JP4454031B2

JP4454031B2 - Control device for hybrid electric vehicle

Info

Publication number: JP4454031B2
Application number: JP2006057648A
Authority: JP
Inventors: 誠緒方
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2026-03-03
Also published as: JP2007230485A

Description

本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特にエンジンの駆動力と電動機の駆動力とがそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid electric vehicle, and more particularly to a control device for a hybrid electric vehicle capable of transmitting an engine driving force and an electric motor driving force to driving wheels of a vehicle.

従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなパラレル型ハイブリッド電気自動車として、エンジンと自動変速機とを機械的に断接するクラッチを設け、このクラッチの出力軸と自動変速機の入力軸との間に電動機の回転軸を連結したハイブリッド電気自動車が、例えば特許文献１によって提案されている。 Conventionally, a so-called parallel type hybrid electric vehicle has been developed and put into practical use in which an engine and an electric motor are mounted on a vehicle and the driving force of the engine and the driving force of the electric motor can be transmitted to the driving wheels of the vehicle, respectively.
As such a parallel type hybrid electric vehicle, a hybrid in which a clutch for mechanically connecting and disconnecting an engine and an automatic transmission is provided, and a rotating shaft of an electric motor is connected between an output shaft of the clutch and an input shaft of the automatic transmission. An electric vehicle is proposed by, for example, Patent Document 1.

特許文献１に示されるようなハイブリッド電気自動車においては、クラッチを接続してエンジンと電動機の両方から駆動輪に駆動力を伝達可能とした状態と、クラッチを切断して電動機の駆動力のみを駆動輪に伝達可能とした状態とに切り換えられるようになっている。
このようなハイブリッド電気自動車では、車両の運転状態に応じてクラッチを制御することにより駆動力の伝達状態を切り換えたり、エンジン及び電動機を制御して必要な駆動力に対するエンジンと電動機の駆動力の配分を調整したりすることが可能であり、特許文献１のハイブリッド電気自動車では、車両発進時にクラッチを切断状態とし、電動機のみで駆動を行うことにより車両の発進をスムーズに行えるようにしている。 In a hybrid electric vehicle as disclosed in Patent Document 1, a clutch is connected so that driving force can be transmitted from both the engine and the motor to the driving wheel, and only the driving force of the motor is driven by cutting the clutch. It is possible to switch to a state where transmission to the wheel is possible.
In such a hybrid electric vehicle, the transmission state of the driving force is switched by controlling the clutch according to the driving state of the vehicle, or the driving force distribution of the engine and the electric motor to the required driving force is controlled by controlling the engine and the electric motor. In the hybrid electric vehicle of Patent Document 1, the clutch is disengaged when the vehicle starts, and the vehicle can be started smoothly by being driven only by the electric motor.

また、特許文献２には上記特許文献１と同様に電動機のみでも駆動力を伝達可能としたハイブリッド電気自動車が示されている。このハイブリッド電気自動車では、電動機の駆動力のみで走行しているときに急加速要求があった場合には、クラッチを接続してエンジンからも駆動力を伝達できるようになるまでの間、電動機の出力を一時的に増大させて加速遅れを低減するようにしている。 Patent Document 2 discloses a hybrid electric vehicle capable of transmitting a driving force only with an electric motor, as in Patent Document 1. In this hybrid electric vehicle, when there is a sudden acceleration request when traveling with only the driving force of the motor, the motor is connected until the driving force can be transmitted from the engine after the clutch is connected. The output is temporarily increased to reduce the acceleration delay.

更に、特許文献３には、ナビゲーション装置からの情報に基づき車両が所定の低速走行区間を走行していることを検知した場合には、エンジンを切り離して電動機のみで低速走行するようにしたハイブリッド電気自動車が提案されている。
特開平５−１７６４０５号公報特開２０００−２４５０１１号公報特開２００５−１６０２７０号公報 Further, in Patent Document 3, when it is detected that the vehicle is traveling in a predetermined low-speed traveling section based on information from the navigation device, the hybrid electric vehicle is configured such that the engine is disconnected and the vehicle is driven at low speed only by the electric motor. A car has been proposed.
JP-A-5-176405 JP 2000-245011 A JP 2005-160270 A

ところが、一般的にエンジンは例えば７００〜２０００ｒｐｍの中回転領域や２５００ｒｐｍ以上の高回転領域など、所定の回転領域において高トルクを出力させた状態で運転すると、ＮＯｘ排出量が増大する傾向がある。
一方、上記特許文献１乃至３のハイブリッド電気自動車のように、単に車両の運転状態に応じてエンジンと電動機との駆動力の配分を行った場合には、このような中回転領域などにおいてエンジンの出力トルクを高トルクとした運転状態となることがあり、このような運転状態が継続した場合にはエンジンからのＮＯｘ排出量が増大してしまうという問題がある。 However, in general, when an engine is operated in a state where high torque is output in a predetermined rotation region such as a medium rotation region of 700 to 2000 rpm or a high rotation region of 2500 rpm or more, the NOx emission amount tends to increase.
On the other hand, when the driving force between the engine and the electric motor is simply distributed according to the driving state of the vehicle, as in the hybrid electric vehicles of Patent Documents 1 to 3, the engine in such a middle rotation region is used. There is a case where the output torque becomes a high torque operation state, and when such an operation state continues, there is a problem that the NOx emission amount from the engine increases.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の運転に必要なトルクを適正に得ながらエンジンの排ガス特性を改善することが可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid electric vehicle capable of improving the exhaust gas characteristics of an engine while properly obtaining torque necessary for driving the vehicle. It is to provide a control device.

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、車両の駆動輪に駆動力を伝達可能なエンジンと、上記駆動輪に駆動力を伝達可能な電動機とを備え、上記車両の運転状態に応じて上記エンジンと上記電動機との少なくとも一方が出力すべき駆動トルクとして求めた要求トルクに基づき、上記エンジン及び上記電動機を制御するようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、上記回転数検出手段によって検出された回転数が、所定の回転領域にある場合に、上記要求トルクが上記回転数検出手段によって検出された回転数において上記エンジンから出力可能な最大トルクより小さく設定された制限トルク以下のときには上記エンジンのみで上記要求トルクを出力するよう上記エンジンを制御する一方、上記要求トルクが上記制限トルクより大きいときには上記エンジンが上記制限トルクを出力するように上記エンジンを制御すると共に上記要求トルクに対して上記制限トルクが不足する分を補うように上記電動機を制御する統合制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、上記エンジンは、その排気の一部を吸気側に還流するＥＧＲ装置と、少なくとも上記所定の回転領域内で上記エンジンの出力トルクが所定トルク以下となる出力トルク領域において上記ＥＧＲ装置を作動させるエンジン制御手段とを備え、上記制限トルクは、上記所定トルク近傍に設定されることを特徴とする（請求項１）。 In order to achieve the above object, a control apparatus for a hybrid electric vehicle of the present invention comprises an engine capable of transmitting a driving force to driving wheels of a vehicle, and an electric motor capable of transmitting the driving force to the driving wheels. In a control apparatus for a hybrid electric vehicle configured to control the engine and the electric motor based on a required torque obtained as a driving torque to be output by at least one of the engine and the electric motor according to an operation state, When the rotational speed detected by the rotational speed detection means and the rotational speed detected by the rotational speed detection means are within a predetermined rotational range, the required torque is detected at the rotational speed detected by the rotational speed detection means. When the torque is less than the limit torque set smaller than the maximum torque that can be output from the engine, the required torque can be obtained only with the engine. While the engine is controlled to output, when the required torque is greater than the limit torque, the engine is controlled so that the engine outputs the limit torque and the limit torque is insufficient with respect to the request torque. A control device for a hybrid electric vehicle comprising an integrated control means for controlling the electric motor so as to compensate for the engine, wherein the engine has an EGR device that recirculates part of the exhaust gas to the intake side, and at least the predetermined rotation Engine control means for operating the EGR device in an output torque region where the output torque of the engine is equal to or less than a predetermined torque within the region, and the limit torque is set in the vicinity of the predetermined torque ( Claim 1).

このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両の運転状態に応じてエンジンと電動機との少なくとも一方が出力すべき駆動トルクとして求めた要求トルクに基づき、エンジン及び電動機を制御する際に、電動機の回転数が所定の回転領域にあって、要求トルクが上記電動機の回転数においてエンジンから出力可能な最大トルクより小さく設定された制限トルク以下のときにはエンジンのみで要求トルクを出力するようエンジンが制御される一方、要求トルクが制限トルクより大きいときにはエンジンが制限トルクを出力するように制御されると共に要求トルクに対して制限トルクが不足する分を補うように電動機が制御される。
そして、所定の回転数領域でエンジンの出力トルクが制限トルク以下となるように制御が行われる際には、ほぼこれに合わせてＥＧＲ装置が作動し、エンジンの排気の一部が吸気側に還流される。 According to the hybrid electric vehicle control apparatus configured as described above, the engine and the electric motor are controlled based on the required torque obtained as the driving torque to be output by at least one of the engine and the electric motor according to the driving state of the vehicle. In this case, when the rotational speed of the electric motor is in a predetermined rotational range and the required torque is equal to or less than the limit torque set smaller than the maximum torque that can be output from the engine at the rotational speed of the electric motor, the required torque is output only by the engine. On the other hand, while the engine is controlled, the engine is controlled so as to output the limit torque when the required torque is larger than the limit torque, and the electric motor is controlled so as to compensate for the shortage of the limit torque with respect to the request torque.
When control is performed so that the output torque of the engine is less than or equal to the limit torque in a predetermined rotational speed range, the EGR device operates almost in accordance with this, and a part of the engine exhaust gas returns to the intake side. Is done.

また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記統合制御手段は、上記回転数検出手段によって検出された回転数が上記所定の回転領域にあって、上記回転数検出手段によって検出された回転数において上記電動機が出力可能な上限トルクと上記制限トルクとの合計が上記要求トルクに満たない場合には、上記電動機が上記上限トルクを出力するように上記電動機を制御すると共に、上記エンジンの出力トルクと上記電動機の出力トルクとの合計が上記要求トルクとなるように上記エンジンの出力トルクを上記制限トルクよりも増大させることを特徴とする（請求項２）。 In the hybrid electric vehicle control device, the integrated control means may be configured such that the rotation speed detected by the rotation speed detection means is in the predetermined rotation area and the rotation speed detected by the rotation speed detection means. When the sum of the upper limit torque that can be output by the motor and the limit torque is less than the required torque, the motor is controlled so that the motor outputs the upper limit torque, and the output torque of the engine The output torque of the engine is increased more than the limit torque so that the sum of the output torque of the electric motor becomes the required torque (claim 2).

このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機の回転数が所定の回転領域にあって、上記電動機の回転数において電動機が出力可能な上限トルクと制限トルクとを合わせても要求トルクを得ることができない場合には、電動機から上限トルクが出力されると共に、エンジンの出力トルクと電動機の出力トルクとの合計が要求トルクとなるようにエンジンの出力トルクが制限トルクから増大される。 According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle configured as described above, even if the rotation speed of the motor is in a predetermined rotation range and the upper limit torque and the limit torque that can be output by the motor at the rotation speed of the motor are combined. When the required torque cannot be obtained, the upper limit torque is output from the motor, and the engine output torque is increased from the limit torque so that the sum of the engine output torque and the motor output torque becomes the required torque. The

また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機と上記駆動輪との機械的な接続を維持した状態で上記エンジンと上記駆動輪との機械的な接続を切断可能なクラッチを更に備え、上記統合制御手段は、上記回転数検出手段によって検出された回転数が上記所定の回転領域より低い低回転領域にある場合に、上記要求トルクが上記回転数検出手段によって検出された回転数において上記電動機から出力可能な上限トルク以下のときには上記クラッチを切断状態として上記電動機が上記要求トルクを出力するように上記電動機を制御する一方、上記要求トルクが上記上限トルクより大きいときには上記電動機の出力トルクと上記エンジンの出力トルクとの合計が上記要求トルクとなるように上記クラッチの接続状態と上記エンジン及び上記電動機の出力トルクとを制御することを特徴とする（請求項３）。 Further, in the above-described control apparatus for a hybrid electric vehicle further comprises a mechanical connection possible disconnect clutch between the electric motor and the mechanical the engine and the drive wheel connected while maintaining the above-mentioned drive wheels, said When the rotation speed detected by the rotation speed detection means is in a low rotation area lower than the predetermined rotation area, the integrated control means is configured to output the electric motor at the rotation speed detected by the rotation speed detection means. When the required torque is less than the upper limit torque that can be output from the motor, the clutch is disengaged and the motor is controlled so that the motor outputs the required torque. The clutch connection state and the engine are set so that the sum of the engine output torque and the engine torque is the required torque. And controlling the output torque of emissions and the electric motor (claim 3).

このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機の回転数が所定の回転領域より低い低回転領域にあって、要求トルクが、上記電動機の回転数において電動機が出力可能な上限トルク以下のときにはクラッチを切断状態として電動機が要求トルクを出力するように電動機を制御することにより、電動機から出力された要求トルクが駆動輪に伝達される。一方、電動機の回転数が上記低回転領域にあって、要求トルクが上限トルクより大きいときには電動機の出力トルクとエンジンの出力トルクとの合計が要求トルクとなるようにクラッチの接続状態を制御しながらエンジン及び電動機の出力トルクが制御される。 According to the hybrid electric vehicle control apparatus configured as described above, the upper limit of the required torque that can be output by the motor at the rotational speed of the electric motor in a low rotational speed range where the rotational speed of the electric motor is lower than a predetermined rotational speed range. When the torque is below the torque, the clutch is disengaged and the motor is controlled so that the motor outputs the required torque, whereby the required torque output from the motor is transmitted to the drive wheels. On the other hand, while controlling the clutch connection state so that the sum of the output torque of the motor and the output torque of the engine becomes the required torque when the rotational speed of the motor is in the low rotation range and the required torque is larger than the upper limit torque. The output torque of the engine and electric motor is controlled.

更に、以上のようなハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記エンジンはディーゼルエンジンであることを特徴とする（請求項４）。 Further, in the control apparatus for a hybrid electric vehicle as described above, characterized in that said engine is a diesel engine (claim 4).

本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機の回転数が所定の回転領域にあるときには、上記回転数においてエンジンが出力可能な最大トルクより小さく設定された制限トルク以下にエンジンの出力トルクが制限されるため、所定の回転領域においてＮＯｘ排出量が増大する高トルク領域よりも低いトルク領域でエンジンを運転することが可能となり、このような領域でエンジンを運転することによってＮＯｘ排出量の増大を防止することができる。 According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of the present invention, when the rotational speed of the electric motor is in a predetermined rotational range, the engine output torque is less than or equal to a limit torque set smaller than the maximum torque that the engine can output at the rotational speed. Therefore, it becomes possible to operate the engine in a torque region lower than the high torque region where the NOx emission amount increases in a predetermined rotation region. By operating the engine in such a region, the NOx emission amount can be reduced. An increase can be prevented.

更に、このとき要求トルクに対してエンジンの出力トルクが不足する分については、電動機の出力トルクによって補うようにしたので、エンジン出力トルクの制限による車両の運転性能の低下を抑制することができる。
そして、このような効果に加え、所定の回転数領域ではＥＧＲ装置が作動してエンジンの排気の一部が吸気側に還流される領域にほぼ一致するようにエンジンの出力トルクが制限されるので、ＥＧＲが非作動となることが少なく、より一層ＮＯｘ排出量を低減することが可能となる。
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、エンジンの出力が制限トルクに制限されることによって要求トルクに対してエンジンの出力トルクが不足する分を電動機の出力トルクで補うようにしても要求トルクを得ることができない場合には、電動機の出力トルクを上限トルクとすると共に、エンジンの出力トルクと電動機の出力トルクとの合計が要求トルクとなるようにエンジンの出力トルクが制限トルクから増大されるようにした。これにより、要求トルクを確実に得ることができるようになり、車両の運転性能の低下を防止することが可能となる。また、電動機から最大限の出力トルクを得るようにしたので、エンジンの出力トルクが制限トルクを超える量を少なく抑えることが可能となり、ＮＯｘ排出量の増大を最低限度に留めることができる。 Furthermore, since the output torque of the engine is insufficient with respect to the required torque at this time, it is compensated by the output torque of the electric motor, so that it is possible to suppress a decrease in the driving performance of the vehicle due to the limitation of the engine output torque.
In addition to such effects, the engine output torque is limited so that the EGR device operates in a predetermined rotational speed region so that it substantially matches the region where a part of the engine exhaust is recirculated to the intake side. Thus, the EGR is less likely to become inactive, and the NOx emission amount can be further reduced.
According to the hybrid electric vehicle control apparatus of the second aspect, the engine output torque is limited by the limit torque so that the engine output torque is insufficient with respect to the required torque. If the required torque cannot be obtained, the motor output torque is set to the upper limit torque, and the engine output torque is set to the limit torque so that the sum of the engine output torque and the motor output torque becomes the required torque. Increased from. As a result, the required torque can be obtained with certainty, and a reduction in the driving performance of the vehicle can be prevented. Further, since the maximum output torque is obtained from the electric motor, it is possible to reduce the amount of the engine output torque exceeding the limit torque, and it is possible to minimize the increase in the NOx emission amount.

