JP6119298B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両の動力源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車の制御装置に関する発明である。   The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator as a power source of the vehicle.

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特許第３９９７６３３号公報）に記載されているように、エンジンの目標駆動力に基づいて最適燃費となるエンジン回転速度をマップにより算出するようにしたものがある。更に、モータジェネレータや変速機で発生する損失を低減するために、最適燃費となるエンジン回転速度に補正量を加算して最終的な目標エンジン回転速度を求めるようにしたものもある。   In recent years, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator as a power source of the vehicle has attracted attention because of the social demand for low fuel consumption and low exhaust emissions. In such a hybrid vehicle, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3997633), an engine rotation speed that provides optimum fuel consumption is calculated from a map based on a target driving force of the engine. There is what I did. Further, in order to reduce a loss generated in the motor generator or the transmission, there is also one in which a final target engine rotational speed is obtained by adding a correction amount to the engine rotational speed at which the optimum fuel consumption is achieved.

特許第３９９７６３３号公報Japanese Patent No. 3997633

しかし、モータジェネレータと電力を授受するバッテリの充放電電力（充電電力や放電電力）が変化すると、エンジン、モータジェネレータ、変速機等を含む動力伝達系の損失も変化するため、単に最適燃費となるエンジン回転速度に補正量を加算して目標エンジン回転速度を求めるだけでは、動力伝達系の損失を十分に低減できない可能性がある。   However, if the charge / discharge power (charging power or discharging power) of the battery that exchanges power with the motor generator changes, the loss of the power transmission system including the engine, motor generator, transmission, etc. also changes, so that only the optimum fuel consumption is achieved. There is a possibility that the loss of the power transmission system cannot be sufficiently reduced only by adding the correction amount to the engine rotation speed to obtain the target engine rotation speed.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、動力伝達系の損失を効果的に低減することができるハイブリッド車の制御装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can effectively reduce the loss of the power transmission system.

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の動力源として搭載されたエンジン（１１）及びモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と、このモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と電力を授受するバッテリ（２０）とを備えたハイブリッド車の制御装置において、車両の駆動軸（１４）のトルクと駆動軸（１４）の回転速度とバッテリ（２０）の充放電電力とを入力パラメータとしてエンジン（１１）及びモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）を含む動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度を算出する目標エンジン回転速度算出手段（２５）を備え、目標エンジン回転速度算出手段（２５）は、入力パラメータと目標エンジン回転速度との関係を規定するマップ又は数式を予め記憶しておき、マップ又は数式を用いて目標エンジン回転速度を算出するものであり、マップ又は数式は、予め、動力伝達系のトルク釣り合い式と回転速度拘束式とパワー収支式とを用いてエンジン（１１）の回転速度と入力パラメータとから少なくともエンジン（１１）のトルクとモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）の回転速度及びトルクとを算出するとともに、少なくともエンジン（１１）の回転速度及びトルクとモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）の回転速度及びトルクとから動力伝達系を構成する複数の要素の損失を個別に算出し、且つ各要素の個別の損失の合計値である総損失が最小になるエンジン回転速度を探索して目標エンジン回転速度とする処理を入力パラメータの変動範囲内の所定値毎に実施して、入力パラメータと目標エンジン回転速度との関係をマップ化又は数式化することで設定されている構成としたものである。 In order to solve the above problems, an invention according to claim 1 is directed to an engine (11) and a motor generator (12, 12A, 12B) mounted as a power source of a vehicle, and the motor generator (12, 12A, 12B). And a battery (20) for transmitting and receiving electric power, the torque of the drive shaft (14) of the vehicle, the rotational speed of the drive shaft (14), and the charge / discharge power of the battery (20) are input. A target engine speed calculation means (25) for calculating a target engine speed that minimizes the total loss of the power transmission system including the engine (11) and the motor generator (12, 12A, 12B) as a parameter is provided . The speed calculation means (25) stores in advance a map or a mathematical expression that defines the relationship between the input parameter and the target engine speed. The target engine rotational speed is calculated using a map or a mathematical expression, and the map or mathematical expression is calculated in advance using the torque balance expression, rotational speed constraint expression, and power balance expression of the power transmission system. At least the torque of the engine (11) and the rotational speed and torque of the motor generator (12, 12A, 12B) are calculated from the rotational speed of the motor and the input parameters, and at least the rotational speed and torque of the engine (11) and the motor generator ( (12, 12A, 12B) The engine speed at which the loss of a plurality of elements constituting the power transmission system is calculated individually from the rotation speed and torque of 12), and the total loss, which is the sum of the individual losses of each element, is minimized. The process of searching for the speed to obtain the target engine speed is performed for each predetermined value within the input parameter fluctuation range, It is obtained by the configuration that is set by mapping or mathematical expression of the relationship between over data and the target engine rotational speed.

駆動軸のトルクと駆動軸の回転速度とバッテリの充放電電力とエンジン回転速度等によって動力伝達系の総損失が変化する（つまり駆動軸のトルクと駆動軸の回転速度とバッテリの充放電電力とエンジン回転速度と動力伝達系の総損失との間には相関関係がある）ため、駆動軸のトルクと駆動軸の回転速度とバッテリの充放電電力を用いれば、動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度を算出することができる。この目標エンジン回転速度を実現するようにエンジンを制御することで、動力伝達系の総損失を最小にすることができる。   The total loss of the power transmission system varies depending on the torque of the drive shaft, the rotation speed of the drive shaft, the charge / discharge power of the battery, the engine rotation speed, etc. (that is, the torque of the drive shaft, the rotation speed of the drive shaft, and the charge / discharge power of the battery (There is a correlation between the engine speed and the total loss of the power transmission system.) Therefore, if the torque of the drive shaft, the rotation speed of the drive shaft, and the charge / discharge power of the battery are used, the total loss of the power transmission system is minimized. The target engine rotation speed can be calculated. By controlling the engine to achieve this target engine speed, the total loss of the power transmission system can be minimized.

