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JP2009040094A - Output control device and method for hybrid vehicle - Google Patents

Output control device and method for hybrid vehicle Download PDF

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JP2009040094A
JP2009040094A JP2007204238A JP2007204238A JP2009040094A JP 2009040094 A JP2009040094 A JP 2009040094A JP 2007204238 A JP2007204238 A JP 2007204238A JP 2007204238 A JP2007204238 A JP 2007204238A JP 2009040094 A JP2009040094 A JP 2009040094A
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vehicle
internal combustion
combustion engine
target
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Tomokazu Yamauchi
友和 山内
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】ハイブリッド式の車両において、車両全体におけるエネルギ効率を良好させる。
【解決手段】ハイブリッド式の車両の出力制御装置は、動力源として、内燃機関及びモータージェネレータと、内燃機関が出力する出力トルクを第1軸とし且つ内燃機関の回転数を第2軸とする座標平面上で、燃料消費率を所定範囲に存在させる複数の動作ラインのうち、車両が要求する車両要求パワーとの距離が小さい一の動作ラインを選択する動作ライン選択手段と、選択された一の動作ラインに基づいて、座標平面上で前記内燃機関の目標となる所定動作点を決定する所定動作点決定手段と、モータージェネレータの目標となる目標トルク又は目標回転数を決定する目標値決定手段と、モータージェネレータを制御する第2制御手段と、を備える。
【選択図】図3
In a hybrid vehicle, energy efficiency in the entire vehicle is improved.
An output control apparatus for a hybrid vehicle includes, as power sources, an internal combustion engine and a motor generator, and coordinates having an output torque output from the internal combustion engine as a first axis and a rotational speed of the internal combustion engine as a second axis. An operation line selecting means for selecting one operation line having a small distance from the vehicle required power required by the vehicle among a plurality of operation lines having a fuel consumption rate within a predetermined range on the plane; Predetermined operating point determining means for determining a predetermined operating point as a target of the internal combustion engine on a coordinate plane based on the operating line; and target value determining means for determining a target torque or target rotational speed as a target of the motor generator; And second control means for controlling the motor generator.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、動力源として内燃機関及びモータジェネレータを備えるハイブリッド式の車両において内燃機関の動作状態を制御する、ハイブリッド式の車両の出力制御装置及び方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a hybrid vehicle output control apparatus and method for controlling an operation state of an internal combustion engine in a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator as a power source.

この種のハイブリッド式の車両の出力制御装置に関して、特許文献1では、複数の走行モードを有するハイブリッド車において、要求駆動力に基づきエンジンと電動発電機との最適な目標トルクを演算する出力制御装置に関する技術について開示されている。   With respect to this type of hybrid vehicle output control device, in Patent Document 1, in a hybrid vehicle having a plurality of travel modes, an output control device that calculates an optimum target torque between the engine and the motor generator based on the required driving force. The technique regarding is disclosed.

また、パワー循環モード時にエンジン運転ポイントを変更するTHS(Toyota Hybrid System)において、動力伝達系の動力伝達効率を加味してエンジンの運転ポイントを制御する出力制御装置に関する技術も提案されている。   In addition, a technique related to an output control device that controls an engine operating point in consideration of power transmission efficiency of a power transmission system in a THS (Toyota Hybrid System) that changes an engine operating point in a power circulation mode has been proposed.

また、特許文献2では、THSにおいて、エンジンの動力を、第1電動発電機で発電しながら、第2電動発電機で走行するリバース走行時には、エンジンの動作点を要求駆動力に応じて、パワーを高回転側に変化させる出力制御装置に関する技術について開示されている。   Further, in Patent Document 2, in THS, during reverse running in which the engine power is generated by the first motor generator while traveling by the second motor generator, the operating point of the engine is determined according to the required driving force. A technique related to an output control device that changes the speed to the high rotation side is disclosed.

特開2005−218221号公報JP 2005-218221 A 特開2006−57617号公報JP 2006-57617 A

しかしながら、上述した、特許文献1等において、エンジンの燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在するエンジンにおいて、エンジンの燃料消費率を最小とするだけの、動作ラインが選択された場合、エンジン単体での燃料消費率を最小とすることはできるが、車両全体におけるエネルギ効率を最適化することが技術的に困難となってしまう可能性があるという問題点が生じる。   However, in the above-mentioned Patent Document 1 and the like, the operation line that minimizes the fuel consumption rate of the engine is selected as the operation line that minimizes the fuel consumption rate of the engine in a plurality of types of existing operation lines. In this case, the fuel consumption rate of the engine alone can be minimized, but there is a problem that it may become technically difficult to optimize the energy efficiency of the entire vehicle.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド式の車両において、車両全体におけるエネルギ効率を良好させるハイブリッド式の車両の出力制御装置及び方法を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle output control device and method for improving the energy efficiency of the entire vehicle in a hybrid vehicle. To do.

(ハイブリッド式の車両の出力制御装置)
上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置は、動力源として、内燃機関及びモータージェネレータを備えるハイブリッド式の車両の出力制御装置であって、前記内燃機関が出力する出力トルクを第1軸とし且つ前記内燃機関の回転数を第2軸とする座標平面上で、前記内燃機関における燃料消費率を所定範囲に存在させる複数の動作ラインのうち、前記車両が要求する車両要求パワーとの距離が小さい一の動作ラインを選択する動作ライン選択手段と、前記選択された一の動作ラインに基づいて、前記座標平面上で前記内燃機関の目標となる所定動作点(目標トルク、目標回転数等)を決定する所定動作点決定手段と、前記決定された所定動作点により示される動作状態に近付けるように、前記内燃機関を制御する第1制御手段と、前記決定された所定動作点と前記車両が要求する車両要求パワーとの差に基づいて、前記モータージェネレータの目標となる目標モータートルク又は目標モーター回転数を決定する目標値決定手段と、前記目標モータートルク又は前記目標モーター回転数により示される動作状態に近付けるように、前記モータージェネレータを制御する第2制御手段と、を備える。
(Output control device for hybrid type vehicle)
In order to solve the above-described problems, an output control device for a hybrid vehicle according to the present invention is an output control device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator as a power source, and the internal combustion engine outputs The vehicle is required among a plurality of operation lines in which a fuel consumption rate in the internal combustion engine exists within a predetermined range on a coordinate plane having the output torque to be operated as the first axis and the rotational speed of the internal combustion engine as the second axis. An operation line selection means for selecting one operation line having a small distance from the required vehicle power, and a predetermined operation point that is a target of the internal combustion engine on the coordinate plane based on the selected one operation line ( Predetermined operating point determining means for determining a target torque, a target rotational speed, etc.) and the internal combustion engine so as to approach the operating state indicated by the determined predetermined operating point A first control means for controlling, and a target for determining a target motor torque or a target motor rotational speed to be a target of the motor generator based on a difference between the determined predetermined operating point and a vehicle required power required by the vehicle Value determining means, and second control means for controlling the motor generator so as to approach the operation state indicated by the target motor torque or the target motor rotational speed.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置によれば、動力源として、内燃機関及びモータージェネレータ(Motor Generator)を備える。本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を動力に変換する機関を総称するが、好適にはガソリン、ディーゼル、LPG等を燃料とするエンジンなどを指す。また、本発明におけるモータジェネレータは、バッテリから供給される電気エネルギを、機械エネルギに変換することによって、電動機として動作する機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、例えばバッテリ等に電力を供給する発電機として動作する機能とを有する。尚、モータジェネレータは予め、主として電動機(モータ)として使用されるモータジェネレータと、主として発電機(ジェネレータ)として使用されるモータジェネレータの二種類搭載されていてもよい。このような内燃機関とモータジェネレータと、を具備する本発明に係るハイブリッド車両においては、モータジェネレータによって適宜内燃機関の動力をアシストすることが可能な所謂パラレル方式の制御が好適に行われる。   The hybrid vehicle output control apparatus according to the present invention includes an internal combustion engine and a motor generator as a power source. The “internal combustion engine” in the present invention is a general term for engines that convert combustion of fuel into motive power, but preferably refers to engines that use gasoline, diesel, LPG, or the like as fuel. The motor generator according to the present invention converts the electrical energy supplied from the battery into mechanical energy, thereby operating as an electric motor, and converts mechanical energy into electrical energy, for example, to supply power to a battery or the like. And a function of operating as a generator to be supplied. Two types of motor generators may be installed in advance: a motor generator mainly used as an electric motor (motor) and a motor generator mainly used as a generator (generator). In the hybrid vehicle according to the present invention including such an internal combustion engine and a motor generator, so-called parallel control is suitably performed in which the motor generator can appropriately assist the power of the internal combustion engine.

特に、本発明によれば、動作ライン選択手段によって、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、車両全体が内燃機関に対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な一の動作ラインが選択されて設定される。ここに、本発明における「燃料消費率」とは、内燃機関における単位電力量(例えば、単位はkWh)当りの燃料噴射量を表す指標値である。内燃機関の出力(即ち、電力)は、内燃機関のトルクと回転数との積に比例する。また、本発明に係る「車両要求パワー」とは、(i)車両の駆動軸に要求される駆動パワーと、(ii)バッテリがモータジェネレータを介して内燃機関に要求する充電パワー(充電力)とを含む、車両全体が内燃機関に対して要求するパワー(即ち、回転数とトルクとの積)を意味してよい。   In particular, according to the present invention, the fuel consumption rate of the internal combustion engine can be made better and lower than a predetermined level by the operation line selection means, and the vehicle that the entire vehicle requires from the internal combustion engine. One operation line that can be closest to the required power is selected and set. Here, the “fuel consumption rate” in the present invention is an index value representing the fuel injection amount per unit electric energy (for example, the unit is kWh) in the internal combustion engine. The output (ie, electric power) of the internal combustion engine is proportional to the product of the torque and the rotational speed of the internal combustion engine. Further, “vehicle required power” according to the present invention includes (i) drive power required for the drive shaft of the vehicle, and (ii) charge power (charge power) required by the battery to the internal combustion engine via the motor generator. And the power required by the entire vehicle for the internal combustion engine (that is, the product of the rotation speed and the torque).