また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機の回転数が所定の回転領域より低い低回転領域にあって、電動機が要求トルクを出力可能なときにはクラッチを切断状態として電動機の出力トルクのみが駆動輪に伝達されるようにしたので、低回転領域では比較的運転効率の悪いエンジンを使用しないことにより、燃費が改善されると共に、車両発進時に電動機のトルクを使用することで車両をスムーズに発進させることができる。 According to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 3 , when the rotation speed of the electric motor is in a low rotation area lower than a predetermined rotation area and the electric motor can output the required torque, the clutch is disengaged and the electric motor is Since only the output torque is transmitted to the drive wheels, fuel efficiency is improved by not using an engine with relatively poor driving efficiency in the low rotation range, and the motor torque is used when starting the vehicle. The vehicle can be started smoothly.

一方、電動機の回転数が上記低回転領域にあって、電動機が要求トルクまではトルクを出力できないときには、クラッチの接続状態を制御しながらエンジン及び電動機の出力トルクを制御することにより、電動機の出力トルクとエンジンからクラッチを介して出力されるトルクとの和を要求トルクとすることが可能となり、トルクが不足することによる運転フィーリングの低下を防止することができる。 On the other hand, when the rotation speed of the motor is in the low rotation range and the motor cannot output the torque up to the required torque, the output torque of the motor is controlled by controlling the output torque of the engine and the motor while controlling the clutch connection state. The sum of the torque and the torque output from the engine via the clutch can be set as the required torque, and a decrease in driving feeling due to insufficient torque can be prevented.

更に、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比較して全負荷及び無負荷以外の部分負荷領域においても燃費効率が良いため、エンジンの出力トルクと電動機の出力トルクとを併用するような場合においても、エンジンを効率的に運転することができる。 Further, according to the control apparatus for a hybrid electric vehicle of claim 4 , since the diesel engine has better fuel efficiency in the partial load region other than the full load and no load as compared with the gasoline engine, the output torque of the engine and the motor Even when the output torque is used in combination, the engine can be operated efficiently.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態であるハイブリッド電気自動車１の制御装置の要部構成図である。ディーゼルエンジン（以下エンジンという）２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。従って、本実施形態においては電動機６の回転数と変速機８の入力軸の回転数とは一致している。また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a control device for a hybrid electric vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. An input shaft of a clutch 4 is connected to an output shaft of a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 2, and the output shaft of the clutch 4 is an automatic transmission via a rotating shaft of a permanent magnet type synchronous motor (hereinafter referred to as an electric motor) 6. 8 input shafts (hereinafter referred to as transmissions) are connected. Therefore, in this embodiment, the rotation speed of the electric motor 6 and the rotation speed of the input shaft of the transmission 8 are the same. The output shaft of the transmission 8 is connected to the left and right drive wheels 16 via a propeller shaft 10, a differential device 12 and a drive shaft 14.

従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸の両方が、変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その出力トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。 Therefore, when the clutch 4 is connected, both the output shaft of the engine 2 and the rotating shaft of the electric motor 6 can be mechanically connected to the drive wheels 16 via the transmission 8, and the clutch 4 is disconnected. Sometimes only the rotating shaft of the electric motor 6 can be mechanically connected to the drive wheels 16 via the transmission 8.
The electric motor 6 operates as a motor when the DC power stored in the battery 18 is converted into AC power by the inverter 20 and supplied thereto, and after the output torque is shifted to an appropriate speed by the transmission 8, the driving wheel is driven. 16 is transmitted. Further, when the vehicle is decelerated, the electric motor 6 operates as a generator, and kinetic energy generated by the rotation of the drive wheels 16 is transmitted to the electric motor 6 via the transmission 8 and converted into AC power, thereby generating regenerative braking force. Then, the AC power is converted into DC power by the inverter 20, and then charged in the battery 18. The kinetic energy generated by the rotation of the drive wheels 16 is recovered as electric energy.

一方、エンジン２の出力トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の出力トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとがそれぞれ変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべきトルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。 On the other hand, the output torque of the engine 2 is transmitted to the transmission 8 via the rotating shaft of the electric motor 6 when the clutch 4 is connected, and is transmitted to the drive wheels 16 after being shifted to an appropriate speed. It has become. Therefore, when the electric motor 6 operates as a motor when the output torque of the engine 2 is transmitted to the drive wheels 16, the output torque of the engine 2 and the output torque of the electric motor 6 are driven via the transmission 8, respectively. It will be transmitted to the wheel 16. That is, a part of the torque to be transmitted to the drive wheels 16 for driving the vehicle is supplied from the engine 2 and the remaining part is supplied from the electric motor 6.

また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の出力トルクの一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２（統合制御手段）は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。 When the charging rate (hereinafter referred to as SOC) of the battery 18 decreases and the battery 18 needs to be charged, the electric motor 6 operates as a generator, and the electric motor 6 is operated using a part of the output torque of the engine 2. Power generation is performed by driving, and the generated AC power is converted into DC power by the inverter 20 and then the battery 18 is charged.
The vehicle ECU 22 (integrated control means) controls the connection / disconnection of the clutch 4 and the transmission according to the operating state of the vehicle and the engine 2, and information from the engine ECU (engine control means) 24, the inverter ECU 26, and the battery ECU 28, and the like. 8 is performed, and integrated control for appropriately operating the engine 2 and the electric motor 6 is performed in accordance with various control states such as these control states and vehicle start, acceleration, and deceleration.

そして車両ＥＣＵ２２は、このような制御を行う際に、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ３２や、車両の走行速度を検出する車速センサ３４及び電動機６の回転数を変速機８の入力回転数として検出する回転数センサ（回転数検出手段）３６の検出結果に基づき、車両の走行に必要な総トルクを演算し、この総トルクから、エンジン２が発生するトルク及び電動機６が発生するトルクを設定している。 When performing such control, the vehicle ECU 22 determines the accelerator opening sensor 32 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 30, the vehicle speed sensor 34 that detects the traveling speed of the vehicle, and the rotational speed of the electric motor 6 as the transmission 8. Based on the detection result of the rotation speed sensor (rotation speed detection means) 36 that is detected as the input rotation speed of the vehicle, the total torque required for traveling of the vehicle is calculated, and the torque generated by the engine 2 and the electric motor 6 are The generated torque is set.

なお、回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力回転数は、上述のように電動機６の回転数であると共に、クラッチ４が接続されたときにはエンジン２の回転数でもある。
エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。 The input rotational speed of the transmission 8 detected by the rotational speed sensor 36 is the rotational speed of the electric motor 6 as described above, and is also the rotational speed of the engine 2 when the clutch 4 is connected.
The engine ECU 24 performs various controls necessary for the operation of the engine 2 such as start / stop control of the engine 2, idle control, or regeneration control of an exhaust gas purification device (not shown), and the engine set by the vehicle ECU 22 The fuel injection amount and injection timing of the engine 2 are controlled so that the engine 2 generates the torque required for the engine 2.

また、エンジン２には、その排気の一部を吸気側に還流するＥＧＲ装置３８が設けられており、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２の運転状態に応じてＥＧＲ装置３８を制御することにより、エンジン２の排ガス性能を改善するようにしている。
一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。 The engine 2 is provided with an EGR device 38 that recirculates part of the exhaust gas to the intake side. The engine ECU 24 controls the EGR device 38 in accordance with the operating state of the engine 2, thereby The exhaust gas performance is improved.
On the other hand, the inverter ECU 26 controls the operation of the motor 6 by operating the motor 6 or the generator by controlling the inverter 20 based on the torque that should be generated by the motor 6 set by the vehicle ECU 22.

