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JP2004116362A - Power control device for parallel hybrid electric vehicle - Google Patents

Power control device for parallel hybrid electric vehicle Download PDF

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JP2004116362A
JP2004116362A JP2002279358A JP2002279358A JP2004116362A JP 2004116362 A JP2004116362 A JP 2004116362A JP 2002279358 A JP2002279358 A JP 2002279358A JP 2002279358 A JP2002279358 A JP 2002279358A JP 2004116362 A JP2004116362 A JP 2004116362A
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress prescribed substance included in exhaust gas from an engine in a parallel hybrid electric vehicle. <P>SOLUTION: This power control device for a parallel hybrid electric vehicle 40 comprises a required driving torque setting means 56 for setting a required driving torque to driving wheels 67 based on the driving state of a driver; a plurality of driving characteristic setting maps 58, 58a, 58b setting the operating state of an engine 62 and a motor 64 according to the required driving torque set by the required driving torque setting means 56; an engine speed detecting means 69 for detecting the rotating speed of the engine 62; and a map selecting means 57 for selecting the maps 58, 58a, 58b according to the engine speed detected by the engine speed detecting means 69. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とが機械的に接続された、パラレル式ハイブリッド電気自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、エンジンの排ガスに含まれる各種の物質(以下、「排ガス物質」という)を抑制することが強く望まれている。この排ガス物質とは、エンジンの種別によっても異なるが、例えば、二酸化炭素(CO)、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、パテュレートマター(PM)などである。
【0003】
これらの各種の排ガス物質を抑制するには、エンジンの運転点(例えば、トルクと回転数)を制御することによって抑制できることが知られているが、通常、自動車のエンジンは運転点を一定とする定常運転ではなく、時々刻々とトルクや回転数が変化するため、エンジンの運転点で排ガス成分を制御するのは困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一方、大気汚染防止や騒音低減の観点から、ハイブリッド電気自動車(HEV)に関する技術が注目され、実用化が進んでいる。
このHEVの方式としては、大別してシリーズ式とパラレル式との2方式がある。
【0005】
このうち、パラレル式は、エンジンとモータとが共に駆動輪と機械的に接続されており、双方が駆動輪を駆動出来る方式であって、エンジンによる駆動力とモータによる駆動力とを走行状態や運転者による駆動要求(運転状態)に応じて使い分けることが出来る。
また、このようなパラレル式のハイブリッド電気自動車には、エンジン回転数および負荷から車両用モータを発電運転するようにするマップと、同車両用モータを駆動運転するようにするマップとを切り換える技術も存在する(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
しかしながら、かかるマップ領域と排ガス物質(例えば、HC)の排出量を抑制できるエンジンの運転領域とは必ずしも一致しないため、パラレル式HEVにおいては、エンジンからの排ガスに含まれるNOxやHC等の排ガス物質の排出量を更に抑制する余地がある。
【0007】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、エンジンからの排ガスに含まれる所定の物質を抑制することができるパラレル式ハイブリッド電気自動車を提供することを目的としている。
【0008】
【特許文献1】特開平2001−314003号公報
