点で総電力消費量Ptsumを算出する手法)・・・「手法4」
時刻t0の後、電力指令値Ptがどのような軌跡を辿るかが判れば、その電力指令値Ptを積分することにより、総電力消費量Ptsumを求めることができる。従って、ECU20は、目標総トルクTQtさえ定まれば、時刻t0の時点で総電力消費量Ptsumを算出することができる。そして、算出した総電力消費量Ptsumがバッテリの供給可能電力を上回っている場合には、目標総トルクTQtの見直しと総電力消費量Ptsumの再算出とを繰り返すことにより、総電力消費量Ptsumが供給可能電力Pbに収まるように、目標総トルクTQtを修正することができる。
(Method of calculating total power consumption Ptsum at time t0) “Method 4”
If it is known what locus the power command value Pt follows after time t0, the total power consumption Ptsum can be obtained by integrating the power command value Pt. Therefore, the
[実施の形態4における制御の概要]
図19は、駆動トルクの立ち上がりに伴う本実施形態のシステムの動作をより詳しく説明するためのタイミングチャートである。具体的には、図19(A)は、駆動トルクの立ち上がりと同期して燃料指令値Ftが立ち上げられている様子を表すチャートである。図19(B)は、バッテリの供給可能電力Pbが比較的多量である環境下で設定される目標総トルクTQt、並びにその環境下で生成される電動機トルクTmおよび機関トルクTeの波形を示す。また、図19(C)は、供給可能電力Pbが比較的少量である環境下で設定される目標総トルクTQt、並びにその環境下で生成される電動機トルクTmおよび機関トルクTeの波形を示す。
[Outline of Control in Embodiment 4]
FIG. 19 is a timing chart for explaining in more detail the operation of the system of this embodiment accompanying the rise of the drive torque. Specifically, FIG. 19A is a chart showing how the fuel command value Ft is raised in synchronization with the rise of the drive torque. FIG. 19B shows the target total torque TQt set under an environment where the battery power Pb that can be supplied by the battery is relatively large, and the waveforms of the motor torque Tm and the engine torque Te generated under the environment. FIG. 19C shows waveforms of the target total torque TQt set under an environment where the suppliable power Pb is relatively small, and the motor torque Tm and the engine torque Te generated under the environment.
図19は、時刻t0において、ハイブリッド車両に対して駆動トルクの立ち上げが要求された場合を例示している。燃料指令値Ftは、この場合、上述した実施の形態3の場合と同様に、時刻t0において即座に立ち上げられる(図19(A)参照)。その結果、機関トルクTeは、図19(B)および図19(C)中に破線で示すように、遅れ時間deの後に立ち上がり始め(時刻t0+de)、更に、所定の立ち上がり時間de1の後に目標総トルクTQtに収束している(図19時刻t0+de+de1)。 FIG. 19 exemplifies a case where the hybrid vehicle is requested to start driving torque at time t0. In this case, the fuel command value Ft is immediately started up at time t0 as in the case of the third embodiment described above (see FIG. 19A). As a result, the engine torque Te starts to rise after the delay time de (time t0 + de) as shown by a broken line in FIGS. 19B and 19C, and further, after a predetermined rise time de1. It has converged to the target total torque TQt (FIG. 19, time t0 + de + de1).
電動機トルクTmは、最速の立ち上がりが求められた場合に、立ち上がりの開始後、所定の立ち上がり時間dm1が経過した時点で収束値に達する。以下、この際に実現されるトルク曲線を「標準立ち上がり曲線」と称す。図19(B)中に符号Tm1を付して示す曲線は、時刻t0+de-dm1から時刻t0+deにかけて、電動機トルクTmが、上記の標準立ち上がり曲線に沿って上昇している様子を表している。 The electric motor torque Tm reaches a convergence value when a predetermined rise time dm1 has elapsed after the start of rise when the fastest rise is required. Hereinafter, the torque curve realized at this time is referred to as a “standard rising curve”. A curve indicated by a symbol Tm1 in FIG. 19B represents a state in which the motor torque Tm increases along the standard rising curve from time t0 + de-dm1 to time t0 + de. ing.