また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、車両を走行させるために車両ＥＣＵ２２を中心として以下のような制御が行われる。 The battery ECU 28 detects the temperature of the battery 18, the voltage of the battery 18, the current flowing between the inverter 20 and the battery 18, etc., and obtains the SOC of the battery 18 from these detection results. It is sent to the vehicle ECU 22 together with the detection result.
In the hybrid electric vehicle 1 configured as described above, the following control is performed around the vehicle ECU 22 in order to drive the vehicle.

まず、車両が停車状態にあってエンジン２が停止しており、チェンジレバー（図示せず）がニュートラル位置にあるときに運転者がスタータスイッチ（図示せず）によってエンジン２を始動する操作を行うと、車両ＥＣＵ２２は変速機８がニュートラル位置となって電動機６と駆動輪１６との機械的な接続が遮断されていると共にクラッチ４が接続されていることを確認した後、インバータＥＣＵ２６に対してエンジン２の始動に必要な電動機６の駆動トルクを指示すると共に、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。 First, when the vehicle is stopped and the engine 2 is stopped, and the change lever (not shown) is in the neutral position, the driver performs an operation of starting the engine 2 with a starter switch (not shown). The vehicle ECU 22 confirms that the transmission 8 is in the neutral position and that the mechanical connection between the electric motor 6 and the drive wheel 16 is cut off and the clutch 4 is connected, and then the inverter ECU 26 The drive torque of the electric motor 6 necessary for starting the engine 2 is instructed, and the engine ECU 24 is instructed to operate the engine 2.

インバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２からの指示に基づき、電動機６をモータ作動させてトルクを発生させ、エンジン２をクランキングし、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２への燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動する。エンジン２の始動完了後は車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を切断し、エンジン２はアイドル運転を行う。
このようにしてエンジン２を始動した後、車両が停止状態にあるときには、クラッチ４が切断されており、エンジン２はアイドル運転状態にある。 Based on an instruction from the vehicle ECU 22, the inverter ECU 26 operates the motor 6 to generate torque, cranks the engine 2, and the engine ECU 24 starts supplying fuel to the engine 2, thereby starting the engine 2. . After the start of the engine 2 is completed, the vehicle ECU 22 disconnects the clutch 4 and the engine 2 performs idle operation.
After the engine 2 is started in this way, when the vehicle is in a stopped state, the clutch 4 is disengaged and the engine 2 is in an idle operation state.

この状態から、運転者がチェンジレバーをドライブ位置などに操作するとクラッチ４が切断され、更にアクセルペダル３０を踏み込むと、車両ＥＣＵ２２はアクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量に応じ、車両を発進させ走行させるために変速機８に伝達すべき要求トルクを設定する。そして、この要求トルクと回転数センサ３６が検出した電動機６の回転数、即ち変速機８の入力回転数とに基づき、予め記憶している制御マップを用いてエンジン２及び電動機６が出力すべきトルクを設定すると共に、必要に応じてクラッチ４及び変速機８の制御を行っている。 From this state, when the driver operates the change lever to the drive position or the like, the clutch 4 is disengaged, and when the accelerator pedal 30 is further depressed, the vehicle ECU 22 responds to the depression amount of the accelerator pedal 30 detected by the accelerator opening sensor 32. Then, a required torque to be transmitted to the transmission 8 in order to start and run the vehicle is set. Based on the required torque and the rotational speed of the electric motor 6 detected by the rotational speed sensor 36, that is, the input rotational speed of the transmission 8, the engine 2 and the electric motor 6 should output using a previously stored control map. The torque is set and the clutch 4 and the transmission 8 are controlled as necessary.

このとき使用する制御マップは、図２に示すように変速機８の入力回転数と要求トルクとによって規定されており、要求トルクの上限値Ｔｍａｘより下方の領域において図中の実線によりいくつかの制御領域に分割されている。
図２において回転数Ｎ１及び回転数Ｎ２は、変速機８の入力回転数の中回転領域（所定の回転領域）を規定するものであり、例えば回転数Ｎ１が７００ｒｐｍ、回転数Ｎ２が２０００ｒｐｍとなっている。 The control map used at this time is defined by the input rotational speed of the transmission 8 and the required torque as shown in FIG. 2, and in the region below the upper limit value Tmax of the required torque, several solid lines in the figure indicate It is divided into control areas.
In FIG. 2, the rotational speed N1 and the rotational speed N2 define a middle rotational area (predetermined rotational area) of the input rotational speed of the transmission 8, for example, the rotational speed N1 is 700 rpm and the rotational speed N2 is 2000 rpm. ing.

変速機８の入力回転数は電動機６の回転数でもあり、図２中の一点鎖線は、各回転数において電動機６が出力可能な上限トルクＴｍを示している。この上限トルクＴｍは、図２に示すように回転数Ｎ１より低い低回転領域では領域の境界を示す実線と重複している。
また、変速機８の入力回転数は前述したようにクラッチ４が接続された状態ではエンジン２の回転数でもあり、図２中の二点鎖線は、回転数Ｎ１より高速側のエンジン回転数の領域においてエンジン２が出力可能な最大トルクＴｅを示すものである。 The input rotational speed of the transmission 8 is also the rotational speed of the electric motor 6, and the alternate long and short dash line in FIG. 2 indicates the upper limit torque Tm that the electric motor 6 can output at each rotational speed. As shown in FIG. 2, the upper limit torque Tm overlaps the solid line indicating the boundary of the region in the low rotation region lower than the rotation speed N1.
Further, the input rotational speed of the transmission 8 is also the rotational speed of the engine 2 when the clutch 4 is connected as described above, and the two-dot chain line in FIG. 2 indicates the engine rotational speed higher than the rotational speed N1. The maximum torque Te that can be output by the engine 2 in the region is shown.

このような制御マップにおいて、回転数Ｎ１より低い低回転領域では、電動機６の上限トルクを示す曲線を境界として、制御領域がＭ１とＥ１の２つに分けられており、要求トルクが領域Ｍ１内にある場合には、電動機６のみで要求トルクを出力することが可能であることから、クラッチ４が切断されて電動機６の出力トルクのみが変速機８に伝達されるようになっている。 In such a control map, in a low rotation region lower than the rotation speed N1, the control region is divided into two, M1 and E1, with a curve indicating the upper limit torque of the electric motor 6 as a boundary, and the required torque is within the region M1. In this case, since the required torque can be output only by the electric motor 6, the clutch 4 is disconnected and only the output torque of the electric motor 6 is transmitted to the transmission 8.

また、要求トルクが領域Ｅ１内にある場合には、電動機６の上限トルクだけでは要求トルクを得ることができないため、電動機６にそのときの回転数に対応した上限トルクを出力させると共に、要求トルクに対して上限トルクが不足する分をエンジン２から供給するようにしている。
このとき、要求トルクに対する上限トルクの不足分がわずかである場合には、エンジン２の出力トルクを同不足分に等しくすることが困難となることがあるが、このような場合にはクラッチ４を半クラッチ状態としてクラッチ４から変速機８に伝達されるトルクが上記不足分となるようにする。一方、エンジン２の出力トルクを上記不足分に等しくすることが可能である場合にはクラッチ４を完全に接続してエンジン２の出力トルクを変速機８に伝達するようにしている。 Further, when the required torque is within the region E1, the required torque cannot be obtained only by the upper limit torque of the electric motor 6, so that the electric motor 6 outputs the upper limit torque corresponding to the rotation speed at that time and the required torque. In contrast, the engine 2 supplies an amount of the upper limit torque that is insufficient.
At this time, if the shortage of the upper limit torque with respect to the required torque is small, it may be difficult to make the output torque of the engine 2 equal to the shortage. The torque transmitted from the clutch 4 to the transmission 8 in the half-clutch state is set to the above shortage. On the other hand, when the output torque of the engine 2 can be made equal to the above shortage, the clutch 4 is completely connected to transmit the output torque of the engine 2 to the transmission 8.