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とがいずれも車両の駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置において、運転者の運転状態に基づき該駆動輪に対する要求駆動トルクを設定する要求駆動トルク設定手段と、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクに応じて該エンジンおよび該モータの運転状態を設定する複数の運転特性設定マップと、該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、該エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数が、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的多い低回転域である場合と、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的少ない高回転域である場合とに応じて、該複数の運転特性設定マップの中から1つのマップを選択するマップ選択手段とをそなえていることを特徴としている。
【0010】
このため、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となるとともに、効果的に排ガスに含まれる所定物質の成分量を抑制することが出来る。
また、請求項2記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項1記載の構成において、該運転特性設定マップが、エンジンの低回転域用制御マップと高回転域用制御マップとから構成され、該マップ選択手段は、該エンジン回転数が所定回転数未満の場合は低回転域用制御マップを選択するとともに、該エンジン回転数が所定回転数以上の場合は高回転域用制御マップを選択し、該低回転域用制御マップは、該駆動輪に対する要求駆動トルクを、該エンジンによるエンジントルクよりも該モータによるモータトルクから優先して得るように設定されていることを特徴としている。
【0011】
このため、エンジン回転数に応じた駆動力を、適切に駆動輪に伝達することが、簡素な構成で可能となる向上にも寄与することが出来る。
また、請求項3記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項1または2記載の構成において、該モータに電力を供給するバッテリと、該バッテリの電力残存容量を検出する電力残存容量検出手段とをそなえ、該運転特性設定マップが、該電力残存容量検出手段で検出された電力残存容量と該要求駆動トルク設定手段によって設定された該要求駆動トルクとに応じて、該エンジンおよび該モータの駆動状態を設定することを特徴とする。
【0012】
このため、SOCを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる。
また、請求項4記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項2〜3記載の構成において、上記所定回転数以上の領域において、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、該エンジン回転数毎に記憶し、目標エンジントルクとして保持する記憶手段を有し、該高回転域用制御マップは、該エンジンを該目標エンジントルクに沿って該エンジンを優先的に運転させるとともに、該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が大きい場合は、該モータを駆動させて不足トルクを補うように設定し、該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が小さい場合は、該モータを発電機として作動させて余剰トルクを発電に用いることを特徴とする。
【0013】
このため、排ガス中の所定物質の成分量を効果的に抑制することが可能となるとともに、運転者の駆動要求を確実に実現しながら、エネルギ損失を抑制することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置について、図1〜図4を用いて説明すると、図1はその要部構成を示す模式的なブロック図、図2はエンジンの運転状態を示すグラフであってトルク配分制御マップ切換え回転数αを示す図、図3はHEV車両の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であってエンジン回転数が低速回転域にある場合を示す図、図4はHEV車両の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が高速回転域にある場合を示す図である。
【0015】
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車40は、主に、総合制御部(動力制御装置;ECU)50、エンジン62、クラッチ63、モータ64、変速機65、バッテリ71およびインバータ72などよって構成されている。以下、これらの機器について簡単に説明する。
エンジン62はディーゼルエンジンであって、その駆動軸(図示略)はクラッチ63,モータ64,変速機65およびプロペラシャフト(駆動輪の駆動軸)66を介して駆動輪67と機械的に接続され、エンジン62によって生じるエンジン駆動力によって駆動輪67を駆動させてHEV車両40を走行させるものである。
【0016】
また、エンジン62は、モータ64を発電機(ジェネレータ)として機能させた場合に、モータ64の駆動力源となって高電圧(例えば約300V)の交流電力の発電を行なうものでもある。