言い換えると、本発明によれば、動作ライン選択手段によって、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、内燃機関が出力するエンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることを可能な一の動作ラインが選択される。この「一の動作ライン」は、内燃機関のトルク及び内燃機関の回転数を夫々第1軸及び第2軸とする座標平面上で内燃機関の動作状態を規定することが可能であり、予め内燃機関の出力値に対応付けられて設定された複数の動作点によって規定される線で表すことができる。尚、動作ラインは、好適には、これら予め設定された動作点を相互に繋げて得られる線である。この際、個々の出力値に対応する動作点間は適当に補間されていてもよい。   In other words, according to the present invention, the fuel consumption rate of the internal combustion engine can be made better and lower than a predetermined level by the operation line selection means, and the engine output power output from the internal combustion engine can be maximized. One operating line that can be brought to a high level is selected. This “one operation line” can prescribe the operation state of the internal combustion engine on the coordinate plane with the torque of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine as the first axis and the second axis, respectively. It can be represented by a line defined by a plurality of operating points set in association with the engine output value. The operation line is preferably a line obtained by connecting these preset operation points to each other. At this time, the operating points corresponding to the individual output values may be appropriately interpolated.

次に、所定動作点決定手段によって、選択された一の動作ラインに基づいて、座標平面上で内燃機関の目標となる、例えば目標トルク、目標回転数等の所定動作点が決定される。続いて、第1制御手段の制御下で、決定された所定動作点により示される動作状態を実現するように、内燃機関が制御される。より具体的には、第1制御手段は、動作ライン上で動作点を決定し、内燃機関を該決定された動作点によって規定される動作状態に制御している。   Next, the predetermined operation point determination means determines a predetermined operation point such as a target torque and a target rotation speed, which is a target of the internal combustion engine on the coordinate plane, based on the selected one operation line. Subsequently, the internal combustion engine is controlled so as to realize the operation state indicated by the determined predetermined operation point under the control of the first control means. More specifically, the first control means determines an operating point on the operating line, and controls the internal combustion engine to an operating state defined by the determined operating point.

と同時に又は相前後して、目標値決定手段によって、決定された所定動作点と前記車両が要求する車両要求パワーとの差に基づいて、モータージェネレータの目標となる目標モータートルク又は目標モーター回転数が決定される。続いて、第2制御手段の制御下で、目標モータートルク又は目標モーター回転数により示される動作状態に近付けるように、モータージェネレータが制御される。   Simultaneously or in succession, based on the difference between the predetermined operating point determined by the target value determination means and the required vehicle power required by the vehicle, the target motor torque or the target motor speed that is the target of the motor generator Is determined. Subsequently, under the control of the second control means, the motor generator is controlled so as to approach the operation state indicated by the target motor torque or the target motor rotation speed.

仮に、比較例として、内燃機関の燃料消費率を最小とするだけの、他の動作ラインが選択された場合、内燃機関の回転数(即ち、車両速度に比例する変数)を変数とするモータジェネレータの分担するアシストパワーの総量(合計量)は、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能であると共に、車両全体が内燃機関に対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な一の動作ラインを選択した場合と比較して、顕著に大きくなってしまう。よって、比較例においては、内燃機関の燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在する内燃機関に対しては、内燃機関単体での燃料消費率を最小とすることはできるが、車両全体におけるエネルギ効率を最適化することが技術的に困難となってしまう可能性がある。   As a comparative example, when another operation line that only minimizes the fuel consumption rate of the internal combustion engine is selected, the motor generator uses the rotational speed of the internal combustion engine (that is, a variable proportional to the vehicle speed) as a variable. The total amount (total amount) of assist power shared by the engine can make the fuel consumption rate of the internal combustion engine better than a predetermined level, and is the closest to the vehicle required power that the entire vehicle requires for the internal combustion engine. As compared with the case where one operation line capable of being selected is selected, the operation line becomes significantly larger. Therefore, in the comparative example, there are a plurality of types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the internal combustion engine.For internal combustion engines that exist, the fuel consumption rate of the internal combustion engine alone can be minimized. Optimizing the energy efficiency of the entire vehicle can be technically difficult.

これに対して、本発明によれば、動作ライン選択手段によって、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、車両全体が内燃機関に対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な一の動作ラインが選択されて設定される。言い換えると、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、内燃機関が出力するエンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることを可能な一の動作ラインが選択される。即ち、内燃機関の燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、内燃機関の出力するエンジントルクを増大させると共に、内燃機関の回転数を増大させることが可能な一の動作ラインが選択される。   On the other hand, according to the present invention, the fuel consumption rate of the internal combustion engine can be made better than a predetermined level and minimized by the operation line selection means, and the entire vehicle can be compared with the internal combustion engine. One operation line that can be closest to the requested vehicle power is selected and set. In other words, the fuel consumption rate of the internal combustion engine can be made better and lower than a predetermined level, and at the same time, it is possible to make the engine output power output from the internal combustion engine the highest level. Is selected. In other words, the fuel consumption rate of the internal combustion engine can be made better than a predetermined level and minimized, the engine torque output from the internal combustion engine can be increased, and the rotation speed of the internal combustion engine can be increased. One operating line is selected.

従って、モータージェネレータの分担するアシストトルクの割合を、内燃機関の燃料消費率を最小とするだけの他の動作ラインを選択した場合よりも低減させ、モータジェネレータによるアシストパワーを低減可能であるので、バッテリの放電量を低減させることが可能である。この結果、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を顕著に向上させることが可能である。   Therefore, since the ratio of the assist torque shared by the motor generator can be reduced as compared with the case of selecting another operation line that only minimizes the fuel consumption rate of the internal combustion engine, the assist power by the motor generator can be reduced. It is possible to reduce the discharge amount of the battery. As a result, it is possible to remarkably improve the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio.

以上の結果、内燃機関の燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在する内燃機関において、内燃機関の燃料消費率を低減させ、内燃機関の熱効率を向上させるだけでなく、バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体におけるエネルギ効率を、顕著に向上させ、最適化することが可能である。   As a result of the above, there are a plurality of types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the internal combustion engine. In addition to reducing the fuel consumption rate of the internal combustion engine and improving the thermal efficiency of the internal combustion engine, The energy efficiency of the entire vehicle including the motor generator can be significantly improved and optimized.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置の一の態様では、前記動作ライン選択手段は、前記内燃機関が出力する出力パワー(前記出力トルクと前記回転数の積)を標準パワーより増大させるように、前記一の動作ラインを選択する。   In an aspect of the hybrid vehicle output control apparatus according to the present invention, the operation line selection means increases the output power (product of the output torque and the rotation speed) output from the internal combustion engine from a standard power. Thus, the one operation line is selected.

この態様によれば、標準値との比較に基づいてエンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率をより顕著に向上させることが可能である。ここに、標準パワーとは、単に、内燃機関の燃料消費率を最小とするだけの、他の動作ラインに対応して規定されるパワーを意味してよい。   According to this aspect, it is possible to more significantly improve the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, that is, the so-called direct ratio, based on comparison with the standard value. Here, the standard power may simply mean a power defined corresponding to another operation line that minimizes the fuel consumption rate of the internal combustion engine.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置の他の態様では、前記動作ライン選択手段は、(i)前記モータージェネレータが電動機として機能する場合、前記出力トルクが、前記車両が要求する車両要求トルクに近づくように、前記一の動作ラインを選択し、(ii)前記モータージェネレータが発電機として機能する場合、前記出力トルクが、前記車両要求トルクより大きくなるように、前記一の動作ラインを選択する。   In another aspect of the hybrid vehicle output control apparatus according to the present invention, the operation line selection means includes: (i) when the motor generator functions as an electric motor, the output torque is a vehicle request required by the vehicle. (Ii) When the motor generator functions as a generator, the one operation line is selected so that the output torque is greater than the vehicle required torque. select.

この態様によれば、モータージェネレータが電動機として機能する場合と、モータージェネレータが発電機として機能する場合とを峻別し、出力トルクと、車両が要求する車両要求トルクとの比較によって選択された一の動作ラインに基づいて、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を、より高精度に向上させることが可能である。   According to this aspect, the case where the motor generator functions as an electric motor and the case where the motor generator functions as a generator are distinguished, and the one selected by comparing the output torque with the vehicle request torque required by the vehicle. Based on the operation line, the ratio of the engine output power to the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio, can be improved with higher accuracy.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置の他の態様では、前記所定動作点(目標トルク、目標回転数等)を補正する動作点補正手段を更に備え、前記動作点補正手段は、前記決定された目標モータートルク又は目標モーター回転数に起因して、前記所定動作点により示される動作状態の前記内燃機関が出力する出力パワー(前記出力トルクと前記回転数の積)が低下する場合、当該出力パワーを増大させるように、前記所定動作点(目標トルク、目標回転数等)を補正する。   In another aspect of the hybrid vehicle output control device according to the present invention, the hybrid vehicle further includes an operating point correcting means for correcting the predetermined operating point (target torque, target rotational speed, etc.), When the output power (the product of the output torque and the rotational speed) output from the internal combustion engine in the operating state indicated by the predetermined operating point decreases due to the determined target motor torque or the target motor rotational speed, The predetermined operating point (target torque, target rotational speed, etc.) is corrected so as to increase the output power.