回転数Ｎ１からＮ２までの中回転領域では、制御領域がＥ２、Ｍ２及びＥ３の３つに分けられており、領域Ｅ２と領域Ｍ２との境界線は、エンジン２の最大トルクＴｅより小さく設定された制限トルクに対応している。
一般的なエンジンでは、中回転領域において出力トルクが高い領域ではトルクの増大と共にＮＯｘ排出量が急激に増大する傾向にあり、図３にはエンジン２の出力トルクとエンジン２の回転数とによりＮＯｘの増大する領域を一点鎖線で示している。 In the middle rotation region from the rotational speed N1 to N2, the control region is divided into three regions E2, M2 and E3, and the boundary line between the region E2 and the region M2 is set smaller than the maximum torque Te of the engine 2. It corresponds to the limited torque.
In a general engine, in a region where the output torque is high in the middle rotation region, the NOx emission amount tends to increase abruptly as the torque increases. FIG. 3 shows the NOx depending on the output torque of the engine 2 and the rotational speed of the engine 2. The region where the increase is indicated by a one-dot chain line.

ここで、クラッチ４が接続されている場合にはエンジン２の回転数と変速機８の入力回転数とが等しくなることから、図２の領域Ｅ２を図３中に実線で示しており、図３に示すように、領域Ｅ２はＮＯｘの増大するトルク領域よりもトルクが小さい領域に設定されている。そして、要求トルクがこのような領域Ｅ２内にある場合には、クラッチ４を接続すると共に電動機６の出力トルクを０Ｎ・ｍとし、エンジン２のみで要求トルクを出力するように制御が行われる。 Here, since the rotational speed of the engine 2 and the input rotational speed of the transmission 8 are equal when the clutch 4 is connected, the region E2 of FIG. 2 is indicated by a solid line in FIG. As shown in FIG. 3, the region E2 is set to a region where the torque is smaller than the torque region where NOx increases. When the required torque is in such a region E2, control is performed so that the clutch 4 is connected and the output torque of the electric motor 6 is set to 0 N · m, and only the engine 2 outputs the required torque.

なお、エンジンＥＣＵ２４の制御によりＥＧＲ装置３８が作動してエンジン２の排気の一部が吸気側に還流される領域は、中回転領域において領域Ｅ２にほぼ一致している。
領域Ｍ２は領域Ｅ２に電動機６の上限トルクＴｍを上乗せして得られる領域であって、要求トルクが領域Ｍ２内にある場合には、クラッチ４を接続してエンジン２から制限トルクの出力トルクを出力させると共に、要求トルクに対してエンジン２の出力トルクが不足する分を電動機６に出力させる。 The region where the EGR device 38 is operated by the control of the engine ECU 24 and a part of the exhaust gas of the engine 2 is recirculated to the intake side substantially coincides with the region E2 in the middle rotation region.
The region M2 is a region obtained by adding the upper limit torque Tm of the electric motor 6 to the region E2. When the required torque is within the region M2, the clutch 4 is connected and the output torque of the limit torque is obtained from the engine 2. At the same time, the motor 6 is made to output the amount of the output torque of the engine 2 that is insufficient with respect to the required torque.

また、領域Ｅ３は、エンジン２から出力される制限トルクと電動機６から出力される上限トルクの合計だけでは要求トルクを得ることができない領域であり、車両の急加速や登坂時などの限られた条件のときに、このような領域に要求トルクが入ることがある。そして、要求トルクが領域Ｅ３内にある場合には、クラッチ４を接続状態とし、電動機６から上限トルクを出力させると共に、エンジンの出力トルクと電動機の出力トルクとの合計が要求トルクとなるようにエンジンの出力トルクを制限トルクから増大させる。このときの制限トルクからの増大量は、図２においてそのときの回転数における領域Ｅ３のトルク方向の幅以下となる。 The region E3 is a region in which the required torque cannot be obtained only by the sum of the limit torque output from the engine 2 and the upper limit torque output from the electric motor 6, and is limited when the vehicle suddenly accelerates or climbs up. In certain conditions, the required torque may enter such a region. When the required torque is within the region E3, the clutch 4 is brought into the connected state, the upper limit torque is output from the electric motor 6, and the sum of the output torque of the engine and the output torque of the electric motor becomes the required torque. Increase the engine output torque from the limit torque. The amount of increase from the limit torque at this time is equal to or smaller than the width in the torque direction of the region E3 at the rotation speed at that time in FIG.

回転数Ｎ２より高い回転領域では、電動機６から出力可能なトルクが小さくなると共にエンジン２を比較的高効率で運転可能であることから、領域Ｅ２の制御をそのまま適用してクラッチ４を接続すると共に電動機６の出力トルクを０Ｎ・ｍとし、エンジン２のみで要求トルクを出力するように制御しても良いが、本実施形態では、ＮＯｘ排出量の増大する回転数Ｎ３以上の領域（所定の回転領域）においてはエンジン２の制限トルクを境界として領域Ｅ２と領域Ｍ３とに分けている。ここで、領域Ｍ３は前述の領域Ｍ２と同様の制御が行われるものであり、説明を省略する。 In the rotation region higher than the rotation speed N2, the torque that can be output from the electric motor 6 becomes small and the engine 2 can be operated with relatively high efficiency. Therefore, the control of the region E2 is applied as it is and the clutch 4 is connected. The output torque of the electric motor 6 may be set to 0 N · m, and the engine 2 may be controlled so as to output the required torque. Region) is divided into region E2 and region M3 with the limit torque of engine 2 as a boundary. Here, the area M3 is subjected to the same control as the above-described area M2, and the description thereof is omitted.

このような制御マップを用いることにより、車両の発進及び走行の際のエンジン２及び電動機６の制御は以下のようになる。
まず、車両が停止した状態では変速機８の入力回転数は０ｒｐｍとなっているので、車両の発進時に適用される制御領域は回転数Ｎ１より低い低回転領域となる。そして、このような領域において、アクセルペダル３０の踏込量に応じて設定した要求トルクと回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力回転数とによって定まる点が領域Ｍ１内にある場合には、クラッチ４を切断すると共に電動機６の出力トルクが要求トルクとなるように車両ＥＣＵ２２からインバータＥＣＵ２６に指示がなされる。 By using such a control map, the engine 2 and the electric motor 6 are controlled as follows when the vehicle starts and runs.
First, since the input rotational speed of the transmission 8 is 0 rpm when the vehicle is stopped, the control region applied when the vehicle starts is a low rotational region lower than the rotational frequency N1. In such a region, when a point determined by the required torque set according to the depression amount of the accelerator pedal 30 and the input rotational speed of the transmission 8 detected by the rotational speed sensor 36 is in the region M1. Then, the vehicle ECU 22 instructs the inverter ECU 26 so that the clutch 4 is disconnected and the output torque of the electric motor 6 becomes the required torque.

インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定した要求トルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して要求トルクを出力し、電動機６の出力トルクは変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、車両が発進する。 The inverter ECU 26 controls the inverter 20 according to the required torque set by the vehicle ECU 22, and the DC power of the battery 18 is converted into AC power by the inverter 20 and supplied to the electric motor 6. The electric motor 6 is operated by a motor when AC power is supplied to output a required torque. The output torque of the electric motor 6 is transmitted to the drive wheels 16 via the transmission 8 and the vehicle starts.

一方、アクセルペダル３０の踏込量に応じて設定した要求トルクと変速機８の入力回転数とによって定まる点が領域Ｅ１内にある場合には、電動機６から上限トルクを出力させるように車両ＥＣＵ２２からインバータＥＣＵ２６に指示がなされると共に、要求トルクに対して上限トルクが不足する分をエンジン２から出力するように車両ＥＣＵ２２からエンジンＥＣＵ２４に指示がなされる。 On the other hand, when the point determined by the required torque set according to the depression amount of the accelerator pedal 30 and the input rotational speed of the transmission 8 is in the region E1, the vehicle ECU 22 outputs the upper limit torque from the electric motor 6. An instruction is given to the inverter ECU 26, and an instruction is issued from the vehicle ECU 22 to the engine ECU 24 so as to output from the engine 2 an amount that the upper limit torque is insufficient with respect to the required torque.