ECU20は、時刻t0において駆動トルクの立ち上げが要求された場合、先ず、電動機トルクTmが、図19(B)中に符号Tm1を付して示す機標準立ち上がり曲線に沿って上昇するように、目標総トルクTQtの立ち上がり時期を設定する。具体的には、目標トルクTQtの立ち上がり時期を、電動機トルクTmを立ち上げる時刻t0+de-dm1から、遅れ時間dmだけ遡った時刻t0+de-dm1-dmに設定する。
When the drive torque is requested to rise at time t0, the
そのうえで、時刻t0+de-dm1から時刻t0+deにかけて、電動機トルクTmを目標総トルクTQtまで上昇させるのに必要な電力(以下、「立ち上げ電力Pm1」と称す)を、上記の手法で算出する。また、時刻t0+deの後、時刻t0+de+de1にかけて、電動機トルクTmを目標総トルクTQtからゼロに変化させる過程で必要な電力(以下、「制御時電力Pmt」と称す)を、上記の手法で算出する。 Then, the power required to increase the motor torque Tm to the target total torque TQt from time t0 + de-dm1 to time t0 + de (hereinafter referred to as “startup power Pm1”) is calculated using the above method. To do. In addition, after the time t0 + de and the time t0 + de + de1, the electric power required in the process of changing the motor torque Tm from the target total torque TQt to zero (hereinafter referred to as “control power Pmt”) is Calculate by the method of
立ち上げ電力Pm1と制御時電力Pmtとの和「Pm1+Pmt」は、電動機トルクTmを一旦目標総トルクTQtまで上昇させるうえで最低限必要な電力である。従って、Pm1+Pmtがバッテリの供給可能電力Pbより少ない場合は、電動機トルクTmの立ち上げ時期を早めることが可能であると判断できる。この場合、ECU20は、バッテリの余裕電力量に見合った時間tkを計算し、その時間tkだけ、電動機トルクTmの立ち上げ時期を、つまり、目標総トルクTQtの立ち上げ時期を早める(図19(B)参照)。
The sum “Pm1 + Pmt” of the startup power Pm1 and the control power Pmt is the minimum power required to temporarily increase the motor torque Tm to the target total torque TQt. Therefore, when Pm1 + Pmt is less than the battery-suppliable power Pb, it can be determined that the start-up time of the motor torque Tm can be advanced. In this case, the
一方、Pm1+Pmtがバッテリの供給可能電力Pbを上回っている場合は、電動機トルクTmを目標総トルクTQtまで上昇させるだけの余力がバッテリに残されていないと判断できる。この場合、ECU20は、図19(C)に示すように、適当な時刻t2に立ち上がり、時刻t0+de+de1において目標総トルクTQtに達するような仮目標総トルクTQt2を先ず設定する。次いで、目標総トルクTQtが仮目標トルクTQt2に沿って変化することを前提として、上述した手法により再度Pm1+Pmtを算出する。仮目標総トルクTQt2は、再算出されたPm1+Pmtが供給可能電圧Pbと一致するように修正される。そして、この場合は、最終的に得られた仮目標トルクTQt2が実現されるように電力指令値Ptが制御される。
On the other hand, if Pm1 + Pmt exceeds the battery's suppliable power Pb, it can be determined that there is no remaining power left in the battery to raise the motor torque Tm to the target total torque TQt. In this case, as shown in FIG. 19C, the
以上の処理によれば、バッテリの供給可能電力Pbが許す限りにおいて、電動機12によるアシストを最大限に発揮させることができる。換言すると、バッテリの供給可能電力Pbを超えるようなアシストが、電動機12に求められるのを確実に防ぐことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、電力不足による駆動トルクの立ち上がり不良を確実に防ぎつつ、実施の形態3の場合と同様に、優れた応答性と、安定した持続性とを両立させることが可能である。
According to the above processing, the assist by the
[実施の形態4における具体的処理]
図20は、ECU20が、目標総トルクTQtの立ち上げ時期、或いは仮目標総トルクTQt2を設定するために実行するルーチンのフローチャートである。図20に示すルーチンは、ハイブリッド車両上で駆動トルクの立ち上げが要求される毎に起動されるものとする。また、ここで設定される目標総トルクTQtの立ち上げ時期、或いは仮目標総トルクTQt2は、電力指令値Ptを算出する際の基礎としてのみ用いられるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 20 is a flowchart of a routine that is executed by the
すなわち、本実施形態のシステムは、電力指令値Ptを算出する際に、図20に示すルーチンにより設定される目標総トルクTQtの立ち上げ時期や仮目標総トルクTQt2を利用する点を除いて、実施の形態3の場合と同様の処理を実行する。具体的には、本実施形態において、ECU20は、図16に示すメインルーチンに従って内燃機関10および電動機12を制御するための処理を進める。
That is, the system of the present embodiment uses the start time of the target total torque TQt set by the routine shown in FIG. 20 and the temporary target total torque TQt2 when calculating the power command value Pt. The same processing as in the third embodiment is executed. Specifically, in the present embodiment, the
このルーチン中、ステップ140では、車両の運転状態に基づいて算出された目標総トルクTQt、つまり、車両に要求される駆動トルクがそのまま反映される目標総トルクTQtを基礎として燃料指令値Ftが算出される。一方、図16中ステップ180における電力指令値Ptの算出処理は、図17に示すフローチャートの手順に従って進められる。
In this routine, in
図17に示す手順によれば、ステップ182において目標総トルクTQtが読み出され、その目標総トルクTQtに基づいて電力指令値Pt(t)が算出される。ECU20は、この際、図20に示すルーチンにより設定されている目標総トルクTQtの立ち上げ時期や、仮目標総トルクTQt2を有効なものとして処理を進める。つまり、そこで設定された立ち上げ時期に到達していない場合は目標総トルクTQtがゼロであるものとして電力指令値Pt(t)の算出処理を進め、また、仮目標総トルクTQt2が設定されている場合は、そのTQt2が目標総トルクTQtであるものとして電力指令値Pt(t)の算出処理を進める。
According to the procedure shown in FIG. 17, the target total torque TQt is read out in
以下、図20に示すルーチンの内容を具体的に説明する。尚、ここでは、説明の便宜上、図18や図19に示す場合に合わせて、駆動トルクの立ち上げが要求される時刻を、時刻t0と称すこととする。 The contents of the routine shown in FIG. 20 will be specifically described below. Here, for convenience of explanation, the time when the drive torque is required to rise is referred to as time t0 in accordance with the cases shown in FIG. 18 and FIG.