このエンジン62には、運転者の駆動要求に応じて踏み込まれるアクセルペダル61の踏み込み量を検出してECU50に検出結果を送信するアクセル開度センサ68が、電気的に接続されている。更に、エンジン62には、エンジン駆動軸の回転数Neを計測するエンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段)69が付設されている。
【0017】
クラッチ63は電磁クラッチであって、エンジン62とモータ64との機械的接続を断切するようになっており、その動作は後述するECU50によって制御されるようになっている。
モータ64は、後述するバッテリ71からインバータ72を介して電力を得て、電動機(モータ)として機能し、駆動輪67を駆動するように構成されている。
【0018】
一方、モータ64が発電機として機能する場合には、クラッチ63を介してエンジン駆動力をモータ64へ入力する。このとき、モータ64は高電圧(例えば、約300V)の交流電力を発電する。なお、この高圧交流電力はインバータ72によって直流電力に変換された後にバッテリ71に蓄えられる。
さらに、モータ64は車両の制動時などの回生ブレーキ時にも発電機として作動するようになっており、この場合は、駆動輪67の回転による運動エネルギを、発電機として機能しているモータ64が、電気エネルギ(電力)へと変換した後、インバータ72を介してバッテリ71へ蓄えるようになっている。なお、モータ64を電動機もしくは発電機として機能させるか等の動作制御はECU50によって行なわれる。
【0019】
変速機65は、エンジン62の駆動力またはモータ64の駆動力によって駆動されるモータ駆動軸(図示略)の回転速度を適宜変速して駆動輪67へ伝達するものである。また、この変速機65は、上述の回生ブレーキ作動時には、駆動輪67の回転(運動エネルギ)によって回転するプロペラシャフト66の回転を適宜変速した後にモータ64へ入力するようになっている。なお、変速機65の動作はECU50によって制御されるようになっている。
【0020】
バッテリ71は高電圧(例えば約300V)の直流電力を充放電可能にするために、インバータ72と電気的に接続されている。また、バッテリ71にはバッテリ71内に蓄えられている電力残存量を計測するための電力センサ(電力残存容量検出手段)73が設けられている。
インバータ72はバッテリ71とモータ64との間に電気的に介装され、バッテリ71に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してからモータ64へ送給したり、モータ64をジェネレータとして機能させた場合に発電される高電圧の交流電力を直流電力に変換してからバッテリ71に送給してバッテリ71に対する充電を行なったりするものである。さらに、インバータ72はバッテリ71に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してからモータ64へ送給する際、モータ64の回転数に応じた周波数の交流電力となるように調整することによってモータ64の運転効率を高める機能もそなえている。
【0021】
ECU50は、上述のアクセル開度センサ68,エンジン回転数センサ69,エンジン62,クラッチ63,モータ64,変速機65,バッテリ71およびインバータ72のそれぞれに電気的に接続され、各機器を総合的に制御するためのものであり、主に、メモリ(記憶手段)51とCPU(図示略)とから構成されている。
【0022】
メモリ51には、ソフトウェアによって実現される要求トルク設定手段56、マップセレクタ(マップ選択手段)57、2つの運転特性設定マップ58a、58b及び目標エンジントルクTが記憶されている。
このうち、要求駆動トルク設定手段56は、アクセル開度センサ68によって検出されたアクセルペダル61の踏み込み及びエンジン回転数に基づき、車両の走行に際して要求される駆動トルク(以後、「要求駆動トルク」という)を算出、設定するものである。
【0023】
マップセレクタ57は、メモリ51内に保持されている複数の制御マップ58a,58b中から、エンジン回転数検出手段69によって検出されたエンジン回転数Neに対応した制御マップを選択するものである。
運転特性設定マップ58は、エンジン62が低回転域(例えば、アイドル回転数以上から1500rpm未満)で運転されている場合に用いられる低回転域用制御マップ58aと、エンジン62が高回転域(例えば、1500rpm以上)で運転されている場合に用いられる高回転域用制御マップ58bとを有しており、マップセレクタ57によって適宜選択されるようになっている。
【0024】
ここで、この2つのマップの切換えを図2を使って説明する。
図2に示すエンジン運転状態を示すグラフにおいては、縦軸にエンジントルク、横軸にエンジン回転数が設定され、制御マップ切換え回転数αよりも回転数が低い領域が低回転領域Aとして設定されるとともに、制御マップ切換え回転数αよりも回転数が高い領域が高回転領域Bとして設定されており、この低回転領域A内でエンジン62が運転している場合には、低回転域用制御マップ58aが用いられて要求駆動トルクを実現するための制御を行なう一方、高回転領域B内でエンジン62が運転している場合には、高回転域用制御マップ58bが用いられて駆動トルクを制御するようになっている。なお、低回転域用制御マップ58aと高回転域用制御マップ58bとの総称として「運転特性設定マップ58」と記載する場合があり、また、この運転特性設定マップ58については、図3および図4等を用いて詳しく後述する。
【0025】
目標エンジントルクTは、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量が最低となるトルクを各回転数ごとに計測してプロットした点を線で結んだ設定値である。
つまり、この目標エンジントルクTに沿ってエンジン62を運転すれば、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量を大幅に抑制することが出来る。