このとき、要求トルクに対する上限トルクの不足分わずかであるためにエンジン２の出力トルクを同不足分に等しくすることが困難である場合には、上記不足分がクラッチ４を介して変速機８に伝達されるように、クラッチ４を半クラッチ状態に制御すると共にエンジン２の出力トルクをエンジンＥＣＵ２４に指示する。また、エンジン２の出力トルクを上記不足分に等しくすることが可能である場合にはクラッチ４を完全に接続し、エンジン２の出力トルクが上記不足分に等しくなるようにエンジンＥＣＵ２４に指示する。 At this time, when it is difficult to make the output torque of the engine 2 equal to the shortage due to the shortage of the upper limit torque with respect to the required torque, the shortage is transferred to the transmission 8 via the clutch 4. In order to be transmitted, the clutch 4 is controlled to the half-clutch state and the output torque of the engine 2 is instructed to the engine ECU 24. When the output torque of the engine 2 can be made equal to the shortage, the clutch 4 is completely connected, and the engine ECU 24 is instructed to make the output torque of the engine 2 equal to the shortage.

インバータＥＣＵ２６は、上述のようにしてインバータ２０を制御し、電動機６がモータ作動して上限トルクを出力する。
また、エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２から指示されたトルクをエンジン２が出力するようにエンジン２を制御し、エンジン２からの出力トルクと電動機６からの出力トルクとの合計が要求トルクとなって変速機８に伝達され、車両が発進する。 The inverter ECU 26 controls the inverter 20 as described above, and the electric motor 6 operates as a motor and outputs an upper limit torque.
Further, the engine ECU 24 controls the engine 2 so that the engine 2 outputs the torque instructed from the vehicle ECU 22, and the sum of the output torque from the engine 2 and the output torque from the electric motor 6 becomes a required torque to change the speed. The vehicle is transmitted to the machine 8 and the vehicle starts.

このように、車両の発進時には電動機６を優先的に使用し、上限トルクまで出力させるようにすることで、低回転領域で比較的運転効率の悪いエンジン２の使用割合を減らし、燃費を改善することができると共に、電動機６によって車両のスムーズな発進を行うことができる。
また、電動機６の出力トルクだけでは要求トルクを得ることができない場合には、エンジン２の出力トルクを併用して要求トルクを得るようにしたので、発進時にトルク不足となるようなことがなく、車両の良好な運転性能を確保することができる。 In this way, by using the electric motor 6 preferentially at the start of the vehicle and outputting up to the upper limit torque, the usage ratio of the engine 2 with relatively poor driving efficiency is reduced in the low rotation range, and the fuel consumption is improved. In addition, the vehicle can be smoothly started by the electric motor 6.
In addition, when the required torque cannot be obtained only with the output torque of the electric motor 6, the required torque is obtained by using the output torque of the engine 2 together. Good driving performance of the vehicle can be ensured.

このようにして車両が発進加速し、走行状態になると、車両ＥＣＵ２２はアクセルペダル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量と、車速センサ３４によって検出された走行速度とに基づき車両の走行に必要な要求トルクを設定する。
そして、変速機８の入力回転数が上昇して回転数Ｎ１から回転数Ｎ２までの中回転領域に入ると、車両ＥＣＵ２２は回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力回転数と要求トルクとで定まる点が図２の領域Ｅ２、Ｍ２及びＥ３のいずれにあるかによって制御を切り換える。 When the vehicle starts and accelerates in this way and enters a traveling state, the vehicle ECU 22 determines the vehicle based on the depression amount of the accelerator pedal 30 detected by the accelerator pedal opening sensor 32 and the traveling speed detected by the vehicle speed sensor 34. Set the required torque required for driving.
When the input rotational speed of the transmission 8 rises and enters the middle rotational speed range from the rotational speed N1 to the rotational speed N2, the vehicle ECU 22 detects the input rotational speed of the transmission 8 and the required torque detected by the rotational speed sensor 36. The control is switched depending on which of the areas E2, M2 and E3 in FIG.

変速機８の入力回転数と要求トルクとによって定まる点が領域Ｅ２内にある場合には、車両ＥＣＵ２２がクラッチ４を接続し、電動機６の出力トルクを０Ｎ・ｍとするようインバータＥＣＵ２６に対して指示すると共に、エンジン２から要求トルクを出力するようにエンジンＥＣＵ２４に対して指示する。
インバータＥＣＵ２６は、インバータ２０を制御し、電動機６がモータ及び発電機のいずれでも作動しない状態として出力トルクを０Ｎ・ｍとし、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２が要求トルクを出力するようにエンジン２を制御することにより、変速機８にはエンジン２が出力した要求トルクが伝達される。 When the point determined by the input rotational speed of the transmission 8 and the required torque is in the region E2, the vehicle ECU 22 connects the clutch 4 and the inverter ECU 26 is set to 0 N · m so that the output torque of the motor 6 is 0 N · m. At the same time, the engine ECU 24 is instructed to output the required torque from the engine 2.
The inverter ECU 26 controls the inverter 20, sets the output torque to 0 N · m so that the motor 6 is not operated by either the motor or the generator, and the engine ECU 24 controls the engine 2 so that the engine 2 outputs the required torque. Thus, the required torque output from the engine 2 is transmitted to the transmission 8.

クラッチ４が接続されることによって変速機８の入力回転数はエンジン２の回転数と等しくなるが、このようにエンジン２の出力トルクが領域Ｅ２を規定する制限トルク以下であることによって、エンジン２は図３に示すようにＮＯｘ排出量の比較的少ない領域で運転される。
ここで、エンジンＥＣＵ２４の制御によりＥＧＲ装置３８が作動してエンジン２の排気の一部が吸気側に還流される領域は、中回転領域において領域Ｅ２にほぼ一致していることから、エンジン２が領域Ｅ２内で制御されることによりＥＧＲ装置もほぼ同時に作動する。そして、ＥＧＲ装置３８が作動してエンジン２の排気の一部が吸気側に還流されることにより、エンジン２からのＮＯｘ排出量が低減されるため、エンジン２の排ガス特性がより一層良好なものとなる。 When the clutch 4 is connected, the input rotational speed of the transmission 8 becomes equal to the rotational speed of the engine 2, but when the output torque of the engine 2 is equal to or less than the limit torque that defines the region E2, the engine 2 As shown in FIG. 3, the engine is operated in a region where the amount of NOx emission is relatively small.
Here, the region where the EGR device 38 is operated by the control of the engine ECU 24 and a part of the exhaust gas of the engine 2 is recirculated to the intake side substantially coincides with the region E2 in the middle rotation region. By being controlled in the region E2, the EGR device operates almost simultaneously. Since the EGR device 38 is operated and a part of the exhaust gas of the engine 2 is recirculated to the intake side, the NOx emission amount from the engine 2 is reduced, so that the exhaust gas characteristic of the engine 2 is further improved. It becomes.

また、変速機８の入力回転数と要求トルクとによって定まる点が領域Ｍ２或いはＭ３内にある場合には、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を接続し、エンジン２の出力トルクが制限トルクとなるようエンジンＥＣＵ２４に指示すると共に、要求トルクに対してエンジン２の出力トルクが不足する分を電動機６が出力するようにインバータＥＣＵ２６に指示する。 When the point determined by the input rotational speed of the transmission 8 and the required torque is in the region M2 or M3, the vehicle ECU 22 connects the clutch 4 and the engine ECU 24 connects the output torque of the engine 2 to the limit torque. And the inverter ECU 26 is instructed so that the electric motor 6 outputs an amount corresponding to the shortage of the output torque of the engine 2 with respect to the required torque.

エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２の出力トルクが制限トルクとなるようにエンジン２を制御し、インバータＥＣＵ２６は、電動機６がモータとして作動して出力トルクが車両ＥＣＵから指示されたトルクとなるようにインバータ２０を制御することにより、変速機８にはエンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとの合計が要求トルクとなって変速機８に伝達される。 The engine ECU 24 controls the engine 2 so that the output torque of the engine 2 becomes the limit torque, and the inverter ECU 26 operates so that the electric motor 6 operates as a motor and the output torque becomes the torque instructed by the vehicle ECU. As a result, the sum of the output torque of the engine 2 and the output torque of the electric motor 6 is transmitted to the transmission 8 as a required torque.

このときも、エンジン２の出力トルクが領域Ｅ２を規定する制限トルクとなることによって、エンジン２は図３に示すようにＮＯｘ排出量の比較的少ない領域で運転される。
また、前述したようにエンジン２が領域Ｅ２内で制御されることによりＥＧＲ装置もほぼ同時に作動し、エンジン２からのＮＯｘ排出量が低減されるため、エンジン２の排ガス特性がより一層良好なものとなる。 Also at this time, when the output torque of the engine 2 becomes the limit torque that defines the region E2, the engine 2 is operated in a region where the NOx emission amount is relatively small as shown in FIG.
Further, as described above, the engine 2 is controlled in the region E2, and the EGR device also operates almost simultaneously, and the NOx emission amount from the engine 2 is reduced, so that the exhaust gas characteristics of the engine 2 are further improved. It becomes.