図20に示すルーチンによれば、駆動トルクの立ち上げが要求されると、先ず、機関トルクTeがどのようなカーブを描いて収束値TQtに達するかが予測される(ステップ200)。ここでは、具体的には、上記(式3)および(式5)を繰り返すことにより、時刻t0から時刻t0+de+de1に渡る期間中の機関トルクTeが推定される(上記手法1参照)。
According to the routine shown in FIG. 20, when the drive torque is requested to rise, first, it is predicted what curve the engine torque Te will reach to the convergence value TQt (step 200). Specifically, the engine torque Te during the period from time t0 to time t0 + de + de1 is estimated by repeating the above (Formula 3) and (Formula 5) (see
次に、機関トルクTeが目標総トルクTQtに至るまでの過渡部分が切り出される。つまり、時刻t0+deから時刻t0+de+de1までの期間における機関トルクTeの立ち上がり部分が抽出される(ステップ202)。 Next, a transitional part until the engine torque Te reaches the target total torque TQt is cut out. That is, the rising portion of the engine torque Te in the period from time t0 + de to time t0 + de + de1 is extracted (step 202).
次いで、機関トルクTeが立ち上がる上記の期間(時刻t0+deから時刻t0+de+de1)において、電動機12に要求するべき目標電動機トルクTmtが算出される(ステップ204)。ここでは、具体的には、目標総トルクTQtから、時刻t0+deから時刻t0+de+de1における機関トルクTeを減ずることにより、その期間における目標電動機トルクTmt=TQt-Teが算出される。
Next, the target motor torque Tmt to be requested of the
図20に示すルーチンでは、次に、時刻t0+deから時刻t0+de+de1にかけて上記の目標電動機トルクTmtを発生させるために必要な制御時電力Pmtが算出される(ステップ206)。ここでは、先ず、上述した「手法2」により時刻t0+de以降の電動機トルクTmが推定される。次に、その結果得られた電動機トルクTmと上記ステップ204の処理により算出された目標電動機トルクTmtとを基礎として、上述した「手法3」により、時刻t0+de-dmから時刻t0+de+de1-dmまでの電力指令値Ptが算出される。最後に、算出された電力指令値Ptを積分することにより(上述した「手法4」により)上記の制御時電力Pmtが算出される。
In the routine shown in FIG. 20, next, the control power Pmt necessary for generating the target motor torque Tmt from the time t0 + de to the time t0 + de + de1 is calculated (step 206). Here, first, the motor torque Tm after the time t0 + de is estimated by the above-described “
次に、電動機12の立ち上がり期間における電動機トルクTm、つまり、電動機12の立ち上げトルクTm1が計算される(ステップ208)。ここでは、具体的には、時刻t0+de-dm1において目標電動機トルクTmtを目標総トルクTQtに立ち上げた場合に、時刻t0+de-dm1から時刻t0+deにかけて(図19(B)参照)、電動機トルクTmがどのように立ち上がるかが計算される。この計算は、上述した「手法2」により実行することができる。
Next, the motor torque Tm during the rising period of the
次に、上記の立ち上げトルクTm1を発生させるために必要な立ち上げ電力Pm1が算出される(ステップ210)。ここでは、先ず、上述した「手法2」により時刻t0+de-dm1以降の電動機トルクTmが推定される。次に、その結果得られた電動機トルクTmと上記の立ち上げトルクTm1とを基礎として、上述した「手法3」により、時刻t0+de-dm1-dmから時刻t0+de-dmまでの電力指令値Ptが算出される。最後に、算出された電力指令値Ptを積分することにより(上述した「手法4」により)立ち上げ電力Pm1が算出される。
Next, the startup power Pm1 necessary for generating the startup torque Tm1 is calculated (step 210). Here, first, the motor torque Tm after the time t0 + de-dm1 is estimated by the above-described “
次に、制御時電力Pmtと立ち上げ電力Pm1とを加えることにより、電動機トルクTmを一旦目標総トルクTQtまで上昇させるために必要な最低限の電力Prが算出される(ステップ212)。 Next, by adding the control power Pmt and the startup power Pm1, the minimum power Pr required to temporarily increase the motor torque Tm to the target total torque TQt is calculated (step 212).