この態様によれば、目標モータートルク又は目標モーター回転数に起因して、所定動作点により示される動作状態のパワーレベルが低下することに適切に対応しつつ、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を、より高精度に向上させることが可能である。   According to this aspect, the engine output power is required for the drive shaft while appropriately responding to a decrease in the power level of the operation state indicated by the predetermined operation point due to the target motor torque or the target motor rotation speed. It is possible to improve the ratio of carrying power, the so-called direct ratio, with higher accuracy.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置の他の態様では、前記動作ライン選択手段は、前記内燃機関の温度の変化に基づいて、前記一の動作ラインを選択する。   In another aspect of the hybrid vehicle output control apparatus according to the present invention, the operation line selecting means selects the one operation line based on a change in temperature of the internal combustion engine.

この態様によれば、内燃機関の温度の変化に適切に対応しつつ、選択された一の動作ラインに基づいて、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を、より高精度に向上させることが可能である。   According to this aspect, while appropriately responding to a change in the temperature of the internal combustion engine, based on the selected one operation line, the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio, is set. It is possible to improve with higher accuracy.

(ハイブリッド式の車両の出力制御方法)
上記課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御方法は、動力源として、内燃機関及びモータージェネレータを備えるハイブリッド式の車両の出力制御装置における出力制御方法であって、前記内燃機関が出力する出力トルクを第1軸とし且つ前記内燃機関の回転数を第2軸とする座標平面上で、前記内燃機関における燃料消費率を所定範囲に存在させる複数の動作ラインのうち、前記車両が要求する車両要求パワーとの距離が小さい一の動作ラインを選択する動作ライン選択工程と、前記選択された一の動作ラインに基づいて、前記座標平面上で前記内燃機関の目標となる所定動作点(目標トルク、目標回転数等)を決定する所定動作点決定工程と、前記決定された所定動作点により示される動作状態に近付けるように、前記内燃機関を制御する第1制御工程と、前記決定された所定動作点と前記車両が要求する車両要求パワーとの差に基づいて、前記モータージェネレータの目標となる目標トルク又は目標回転数を決定する目標値決定工程と、前記目標トルク又は前記目標回転数により示される動作状態に近付けるように、前記モータージェネレータを制御する第2制御工程と、を備える。
(Output control method for hybrid type vehicle)
In order to solve the above-mentioned problem, an output control method for a hybrid vehicle according to the present invention is an output control method in an output control device for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator as a power source, Among a plurality of operation lines for causing a fuel consumption rate in the internal combustion engine to exist within a predetermined range on a coordinate plane having an output torque output from the internal combustion engine as a first axis and a rotational speed of the internal combustion engine as a second axis, An operation line selection step of selecting one operation line having a small distance from the vehicle required power required by the vehicle, and a target of the internal combustion engine on the coordinate plane based on the selected one operation line A predetermined operating point determination step for determining a predetermined operating point (target torque, target rotational speed, etc.) and an operating state indicated by the determined predetermined operating point Thus, based on the first control step for controlling the internal combustion engine and the difference between the determined predetermined operating point and the required vehicle power required by the vehicle, the target torque or the target rotational speed that is the target of the motor generator And a second control step of controlling the motor generator so as to approach the operating state indicated by the target torque or the target rotational speed.

本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御方法によれば、上述した本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置に係る実施形態が有する各種利益を享受することが可能となる。   According to the hybrid vehicle output control method of the present invention, it is possible to receive various benefits of the above-described embodiment of the hybrid vehicle output control device of the present invention.

尚、上述した本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御装置に係る実施形態が有する各種態様に対応して、本発明に係るハイブリッド式の車両の出力制御方法に係る実施形態も各種態様を採ることが可能である。   Incidentally, in response to the various aspects of the embodiment of the hybrid vehicle output control apparatus according to the present invention described above, the embodiment of the hybrid vehicle output control method according to the present invention also adopts various aspects. It is possible.

本発明のハイブリッド式の車両の出力制御装置によれば、内燃機関の燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在する内燃機関において、内燃機関の燃料消費率を低減させ、内燃機関の熱効率を向上させるだけでなく、バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体におけるエネルギ効率を、顕著に向上させ、最適化することが可能である。   According to the hybrid vehicle output control apparatus of the present invention, in an internal combustion engine in which there are a plurality of types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the internal combustion engine, the fuel consumption rate of the internal combustion engine is reduced. It is possible not only to improve the thermal efficiency of the vehicle, but also to significantly improve and optimize the energy efficiency of the entire vehicle including the battery and the motor generator.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
(1)実施形態の基本構成
(1−1)ハイブリッドシステムの構成
始めに、図1を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッドシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態に係るハイブリッドシステム10のブロック図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Basic configuration of the embodiment
(1-1) Configuration of hybrid system
First, the configuration of the hybrid system 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the hybrid system 10 according to this embodiment.

図1において、ハイブリッドシステム10は、制御ユニット100、エンジン200、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2、動力分割機構300、インバータ400、バッテリ500、車速センサ600及びアクセル開度センサ610を備え、ハイブリッド車両20を制御するシステムである。   In FIG. 1, the hybrid system 10 includes a control unit 100, an engine 200, a motor generator MG1, a motor generator MG2, a power split mechanism 300, an inverter 400, a battery 500, a vehicle speed sensor 600, and an accelerator opening sensor 610. It is a system to control.

制御ユニット100は、動作ライン選択手段110、エンジンECU120、モータECU130、及び記憶部140を備えると共に、ハイブリッドシステム10の動作全体を制御する、例えばECU(Engine Controlling Unit)等の制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド式の車両の内燃機関出力制御装置」の一例として機能する。   The control unit 100 includes an operation line selection unit 110, an engine ECU 120, a motor ECU 130, and a storage unit 140, and controls the overall operation of the hybrid system 10, and is a control unit such as an ECU (Engine Controlling Unit). It functions as an example of the “internal combustion engine output control device for a hybrid vehicle” according to the invention.

動作ライン選択手段110は、エンジン200の動作ラインを選択する。   The operation line selection unit 110 selects an operation line of the engine 200.

エンジンECU120は、エンジン200の動作ライン上の目標トルクと、目標回転数とによって規定される動作点に対応してエンジン200の動作状態を制御することが可能に構成された、本発明に係る「第1制御手段」、又は、本発明に係る「所定動作点決定手段」の一例である。   The engine ECU 120 is configured to be able to control the operating state of the engine 200 in accordance with the operating point defined by the target torque on the operating line of the engine 200 and the target rotational speed. It is an example of “first control means” or “predetermined operating point determination means” according to the present invention.

モータECU130は、モータッジェネレ−タMG1及びMG2における、目標モータートルクと、目標モーター回転数とによって規定される動作点に対応してモータージェネレ−タMG1及びMG2の動作状態を制御することが可能に構成された、本発明に係る「第2制御手段」、又は、本発明に係る「目標値決定手段」の一例である。   The motor ECU 130 can control the operation state of the motor generators MG1 and MG2 corresponding to the operation point defined by the target motor torque and the target motor rotation speed in the motor generators MG1 and MG2. It is an example of “second control means” according to the present invention or “target value determination means” according to the present invention.

記憶部140は、例えばROM(Read Only Memory)などで構成された不揮発性記憶領域と、RAM(Random Access Memory)などで構成された揮発性記憶領域を有する記憶媒体である。記憶部140において、不揮発性領域には、予め定められた各種制御プログラムや、後述する制御マップなどが格納されている。   The storage unit 140 is a storage medium having a non-volatile storage area configured with, for example, a ROM (Read Only Memory) and a volatile storage area configured with a RAM (Random Access Memory). In the storage unit 140, various predetermined control programs, a control map described later, and the like are stored in the nonvolatile area.

エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両20の主たる動力源として機能する。尚、エンジン200の詳細な構成については後述する。   The engine 200 is a gasoline engine as an example of the “internal combustion engine” according to the present invention, and functions as a main power source of the hybrid vehicle 20. The detailed configuration of the engine 200 will be described later.

モータジェネレータMG1は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ500を充電するための発電機として、或いはエンジン200の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。   Motor generator MG1 is an example of the “motor generator” according to the present invention, and is configured to function as a generator for charging battery 500 or as an electric motor for assisting the driving force of engine 200.

モータジェネレータMG2は、本発明に係る「モータジェネレータ」の他の一例であり、エンジン200の出力をアシストする電動機として、或いはバッテリ500を充電するための発電機として機能するように構成されている。   Motor generator MG2 is another example of the “motor generator” according to the present invention, and is configured to function as an electric motor for assisting the output of engine 200 or as a generator for charging battery 500.

尚、これらモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。   The motor generator MG1 and the motor generator MG2 are configured as, for example, a synchronous motor generator, and include a rotor having a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. Prepare. However, other types of motor generators may be used.

動力分割機構300は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータMG1に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータMG2に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン200に連結されており、エンジン200の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン200の動力が2系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両20において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両20における伝達機構21に連結されており、この伝達機構21を介して車輪22に駆動力が伝達される。   The power split mechanism 300 is a planetary gear mechanism including a sun gear, a planetary carrier, a pinion gear, and a ring gear (not shown). Among these gears, the rotation shaft of the sun gear on the inner periphery is connected to the motor generator MG1, and the rotation shaft of the ring gear on the outer periphery is connected to the motor generator MG2. The rotation shaft of the planetary carrier located between the sun gear and the ring gear is connected to the engine 200, and the rotation of the engine 200 is transmitted to the sun gear and the ring gear by the planetary carrier and further the pinion gear. Is configured to be divided into two systems. In the hybrid vehicle 20, the rotating shaft of the ring gear is connected to the transmission mechanism 21 in the hybrid vehicle 20, and the driving force is transmitted to the wheels 22 through the transmission mechanism 21.