図１は本発明の実施例１におけるハイブリッド車の駆動システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a drive system for a hybrid vehicle in Embodiment 1 of the present invention. 図２は目標エンジン回転速度Ｎe を算出する機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a function for calculating the target engine speed Ne. 図３は目標エンジン回転速度Ｎe のマップの設定方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method for setting a map of the target engine speed Ne. 図４は目標エンジン回転速度Ｎe のマップの一例を概念的に示す図である。FIG. 4 is a diagram conceptually showing an example of a map of the target engine speed Ne. 図５は目標エンジン回転速度算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing of the target engine speed calculation routine. 図６は実施例１の効果を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment. 図７は従来技術を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the prior art. 図８は実施例２のハイブリッド車の駆動システムの概略構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the hybrid vehicle drive system of the second embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。   Hereinafter, some embodiments embodying the mode for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施例１を図１乃至図６に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてハイブリッド車の駆動システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として内燃機関であるエンジン１１とモータジェネレータ（以下「ＭＧ」と表記する）１２とが搭載されている。エンジン１１の出力軸（クランク軸）の動力がＭＧ１２を介して変速機１３に伝達され、この変速機１３の出力軸の動力が駆動軸１４、デファレンシャルギヤ機構１５、車軸１６等を介して車輪１７に伝達される。変速機１３は、複数段の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するＣＶＴ（無段変速機）であっても良い。エンジン１１の動力を変速機１３に伝達する機械接続軸１８の途中に、ＭＧ１２の回転軸が動力伝達可能に連結されている。また、ＭＧ１２を駆動するインバータ１９がバッテリ２０に接続され、ＭＧ１２がインバータ１９を介してバッテリ２０と電力を授受するようになっている。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of a hybrid vehicle drive system will be described with reference to FIG.
An engine 11 that is an internal combustion engine and a motor generator (hereinafter referred to as “MG”) 12 are mounted as power sources for the vehicle. The power of the output shaft (crankshaft) of the engine 11 is transmitted to the transmission 13 via the MG 12, and the power of the output shaft of the transmission 13 is transmitted to the wheels 17 via the drive shaft 14, the differential gear mechanism 15, the axle 16 and the like. Is transmitted to. The transmission 13 may be a stepped transmission that switches the shift speed step by step from a plurality of shift speeds, or may be a CVT (continuously variable transmission) that shifts continuously. A rotary shaft of the MG 12 is connected to a mechanical connection shaft 18 that transmits the power of the engine 11 to the transmission 13 so that the power can be transmitted. An inverter 19 that drives the MG 12 is connected to the battery 20, and the MG 12 exchanges power with the battery 20 via the inverter 19.

アクセルセンサ２１によってアクセル開度（アクセルペダルの操作量）が検出され、シフトスイッチ２２によってシフトレバーの操作位置が検出される。更に、ブレーキスイッチ２３によってブレーキ操作（又はブレーキセンサによってブレーキ操作量）が検出され、車速センサ２４により車速が検出される。   The accelerator sensor 21 detects the accelerator opening (the amount of operation of the accelerator pedal), and the shift switch 22 detects the operation position of the shift lever. Further, a brake operation (or a brake operation amount by a brake sensor) is detected by the brake switch 23, and a vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 24.

ハイブリッドＥＣＵ２５は、車両全体を総合的に制御するコンピュータであり、上述した各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出する。このハイブリッドＥＣＵ２５は、エンジン１１の運転を制御するエンジンＥＣＵ２６やインバータ１９を制御してＭＧ１２を制御するＭＧ−ＥＣＵ２７との間で制御信号やデータ信号を送受信し、各ＥＣＵ２６，２７によって車両の運転状態に応じて、エンジン１１やＭＧ１２等を制御する。   The hybrid ECU 25 is a computer that comprehensively controls the entire vehicle, and reads the output signals of the various sensors and switches described above to detect the driving state of the vehicle. The hybrid ECU 25 transmits and receives control signals and data signals to and from the engine ECU 26 that controls the operation of the engine 11 and the MG-ECU 27 that controls the MG 12 by controlling the inverter 19. The engine 11 and the MG 12 are controlled according to the above.

その際、ＭＧ１２は、バッテリ２０から供給される電力を動力に変換して機械接続軸１８に出力するか又は機械接続軸１８から入力される動力を電力に変化してバッテリ２０に充電する。変速機１３は、機械接続軸１８から入力される動力（エンジン１１の動力とＭＧ１２の動力を合算した動力又はエンジン１１の動力からＭＧ１２で電力に変換された動力を差し引いた動力）を増速又は減速して駆動軸１４に出力する。   At that time, the MG 12 converts the electric power supplied from the battery 20 into motive power and outputs the motive power to the mechanical connection shaft 18 or changes the motive power input from the mechanical connection shaft 18 into electric power to charge the battery 20. The transmission 13 increases the speed of power input from the machine connecting shaft 18 (power obtained by adding the power of the engine 11 and power of the MG 12 or power obtained by subtracting the power converted from the power of the engine 11 into power by the MG 12) or Decelerate and output to drive shaft 14.