更に、エンジン２の出力トルクが制限トルクに制限されることによって要求トルクから不足する分を電動機６の出力トルクによって補うようにしたので、変速機８には車両の走行に必要な要求トルクが伝達され、トルク不足を生じることなく車両の良好な運転性能を確保することができる。
また、変速機８の入力回転数と要求トルクとによって定まる点が領域Ｅ３内にある場合には、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を接続状態とし、電動機６から上限トルクを出力するようインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、エンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとの合計が要求トルクとなるような出力トルクをエンジン２が出力するようエンジンＥＣＵ２４に指示する。従って、エンジンＥＣＵ２４に指示されるエンジン２の出力トルクは制限トルクよりも大きくなる。 Furthermore, since the output torque of the engine 2 is limited to the limit torque, the shortage from the required torque is compensated by the output torque of the electric motor 6, so that the required torque necessary for running the vehicle is transmitted to the transmission 8. Thus, good driving performance of the vehicle can be ensured without causing torque shortage.
When the point determined by the input rotational speed of the transmission 8 and the required torque is within the area E3, the vehicle ECU 22 instructs the inverter ECU 26 to put the clutch 4 into the connected state and output the upper limit torque from the electric motor 6. At the same time, the engine ECU 24 is instructed to output an output torque such that the sum of the output torque of the engine 2 and the output torque of the electric motor 6 becomes the required torque. Therefore, the output torque of the engine 2 instructed by the engine ECU 24 is larger than the limit torque.

インバータＥＣＵ２６は、電動機６がモータとして作動して上限トルクを出力するようにインバータ２０を制御し、エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２が指示した出力トルクをエンジン２が出力するようにエンジン２を制御することにより、変速機８にはエンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとの合計が要求トルクとなって変速機８に伝達される。 The inverter ECU 26 controls the inverter 20 so that the electric motor 6 operates as a motor and outputs an upper limit torque, and the engine ECU 24 controls the engine 2 so that the engine 2 outputs the output torque instructed by the vehicle ECU 22. As a result, the sum of the output torque of the engine 2 and the output torque of the electric motor 6 is transmitted to the transmission 8 as a required torque.

このような制御を行うことにより、車両の急加速や登坂時などで一時的に大きな要求トルクが必要となった場合であっても、変速機８に要求トルクを確実に伝達することが可能となり、トルク不足を生じることなく車両の良好な運転性能を確保することができる。
また、高速走行などで変速機８の入力回転数が更に上昇し、回転数Ｎ２と回転数Ｎ３との間の回転領域に入った場合には、車両ＥＣＵ２２は領域Ｅ２の制御をそのまま適用してクラッチ４を接続すると共に電動機６の出力トルクを０Ｎ・ｍとするようインバータＥＣＵ２６に指示し、エンジン２から要求トルクを出力するようエンジンＥＣＵ２４に指示する。 By performing such control, it is possible to reliably transmit the required torque to the transmission 8 even when a large required torque is temporarily required due to sudden acceleration or climbing of the vehicle. Thus, good driving performance of the vehicle can be ensured without causing torque shortage.
Further, when the input rotational speed of the transmission 8 further increases due to high speed traveling or the like and enters a rotational region between the rotational speed N2 and the rotational speed N3, the vehicle ECU 22 applies the control of the region E2 as it is. The clutch 4 is connected and the inverter ECU 26 is instructed to set the output torque of the electric motor 6 to 0 N · m, and the engine ECU 24 is instructed to output the required torque from the engine 2.

インバータＥＣＵ２６は、インバータ２０を制御し、電動機６がモータ及び発電機のいずれでも作動しない状態として出力トルクを０Ｎ・ｍとし、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２が要求トルクを出力するようにエンジン２を制御することにより、変速機８にはエンジン２が出力した要求トルクが伝達される。
回転数Ｎ２より高い高回転領域では、電動機６から出力可能なトルクが小さい上、エンジン２を高効率で運転可能であり、このようにして電動機６で電気エネルギを消費せずにエンジン２のみで要求トルクを得るようにすることにより、エネルギ効率を向上させながら車両の走行に必要な要求トルクを得ることができる。 The inverter ECU 26 controls the inverter 20, sets the output torque to 0 N · m in a state where the electric motor 6 is not operated by either the motor or the generator, and the engine ECU 24 controls the engine 2 so that the engine 2 outputs the required torque. Thus, the required torque output from the engine 2 is transmitted to the transmission 8.
In a high rotation range higher than the rotation speed N2, the torque that can be output from the electric motor 6 is small, and the engine 2 can be operated with high efficiency. Thus, the electric motor 6 does not consume electric energy, and only the engine 2 can be operated. By obtaining the required torque, it is possible to obtain the required torque necessary for traveling of the vehicle while improving the energy efficiency.

以上のように、変速機８の入力回転数が所定の回転領域（回転数Ｎ１から回転数Ｎ２の間の回転領域、及び回転数Ｎ３以上の回転領域）にあるときには、急発進や登坂時などの特別な場合を除き、ＮＯｘ排出量が比較的少ないトルク領域として最大トルクより小さく設定された制限トルク以下にエンジン２の出力トルクを制限するようにしたので、エンジン２からのＮＯｘ排出量の増大を抑制して良好な排ガス性能を得ることができる。 As described above, when the input rotational speed of the transmission 8 is in a predetermined rotational area (a rotational area between the rotational speed N1 and the rotational speed N2 and a rotational area over the rotational speed N3), the vehicle is suddenly started or climbed. Except for special cases, the output torque of the engine 2 is limited to a torque that is set to be smaller than the maximum torque as a torque region in which the NOx emission amount is relatively small, so that the NOx emission amount from the engine 2 increases. And good exhaust gas performance can be obtained.

また、このようなエンジン２の運転領域は、ＥＧＲ装置３８が作動する領域にほぼ一致しているため、ＥＧＲ装置３８の作動によってより一層ＮＯｘ排出量を低減することが可能となる。
更に、このときエンジン２の出力トルクが制限トルクに制限されることで要求トルクに対してエンジン２の出力トルクが不足する場合には、電動機６の出力トルクによって補うようにしたので、車両の走行に必要な要求トルクを確実に得ることができ、車両の良好な運転性能を確保することができる。 In addition, since the operation range of the engine 2 substantially matches the region in which the EGR device 38 operates, the NOx emission amount can be further reduced by the operation of the EGR device 38.
Further, when the output torque of the engine 2 is insufficient with respect to the required torque due to the output torque of the engine 2 being limited to the limit torque at this time, the output torque of the electric motor 6 is compensated. The required torque required for the vehicle can be obtained with certainty, and good driving performance of the vehicle can be ensured.

また、変速機８の入力回転数が中回転領域にあるときに、急発進や登坂時などのように大きな要求トルクが必要となって電動機６が出力する上限トルクとエンジン２の制限トルクだけでは要求トルクを得ることができない場合には、電動機６の出力トルクを上限トルクとすると共に、エンジン２の出力トルクを制限トルクよりも増大させるので、要求トルクを確実に得ることができ、車両の良好な運転性能を確保することが可能となる。 Further, when the input rotational speed of the transmission 8 is in the middle rotational range, a large required torque is required, such as when suddenly starting or climbing, and only the upper limit torque output from the motor 6 and the limit torque of the engine 2 are sufficient. When the required torque cannot be obtained, the output torque of the electric motor 6 is set as the upper limit torque and the output torque of the engine 2 is increased more than the limit torque, so that the required torque can be reliably obtained and the vehicle is good. It is possible to ensure a good driving performance.

また、電動機から最大限の出力トルクを得るようにしたので、エンジンの出力トルクが制限トルクを超える量を少なく抑えることが可能となり、ＮＯｘ排出量の増大を最低限度に留めることができる。
更に、低回転領域では電動機６を優先的に使用し、電動機６が上限トルクまで出力できるようにすることで、低回転領域では比較的運転効率の悪いエンジン２の使用割合を減らして燃費を改善すると共に、車両をスムーズに発進させることができる。 Further, since the maximum output torque is obtained from the electric motor, it is possible to reduce the amount of the engine output torque exceeding the limit torque, and it is possible to minimize the increase in the NOx emission amount.
In addition, the motor 6 is preferentially used in the low speed range, and the motor 6 can output up to the upper limit torque, thereby reducing the usage ratio of the engine 2 having relatively poor operating efficiency in the low speed range and improving the fuel consumption. In addition, the vehicle can be started smoothly.