インバータ400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給することが可能に構成されている。   Inverter 400 converts DC power extracted from battery 500 into AC power and supplies it to motor generator MG1 and motor generator MG2, and also converts AC power generated by motor generator MG1 and motor generator MG2 into DC power. The battery 500 can be supplied.

バッテリ500はモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。バッテリ500には、バッテリ500の残容量を検出するSOCセンサ510が設置されており、制御ユニット100と電気的に接続されている。   The battery 500 is a rechargeable storage battery configured to be able to function as a power source for driving the motor generator MG1 and the motor generator MG2. The battery 500 is provided with an SOC sensor 510 that detects the remaining capacity of the battery 500 and is electrically connected to the control unit 100.

車速センサ600は、ハイブリッド車両20の速度を検出するセンサであり、制御ユニット100と電気的に接続されている。   The vehicle speed sensor 600 is a sensor that detects the speed of the hybrid vehicle 20 and is electrically connected to the control unit 100.

ここで図2を参照して、動力分割機構へ動力を出力するエンジン200の詳細な構成の一例を、その基本動作と共に説明する。ここに、図2は、本実施形態に係る、エンジン200の断面を示すと共に、エンジンのシステム系統を示した模式図である。   Here, with reference to FIG. 2, an example of a detailed configuration of the engine 200 that outputs power to the power split mechanism will be described together with its basic operation. FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the engine 200 and a system system of the engine according to the present embodiment.

図3において、エンジン200は、エンジンECU120の制御下で、シリンダ201内において点火プラグ202により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクションロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換する。この際、外部から吸入された空気は吸気管206を通過し、インジェクタ207から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ207には、燃料が燃料タンク223からフィルタ224を介して供給される。燃料タンク223には、燃料センサ225が設置されている。シリンダ201内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ208の開閉に連動して開閉する排気バルブ209を通過して排気管210を介して排気される。吸気管206には、クリーナ211が配設されており、クリーナ211の下流側には、エアフローメータ212と吸気温センサ213とが設置されている。吸気管206におけるエアフローメータ212の下流側に配設されたスロットルバルブ214には、スロットルポジションセンサ215が電気的に接続されている。スロットルバルブ214の周囲には、運転者によるアクセルペダル226の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ216、及びスロットルバルブ214を駆動するスロットルバルブモータ217も配設されている。クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転位置を検出するクランクポジションセンサ218が設置されている。シリンダブロックには、ノックセンサ219及び水温センサ220が配設されており、排気管210には、三元触媒222及び空燃比センサ221が配設されている。
(2) 実施形態の動作原理
(2−1) ハイブリッドシステムの基本動作
図1のハイブリッドシステム10においては、主として発電機として機能するモータジェネレータMG1と、主として電動機として機能するモータジェネレータMG2と、エンジン200とのそれぞれの駆動力配分が動作状態制御部100a及び動力分割機構300により制御されてハイブリッド車両20の走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッドシステム10の動作について説明する。
(2−1−1)始動時
例えば、ハイブリッド車両20の始動時においては、バッテリ500の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータMG1が電動機として機能する。この動力によって、エンジン200がクランキングされエンジン200が始動する。
(2−1−2)発進時
発進時には、バッテリ500の蓄電状態に応じて2種類の態様を採り得る。バッテリ500の蓄電状態は、SOCセンサ510の出力信号に基づいて動作状態制御部100aによって把握されている。例えば、通常の(即ち、SOCが良好な)発進時においては、モータジェネレータMG1によってバッテリ500を充電する必要は生じないため、エンジン200は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両20は、モータジェネレータMG2による駆動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない(即ち、SOCが低下している)場合、エンジン200の動力によりモータジェネレータMG1が発電機として機能し、バッテリ500が充電される。
(2−1−3)軽負荷走行時
例えば、低速走行や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン200の効率が悪い為、エンジン200は停止され、ハイブリッド車両20は、モータジェネレータMG2による駆動力のみで走行する。尚、この際、SOCが低下していれば、エンジン200はモータジェネレータMG1を駆動するために始動し、モータジェネレータMG1によりバッテリ500の充電が行われる。
(2−1−4)通常走行時
エンジン200の効率が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両20は主としてエンジン200の動力によって走行する。この際、エンジン200の動力は、動力分割機構300によって2系統に分割され、一方は、伝達機構21を介して車輪22に伝達され、他方は、モータジェネレータMG1を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2によりエンジン200の動力がアシストされる。尚、この際、SOCが低下している場合には、エンジン200の出力を上昇させて、モータジェネレータMG1により発電された電力の一部がバッテリ500へ充電される。
(2−1−5)制動時
減速が行われる際には、車輪22から伝達される動力によってモータジェネレータMG2を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪22の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ500が充電される、所謂「回生」が行われる。
(2−2)実施形態におけるエンジンの基本制御動作
次に、エンジン200の基本的な制御動作について説明する。
In FIG. 3, the engine 200 causes the air-fuel mixture to explode in the cylinder 201 under the control of the engine ECU 120, and the reciprocating motion of the piston 203 generated according to the explosive force is cranked via the connection rod 204. This is converted into the rotational motion of the shaft 205. At this time, the air sucked from the outside passes through the intake pipe 206 and is mixed with the fuel injected from the injector 207 to become the aforementioned air-fuel mixture. Fuel is supplied to the injector 207 from the fuel tank 223 via the filter 224. A fuel sensor 225 is installed in the fuel tank 223. The air-fuel mixture burned in the cylinder 201 becomes exhaust gas, passes through the exhaust valve 209 that opens and closes in conjunction with opening and closing of the intake valve 208, and is exhausted through the exhaust pipe 210. A cleaner 211 is disposed in the intake pipe 206, and an air flow meter 212 and an intake air temperature sensor 213 are installed on the downstream side of the cleaner 211. A throttle position sensor 215 is electrically connected to a throttle valve 214 disposed on the downstream side of the air flow meter 212 in the intake pipe 206. Around the throttle valve 214, an accelerator position sensor 216 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal 226 by the driver and a throttle valve motor 217 for driving the throttle valve 214 are also provided. A crank position sensor 218 that detects the rotational position of the crankshaft 205 is provided in the vicinity of the crankshaft 205. The cylinder block is provided with a knock sensor 219 and a water temperature sensor 220, and the exhaust pipe 210 is provided with a three-way catalyst 222 and an air-fuel ratio sensor 221.
(2) Operating principle of the embodiment
(2-1) Basic operation of hybrid system
In the hybrid system 10 of FIG. 1, the driving force distribution among the motor generator MG1 that mainly functions as a generator, the motor generator MG2 that mainly functions as an electric motor, and the engine 200 is an operation state control unit 100a and a power split mechanism 300. To control the traveling state of the hybrid vehicle 20. Below, operation | movement of the hybrid system 10 according to several situations is demonstrated.
(2-1-1) At startup
For example, when hybrid vehicle 20 is started, motor generator MG1 driven using the electric energy of battery 500 functions as an electric motor. With this power, the engine 200 is cranked and the engine 200 is started.
(2-1-2) When starting
At the time of departure, two types of modes can be adopted depending on the storage state of the battery 500. The storage state of battery 500 is grasped by operation state control unit 100a based on the output signal of SOC sensor 510. For example, during a normal start (that is, with a good SOC), it is not necessary to charge the battery 500 by the motor generator MG1, so the engine 200 is started only for warm-up, and the hybrid vehicle 20 The vehicle starts with the driving force of the generator MG2. On the other hand, when the state of charge is not good (that is, the SOC is lowered), motor generator MG1 functions as a generator by the power of engine 200, and battery 500 is charged.
(2-1-3) During light load driving
For example, when the vehicle is traveling at a low speed or on a gentle hill, the efficiency of the engine 200 is relatively poor, so the engine 200 is stopped and the hybrid vehicle 20 travels only with the driving force of the motor generator MG2. At this time, if the SOC is lowered, engine 200 starts to drive motor generator MG1, and battery 500 is charged by motor generator MG1.
(2-1-4) During normal driving
In an operation region where the efficiency of the engine 200 is relatively good, the hybrid vehicle 20 travels mainly by the power of the engine 200. At this time, the power of the engine 200 is divided into two systems by the power split mechanism 300, one is transmitted to the wheels 22 via the transmission mechanism 21, and the other is driven by the motor generator MG1 to generate power. Furthermore, motor generator MG2 is driven by the generated electric power, and the power of engine 200 is assisted by motor generator MG2. At this time, if the SOC is lowered, the output of engine 200 is increased, and a part of the electric power generated by motor generator MG1 is charged to battery 500.
(2-1-5) During braking
When deceleration is performed, the motor generator MG2 is rotated by the power transmitted from the wheels 22 to operate as a generator. Thereby, the kinetic energy of the wheel 22 is converted into electric energy, and so-called “regeneration” is performed in which the battery 500 is charged.
(2-2) Basic control operation of the engine in the embodiment
Next, a basic control operation of the engine 200 will be described.