ところで、図７に示すように、従来のシステムでは、要求エンジンパワーに対応した等パワーラインとエンジン１１の最適燃費動作線とが交わるエンジン回転速度を基準回転速度として算出し、エンジン１１以外のＭＧ１２や変速機１３等で発生する損失を低減するために、基準回転速度に補正量を加算して目標エンジン回転速度を求めるようにしたものがある。   Incidentally, as shown in FIG. 7, in the conventional system, the engine speed at which the equal power line corresponding to the required engine power and the optimum fuel efficiency operation line of the engine 11 intersect is calculated as the reference speed, and the MG 12 other than the engine 11 is calculated. In order to reduce the loss that occurs in the transmission 13 or the like, there is a technique in which a target engine rotation speed is obtained by adding a correction amount to a reference rotation speed.

しかし、バッテリ２０の充放電電力（充電電力や放電電力）が変化すると、エンジン１１、ＭＧ１２、変速機１３等を含む動力伝達系の損失も変化するため、単に基準回転速度（最適燃費となるエンジン回転速度）に補正量を加算して目標エンジン回転速度を求めるだけでは、動力伝達系の損失を十分に低減できない可能性がある。   However, when the charge / discharge power (charge power or discharge power) of the battery 20 changes, the loss of the power transmission system including the engine 11, the MG 12, the transmission 13, and the like also changes. There is a possibility that the loss of the power transmission system cannot be sufficiently reduced only by adding the correction amount to the (rotational speed) to obtain the target engine rotational speed.

そこで、本実施例１では、ハイブリッドＥＣＵ２５（目標エンジン回転速度算出手段）により後述する図５の目標エンジン回転速度算出ルーチンを実行することで、駆動軸トルクＴp （駆動軸１４のトルク）と駆動軸回転速度Ｎp （駆動軸１４の回転速度）と充放電電力Ｐbat （バッテリ２０の充放電電力）とを入力パラメータとして、エンジン１１、ＭＧ１２、変速機１３、インバータ１９等を含む動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度Ｎe を算出するようにしている。   Therefore, in the first embodiment, the hybrid ECU 25 (target engine rotational speed calculation means) executes a target engine rotational speed calculation routine shown in FIG. 5 described later, whereby the drive shaft torque Tp (the torque of the drive shaft 14) and the drive shaft. Total loss of the power transmission system including the engine 11, the MG 12, the transmission 13, the inverter 19 and the like using the rotational speed Np (the rotational speed of the drive shaft 14) and the charge / discharge power Pbat (the charge / discharge power of the battery 20) as input parameters. The target engine speed Ne that minimizes the value is calculated.

駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat とエンジン回転速度Ｎe 等によって動力伝達系の総損失が変化する（つまり駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat とエンジン回転速度Ｎe と動力伝達系の総損失との間には相関関係がある）ため、駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat を用いれば、動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度Ｎe を算出することができる。   The total loss of the power transmission system varies depending on the drive shaft torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, the charge / discharge power Pbat, the engine rotational speed Ne, etc. (that is, the drive shaft torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, the charge / discharge power Pbat, and the engine Therefore, if the drive shaft torque Tp, the drive shaft rotation speed Np and the charge / discharge power Pbat are used, the total loss of the power transmission system is minimized. The target engine speed Ne can be calculated.

具体的には、図２に示すように、入力パラメータ（駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat ）と目標エンジン回転速度Ｎe との関係を規定するマップを“目標エンジン回転速度Ｎe のマップ”として予め記憶しておき、この目標エンジン回転速度Ｎe のマップを参照して、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と要求充放電電力Ｐbat とに応じた目標エンジン回転速度Ｎe を算出する。   Specifically, as shown in FIG. 2, a map defining the relationship between input parameters (drive shaft torque Tp, drive shaft rotational speed Np, charge / discharge power Pbat) and target engine rotational speed Ne is “target engine rotational speed”. Ne map "is stored in advance, and the target engine speed Ne according to the required drive shaft torque Tp, the drive shaft speed Np, and the required charge / discharge power Pbat is referenced with reference to the map of the target engine speed Ne. Is calculated.

目標エンジン回転速度Ｎe のマップは、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp とをパラメータとして目標エンジン回転速度Ｎe を算出する二次元マップが要求充放電電力Ｐbat 毎に設定されている。更に、目標エンジン回転速度Ｎe のマップは、動力伝達系に関する温度情報（例えば、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等のうちの少なくとも一つ）毎に設定され、動力伝達系に関する温度情報に応じて目標エンジン回転速度Ｎe のマップを切り替えるようにしている。尚、目標エンジン回転速度Ｎe のマップは、予め車両設計時等にオフラインで設定され、ハイブリッドＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されている。   In the map of the target engine speed Ne, a two-dimensional map for calculating the target engine speed Ne using the required drive shaft torque Tp and the drive shaft speed Np as parameters is set for each required charge / discharge power Pbat. Further, the map of the target engine speed Ne is set for each temperature information (for example, at least one of the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13, etc.) regarding the power transmission system. The map of the target engine speed Ne is switched according to the temperature information related to the power transmission system. The map of the target engine rotational speed Ne is set in advance offline at the time of vehicle design or the like, and is stored in the ROM of the hybrid ECU 25.