必要電力Prは、バッテリの供給可能電力Pbと比較される(ステップ214)。その結果、Pb≧Prの成立が認められた場合は、供給可能電力Pbに余裕があると判断できる。この場合、先ず、その余裕電力Pa=Pb-Prが算出される(ステップ216)。 The necessary electric power Pr is compared with the suppliable electric power Pb of the battery (step 214). As a result, when the establishment of Pb ≧ Pr is recognized, it can be determined that there is a margin in the suppliable power Pb. In this case, first, the surplus power Pa = Pb−Pr is calculated (step 216).
次に、余裕電力Paにより、電動機トルクTmを目標総トルクTQtに維持できる時間tkが算出される(ステップ218)。電動機トルクTmを目標総トルクTQtに維持するための電力指令値Ptは、目標電動機トルクTmtをTQtとして上記(式8)の演算を行うことにより求めることができる(手法2および手法3参照)。本ステップ218では、その結果得られた電力指令値Ptの積算値が余裕電力Paと等しくなる時間がtkとして算出される。
Next, a time tk during which the motor torque Tm can be maintained at the target total torque TQt is calculated from the surplus power Pa (step 218). The electric power command value Pt for maintaining the electric motor torque Tm at the target total torque TQt can be obtained by performing the calculation of the above (Equation 8) using the target electric motor torque Tmt as TQt (see
次に、電動機トルクTmの立ち上げ時刻が算出される(ステップ220)。ここでは、先ず、立ち上げ電力Pm1の算出時に想定した電動機トルクTmの立ち上げ時刻t0+de-dm1から、時間tkだけ遡った時刻t0+de-dm1-tkが算出される。電動機トルクTmは、時刻t0の後、遅れ時間dmが経過する以前には立ち上げることができない。このため、時刻t0+de-dm1-tkが時刻t0+dm以前である場合は、時刻t0+dmが電動機トルクTmの立ち上げ時刻に設定される。一方、時刻t0+de-dm1-tkが時刻t0+dmより遅い場合には、時刻t0+de-dm1-tkが電動機トルクTmの立ち上げ時間とされる。 Next, the rise time of the motor torque Tm is calculated (step 220). Here, first, a time t0 + de-dm1-tk that is back by the time tk is calculated from the startup time t0 + de-dm1 of the motor torque Tm that is assumed when the startup power Pm1 is calculated. The motor torque Tm cannot be raised after the time t0 and before the delay time dm has elapsed. For this reason, when the time t0 + de-dm1-tk is before the time t0 + dm, the time t0 + dm is set as the startup time of the motor torque Tm. On the other hand, when the time t0 + de-dm1-tk is later than the time t0 + dm, the time t0 + de-dm1-tk is set as the rise time of the motor torque Tm.
以上の処理が実行された場合は、以後、目標電動機トルクTmtはステップ220において設定された時刻に立ち上がるものとして図17に示す処理が実行される。具体的には、ステップ220の処理により設定された時刻までは目標総トルクTQtが立ち上がらずその設定時刻以後、目標総トルクTQtが、駆動トルクの要求値に立ち上がるものとして、図17中ステップ182等の処理が実行される。
When the above process is executed, the process shown in FIG. 17 is executed assuming that the target motor torque Tmt rises at the time set in
この場合、駆動トルクの立ち上げが要求された後、バッテリの供給可能電力Pbが許す限りにおいて最速のタイミングで電動機トルクTmを立ち上げることができ、その後、実施の形態3の場合と同様に、車両の駆動源を電動機12から内燃機関10に円滑に移行させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両上で、応答性に優れ、かつ、搭乗者に違和感を与えることのないトルク特性を実現することができる。
In this case, after the drive torque is requested to rise, the motor torque Tm can be raised at the fastest timing as long as the suppliable power Pb of the battery permits, and thereafter, as in the case of the third embodiment, The drive source of the vehicle can be smoothly transferred from the
図20に示すルーチンによれば、ステップ214において、バッテリの供給可能電力Pbが最低必要電力Prより小さいと判別された場合、次に、電動機12の仮起動時刻t2が決定される(ステップ222)。次に、時刻t2に立ち上がり、時刻t0+de+de1において目標総トルクTQtに達するような仮目標総トルクTQt2が設定される(ステップ224)。
According to the routine shown in FIG. 20, if it is determined in
図21(A)および図21(B)は、ECU20が予め記憶している仮目標総トルクTQt2の波形の例を示す。ECU20は、これらの図に示すように、直線型の波形やシグモイド型の波形などを仮目標総トルクTQt2の波形として記憶している。ECU20は、上記ステップ224において、それらの波形の中から車両の状況に応じた適切な波形を選んで仮目標総トルクTQt2の波形とする。
FIGS. 21A and 21B show examples of the waveform of the temporary target total torque TQt2 stored in advance in the
図20に示すルーチンでは、次に、仮目標総トルクTQt2から機関トルクTeを減じることにより、車両上で仮目標総トルクTQt2を発生させるため電動機12に発生させるべきトルク(以下、「仮目標電動機トルクTmt2」と称す)を算出する(ステップ226)。
In the routine shown in FIG. 20, next, the torque to be generated by the
次いで、時刻t2から時刻t0+de+de1までの期間中に、上記の仮目標電動機トルクTmt2を発生させるために必要な電力(以下、「仮目標達成電力Pm2」と称す)が算出される(ステップ228)。ここでは、先ず、上述した「手法2」により時刻t2以降の電動機トルクTmが推定される。次に、その結果得られた電動機トルクTmと上記ステップ226の処理により設定された仮目標電動機トルクTmt2とを基礎として、上述した「手法3」により、時刻t2-dmから時刻t0+de+de1-dmまでの電力指令値Ptが算出される。最後に、算出された電力指令値Ptを積分することにより(上述した「手法4」により)仮目標達成電力Pm2が算出される。
Next, during the period from time t2 to time t0 + de + de1, electric power necessary for generating the temporary target motor torque Tmt2 (hereinafter referred to as “temporary target achievement electric power Pm2”) is calculated ( Step 228). Here, first, the motor torque Tm after time t2 is estimated by the above-described “