制御ユニット100は、エンジン200に要求される出力であるエンジン要求出力を一定の周期で繰り返し演算している。エンジンECU120は、スロットルポジションセンサ及び車速センサ600の出力信号に基づいてアクセル開度と車速とを取得し、記憶部140の不揮発性領域に記録されたマップを参照してアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク(伝達機構21に出力されるべきトルク)を求める。また、エンジンECU120はSOCセンサ510の出力信号に基づいて要求発電量を求める。そして、要求発電量と各種の補機類(A/Cやパワーステアリングなど)の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することにより、エンジン要求出力を求める。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更してよい。
(2−3)エンジンの動作状態(目標回転数など)を制御する全体処理
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態に係る、エンジンの動作状態(目標回転数など)を制御する全体処理について説明する。ここに、図3は、本実施形態に係る、エンジンの動作状態(目標回転数など)を制御する全体処理の流れを示したフローチャートである。図4は、本実施形態に係る、車両の駆動軸に要求される駆動軸要求トルクと、車速との関係を示したグラフ(図4(a))、及び、エンジンにおける目標回転数、及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、エンジンに対して要求される車両要求パワーとの関係を示したグラフ(図4(b))である。尚、本実施形態に係る、エンジンの動作状態(目標回転数など)を制御する全体処理は、制御ユニットによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。
The control unit 100 repeatedly calculates an engine request output, which is an output required for the engine 200, at a constant period. The engine ECU 120 acquires the accelerator opening and the vehicle speed based on the output signals of the throttle position sensor and the vehicle speed sensor 600, and corresponds to the accelerator opening and the vehicle speed with reference to a map recorded in the nonvolatile area of the storage unit 140. The obtained output shaft torque (torque to be output to the transmission mechanism 21) is obtained. Further, engine ECU 120 obtains the required power generation amount based on the output signal of SOC sensor 510. The engine required output is obtained by correcting the output shaft torque with reference to the required power generation amount and the required amounts of various auxiliary machines (A / C, power steering, etc.). It should be noted that the calculation method of the engine required output may be as executed in a known hybrid vehicle, and the details thereof may be variously changed as necessary.
(2-3) Overall Process for Controlling Engine Operating State (Target Revolution, etc.) Next, referring to FIGS. 3 and 4, the engine operating state (target rotation speed, etc.) according to this embodiment is determined. The overall process to be controlled will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of overall processing for controlling the operating state (target rotational speed and the like) of the engine according to the present embodiment. FIG. 4 is a graph (FIG. 4A) showing the relationship between the drive shaft required torque required for the drive shaft of the vehicle and the vehicle speed according to the present embodiment, the target engine speed and the target. It is the graph (Drawing 4 (b)) showing the relation between the operation line of the engine for determining torque, and the vehicles demand power required for an engine. It should be noted that the overall processing for controlling the engine operating state (target rotational speed, etc.) according to this embodiment is repeatedly executed by the control unit at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. .

図3に示されるように、先ず、制御ユニット100の制御下で、(i)車両の駆動軸に要求される駆動軸要求トルク、及び、(ii)バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーが、例えばアクセル開度や車速に基づいて、決定される(ステップS101)。ここに、本実施形態に係る「車両要求パワー」とは、(i)車両の駆動軸に要求される駆動パワーと、(ii)バッテリがモータジェネレータを介して内燃機関に要求する充電パワー(充電力)と、(iii)各種の損失パワーを含む、車両全体が内燃機関に対して要求するパワー(即ち、回転数とトルクとの積)を意味してよい。   As shown in FIG. 3, first, under the control of the control unit 100, (i) the drive shaft required torque required for the drive shaft of the vehicle, and (ii) the entire vehicle including the battery and the motor generator is an engine. The vehicle required power required for the vehicle is determined based on, for example, the accelerator opening and the vehicle speed (step S101). Here, “vehicle required power” according to the present embodiment includes (i) drive power required for the drive shaft of the vehicle, and (ii) charge power (charge) required by the battery to the internal combustion engine via the motor generator. Force), and (iii) power required by the entire vehicle for the internal combustion engine (that is, the product of the rotation speed and torque), including various types of loss power.

具体的には、駆動制御ルーチンが実行されると、制御ユニット100のCPU(Central Processing Unit)は、まず、アクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度や車速センサからの車速、エンジン200の回転数、モータジェネレータMG1、MG2の回転数、充電又は放電要求パワー、バッテリ500の入出力制限、変速機のギヤ比、エンジン200の冷却水の温度、温度センサからの潤滑冷却オイルのオイル温度、モータジェネレータMG1、MG2のキャリア周波数などの制御に必要なデータを取得する処理を実行する。そして、取得された、アクセル開度Accと、車速Vとに基づいて、(i)車両に要求されるトルクとして駆動輪に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸に出力すべき駆動軸の要求トルクTrと、(ii)バッテリがモータジェネレータを介してエンジンに要求する充電パワー(充電力)と、(iii)各種の損失パワーを含む、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーPeとが決定される。より具体的には、駆動軸要求トルクTrは、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと駆動軸要求トルクTrとの関係を予め定めて駆動軸要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する駆動軸要求トルクTrを導出して設定してよい。図4(a)に駆動軸要求トルク設定用マップの一例を示す。車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーPeは、(i)設定した駆動軸の要求トルクTrに、リングギア軸32aの回転数Nrを乗じたものと、(ii)充電又は放電要求パワーと、(iii)エネルギ損失と、の和として計算することができる。   Specifically, when the drive control routine is executed, the CPU (Central Processing Unit) of the control unit 100 firstly, the accelerator opening from the accelerator pedal position sensor, the vehicle speed from the vehicle speed sensor, the rotational speed of the engine 200, Motor generator MG1, MG2 rotation speed, charging or discharging required power, battery 500 input / output limitation, transmission gear ratio, engine 200 cooling water temperature, oil temperature of lubricating cooling oil from temperature sensor, motor generator MG1 Then, a process for acquiring data necessary for control of the carrier frequency of MG2 is executed. Based on the acquired accelerator opening Acc and the vehicle speed V, (i) the required torque of the drive shaft to be output to the ring gear shaft as the drive shaft connected to the drive wheel as the torque required for the vehicle Tr, (ii) charging power (charging power) required by the battery to the engine via the motor generator, and (iii) vehicle required power Pe required by the entire vehicle for the engine, including various loss powers It is determined. More specifically, the drive shaft required torque Tr is stored in the ROM 74 as a drive shaft required torque setting map by predetermining the relationship among the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the drive shaft required torque Tr in the embodiment. Alternatively, when the accelerator opening Acc and the vehicle speed V are given, the corresponding drive shaft required torque Tr may be derived and set from the stored map. FIG. 4A shows an example of a drive shaft required torque setting map. The required vehicle power Pe required for the engine by the entire vehicle is (i) the set required torque Tr of the drive shaft multiplied by the rotational speed Nr of the ring gear shaft 32a, and (ii) the required charge or discharge power. And (iii) energy loss.

次に、制御ユニット100の制御下で、エンジンの動作ラインが決定される(ステップS102)。尚、後述されるエンジン200の目標回転数Ne1、及び目標トルクTe1は、図4(b)に示されるように、決定されたエンジンの動作ラインと、車両要求パワーPe(即ち、Ne1×Te1)が一定である曲線と、の交点に基づいて決定される。尚、このエンジンの動作ラインの決定手法の詳細については、後述される。   Next, an engine operating line is determined under the control of the control unit 100 (step S102). As shown in FIG. 4B, the target engine speed Ne1 and target torque Te1 of the engine 200, which will be described later, are determined from the determined engine operating line and the vehicle required power Pe (ie, Ne1 × Te1). Is determined based on the intersection of the curve with a constant value. The details of the engine operating line determination method will be described later.

次に、制御ユニット100の制御下で、バッテリが出力可能な最大放電パワー(最大放電力)が算出される(ステップS103)。尚、バッテリが要求する充電パワー(充電力)が算出されてもよい。具体的には、バッテリの充放電状態を制御するバッテリECUの制御下で、バッテリが出力可能な最大放電パワー(最大放電力)は、バッテリの残容量(SOC:State Of Charge)や、バッテリの温度などに基づいて、算出される。   Next, under the control of the control unit 100, the maximum discharge power (maximum discharge power) that can be output by the battery is calculated (step S103). Note that the charging power (charging power) required by the battery may be calculated. Specifically, under the control of the battery ECU that controls the charge / discharge state of the battery, the maximum discharge power (maximum discharge power) that the battery can output is the remaining capacity of the battery (SOC: State Of Charge), the battery Calculated based on temperature and the like.

次に、制御ユニット100の制御下で、バッテリが実際に出力する放電パワー(放電力)が算出される(ステップS104)。具体的には、バッテリECUの制御下で、実際に出力する放電パワー(放電力)は、バッテリの残容量(SOC)や、バッテリの温度などに基づいて、算出される。   Next, under the control of the control unit 100, the discharge power (discharge power) that the battery actually outputs is calculated (step S104). Specifically, the discharge power (discharge power) that is actually output under the control of the battery ECU is calculated based on the remaining capacity (SOC) of the battery, the temperature of the battery, and the like.

次に、制御ユニット100の制御下で、(i)決定されたエンジンの動作ライン、(ii)バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワー、(iii)バッテリが実際に出力する放電パワー(放電力)に対応したモータジェネレータによるアシストパワーに基づいて、エンジンの動作点、即ち、エンジンに要求される目標トルク、目標回転数が決定される(ステップS105)。具体的には、エンジンの目標回転数は、次の式(1)によって、算出される。   Next, under the control of the control unit 100, (i) the determined engine operating line, (ii) the vehicle required power required by the entire vehicle including the battery and the motor generator, and (iii) the battery Based on the assist power by the motor generator corresponding to the discharge power (discharge power) that is actually output, the operating point of the engine, that is, the target torque and target speed required for the engine are determined (step S105). Specifically, the target engine speed is calculated by the following equation (1).

(エンジンの目標回転数) =
{(車両要求パワー)−(アシストパワー) }/ (エンジンの目標トルク)
・・・ (1)
具体的には、上述したステップS105と同時に又は相前後して、制御ユニット100の制御下で、決定された、エンジン200の目標回転数「Ne1」や目標トルク「Te1」を実現するように指示する指示コマンドが、エンジンを制御するエンジンECUに送信される。そして、エンジンECU120は、受信した指示コマンドに基づいて、目標回転数Ne1と、目標トルクTe1とによって示される動作点で動作するようにエンジン200における吸入空気量の制御や、燃料噴射量の制御や、点火時期の制御などの各種の制御を行う。
(Target engine speed) =
{(Vehicle required power)-(Assist power)} / (Target engine torque)
(1)
Specifically, instructed to realize the target rotational speed “Ne1” and target torque “Te1” of the engine 200 determined under the control of the control unit 100 simultaneously with or before or after step S105 described above. An instruction command to be transmitted is transmitted to an engine ECU that controls the engine. Based on the received instruction command, the engine ECU 120 controls the intake air amount in the engine 200, controls the fuel injection amount so as to operate at the operating point indicated by the target rotational speed Ne1 and the target torque Te1, Various controls such as ignition timing control are performed.