また、エンジン２がディーゼルエンジンであるため、全負荷及び無負荷以外の部分負荷においても高効率で運転することが可能であり、エンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとを併用するような場合であっても高効率で運転して良好な燃費性能を得ることができる。
なお、変速機８にエンジン２や電動機６の出力トルクを伝達して車両を走行させる場合の制御は以上の通りであるが、アクセルペダル３０の踏み込みが解除された場合には、エンジン２によるエンジンブレーキと電動機６の発電機作動による回生制動力とを用いて車両に適度の減速度を発生させ、車両を減速させる。このとき、電動機６の回生制動によって得られた交流電力をインバータ２０で直流電力に変換することによりバッテリ１８に充電して、駆動輪１６の回転による運動エネルギを電気エネルギとして回収することによりエネルギ効率を高めている。 Further, since the engine 2 is a diesel engine, it is possible to operate with high efficiency even in partial loads other than full load and no load, and the output torque of the engine 2 and the output torque of the electric motor 6 are used in combination. Even if it is a case, it can drive | operate with high efficiency and can obtain favorable fuel-consumption performance.
The control for transmitting the output torque of the engine 2 and the electric motor 6 to the transmission 8 to drive the vehicle is as described above. However, when the depression of the accelerator pedal 30 is released, the engine by the engine 2 is used. A moderate deceleration is generated in the vehicle using the brake and the regenerative braking force generated by the generator operation of the electric motor 6 to decelerate the vehicle. At this time, the AC power obtained by the regenerative braking of the electric motor 6 is converted into DC power by the inverter 20 to charge the battery 18, and the kinetic energy generated by the rotation of the drive wheels 16 is recovered as electric energy, thereby improving energy efficiency. Is increasing.

以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、電動機６をクラッチ４と変速機８との間に配置するようにしたが、電動機６の配置はこれに限られるものではなく、例えばエンジン２とクラッチ４との間に電動機６を配置したハイブリッド電気自動車のように、エンジン２の駆動力と電動機６の駆動力とがそれぞれ駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車であれば、中回転領域において上記実施形態と同じ制御を行うことができる。 Although the description of the control apparatus for a hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention is finished above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the electric motor 6 is arranged between the clutch 4 and the transmission 8, but the arrangement of the electric motor 6 is not limited to this, and for example, between the engine 2 and the clutch 4. If the hybrid electric vehicle can transmit the driving force of the engine 2 and the driving force of the electric motor 6 to the driving wheels, such as a hybrid electric vehicle in which the electric motor 6 is disposed, the same control as the above embodiment is performed in the middle rotation region. It can be carried out.

また、上記実施形態では回転数センサ３６により電動機６の回転数を検出するようにしたが、変速機８の入力軸の回転数を検出するようにしても良いし、変速機８の出力回転数などを検出し、これを変速比を用いて電動機６の回転数に変換しても良い。
更に、上記実施形態では、低回転領域で要求トルクに対する電動機６の上限トルクの不足分がわずかである場合には、クラッチ４を半クラッチ制御すると共に要求トルクに対して上限トルクが不足する分がクラッチ４から変速機８に伝達されるようエンジン２を制御したが、クラッチ４を半クラッチとせずに完全に接続し、要求トルクからエンジン２の出力トルクを差し引いたトルクを電動機６が出力するように制御しても良い。 In the above embodiment, the rotational speed of the electric motor 6 is detected by the rotational speed sensor 36. However, the rotational speed of the input shaft of the transmission 8 may be detected, or the output rotational speed of the transmission 8 may be detected. Or the like may be detected and converted into the rotational speed of the electric motor 6 using the gear ratio.
Further, in the above embodiment, when the shortage of the upper limit torque of the electric motor 6 with respect to the required torque is small in the low rotation range, the clutch 4 is controlled by half clutch, and the upper limit torque is insufficient with respect to the required torque. The engine 2 is controlled so as to be transmitted from the clutch 4 to the transmission 8, but the clutch 4 is completely connected without being a half-clutch, and the motor 6 outputs a torque obtained by subtracting the output torque of the engine 2 from the required torque. You may control to.

なお、上記実施形態ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
また、上記実施形態において、電動機６を永久磁石式同期電動機としたが電動機の形式もこれに限られるものではない。
更に、上記実施形態では変速機８を自動変速機としたが、変速機の形式はこれに限られるものではなく、無段変速機や手動式の変速機などであっても良い。 In the above embodiment, the engine 2 is a diesel engine, but the engine type is not limited to this, and a gasoline engine or the like may be used.
Moreover, in the said embodiment, although the electric motor 6 was made into the permanent magnet type synchronous motor, the form of an electric motor is not restricted to this.
Furthermore, although the transmission 8 is an automatic transmission in the above embodiment, the type of transmission is not limited to this, and may be a continuously variable transmission, a manual transmission, or the like.

本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 図１の制御装置で用いられる制御マップを示す図である。It is a figure which shows the control map used with the control apparatus of FIG. 図２の制御マップにおける領域Ｅ２とエンジンのＮＯｘ排出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the area | region E2 in a control map of FIG. 2, and engine NOx discharge | emission amount.

Explanation of symbols

１ハイブリッド電気自動車
２エンジン
４クラッチ
６電動機
８変速機
１６駆動輪
２２車両ＥＣＵ（統合制御手段）
２４エンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）
３６回転数センサ（回転数検出手段）
３８ＥＧＲ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid electric vehicle 2 Engine 4 Clutch 6 Electric motor 8 Transmission 16 Drive wheel 22 Vehicle ECU (integrated control means)
24 engine ECU (engine control means)
36 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)
38 EGR equipment

Claims

An engine capable of transmitting a driving force to a driving wheel of a vehicle and an electric motor capable of transmitting a driving force to the driving wheel, and at least one of the engine and the electric motor should output in accordance with the driving state of the vehicle In the hybrid electric vehicle control apparatus configured to control the engine and the electric motor based on the required torque obtained as the drive torque,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the electric motor;
When the rotational speed detected by the rotational speed detection means is in a predetermined rotational range, the required torque is set smaller than the maximum torque that can be output from the engine at the rotational speed detected by the rotational speed detection means. The engine is controlled so that the required torque is output only by the engine when the torque is less than or equal to the limit torque, while the engine is controlled so that the engine outputs the limit torque when the required torque is greater than the limit torque. And an integrated control means for controlling the electric motor so as to compensate for the shortage of the limit torque with respect to the required torque .
The engine includes an EGR device that recirculates part of the exhaust gas to the intake side, and an engine control that operates the EGR device in an output torque region in which the output torque of the engine is equal to or less than a predetermined torque at least within the predetermined rotation region. Means and
The control apparatus for a hybrid electric vehicle, wherein the limit torque is set in the vicinity of the predetermined torque .

The integrated control means has an upper limit torque that can be output by the electric motor at the rotation speed detected by the rotation speed detection means and the upper limit torque that is detected by the rotation speed detection means and is within the predetermined rotation range. If the sum of the torque is less than the required torque, the motor is controlled so that the motor outputs the upper limit torque, and the sum of the output torque of the engine and the output torque of the motor is the required torque. 2. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the output torque of the engine is increased from the limit torque so as to be a torque.

A clutch capable of disconnecting the mechanical connection between the engine and the drive wheel while maintaining the mechanical connection between the electric motor and the drive wheel;
The integrated control means is configured such that, when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is in a low rotation area lower than the predetermined rotation area, the required torque is the rotation speed detected by the rotation speed detection means. When the torque is less than the upper limit torque that can be output from the electric motor, the clutch is disengaged and the electric motor is controlled so that the electric motor outputs the required torque. On the other hand, when the required torque is larger than the upper limit torque, the output torque of the electric motor 2. The control of a hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the connection state of the clutch and the output torque of the engine and the electric motor are controlled so that a total of the output torque of the engine becomes the required torque. apparatus.

4. The control apparatus for a hybrid electric vehicle according to claim 1 , wherein the engine is a diesel engine.