次に、仮目標達成電力Pm2がバッテリの供給可能電力Pbより少ないかが判別される(ステップ230)。その結果、Pb>Pm2の成立が認められた場合は、供給可能電力Pbに余裕があると判断できる。この場合、電動機12の仮起動時刻t2が所定時間Δtだけ早められ(ステップ232)、その後、再びステップ222以降の処理が実行される。以上の処理によれば、仮目標達成電力Pm2がバッテリの供給可能電力Pb以上となるまで、電動機12の仮起動時刻t2を早めることができる。
Next, it is determined whether or not the provisional target achievement power Pm2 is less than the battery suppliable power Pb (step 230). As a result, when establishment of Pb> Pm2 is recognized, it can be determined that there is a margin in the suppliable power Pb. In this case, the temporary activation time t2 of the
仮目標達成電力Pm2が供給可能電力Pb以上である状況下では、上記ステップ230において、Pb>Pm2が成立しないと判別される。この場合は、次に、Pb<Pm2が成立しているか否かが判別される(ステップ234)。その結果、Pb<Pm2の成立が認められた場合は、現在の仮目標達成電力Pm2が、供給可能電力Pbに対して過大であると判断できる。この場合は、電動機12の仮起動時刻t2が所定時間Δtだけ遅延された後(ステップ236)、再びステップ222以降の処理が実行される。
Under the situation where the temporary target achievement power Pm2 is greater than or equal to the suppliable power Pb, it is determined in
上記の処理によれば、最終的には、仮目標達成電力Pm2がバッテリの供給可能電力Pbと等しくなるように仮起動時刻t2を定めることができる。そして、そのような仮起動時刻t2が定まると、ステップ230の条件、およびステップ232の条件が何れも否定され、その時点で、仮起動時刻t2および仮目標総トルクTm2が最終的なものとして決定される(ステップ238)。
According to the above processing, finally, the temporary activation time t2 can be determined so that the temporary target achievement power Pm2 becomes equal to the battery supplyable power Pb. When such provisional activation time t2 is determined, the conditions of
以上の処理が実行された場合は、以後、上記の如く決定された仮目標総トルクTm2が目標電動機トルクTmtであるものとして、図17に示す処理が実行される。具体的には、目標総トルクTQtは、時刻t2に立ち上がり、その後、仮目標総トルクTm2として定められた波形に沿って目標総トルクTQtに達するものとして、図17中ステップ182等の処理が実行される。
When the above process is executed, the process shown in FIG. 17 is executed assuming that the temporary target total torque Tm2 determined as described above is the target motor torque Tmt. Specifically, the target total torque TQt rises at time t2, and then reaches the target total torque TQt along the waveform defined as the temporary target total torque Tm2, and the processing such as
この場合においても、駆動トルクの立ち上げが要求された後、バッテリの供給可能電力Pbが許す限りにおいて最速のタイミングで電動機トルクTmを立ち上げ、その後、実施の形態3の場合と同様に、車両の駆動源を電動機12から内燃機関10に円滑に移行させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ハイブリッド車両上で、搭乗者に違和感を与えることなく、かつ、実用的な持続性を確保しつつ、バッテリの充電状況に応じた最良の応答性を実現することが可能である。
Also in this case, after the drive torque is requested to rise, the motor torque Tm is raised at the fastest timing as long as the suppliable power Pb of the battery permits, and thereafter, as in the case of the third embodiment, the vehicle Can be smoothly transferred from the
尚、上述した実施の形態4においては、ECU20が、ステップ200の処理を実行することにより前記第13の発明における「機関トルク推定手段」が、ステップ204および208の処理を実行することにより前記第13の発明における「差分算出手段」が、ステップ206および210の処理を実行することにより前記第13の発明における「電力指令値算出手段」が、ステップ214の処理を実行することにより前記第13の発明における「供給可能電力検出手段」が、ステップ216〜220の処理を実行することにより前記第13の発明における「電力供給開始時期設定手段」が、それぞれ実現されている。
In the fourth embodiment described above, the
また、上述した実施の形態4においては、ECU20が、ステップ200の処理を実行することにより前記第14の発明における「機関トルク推定手段」が、ステップ204、208および226の処理を実行することにより前記第14の発明における「差分算出手段」が、ステップ206、210および228の処理を実行することにより前記第14の発明における「電力指令値算出手段」が、ステップ214、230および234の処理を実行することにより前記第14の発明における「供給可能電力検出手段」が、ステップ222,224,232および236の処理を実行することにより前記第14の発明における「目標総トルク修正手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described fourth embodiment, the
10 内燃機関
12 電動機
20 ECU(Electronic Control Unit)
30 制御判定部
34 内燃機関逆モデル
36 電動機逆モデル
42 第1修正ブロック
44 第2修正ブロック
Pb バッテリの供給可能電力
Pt 電力指令値
Ft 燃料指令値
TQt 目標総トルク
Te 機関トルク
Tet 目標機関トルク
Tm 電動機トルク
Tmb 供給可能電力Pbで生ずる電動機トルク
Tmt 目標電動機トルク
feiおよびgei(i=0,1,2・・) 内燃機関の線形モデルの係数
fmiおよびgmi(i=0,1,2・・) 電動機の線形モデルの係数
de 内燃機関の遅れ時間
dm 電動機の遅れ時間
de1 機関トルクの立ち上がり時間
dm1 電動機トルクの立ち上がり時間
TQt2 仮目標総トルク
Tm1 電動機の立ち上げトルク
t2 電動機の仮起動時刻
Pmt 制御時電力
Pm1 立ち上げ電力
Pm2 仮目標達成電力
10
30
Pb battery available power
Pt Power command value
Ft Fuel command value
TQt Target total torque
Te engine torque
Tet Target engine torque
Tm Motor torque
Tmb Motor torque generated by the available power Pb
Tmt Target motor torque
f ei and g ei (i = 0,1,2, ...) Coefficient of linear model of internal combustion engine
f mi and g mi (i = 0,1,2, ...) Coefficient of linear model of motor
de Delay time of internal combustion engine
dm Motor delay time
de1 Rise time of engine torque
dm1 Rise time of motor torque