このようにして目標エンジン回転速度Ｎe を算出した後、要求エンジンパワーＰe を目標エンジン回転速度Ｎe で除算して目標エンジントルクＴe を求め、目標エンジン回転速度Ｎe と目標エンジントルクＴe を実現するようにエンジン１１を制御することで、要求エンジンパワーＰe を実現しながら動力伝達系の総損失を最小にするようにしている。   After calculating the target engine speed Ne in this manner, the target engine power Pe is divided by the target engine speed Ne to obtain the target engine torque Te, so that the target engine speed Ne and the target engine torque Te are realized. By controlling the engine 11, the total loss of the power transmission system is minimized while realizing the required engine power Pe.

次に、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを予めオフラインで適合装置等により設定（作成）する方法について説明する。   Next, a method for setting (creating) a map of the target engine rotation speed Ne beforehand in advance by an adaptive device or the like will be described.

(1) 運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat を、それぞれ変動範囲内の所定値に設定すると共に、仮のエンジン回転速度Ｎe を変動範囲内の所定値に設定する。   (1) The operating conditions (drive shaft torque Tp, drive shaft rotation speed Np) and charge / discharge power Pbat are set to predetermined values within the fluctuation range, and the temporary engine rotation speed Ne is set to a predetermined value within the fluctuation range. Set.

(2) 動力伝達系の制約条件式（動力伝達系の構成によって決まる条件式）として、下記のトルク釣り合い式と回転速度拘束式とパワー収支式とを用いて、仮のエンジン回転速度Ｎe と運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat とから、エンジントルクＴe とＭＧ１２の回転速度Ｎmg及びトルクＴmgと変速機１３の回転速度Ｎta及びトルクＴtaを算出する。   (2) As a constraint equation for the power transmission system (conditional equation determined by the configuration of the power transmission system), the following torque balance equation, rotational speed constraint equation, and power balance equation are used, and the temporary engine rotational speed Ne and operation From the conditions (drive shaft torque Tp, drive shaft rotational speed Np) and charge / discharge power Pbat, engine torque Te, rotational speed Nmg and torque Tmg of MG 12, and rotational speed Nta and torque Tta of transmission 13 are calculated.

トルク釣り合い式：ｆ（Ｔe,Ｔmg, Ｔta, Ｔp ）＝０
回転速度拘束式 ：ｇ（Ｎe,Ｎmg, Ｎta, Ｎp ）＝０
パワー収支式 ：ｈ（Ｐbat,Ｔe,Ｎe,Ｔmg, Ｎmg, Ｔta, Ｎta, Ｔp,Ｎp ）＝０ Torque balance formula: f (Te, Tmg, Tta, Tp) = 0
Rotational speed constraint formula: g (Ne, Nmg, Nta, Np) = 0
Power balance formula: h (Pbat, Te, Ne, Tmg, Nmg, Tta, Nta, Tp, Np) = 0

(3) 動力伝達系の総損失を次のようにして算出する。
仮のエンジン回転速度Ｎe とエンジントルクＴe とに基づいてエンジン１１の損失をマップ又は数式により算出する。エンジン１１の損失のマップ又は数式は、試験データや設計データ等に基づいて作成しておく。 (3) Calculate the total power transmission loss as follows.
Based on the temporary engine speed Ne and the engine torque Te, the loss of the engine 11 is calculated by a map or a mathematical expression. The loss map or formula of the engine 11 is created based on test data, design data, or the like.

ＭＧ１２の回転速度ＮmgとＭＧ１２のトルクＴmgとに基づいてＭＧ１２及びインバータ１９の損失をマップ又は数式により算出する。ＭＧ１２及びインバータ１９の損失のマップ又は数式は、試験データや設計データ等に基づいて作成しておく。   Based on the rotational speed Nmg of MG12 and the torque Tmg of MG12, the loss of MG12 and inverter 19 is calculated by a map or a mathematical expression. The loss map or formula of the MG 12 and the inverter 19 is created based on test data, design data, and the like.

変速機１３の回転速度Ｎtaと変速機１３のトルクＴtaとに基づいて変速機１３の損失をマップ又は数式により算出する。変速機１３の損失のマップ又は数式は、試験データや設計データ等に基づいて作成しておく。
この後、エンジン１１の損失とＭＧ１２及びインバータ１９の損失と変速機１３の損失とを合算して、動力伝達系の総損失を求める。 Based on the rotational speed Nta of the transmission 13 and the torque Tta of the transmission 13, the loss of the transmission 13 is calculated by a map or a mathematical expression. The loss map or formula of the transmission 13 is created based on test data, design data, or the like.
Thereafter, the loss of the engine 11, the loss of the MG 12 and the inverter 19, and the loss of the transmission 13 are added together to obtain the total loss of the power transmission system.

(4) 上記(1) 〜(3) の処理をエンジン回転速度Ｎe の変動範囲内の所定値毎に実施して、動力伝達系の総損失が最小になるエンジン回転速度Ｎe を探索し、そのエンジン回転速度を今回の運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat における目標エンジン回転速度Ｎe とする（図３参照）。   (4) The above processes (1) to (3) are performed for each predetermined value within the fluctuation range of the engine rotation speed Ne to search for the engine rotation speed Ne that minimizes the total loss of the power transmission system. The engine speed is defined as the current engine operating conditions (drive shaft torque Tp, drive shaft speed Np) and target engine speed Ne at the charge / discharge power Pbat (see FIG. 3).