次に、制御ユニット100の制御下で、決定されたエンジンの目標回転数と、リングギヤ軸32aの回転数と、動力分配統合機構のギヤ比とに基づいて、モータジェネレータの目標モーター回転数や、目標モータートルクが決定される(ステップS106)。   Next, under the control of the control unit 100, based on the determined target engine speed, the rotation speed of the ring gear shaft 32a, and the gear ratio of the power distribution and integration mechanism, the target motor speed of the motor generator, A target motor torque is determined (step S106).

具体的には、上述したステップS106と同時に又は相前後して、制御ユニット100の制御下で、決定された、モータジェネレータの目標モーター回転数を実現するように指示する指示コマンドが、インバータに送信される。そして、インバータは、受信した指示コマンドに基づいて、目標モーター回転数と目標モータートルクとによって示される動作点で、モータジェネレータが駆動するように、インバータのスイッチング素子のスイッチング制御を行う。
(2−4)エンジンの動作ラインの決定手法
次に、図5及び図6を参照して、本実施形態に係る、エンジンの動作ラインの決定手法の詳細について説明する。ここに、図5は、本実施形態に係る、エンジンにおける目標回転数及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーとの関係を、充電を要求しない場合、及び充電を要求する場合において、示したグラフ(図5(a)、及び図5(b))である。図6は、本実施形態に係る、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線と、エンジンの動作ラインとの関係を示したグラフ(図6(a))、及び、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線、エンジンの動作ライン、駆動軸要求トルク、車両の走行抵抗の関係を示したグラフ(図6(b))である。
Specifically, an instruction command for instructing to achieve the target motor rotational speed of the motor generator, which is determined under the control of the control unit 100, is transmitted to the inverter simultaneously with or before or after step S106 described above. Is done. Then, based on the received instruction command, the inverter performs switching control of the switching element of the inverter so that the motor generator is driven at an operating point indicated by the target motor rotation speed and the target motor torque.
(2-4) Engine operating line determination method
Next, with reference to FIG.5 and FIG.6, the detail of the determination method of the engine operating line based on this embodiment is demonstrated. FIG. 5 shows the relationship between the engine operating line for determining the target engine speed and target torque in the engine and the required vehicle power required by the entire vehicle for the engine according to this embodiment. 6 is a graph shown in FIG. 5A and FIG. 5B when charging is not required and when charging is required. FIG. 6 is a graph (FIG. 6 (a)) showing the relationship between the contour lines indicating the level of the fuel consumption rate of the engine and the engine operation line, and the fuel consumption rate of the engine according to this embodiment. It is the graph (FIG.6 (b)) which showed the relationship between the contour line which showed the height, the operation line of an engine, a drive shaft required torque, and the running resistance of a vehicle.

尚、図5及び図6に加えて、後述される図8におけるグラフは、制御ユニットが、動作ラインを決定するために用いる制御マップの一例を示し、縦軸(即ち、本発明に係る「第1軸」の一例)にエンジン200のトルクTe、横軸(即ち、本発明に係る「第2軸」の一例)にエンジン200の回転数Neを表した座標平面であり、本発明に係る「座標平面」の一例である。この制御マップは、予め制御ユニットの記憶部100eにおける不揮発性領域に格納されている。   In addition to FIG. 5 and FIG. 6, the graph in FIG. 8 to be described later shows an example of the control map used by the control unit to determine the operation line. An example of the first axis) is a coordinate plane in which the torque Te of the engine 200 is represented, and the horizontal axis (that is, an example of the “second axis” according to the present invention) is the rotational speed Ne of the engine 200. It is an example of a “coordinate plane”. This control map is stored in advance in a non-volatile area in the storage unit 100e of the control unit.

この制御マップ上には、様々なパラメータに対するエンジントルクTeとエンジン回転数Neとの関係を表すことが可能である。このうち、等出力線はエンジン200の出力値を一定とした場合の、エンジントルクTeとエンジン回転数Neとの関係線である。尚、図5及び図6に加えて、後述される図8におけるグラフにおいては、説明の簡略化のため、等出力線は1本しか描かれていないが、実際には、等出力線は複数本、設定可能であると共に、より細かく設定することが可能である。   On this control map, it is possible to represent the relationship between the engine torque Te and the engine speed Ne for various parameters. Among these, the equal output line is a relationship line between the engine torque Te and the engine speed Ne when the output value of the engine 200 is constant. In addition to FIG. 5 and FIG. 6, in the graph in FIG. 8 described later, only one equal output line is drawn for the sake of simplification, but actually there are a plurality of equal output lines. The book can be set and can be set more finely.

図5(a)及び図6(a)に示されるように、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能な、エンジンの動作ラインが複数種類、存在する場合、それらのうち、エンジンが出力するエンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることが可能な動作ラインL1を選択して、動作ラインを決定する。ここに、本実施形態に係る、「燃料消費率」とは、内燃機関における単位電力量(例えば、単位は「kWh」)当りの燃料噴射量を表す指標値である。内燃機関の出力(即ち、電力)は、内燃機関のトルクと回転数との積に比例する。詳細には、このエンジン200の燃料消費率、即ち、エンジン200の熱効率に影響を与える因子の一例としては、エンジン200の冷却水の温度を挙げることができる。尚、エンジン200の冷却水の温度は、温度センサにより検出されたものが、エンジンECU120により取得される。   As shown in FIG. 5 (a) and FIG. 6 (a), when there are multiple types of engine operation lines that can make the fuel consumption rate of the engine better than a predetermined level, Then, the operation line L1 that can bring the engine output power output from the engine to the highest level is selected to determine the operation line. Here, the “fuel consumption rate” according to the present embodiment is an index value representing the fuel injection amount per unit power amount (for example, the unit is “kWh”) in the internal combustion engine. The output (ie, electric power) of the internal combustion engine is proportional to the product of the torque and the rotational speed of the internal combustion engine. Specifically, as an example of a factor that affects the fuel consumption rate of the engine 200, that is, the thermal efficiency of the engine 200, the temperature of the cooling water of the engine 200 can be cited. Note that the engine ECU 120 acquires the coolant temperature of the engine 200 detected by the temperature sensor.

即ち、図6(a)に示されるように、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線に基づいて、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能な、動作ラインが、例えば動作ラインL1、L2、及びL3、存在する場合、エンジンが出力するエンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることを可能とする(即ち、エンジンの出力するエンジントルクを増大させると共に、エンジンの回転数を増大させることが可能な)動作ラインL1を選択する。尚、本実施形態に係る、図5等における、動作ラインと、エンジンにおける目標回転数と、目標トルクとの関係、並びに、図6等における、動作ラインと、エンジンにおける目標回転数と、目標トルクと、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線との関係は、エンジンの制御条件、環境条件、設計条件などに対応して、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等に基づいて、個別具体的に規定可能である。   That is, as shown in FIG. 6 (a), an operation line that can make the fuel consumption rate of the engine better than a predetermined level based on the contour lines that indicate the level of the fuel consumption rate of the engine, For example, when the operation lines L1, L2, and L3 exist, the engine output power output from the engine can be set to the highest level (that is, the engine torque output from the engine is increased and the engine speed is increased). The operating line L1 is selected. The relationship between the operation line in FIG. 5 and the like, the target engine speed and target torque in FIG. 5 and the like, and the operation line and the target engine speed and target torque in FIG. And the contour lines that indicate the level of fuel consumption of the engine, based on experimental, theoretical, empirical, simulation, etc., corresponding to engine control conditions, environmental conditions, design conditions, etc. It can be specifically defined.

より具体的には、図5(a)及び図6(a)に示されるように、モータジェネレータがエンジンに対して、充電を要求しないと共に、バッテリの放電パワー(放電力)に基づくモータジェネレータによるアシストパワーが存在する場合、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な動作ラインL1を選択するようにしてよい。   More specifically, as shown in FIGS. 5 (a) and 6 (a), the motor generator does not require charging from the engine, and the motor generator is based on the discharge power (discharge power) of the battery. When the assist power exists, the operation line L1 that can be closest to the vehicle required power that the entire vehicle requests from the engine may be selected.

従って、図6(b)に示されるように、モータージェネレータの分担するアシストトルクの割合を、動作ラインL2を選択した場合(図6(b)中の点線の矢印線を参照)よりも低減させ、モータジェネレータによるアシストパワーを低減可能であるので、バッテリの放電量を低減させることが可能である。この結果、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を顕著に向上させることが可能である。   Therefore, as shown in FIG. 6 (b), the ratio of the assist torque shared by the motor generator is made lower than when the operation line L2 is selected (see the dotted arrow line in FIG. 6 (b)). Since the assist power generated by the motor generator can be reduced, the amount of battery discharge can be reduced. As a result, it is possible to remarkably improve the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio.

以上の結果、エンジンの燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在するエンジンにおいて、エンジンの燃料消費率を低減させ、エンジンの熱効率を向上させるだけでなく、バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体におけるエネルギ効率を、顕著に向上させ、最適化することが可能である。   As a result of the above, in an engine where there are multiple types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the engine, not only can the engine fuel consumption rate be reduced and the engine thermal efficiency improved, but also the battery and motor generator It is possible to significantly improve and optimize the energy efficiency of the entire vehicle including.