TQt2 Provisional target total torque
Tm1 motor startup torque
t2 Motor temporary start time
Pmt control power
Pm1 startup power
Pm2 Temporary target achievement power
Claims (14)
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記電動機によって発生させるべき目標電動機トルクを設定する目標電動機トルク設定手段と、
前記目標電動機トルクが生ずるように前記電動機を制御する電動機制御手段と、
前記目標総トルクと、前記電動機により発せられる電動機トルクとの差分を目標機関トルクとして算出する目標機関トルク算出手段と、
内燃機関の逆モデルを用いて、当該内燃機関に前記目標機関トルクを生じさせるための燃料指令値を算出する燃料指令値算出手段と、
前記燃料指令値に応じた燃料を内燃機関に供給する燃料制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 A torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Target motor torque setting means for setting a target motor torque to be generated by the motor;
Motor control means for controlling the motor such that the target motor torque is generated;
A target engine torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and a motor torque generated by the motor as a target engine torque;
Fuel command value calculating means for calculating a fuel command value for generating the target engine torque in the internal combustion engine using an inverse model of the internal combustion engine;
Fuel control means for supplying fuel corresponding to the fuel command value to the internal combustion engine;
A torque distribution control device for a hybrid vehicle, comprising:
前記内燃機関の逆モデルは、
前記燃料指令値の履歴と、内燃機関により発せられた機関トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記燃料指令値の履歴と前記機関トルクの履歴とに基づいて、前記燃料指令値と前記機関トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標機関トルクと、前記線形モデルにより算出される推定機関トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の燃料指令値と、時刻t以前の複数の機関トルクと、前記目標機関トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の機関トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の燃料指令値と、目標機関トルクとを、前記関係式に代入することにより時刻tにおける燃料指令値(t)を算出する燃料指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 The fuel command value calculation means executes a process of calculating a fuel command value at every predetermined sampling period,
The inverse model of the internal combustion engine is
Input / output history storage means for storing the history of the fuel command value and the history of the engine torque generated by the internal combustion engine;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the fuel command value and the engine torque based on the history of the fuel command value and the history of the engine torque;
A plurality of fuel command values before time t, and a plurality of fuel command values before time t, so that the value of the evaluation function having a difference between the target engine torque and the estimated engine torque calculated by the linear model as a factor A relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of engine torques and the target engine torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of engine torques before time t, a plurality of fuel command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target engine torque into the relational expression, the fuel at time t Fuel command value (t) calculating means for calculating the command value (t);
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 1, comprising:
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記目標総トルクを前記電動機に発生させるための必要電力を算出する必要電力算出手段と、
前記供給可能電力が前記必要電力以上であるか否かを判断する判断手段とを備え、
前記供給可能電力が前記必要電力以上である場合には前記目標総トルクを前記目標電動機トルクとし、前記供給可能電力が前記必要電力に満たない場合には供給可能電力により発生させ得るトルクを前記目標電動機トルクとすることを特徴とする請求項1または2記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 The target motor torque setting means includes
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
Required power calculating means for calculating required power for causing the electric motor to generate the target total torque;
Determination means for determining whether or not the suppliable power is greater than or equal to the required power,
When the suppliable power is equal to or greater than the required power, the target total torque is set as the target motor torque, and when the suppliable power is less than the necessary power, a torque that can be generated by the suppliable power is the target power. 3. The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the torque is an electric motor torque.