(5) 上記(4) の処理を運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat の変動範囲内の所定値毎に実施して、運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat と目標エンジン回転速度Ｎe との関係をマップ化することで、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを作成する（図４参照）。   (5) The process of (4) is performed for each predetermined value within the operating condition (drive shaft torque Tp, drive shaft rotational speed Np) and charge / discharge power Pbat variation range, and the operation condition (drive shaft torque Tp, A map of the target engine speed Ne is created by mapping the relationship between the drive shaft speed Np) and the charge / discharge power Pbat and the target engine speed Ne (see FIG. 4).

(6) 上記(5) の処理を動力伝達系に関する温度情報（例えば、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等のうちの少なくとも一つ）の変動範囲内の所定値毎に実施して、温度情報毎に目標エンジン回転速度Ｎe のマップを作成する。   (6) The process of (5) above is within the fluctuation range of temperature information about the power transmission system (for example, at least one of the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13, etc.). For each temperature information, a map of the target engine speed Ne is created for each temperature information.

以上の処理により、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを予めオフラインで設定（作成）しておくことができる。目標エンジン回転速度Ｎe のマップは、ハイブリッドＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶（格納）する。   With the above processing, a map of the target engine speed Ne can be set (created) in advance offline. The map of the target engine speed Ne is stored (stored) in the ROM of the hybrid ECU 25.

以下、本実施例１でハイブリッドＥＣＵ２５が実行する図５の目標エンジン回転速度算出ルーチンの処理内容を説明する。
図５に示す目標エンジン回転速度算出ルーチンは、ハイブリッドＥＣＵ２５の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう目標エンジン回転速度算出手段としての役割を果たす。 Hereinafter, the processing contents of the target engine speed calculation routine of FIG. 5 executed by the hybrid ECU 25 in the first embodiment will be described.
The target engine rotation speed calculation routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined period during the power-on period of the hybrid ECU 25, and serves as target engine rotation speed calculation means in the claims.

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、アクセル開度や車速等に基づいて要求駆動軸トルクＴp をマップ又は数式により算出する。この後、ステップ１０２に進み、車速センサ２４の出力に基づいて駆動軸回転速度Ｎp を算出した後、ステップ１０３に進み、バッテリ２０の充電状態を表すＳＯＣ(State Of Charge) 等に基づいて要求充放電電力Ｐbat をマップ又は数式により算出する。   When this routine is started, first, in step 101, the required drive shaft torque Tp is calculated by a map or a mathematical formula based on the accelerator opening, the vehicle speed, and the like. Thereafter, the process proceeds to step 102, the drive shaft rotational speed Np is calculated based on the output of the vehicle speed sensor 24, and then the process proceeds to step 103, where the requested charge is satisfied based on the SOC (State Of Charge) indicating the state of charge of the battery 20. The discharge power Pbat is calculated by a map or a mathematical formula.

この後、ステップ１０４に進み、動力伝達系に関する温度情報として、例えば、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等のうちの少なくとも一つを検出する。この場合、例えば、エンジン１１の温度の代用情報として冷却水温を検出するようにしても良い。また、変速機１３の温度の代用情報として作動油（ＡＴＦ等）の温度を検出するようにしても良い。或は、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等のうちの少なくとも一つを推定（算出）するようにしても良い。   Thereafter, the process proceeds to step 104 where, for example, at least one of the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13 and the like is detected as temperature information related to the power transmission system. In this case, for example, the coolant temperature may be detected as substitute information for the temperature of the engine 11. Further, the temperature of the hydraulic oil (such as ATF) may be detected as substitute information for the temperature of the transmission 13. Alternatively, at least one of the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13, and the like may be estimated (calculated).

この後、ステップ１０５に進み、図４に示す目標エンジン回転速度Ｎe のマップを参照して、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と要求充放電電力Ｐbat とに応じた目標エンジン回転速度Ｎe を算出する。この際、動力伝達系に関する温度情報に応じて目標エンジン回転速度Ｎe のマップを切り替えて、動力伝達系に関する温度情報に応じた目標エンジン回転速度Ｎe のマップを選択する。   Thereafter, the process proceeds to step 105, and the target engine speed Ne corresponding to the required drive shaft torque Tp, the drive shaft speed Np, and the required charge / discharge power Pbat is referred to with reference to the map of the target engine speed Ne shown in FIG. Is calculated. At this time, the map of the target engine rotation speed Ne is switched according to the temperature information related to the power transmission system, and the map of the target engine rotation speed Ne corresponding to the temperature information related to the power transmission system is selected.

図６に示すように、従来は、単に基準回転速度（最適燃費となるエンジン回転速度）に補正量を加算して目標エンジン回転速度を求めるだけであるため、バッテリ２０の充放電電力が変化した場合に、動力伝達系の損失を十分に低減できない可能性がある。   As shown in FIG. 6, conventionally, the charge / discharge power of the battery 20 has changed because the target engine rotational speed is simply obtained by adding the correction amount to the reference rotational speed (engine rotational speed at which the optimum fuel consumption is achieved). In some cases, the loss of the power transmission system may not be sufficiently reduced.

これに対して、本実施例１では、駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat とを入力パラメータとして、動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度Ｎe を算出するようにしたので、充放電電力Ｐbat が変化した場合でも、動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度Ｎe を算出することができ、動力伝達系の損失を効果的に低減することができる。   In contrast, in the first embodiment, the target engine rotational speed Ne that minimizes the total loss of the power transmission system is calculated using the drive shaft torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, and the charge / discharge power Pbat as input parameters. As a result, even when the charge / discharge power Pbat changes, the target engine speed Ne that minimizes the total loss of the power transmission system can be calculated, and the loss of the power transmission system can be effectively reduced. it can.