概ね同様にして、図5(b)及び図6(a)に示されるように、バッテリが、エンジンに対して、モータジェネレータを介した充電を要求する場合、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーと比較して、より大きなエンジン出力パワーを出力可能な動作ラインL1を選択するようにしてよい。
(3)本実施形態に係る作用と効果との検討
次に、図7を参照して、本実施形態に係る作用と効果とについて、検討する。ここに、図7は、本実施形態に係る、エンジンの動作ラインと、モータジェネレータが分担するトルクと、エンジンが分担するトルクと、の関係を示したグラフ(図7(a))、及び、比較例に係る、エンジンの動作ラインと、モータジェネレータが分担するトルクと、エンジンが分担するトルクと、の関係を示したグラフ(図7(b))である。
In substantially the same manner, as shown in FIGS. 5B and 6A, when the battery requests the engine to charge via the motor generator, the entire vehicle requests the engine. You may make it select the operation line L1 which can output larger engine output power compared with vehicle request | requirement power.
(3) Examination of actions and effects according to this embodiment
Next, with reference to FIG. 7, the operation and effect according to the present embodiment will be examined. FIG. 7 is a graph (FIG. 7A) showing the relationship between the engine operating line, the torque shared by the motor generator, and the torque shared by the engine, according to the present embodiment. 8 is a graph (FIG. 7B) showing a relationship between an engine operation line, a torque shared by a motor generator, and a torque shared by an engine according to a comparative example.

図7(a)に示されるように、本実施形態によれば、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能であると共に、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な動作ラインL1が選択される。言い換えると、エンジンが出力する(出力すべき)エンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることが可能な動作ラインL1が選択される。即ち、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、エンジンの出力するエンジントルクを増大させると共に、エンジンの回転数を増大させることが可能な動作ラインL1が選択される。   As shown in FIG. 7A, according to the present embodiment, the fuel consumption rate of the engine can be made better than a predetermined level, and the vehicle required power that the entire vehicle requests from the engine. The operation line L1 that can be closest to is selected. In other words, the operation line L1 capable of bringing the engine output power output (to be output) by the engine to the highest level is selected. In other words, it is possible to make the fuel consumption rate of the engine better than a predetermined level, to minimize it, to increase the engine torque output from the engine, and to increase the engine speed. L1 is selected.

仮に、図7(b)の比較例に示されるように、エンジンの燃料消費率を最小とするだけの他の動作ラインL0が選択された場合、エンジンの回転数「Ne」(即ち、車両速度に比例する変数)を変数とするモータジェネレータの分担するアシストパワーの総量(合計量)は、図7(a)に示された、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能であると共に、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な動作ラインL1を選択した場合と比較して、顕著に大きくなってしまう。よって、比較例においては、エンジンの燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在するエンジンに対しては、エンジン単体での燃料消費率を最小とすることはできるが、車両全体におけるエネルギ効率を最適化することが技術的に困難となってしまう可能性がある。   As shown in the comparative example of FIG. 7B, when another operation line L0 that minimizes the fuel consumption rate of the engine is selected, the engine speed “Ne” (that is, the vehicle speed) The total amount (total amount) of assist power shared by the motor generator with a variable proportional to the engine power consumption rate shown in FIG. 7 (a) can be made better than a predetermined level. In addition, the operation line L1 that can be brought closest to the vehicle required power that the entire vehicle requests from the engine is significantly increased. Therefore, in the comparative example, the engine consumption rate of the engine can be minimized. For engines having a plurality of types of operation lines, the fuel consumption rate of the engine alone can be minimized. Optimizing energy efficiency can be technically difficult.

これに対して、本実施形態によれば、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な動作ラインL1が選択されて設定される。言い換えると、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、エンジンが出力する(出力すべき)エンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることを可能な動作ラインL1が選択される。即ち、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせ、最小とさせることが可能であると共に、エンジンの出力するエンジントルクを増大させると共に、エンジンの回転数を増大させることが可能な動作ラインL1が選択される。   On the other hand, according to the present embodiment, the fuel consumption rate of the engine can be made better than a predetermined level and minimized, and the vehicle power required by the entire vehicle to the engine can be maximized. An operation line L1 that can be approached is selected and set. In other words, the fuel consumption rate of the engine can be made better and lower than a predetermined level, and the engine output power output (to be output) by the engine can be made the highest level. Line L1 is selected. In other words, it is possible to make the fuel consumption rate of the engine better than a predetermined level, to minimize it, to increase the engine torque output from the engine, and to increase the engine speed. L1 is selected.

従って、図7(a)に示されるように、モータージェネレータの分担するアシストトルクの割合を、エンジンの燃料消費率を最小とするだけの動作ラインL0を選択した場合(図7(b)中を参照)よりも低減させ、モータジェネレータによるアシストパワーを低減可能であるので、バッテリの放電量を低減させることが可能である。この結果、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を顕著に向上させることが可能である。   Accordingly, as shown in FIG. 7 (a), when the operation line L0 that minimizes the fuel consumption rate of the engine is selected as the ratio of the assist torque shared by the motor generator (in FIG. 7 (b)). The assist power by the motor generator can be reduced, so that the amount of battery discharge can be reduced. As a result, it is possible to remarkably improve the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio.

以上の結果、エンジンの燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在するエンジンにおいて、エンジンの燃料消費率を低減させ、エンジンの熱効率を向上させるだけでなく、バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体におけるエネルギ効率を、顕著に向上させ、最適化することが可能である。
(4)他の実施形態
次に、図8を参照して、他の実施形態に係る、エンジンの動作ラインの決定手法の詳細について説明する。ここに、図8は、他の実施形態に係る、エンジンにおける目標回転数及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーとの関係を示したグラフである。
As a result of the above, in an engine where there are multiple types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the engine, not only can the engine fuel consumption rate be reduced and the engine thermal efficiency improved, but also the battery and motor generator It is possible to significantly improve and optimize the energy efficiency of the entire vehicle including.
(4) Other embodiments
Next, with reference to FIG. 8, the details of the determination method of the engine operation line according to another embodiment will be described. FIG. 8 shows the relationship between the engine operation line for determining the target engine speed and target torque in the engine and the required vehicle power required by the entire vehicle for the engine according to another embodiment. It is a graph.

図8に示されるように、エンジンの燃料消費率を、所定レベルより良好にさせることが可能な、複数種類のエンジンの動作ラインのうち、エンジンが出力するエンジン出力パワーを最も高いレベルにさせることが可能な動作ラインL1を選択して、動作ラインを決定した後に、次のようにエンジンの動作点を補正するようにしてよい。   As shown in FIG. 8, the engine output power output by the engine is set to the highest level among a plurality of types of engine operation lines capable of making the fuel consumption rate of the engine better than a predetermined level. After selecting the operation line L1 that can be operated and determining the operation line, the operating point of the engine may be corrected as follows.

即ち、モータジェネレータがエンジンに対して、充電を要求しないと共に、バッテリが出力可能な最大の放電パワー(放電力)に対応される、モータジェネレータによるアシストパワーが存在する場合、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーに最も近づけることが可能な動作ラインL1上において、エンジンが出力するエンジン出力パワーをより大きくするエンジンの動作点を選択してよい。   That is, when the motor generator does not require charging to the engine and there is assist power by the motor generator corresponding to the maximum discharge power (discharge power) that the battery can output, the entire vehicle On the operation line L1 that can be closest to the required vehicle power, the operating point of the engine that increases the engine output power output by the engine may be selected.

従って、図8に示されるように、モータージェネレータの分担するアシストトルクの割合を、バッテリが最大限、放電している場合よりも、低減させ、モータジェネレータによるアシストパワーを低減可能であるので、バッテリの放電量を効果的に低減させることが可能である。この結果、エンジン出力パワーが、駆動軸の要求するパワーを担う割合、所謂、直行比率を、顕著に向上させることが可能である。   Accordingly, as shown in FIG. 8, the assist torque ratio shared by the motor generator can be reduced more than when the battery is discharged to the maximum, and the assist power by the motor generator can be reduced. It is possible to effectively reduce the amount of discharge. As a result, it is possible to remarkably improve the ratio of the engine output power that bears the power required by the drive shaft, the so-called direct ratio.

以上の結果、エンジンの燃料消費率を最小とする動作ラインが、複数種類、存在するエンジンにおいて、エンジンの燃料消費率を低減させ、エンジンの熱効率を向上させるだけでなく、バッテリとモータジェネレータとを含む車両全体におけるエネルギ効率を、より顕著に向上させ、最適化することが可能である。   As a result of the above, in an engine where there are multiple types of operation lines that minimize the fuel consumption rate of the engine, not only can the engine fuel consumption rate be reduced and the engine thermal efficiency improved, but also the battery and motor generator It is possible to improve and optimize the energy efficiency of the entire vehicle including it more significantly.