前記燃料指令値を、前記燃料修正値分だけ補正する燃料指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 Fuel correction value calculation means for calculating a fuel amount corresponding to a deviation between the engine torque generated by the internal combustion engine and the target engine torque as a fuel correction value;
Fuel command value correcting means for correcting the fuel command value by the fuel correction value;
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記内燃機関によって発生させるべき目標機関トルクを設定する目標機関トルク設定手段と、
前記目標機関トルクが生ずるように前記内燃機関を制御する内燃機関制御手段と、
前記目標総トルクと、前記内燃機関により発せられる機関トルクとの差分を目標電動機トルクとして算出する目標電動機トルク算出手段と、
電動機の逆モデルを用いて、当該電動機に前記目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値を算出する電力指令値算出手段と、
前記電力指令値に応じた電力を電動機に供給する電力制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 A torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Target engine torque setting means for setting target engine torque to be generated by the internal combustion engine;
Internal combustion engine control means for controlling the internal combustion engine so that the target engine torque is generated;
Target motor torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and the engine torque generated by the internal combustion engine as a target motor torque;
A power command value calculating means for calculating a power command value for causing the motor to generate the target motor torque using an inverse model of the motor;
Power control means for supplying power to the electric motor according to the power command value;
A torque distribution control device for a hybrid vehicle, comprising:
前記電動機の逆モデルは、
前記電力指令値の履歴と、電動機により発せられた電動機トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記電力指令値の履歴と前記電動機トルクの履歴とに基づいて、前記電力指令値と前記電動機トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標電動機トルクと、前記線形モデルにより算出される推定電動トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、前記目標電動機トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の電動機トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の電力指令値と、目標電動機トルクとを、前記関係式に代入することにより時刻tにおける電力指令値(t)を算出する電力指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする請求項5記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 The power command value calculation means executes a process of calculating a power command value for each predetermined sampling period,
The inverse model of the motor is
Input / output history storage means for storing a history of the power command value and a history of motor torque generated by the motor;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the power command value and the motor torque based on the history of the power command value and the history of the motor torque;
A plurality of power command values before time t and before time t so that the value of the evaluation function having a difference between the target motor torque and the estimated electric torque calculated by the linear model as one element Relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of motor torques and the target motor torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of motor torques before time t, a plurality of power command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target motor torque into the relational expression, power at time t Power command value (t) calculating means for calculating the command value (t);
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 5, comprising:
前記電力指令値を、前記電力修正値分だけ補正する電力指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 Power correction value calculation means for calculating, as a power correction value, power corresponding to a deviation between the motor torque generated by the motor and the target motor torque;
Power command value correcting means for correcting the power command value by the power correction value;
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 5 to 7, further comprising:
前記燃料指令値を、前記燃料修正値分だけ補正する燃料指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項5乃至8の何れか1項記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 Fuel correction value calculation means for calculating a fuel amount corresponding to a deviation between the engine torque generated by the internal combustion engine and the target engine torque as a fuel correction value;
Fuel command value correcting means for correcting the fuel command value by the fuel correction value;
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to any one of claims 5 to 8, characterized by comprising:
目標総トルクを設定する目標総トルク設定手段と、
前記目標総トルクを前記内燃機関に発生させるための燃料指令値を算出する燃料指令値算出手段と、
前記燃料指令値に応じた燃料を内燃機関に供給する燃料制御手段と、
前記内燃機関により発せられると予想される機関トルクの推定値を算出する機関トルク推定手段と、
前記目標総トルクと前記機関トルクの推定値との差分を目標電動機トルクとして算出する目標電動機トルク算出手段と、
電動機の逆モデルを用いて、当該電動機に前記目標電動機トルクを生じさせるための電力指令値を算出する電力指令値算出手段と、
前記電力指令値に応じた電力を電動機に供給する電力制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 A torque distribution control device for a hybrid vehicle comprising an internal combustion engine and an electric motor as drive sources,
Target total torque setting means for setting the target total torque;
Fuel command value calculating means for calculating a fuel command value for causing the internal combustion engine to generate the target total torque;
Fuel control means for supplying fuel corresponding to the fuel command value to the internal combustion engine;
Engine torque estimating means for calculating an estimated value of engine torque expected to be generated by the internal combustion engine;