また、本実施例１では、入力パラメータ（駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat ）と目標エンジン回転速度Ｎe との関係を規定するマップを“目標エンジン回転速度Ｎe のマップ”として予め記憶しておき、この目標エンジン回転速度Ｎe のマップを参照して、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と要求充放電電力Ｐbat とに応じた目標エンジン回転速度Ｎe を算出するようにしたので、複雑な演算処理を行うことなく、予め記憶した目標エンジン回転速度Ｎe のマップを用いて目標エンジン回転速度Ｎe を算出することができ、制御装置（例えばハイブリッドＥＣＵ２５）の演算負荷を軽減することができる。   In the first embodiment, a map that defines the relationship between the input parameters (drive shaft torque Tp, drive shaft rotational speed Np, charge / discharge power Pbat) and target engine rotational speed Ne is referred to as “map of target engine rotational speed Ne”. And the target engine speed Ne corresponding to the required drive shaft torque Tp, the drive shaft speed Np and the required charge / discharge power Pbat is calculated with reference to the map of the target engine speed Ne. Therefore, the target engine speed Ne can be calculated using a map of the target engine speed Ne stored in advance without performing complicated calculation processing, and the calculation load on the control device (for example, the hybrid ECU 25) can be reduced. can do.

動力伝達系に関する温度情報（例えば、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等）が変化すると、各部の損失が変化して動力伝達系の総損失が変化するため、入力パラメータと目標エンジン回転速度Ｎe （動力伝達系の総損失が最小になるエンジン回転速度）との関係も変化する。   When temperature information about the power transmission system (for example, the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13, etc.) changes, the loss of each part changes and the total loss of the power transmission system changes. Therefore, the relationship between the input parameter and the target engine speed Ne (engine speed at which the total loss of the power transmission system is minimized) also changes.

このような事情を考慮して、本実施例１では、動力伝達系に関する温度情報（例えば、エンジン１１の温度、ＭＧ１２の温度、インバータ１９の温度、変速機１３の温度等のうちの少なくとも一つ）に応じて目標エンジン回転速度Ｎe のマップを切り替えるようにしたので、動力伝達系に関する温度情報によって、入力パラメータと目標エンジン回転速度Ｎe との関係が変化するのに対応して、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを切り替えることができ、目標エンジン回転速度Ｎe を精度良く算出することができる。   In consideration of such circumstances, in the first embodiment, at least one of temperature information related to the power transmission system (for example, the temperature of the engine 11, the temperature of the MG 12, the temperature of the inverter 19, the temperature of the transmission 13, etc.) ), The map of the target engine speed Ne is switched. Therefore, the target engine speed Ne corresponding to the change in the relationship between the input parameter and the target engine speed Ne according to the temperature information related to the power transmission system. The Ne map can be switched, and the target engine speed Ne can be calculated with high accuracy.

尚、上記実施例１では、エンジン１１から変速機１３までの動力伝達経路にクラッチを設けない構成としたが、これに限定されず、例えば、エンジン１１とＭＧ１２との間にクラッチを設けたり、ＭＧ１２と変速機１３との間にクラッチを設けた構成としても良い。或は、変速機１３にクラッチを内蔵した構成としても良い。また、変速機１３を省略した構成としても良い。   In the first embodiment, the clutch is not provided in the power transmission path from the engine 11 to the transmission 13. However, the present invention is not limited to this. For example, a clutch is provided between the engine 11 and the MG 12, A clutch may be provided between the MG 12 and the transmission 13. Alternatively, the transmission 13 may have a built-in clutch. Further, the transmission 13 may be omitted.

次に、図８を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. However, parts that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified, and parts different from those in the first embodiment are mainly described.

本実施例２では、図８に示すように、車両の動力源としてエンジン１１と二つのＭＧ（第１のＭＧ１２Ａ及び第２のＭＧ１２Ｂ）とが搭載されている。エンジン１１の出力軸（クランク軸）と第１のＭＧ１２Ａの回転軸と第２のＭＧ１２Ｂの回転軸とが動力分割機構である遊星ギヤ機構２８を介して連結され、第２のＭＧ１２Ｂの回転軸が駆動軸１４に連結されている。   In the second embodiment, as shown in FIG. 8, an engine 11 and two MGs (first MG 12A and second MG 12B) are mounted as a power source of the vehicle. The output shaft (crank shaft) of the engine 11, the rotation shaft of the first MG 12A, and the rotation shaft of the second MG 12B are connected via a planetary gear mechanism 28 that is a power split mechanism, and the rotation shaft of the second MG 12B is The drive shaft 14 is connected.

第１のＭＧ１２Ａと第２のＭＧ１２Ｂは、それぞれインバータ１９Ａ，１９Ｂを介してバッテリ２０と電力を授受するようになっている。ＭＧ−ＥＣＵ２７は、第１のインバータ１９Ａを制御して第１のＭＧ１２Ａを制御すると共に、第２のインバータ１９Ｂを制御して第２のＭＧ１２Ｂを制御する
本実施例２においても、入力パラメータ（駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat ）と目標エンジン回転速度Ｎe との関係を規定するマップを“目標エンジン回転速度Ｎe のマップ”として予め記憶しておき、この目標エンジン回転速度Ｎe のマップを参照して、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と要求充放電電力Ｐbat とに応じた目標エンジン回転速度Ｎe を算出する。 The first MG 12A and the second MG 12B exchange power with the battery 20 via inverters 19A and 19B, respectively. The MG-ECU 27 controls the first inverter 19A to control the first MG 12A, and also controls the second inverter 19B to control the second MG 12B. Also in the second embodiment, the input parameter (drive) A map that defines the relationship between the shaft torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, the charge / discharge power Pbat) and the target engine rotational speed Ne is stored in advance as a “map of the target engine rotational speed Ne”. Referring to the Ne map, the target engine speed Ne corresponding to the required drive shaft torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, and the required charge / discharge power Pbat is calculated.