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明はガソリンに限らず、ディーゼルエンジンその他の燃料を利用する各種の内燃機関を有するハイブリッド式の車両の出力制御装置に適用してよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms. For example, the present invention is not limited to gasoline, and may be applied to an output control device for a hybrid vehicle having various internal combustion engines that use a diesel engine or other fuel.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド式の車両の出力制御装置、及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a hybrid vehicle with such a change These output control devices and methods are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施形態に係るハイブリッドシステム10のブロック図である。1 is a block diagram of a hybrid system 10 according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る、エンジン200の断面を示すと共に、エンジンのシステム系統を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the system system of the engine while showing the cross section of the engine 200 based on this embodiment. 本実施形態に係る、エンジンの動作状態(目標回転数など)を制御する全体処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the whole process which controls the operation state (target rotation speed etc.) of an engine based on this embodiment. 本実施形態に係る、車両の駆動軸に要求される駆動軸要求トルクと、車速との関係を示したグラフ(図4(a))、及び、エンジンにおける目標回転数、及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、エンジンに対して要求される車両要求パワーとの関係を示したグラフ(図4(b))である。The graph (FIG. 4 (a)) showing the relationship between the drive shaft required torque required for the drive shaft of the vehicle and the vehicle speed according to the present embodiment, the target engine speed and the target torque are determined. 5 is a graph (FIG. 4B) showing the relationship between the engine operation line for the engine and the required vehicle power required for the engine. 本実施形態に係る、エンジンにおける目標回転数及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーとの関係を、充電を要求しない場合、及び充電を要求する場合において、示したグラフ(図5(a)、及び図5(b))である。The relationship between the engine operating line for determining the target rotational speed and target torque in the engine and the required vehicle power required by the entire vehicle for the engine, when charging is not required, and charging 6 is a graph shown in FIG. 5A and FIG. 5B. 本実施形態に係る、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線と、エンジンの動作ラインとの関係を示したグラフ(図6(a))、及び、エンジンの燃料消費率の高低を示した等高線、エンジンの動作ライン、駆動軸要求トルク、車両の走行抵抗の関係を示したグラフ(図6(b))である。The graph (FIG. 6 (a)) showing the relationship between the contour line indicating the level of the fuel consumption rate of the engine and the operation line of the engine, and the level of the fuel consumption rate of the engine according to this embodiment. It is the graph (FIG.6 (b)) which showed the relationship between a contour line, an engine operating line, a drive shaft request | requirement torque, and the running resistance of a vehicle. 本実施形態に係る、エンジンの動作ラインと、モータジェネレータが分担するトルクと、エンジンが分担するトルクと、の関係を示したグラフ(図7(a))、及び、比較例に係る、エンジンの動作ラインと、モータジェネレータが分担するトルクと、エンジンが分担するトルクと、の関係を示したグラフ(図7(b))である。The graph (FIG. 7A) showing the relationship between the engine operation line, the torque shared by the motor generator, and the torque shared by the engine according to the present embodiment, and the engine according to the comparative example It is the graph (FIG.7 (b)) which showed the relationship between an operation line, the torque which a motor generator shares, and the torque which an engine shares. 他の実施形態に係る、エンジンにおける目標回転数及び目標トルクを決定するためのエンジンの動作ラインと、車両全体がエンジンに対して要求する車両要求パワーとの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the engine operating line for determining the target rotation speed and target torque in an engine, and the vehicle request | requirement power which the whole vehicle requests | requires with respect to an engine based on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…ハイブリッドシステム、11…ハイブリッドシステム、12…ハイブリッドシス
テム、13…ハイブリッドシステム、20…ハイブリッド車両、21…伝達機構、22…車輪、30…制御マップ、100…制御ユニット、110…動作ライン選択手段、120…エンジンECU、130…モータECU、140…記憶部、200…エンジン、MG1…モータジェネレータ、MG2…モータジェネレータ、300…動力分割機構、400…インバータ、500…バッテリ、510…SOCセンサ、600…車速センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hybrid system, 11 ... Hybrid system, 12 ... Hybrid system, 13 ... Hybrid system, 20 ... Hybrid vehicle, 21 ... Transmission mechanism, 22 ... Wheel, 30 ... Control map, 100 ... Control unit, 110 ... Operation line selection means , 120 ... engine ECU, 130 ... motor ECU, 140 ... storage unit, 200 ... engine, MG1 ... motor generator, MG2 ... motor generator, 300 ... power split mechanism, 400 ... inverter, 500 ... battery, 510 ... SOC sensor, 600 ... Vehicle speed sensor

Claims (6)

動力源として、内燃機関及びモータージェネレータを備えるハイブリッド式の車両の出力制御装置であって、
前記内燃機関が出力する出力トルクを第1軸とし且つ前記内燃機関の回転数を第2軸とする座標平面上で、前記内燃機関における燃料消費率を所定範囲に存在させる複数の動作ラインのうち、前記車両が要求する車両要求パワーとの距離が小さい一の動作ラインを選択する動作ライン選択手段と、
前記選択された一の動作ラインに基づいて、前記座標平面上で前記内燃機関の目標となる所定動作点を決定する所定動作点決定手段と、
前記決定された所定動作点により示される動作状態に近付けるように、前記内燃機関を制御する第1制御手段と、
前記決定された所定動作点と前記車両が要求する車両要求パワーとの差に基づいて、前記モータージェネレータの目標となる目標モータートルク又は目標モーター回転数を決定する目標値決定手段と、
前記目標モータートルク又は前記目標モーター回転数により示される動作状態に近付けるように、前記モータージェネレータを制御する第2制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド式の車両の出力制御装置。
A hybrid vehicle output control device including an internal combustion engine and a motor generator as a power source,
Among the plurality of operation lines for causing the fuel consumption rate in the internal combustion engine to exist within a predetermined range on a coordinate plane having the output torque output from the internal combustion engine as the first axis and the rotation speed of the internal combustion engine as the second axis , An operation line selection means for selecting one operation line having a small distance from the vehicle required power required by the vehicle;
Predetermined operating point determining means for determining a predetermined operating point as a target of the internal combustion engine on the coordinate plane based on the selected one operating line;
First control means for controlling the internal combustion engine so as to approach the operating state indicated by the determined predetermined operating point;
Target value determining means for determining a target motor torque or a target motor rotation speed to be a target of the motor generator based on a difference between the determined predetermined operating point and a vehicle required power required by the vehicle;
Second control means for controlling the motor generator so as to approach an operation state indicated by the target motor torque or the target motor rotation speed;
An output control device for a hybrid vehicle, comprising:
前記動作ライン選択手段は、前記内燃機関が出力する出力パワーを標準パワーより増大させるように、前記一の動作ラインを選択することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド式の車両の出力制御装置。   2. The hybrid vehicle output control according to claim 1, wherein the operation line selection unit selects the one operation line so that an output power output from the internal combustion engine is increased from a standard power. apparatus. 前記動作ライン選択手段は、(i)前記モータージェネレータが電動機として機能する場合、前記出力トルクが、前記車両が要求する車両要求トルクに近づくように、前記一の動作ラインを選択し、(ii)前記モータージェネレータが発電機として機能する場合、前記出力トルクが、前記車両要求トルクより大きくなるように、前記一の動作ラインを選択す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式の車両の出力制御装置。   The operation line selection means selects (i) the one operation line so that the output torque approaches a vehicle request torque required by the vehicle when the motor generator functions as an electric motor, and (ii) 3. The hybrid system according to claim 1, wherein when the motor generator functions as a generator, the one operation line is selected so that the output torque is larger than the vehicle required torque. 4. Vehicle output control device. 前記所定動作点を補正する動作点補正手段を更に備え、
前記動作点補正手段は、前記決定された目標モータートルク又は目標モーター回転数に起因して、前記所定動作点により示される動作状態の前記内燃機関が出力する出力パワーが低下する場合、当該出力パワーを増大させるように、前記所定動作点を補正することを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のハイブリッド式の車両の出力制御装置。
Further comprising an operating point correcting means for correcting the predetermined operating point;
When the output power output from the internal combustion engine in the operating state indicated by the predetermined operating point decreases due to the determined target motor torque or target motor speed, the operating point correction means The hybrid vehicle output control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined operating point is corrected so as to increase the value.
前記動作ライン選択手段は、前記内燃機関の温度の変化に基づいて、前記一の動作ラインを選択することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載のハイブリッド式の車両の出力制御装置。   5. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the operation line selection unit selects the one operation line based on a change in temperature of the internal combustion engine. 6. Output control device. 動力源として、内燃機関及びモータージェネレータを備えるハイブリッド式の車両の出力制御装置における出力制御方法であって、
前記内燃機関が出力する出力トルクを第1軸とし且つ前記内燃機関の回転数を第2軸とする座標平面上で、前記内燃機関における燃料消費率を所定範囲に存在させる複数の動作ラインのうち、前記車両が要求する車両要求パワーとの距離が小さい一の動作ラインを選択する動作ライン選択工程と、
前記選択された一の動作ラインに基づいて、前記座標平面上で前記内燃機関の目標となる所定動作点を決定する所定動作点決定工程と、
前記決定された所定動作点により示される動作状態に近付けるように、前記内燃機関を制御する第1制御工程と、
前記決定された所定動作点と前記車両が要求する車両要求パワーとの差に基づいて、前記モータージェネレータの目標となる目標モータートルク又は目標モーター回転数を決定する目標値決定工程と、
前記目標モータートルク又は前記目標モーター回転数により示される動作状態に近付けるように、前記モータージェネレータを制御する第2制御工程と、
を備えることを特徴とするハイブリッド式の車両の出力制御方法。
An output control method in an output control device of a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a motor generator as a power source,
Among the plurality of operation lines for causing the fuel consumption rate in the internal combustion engine to exist within a predetermined range on a coordinate plane having the output torque output from the internal combustion engine as the first axis and the rotation speed of the internal combustion engine as the second axis An operation line selection step of selecting one operation line having a small distance from the vehicle request power required by the vehicle;
A predetermined operating point determining step for determining a predetermined operating point as a target of the internal combustion engine on the coordinate plane based on the selected one operating line;
A first control step of controlling the internal combustion engine so as to approach the operating state indicated by the determined predetermined operating point;
A target value determining step for determining a target motor torque or a target motor rotation speed as a target of the motor generator based on a difference between the determined predetermined operating point and a vehicle required power required by the vehicle;
A second control step of controlling the motor generator so as to approach an operation state indicated by the target motor torque or the target motor rotation speed;
An output control method for a hybrid vehicle, comprising:
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