Target motor torque calculating means for calculating a difference between the target total torque and the estimated value of the engine torque as a target motor torque;
A power command value calculating means for calculating a power command value for causing the motor to generate the target motor torque using an inverse model of the motor;
Power control means for supplying power to the electric motor according to the power command value;
A torque distribution control device for a hybrid vehicle, comprising:
前記燃料指令値の履歴と、内燃機関により発せられた機関トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記燃料指令値の履歴と前記機関トルクの履歴とに基づいて、前記燃料指令値と前記機関トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
前記機関トルクの推定値を、前記線形モデルを用いて算出するモデル演算手段と、
を備えることを特徴とする請求項10記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 The engine torque estimating means includes
Input / output history storage means for storing the history of the fuel command value and the history of the engine torque generated by the internal combustion engine;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the fuel command value and the engine torque based on the history of the fuel command value and the history of the engine torque;
Model calculation means for calculating the estimated value of the engine torque using the linear model;
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 10, comprising:
前記電動機の逆モデルは、
前記電力指令値の履歴と、電動機により発せられた電動機トルクの履歴とを記憶する入出力履歴記憶手段と、
前記電力指令値の履歴と前記電動機トルクの履歴とに基づいて、前記電力指令値と前記電動機トルクとの間に成立する線形モデルの係数を算出する線形モデル係数算出手段と、
目標電動機トルクと、前記線形モデルにより算出される推定電動トルクとの差を一要素とする評価関数の値が判定値を下回るように、時刻t以前の複数の電力指令値と、時刻t以前の複数の電動機トルクと、前記目標電動機トルクとの関係を規定する関係式を、前記線形モデルの係数を用いて設定する関係式設定手段と、
時刻t以前の複数の電動機トルクと、時刻tの直前のサンプリング時刻である時刻t-1以前の複数の電力指令値と、時刻tにおいて用いるべき目標電動機トルクとを前記関係式に代入することにより、時刻tにおける電力指令値(t)を算出する電力指令値(t)演算手段と、
を含むことを特徴とする請求項10または11記載のハイブリッド車両のトルク分配制御装置。 The power command value calculation means executes a process of calculating a power command value for each predetermined sampling period,
The inverse model of the motor is
Input / output history storage means for storing a history of the power command value and a history of motor torque generated by the motor;
Linear model coefficient calculation means for calculating a coefficient of a linear model established between the power command value and the motor torque based on the history of the power command value and the history of the motor torque;
A plurality of power command values before time t and before time t so that the value of the evaluation function having a difference between the target motor torque and the estimated electric torque calculated by the linear model as one element Relational expression setting means for setting a relational expression defining a relation between a plurality of motor torques and the target motor torque using a coefficient of the linear model;
By substituting a plurality of motor torques before time t, a plurality of power command values before time t-1 which is a sampling time immediately before time t, and a target motor torque to be used at time t into the relational expression A power command value (t) calculating means for calculating a power command value (t) at time t;
The torque distribution control device for a hybrid vehicle according to claim 10 or 11, comprising:
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記収束時点までの前記電力指令値の積算値が、前記バッテリ供給可能電圧を超えないように、前記電動機への電力供給開始時期を設定する電力供給開始時期設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項10乃至12の何れか1項記載のハイブリッド車両のトルク分配装置。 At the time of increase of the target total torque, the engine torque estimating means estimates the estimated value until a convergence time at which the estimated value of the engine torque matches the target total torque, and the difference calculating means is until the convergence time. The target motor torque is calculated, and the power command value calculating means calculates the power command value until the convergence time point,
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
Power supply start time setting means for setting a power supply start time to the electric motor so that an integrated value of the power command value until the convergence time does not exceed the battery supplyable voltage;
The torque distribution device for a hybrid vehicle according to any one of claims 10 to 12, further comprising:
バッテリの供給可能電力を検出する供給可能電力検出手段と、
前記収束時点までの前記電力指令値の積算値が、前記バッテリ供給可能電圧を超えないように、前記目標総トルクの見直しを行う目標総トルク修正手段と、
を備えることを特徴とする請求項10乃至13の何れか1項記載のハイブリッド車両のトルク分配装置。 At the time of increase of the target total torque, the engine torque estimating means estimates the estimated value until a convergence time at which the estimated value of the engine torque matches the target total torque, and the difference calculating means is until the convergence time. The target motor torque is calculated, and the power command value calculating means calculates the power command value until the convergence time point,
Supplyable power detection means for detecting the supplyable power of the battery;
A target total torque correcting means for reviewing the target total torque so that an integrated value of the power command value until the convergence time does not exceed the battery supplyable voltage;
The torque distribution device for a hybrid vehicle according to any one of claims 10 to 13, characterized by comprising:
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