尚、本実施例２では、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを予めオフラインで設定（作成）する際に、前記実施例１で説明した(1) 〜(6) の処理のうちの(2) と(3) の処理が前記実施例１と異なるため、(2) と(3) の処理のみ説明する。   In the second embodiment, when the map of the target engine speed Ne is previously set (created) offline, (2) of the processes (1) to (6) described in the first embodiment. Since the process (3) is different from that of the first embodiment, only the processes (2) and (3) will be described.

(2) 動力伝達系の制約条件式として、下記のトルク釣り合い式と回転速度拘束式とパワー収支式とを用いて、仮のエンジン回転速度Ｎe と運転条件（駆動軸トルクＴp 、駆動軸回転速度Ｎp ）及び充放電電力Ｐbat とから、エンジントルクＴe と第１のＭＧ１２Ａの回転速度Ｎmg1 及びトルクＴmg1 と第２のＭＧ１２Ｂの回転速度Ｎmg2 及びトルクＴmg2 を算出する。ここで、ρは遊星ギヤ機構２８のプラネタリ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）である。   (2) As a constraint condition formula for the power transmission system, the following torque balance formula, rotational speed constraint formula, and power balance formula are used, and the provisional engine rotational speed Ne and operating conditions (drive shaft torque Tp, drive shaft rotational speed) Np) and the charge / discharge power Pbat, the engine torque Te, the rotational speed Nmg1 and torque Tmg1 of the first MG 12A, and the rotational speed Nmg2 and torque Tmg2 of the second MG 12B are calculated. Here, ρ is the planetary ratio of the planetary gear mechanism 28 (ratio between the number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the ring gear).

トルク釣り合い式：ρ×Ｔe ＋（ρ＋１）×Ｔmg1 ＝０
ρ×Ｔp ＋ρ×Ｔmg2 ＋Ｔmg1 ＝０
回転速度拘束式 ：（ρ＋１）×Ｎe −Ｎp −ρ×Ｎmg1 ＝０
Ｎp −Ｎmg2 ＝０
パワー収支式 ：Ｐbat −Ｔmg2 ×Ｎmg2 −Ｔmg1 ×Ｎmg1 ＝０ Torque balance formula: ρ × Te + (ρ + 1) × Tmg1 = 0
ρ × Tp + ρ × Tmg2 + Tmg1 = 0
Rotational speed constraint formula: (ρ + 1) × Ne−Np−ρ × Nmg1 = 0
Np -Nmg2 = 0
Power balance formula: Pbat-Tmg2 * Nmg2-Tmg1 * Nmg1 = 0

(3) 動力伝達系の総損失を次のようにして算出する。
仮のエンジン回転速度Ｎe とエンジントルクＴe とに基づいてエンジン１１の損失をマップ又は数式により算出する。 (3) Calculate the total power transmission loss as follows.
Based on the temporary engine speed Ne and the engine torque Te, the loss of the engine 11 is calculated by a map or a mathematical expression.

第１のＭＧ１２Ａの回転速度Ｎmg1 と第１のＭＧ１２ＡのトルクＴmg1 とに基づいて第１のＭＧ１２Ａ及びインバータ１９Ａの損失をマップ又は数式により算出する。
第２のＭＧ１２Ｂの回転速度Ｎmg2 と第１のＭＧ１２ＢのトルクＴmg2 とに基づいて第２のＭＧ１２Ｂ及びインバータ１９Ｂの損失をマップ又は数式により算出する。 Based on the rotational speed Nmg1 of the first MG 12A and the torque Tmg1 of the first MG 12A, the loss of the first MG 12A and the inverter 19A is calculated by a map or a mathematical expression.
Based on the rotational speed Nmg2 of the second MG 12B and the torque Tmg2 of the first MG 12B, the loss of the second MG 12B and the inverter 19B is calculated by a map or a mathematical expression.

この後、エンジン１１の損失と第１のＭＧ１２Ａ及びインバータ１９Ａの損失と第２のＭＧ１２Ｂ及びインバータ１９Ｂの損失とを合算して、動力伝達系の総損失を求める。
以上説明した本実施例２においても、前記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。 Thereafter, the loss of the engine 11, the loss of the first MG 12A and the inverter 19A, and the loss of the second MG 12B and the inverter 19B are added together to obtain the total loss of the power transmission system.
In the second embodiment described above, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

尚、上記各実施例１，２では、目標エンジン回転速度Ｎe のマップを用いて目標エンジン回転速度Ｎe を算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、入力パラメータ（駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と充放電電力Ｐbat ）と目標エンジン回転速度Ｎe との関係を規定する１つ又は複数の数式（例えば近似式）を予め記憶しておき、その数式を用いて、要求駆動軸トルクＴp と駆動軸回転速度Ｎp と要求充放電電力Ｐbat とに応じた目標エンジン回転速度Ｎe を算出するようにしても良い。   In each of the first and second embodiments, the target engine speed Ne is calculated using the map of the target engine speed Ne. However, the present invention is not limited to this. For example, input parameters (drive shaft torque Tp and One or a plurality of mathematical expressions (for example, approximate expressions) that define the relationship between the drive shaft rotational speed Np and the charge / discharge power Pbat) and the target engine rotational speed Ne are stored in advance, and the required drive shaft is calculated using the mathematical expressions. The target engine rotational speed Ne may be calculated according to the torque Tp, the drive shaft rotational speed Np, and the required charge / discharge power Pbat.