【0026】
ところで、図2に示すグラフの中で低回転領域A内には目標エンジントルクTが設定されていない。これは、トルク配分制御マップ切換え回転数α未満のエンジン回転数域(つまり低回転領域A内)においては、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量の最低量が、トルク配分制御マップ切換え回転数α以上(つまり高回転領域B内)で運転する場合に較べて、非常に多いためである。換言すれば、低回転領域AにおいてNOxが最低となるトルクでエンジン62を運転しても、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量の抑制に対してあまり効果が無い。そこで、低回転領域Aにおいてはエンジン62のトルクを制御するのではなく、主にモータ64により要求駆動トルクを実現させ、極力エンジン62の運転を停止することで、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量を抑制するようにしている。
【0027】
一方、トルク配分制御マップ切換え回転数α以上の領域(つまり、高回転領域B)においては、目標エンジントルクTの特性線に沿ってエンジン62を運転すれば、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量の低減に効果があるので、この場合には、主にエンジン62により要求駆動トルクを実現するように制御して、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量を抑制するようにしている。
【0028】
次に、上述の排ガス内のNOx量抑制に着目してエンジン62とモータ64との駆動状態を制御する際に用いられる運転特性設定マップ58について説明する。
まず、図3を使って低速回転域用制御マップ58aを説明する。
図3に示すように、低回転域用制御マップ58aは、縦軸に要求駆動トルク、横軸にバッテリ71における電力残存量(SOC)が設定され、この横軸上には、下限SOC、目標SOC、上限SOCのそれぞれが設定されている。
【0029】
下限SOCとは、これ以上、バッテリ71内の蓄電量が低下すると、モータ64を駆動するのに必要な電力が足りなくなるおそれがあるとして事前に定められた値であって、例えば、バッテリ71の満充電を100%とした場合の45%近傍の蓄電量である。
目標SOCとは、バッテリ71内の蓄電量が最適であるとして事前に定められた値であって、例えば、蓄電量50%近傍の値である。
【0030】
上限SOCとは、これ以上、バッテリ71内の蓄電量が増加すると、バッテリ71が過充電状態になってしまうおそれがあるとして事前に定められた値であって、例えば、蓄電量55%近傍の値である。
また、低回転域用制御マップ58aの領域は、第一領域1、第二領域2、第三領域3、第四領域4、第五領域5および第六領域6に区分されている。なお、以下、アクセルペダル61の踏み込み量とエンジン62の回転数によって設定される要求駆動トルクと、バッテリ71におけるSOCとによって定まる値を、「制御点」として説明する。
【0031】
この低回転域用制御マップ58aは、低回転領域Aでエンジンを低回転で運転している場合(つまり、エンジンの回転数が低回転である場合)に用いられるマップである。
この低回転域用制御マップ58aにおいては、低回転で運転しているエンジンからの排ガスに含まれるNOx成分量は多量となってしまうため、エンジン62の運転を控える一方、極力モータ64によるモータ駆動力を用いてHEV車両40を走行させる制御を設定している。
【0032】
すなわち、図3の低回転域用マップ58aに示すように、電力が十分に蓄えられており(つまり、バッテリSOCが目標SOC以上)、且つ、ドライバの要求駆動トルクがモータ最大トルク以下である場合(第五領域5および第六領域6参照)、モータトルクのみを走行に用い、また、エンジン62は無負荷運転(アイドル相当)に制御される。つまりこの場合、運転者の要求駆動トルクは下式(1)のように設定される。
【0033】
要求駆動トルク=モータトルク  (1)
また、要求駆動トルクの大きさが、モータ64が出力することが出来るモータ最大トルクを超えている場合には(第三領域3および第四領域4参照)、エンジン62を作動させて、モータ64によるトルクでは賄いきれない不足トルクだけをエンジントルクによって補うようになっている。つまり、この場合、運転者による要求駆動トルクは下式(2)のようにして満たされる。
【0034】
要求駆動トルク=モータ最大トルク + エンジントルク  (2)
上述のように、エンジン62の運転状態を制御することにより、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx成分量を抑制することが可能となる。
なお、バッテリ71のSOCが目標SOC以下となった場合には(第二領域2参照)、SOCの低下を回避すべくモータ64の作動を停止し、エンジン62のエンジントルクのみを走行に用いるように制御される。この場合、要求駆動トルクは下式(3)のように設定される。
【0035】
要求駆動トルク=エンジントルク  (3)
また、バッテリ71のSOCが下限SOC以下に低下してしまった場合は(第一領域1参照)、モータ64を発電機として作動させるとともに、エンジントルクを走行と発電との双方に用いる制御を実行するようになっている。この場合、要求駆動トルクは下式(4)で表される。なお、以下の「モータ発電トルク」とは、発電機として機能しているモータ4を駆動して発電させる際に消費されるトルクであって、その値は負である。
【0036】
要求駆動トルク=エンジントルク+モータ発電トルク  (4)