その他、本発明は、図１及び図８に示す構成のハイブリッド車に限定されず、車両の動力源としてエンジンとＭＧとを搭載した種々の構成のハイブリッド車に適用して実施できる。   In addition, the present invention is not limited to the hybrid vehicle having the configuration shown in FIGS. 1 and 8, and can be implemented by being applied to hybrid vehicles having various configurations in which an engine and MG are mounted as a power source of the vehicle.

１１…エンジン、１２…ＭＧ（モータジェネレータ）、１３…変速機、１４…駆動軸、１９…インバータ、２０…バッテリ、２５…ハイブリッドＥＣＵ（目標エンジン回転速度算出手段）   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 12 ... MG (motor generator), 13 ... Transmission, 14 ... Drive shaft, 19 ... Inverter, 20 ... Battery, 25 ... Hybrid ECU (target engine rotational speed calculation means)

Claims (4)

車両の動力源として搭載されたエンジン（１１）及びモータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と、前記モータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と電力を授受するバッテリ（２０）とを備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記車両の駆動軸（１４）のトルクと前記駆動軸（１４）の回転速度と前記バッテリ（２０）の充放電電力とを入力パラメータとして前記エンジン（１１）及び前記モータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）を含む動力伝達系の総損失が最小になる目標エンジン回転速度を算出する目標エンジン回転速度算出手段（２５）を備え、
前記目標エンジン回転速度算出手段（２５）は、前記入力パラメータと前記目標エンジン回転速度との関係を規定するマップ又は数式を予め記憶しておき、前記マップ又は前記数式を用いて前記目標エンジン回転速度を算出するものであり、
前記マップ又は前記数式は、予め、前記動力伝達系のトルク釣り合い式と回転速度拘束式とパワー収支式とを用いて前記エンジン（１１）の回転速度と前記入力パラメータとから少なくとも前記エンジン（１１）のトルクと前記モータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）の回転速度及びトルクとを算出するとともに、少なくとも前記エンジン（１１）の回転速度及びトルクと前記モータジェネレータ（１２，１２Ａ，１２Ｂ）の回転速度及びトルクとから前記動力伝達系を構成する複数の要素の損失を個別に算出し、且つ前記各要素の個別の損失の合計値である総損失が最小になるエンジン回転速度を探索して前記目標エンジン回転速度とする処理を前記入力パラメータの変動範囲内の所定値毎に実施して、前記入力パラメータと前記目標エンジン回転速度との関係をマップ化又は数式化することで設定されていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 A hybrid vehicle comprising an engine (11) and a motor generator (12, 12A, 12B) mounted as a power source of the vehicle, and a battery (20) for transmitting and receiving electric power to the motor generator (12, 12A, 12B). In the control device,
The engine (11) and the motor generator (12, 12A, 12B) with the torque of the drive shaft (14) of the vehicle, the rotational speed of the drive shaft (14), and the charge / discharge power of the battery (20) as input parameters. ) includes a target engine speed calculating means (25) the total loss of the power transmission system to calculate a target engine rotational speed becomes minimum including,
The target engine rotation speed calculation means (25) stores in advance a map or a mathematical expression that defines the relationship between the input parameter and the target engine rotational speed, and uses the map or the mathematical expression to store the target engine rotational speed. Is calculated,
The map or the mathematical formula is calculated in advance from the rotational speed of the engine (11) and the input parameter using at least the torque balance formula, the rotational speed constraint formula, and the power balance formula of the power transmission system. And the rotational speed and torque of the motor generator (12, 12A, 12B), and at least the rotational speed and torque of the engine (11) and the rotational speed of the motor generator (12, 12A, 12B) The target engine is calculated by individually calculating the loss of a plurality of elements constituting the power transmission system from the torque and searching for the engine rotation speed at which the total loss, which is the total value of the individual losses of the elements, is minimized. The process of setting the rotation speed is performed for each predetermined value within the fluctuation range of the input parameter, and the input parameter and the target Hybrid vehicle control apparatus characterized by being configured by mapping or mathematical expression of the relationship between the engine rotational speed. 前記目標エンジン回転速度算出手段（２５）は、前記動力伝達系に関する温度情報に応じて前記マップ又は前記数式を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の制御装置。 The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1 , wherein the target engine rotation speed calculation means (25) switches the map or the mathematical expression in accordance with temperature information related to the power transmission system. 前記複数の要素の損失は、前記エンジン（１１）の損失と、前記モータジェネレータ（１２）の損失と、変速機（１３）の損失とであることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車の制御装置。The loss of the plurality of elements includes a loss of the engine (11), a loss of the motor generator (12), and a loss of the transmission (13). Control device for hybrid vehicles. 前記複数の要素の損失は、前記エンジン（１１）の損失と、複数の前記モータジェネレータ（１２Ａ，１２Ｂ）の損失とであることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車の制御装置。The hybrid vehicle control device according to claim 1 or 2, wherein the loss of the plurality of elements is a loss of the engine (11) and a loss of the plurality of motor generators (12A, 12B). .
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