上述のように、第一領域1および第二領域2においては、排ガスに含まれるNOx量が比較的多い低回転域において、主にエンジン62を運転する制御を行なうため、主にモータ64を運転する第三領域3,第四領域4,第五領域5および第六領域6での運転に較べてNOx排出量が増大することになるが、これはバッテリ71のSOCが回復するまでの一時的な運転であるため、NOx排出量の増大も一時的なものであるので、NOx排出量の増大は極力抑制される。
【0037】
次に、図4を使って高回転域制御マップ58bを説明する。
この高回転域用制御マップ58bは、高回転領域Bでエンジンを運転している場合(つまり、エンジンの回転数が高回転である場合)に用いられるマップである。
つまり、高回転で運転しているエンジン62からの排ガスに含まれるNOx成分量は、基本的に少量であるため、高回転域用制御マップ58bにおいては、エンジン62による駆動トルクを主に用いてHEV車両40を走行させる制御を行なうことを原則としている。具体的には、エンジン62をNOx排出量が最低となる目標エンジントルクTで定常的に運転させておき、この目標エンジントルクTと運転者の希望する要求駆動トルクとの差分トルクを、電動機としてのモータ64によって補ったり、発電機としてのモータ64によって消費したりする制御を行なう。
【0038】
例えば、第九領域9においては、エンジン62を目標エンジントルクTに沿うように定常的に運転させておき、この目標エンジントルクTでは要求駆動トルクを賄いきれない不足トルクをモータトルクで補う制御を行なっている。この場合、要求駆動トルクは下式(5)のように設定される。
要求駆動トルク=目標エンジントルクT+モータトルク  (5)
また、例えば、第十一領域11および第十二領域12においては、エンジン62を目標エンジントルクTで定常的に運転させておき、この目標エンジントルクTでは要求駆動トルクよりも過剰となってしまうトルク(余剰トルク)を、発電機として機能するモータ64を駆動するために必要なトルク(モータ発電トルク)として消費する制御を行なっている。この場合、要求駆動トルクは下式(6)のように設定される。なお、上述のように、モータ発電トルクは負である。
【0039】
要求駆動トルク=目標エンジントルクT+モータ発電トルク  (6)
なお、バッテリ71のSOCが目標SOCよりも低下し、且つ、目標エンジントルクよりも要求駆動トルクが大きい場合には(第八領域8参照)、SOCの低下を回避すべくモータ64の作動を停止し、エンジン62の駆動トルクのみによる走行を行なうように制御される。この場合、要求駆動トルクは下式(7)のように設定される。
【0040】
要求駆動トルク=エンジントルク  (7)
また、バッテリ71のSOCが下限SOC以下に低下してしまった場合は(第七領域7参照)、モータ64を発電機として作動させて、エンジン62の駆動トルクを走行と発電との双方に用いる制御を実行するようになっている。この場合、要求駆動トルクは下式(8)で表される。
【0041】
要求駆動トルク=エンジントルク+モータ発電トルク  (8)
また、バッテリ71のSOCが上限SOC以上に上昇してしまった場合は(第十領域10および第十三領域13参照)、モータ64による駆動トルクによってHEV車両40を走行させるように制御するとともに、モータ64による最大トルクである最大モータ駆動トルクによって要求駆動トルクを達成できないトルク分を、エンジン62によるエンジン駆動トルクによって補うようになっている。
【0042】
つまり、第十領域10においては、要求駆動トルクが下式(9)で設定される。
要求駆動トルク=モータ最大トルク + エンジントルク  (9)
また、第十三領域13においては、要求駆動トルクが下式(10)で設定される。
【0043】
要求駆動トルク=モータトルク  (10)
なお、第十三領域13においては、エンジン62は無負荷運転で運転している。
第十領域10および第十三領域13において、モータ64による走行に切り換えるのは、バッテリ71のSOCが既に上限SOCを超えてしまっており、バッテリ71を過充電状態としてしまうおそれがあるからである。そこで、第十領域10および第十三領域13においては、優先的にモータ64を電動機として使用する制御を行ない、バッテリ71のSOCを上限SOCよりも下回るようにしている。
【0044】
また、上述のように、第七領域7、第8領域8および第十領域10においては、エンジン62を目標エンジントルクTから外して運転する制御を行なうため、排ガスに含まれるNOx量は第九領域9、第十一領域11および第十二領域12での運転に較べてNOx排出量が増大することになるが、これはバッテリ71のSOCが適正化するまでの一時的な運転であり、NOx排出量の増大は極力抑制される。
【0045】
本発明の一実施形態としてのパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は上述のように構成されるので、以下のような作用・効果が得られる。
まず、要求トルク設定手段56では、アクセル開度センサ68からのアクセル開度情報およびエンジン回転数検出手段69からのエンジン回転数情報Neに基づいて、HEV車両40に対する要求駆動トルクを算出する。
【0046】
そして、マップセレクタ57は、エンジン回転数検出手段69からの情報に基づき、複数の運転特性設定マップ58の中からエンジン回転数検出手段69から得たエンジン62の回転数Neに応じて、1つの制御マップを選択する。ここで、エンジン62の回転数が制御マップ切換え回転数α(例えば、1500rpm)未満であれば、図3に示す低回転域用制御マップ58aが選択され、一方、エンジン62の回転数が制御マップ切換え回転数α(例えば、1500rpm)以上であれば、図4に示す高回転域用制御マップ58bが選択される。
【0047】
そして、選択された低回転域用制御マップ58aもしくは高回転域用制御マップ58bに基づいて、ECU50はインバータ72,エンジン62,クラッチ63,モータ64および変速機65を制御する。
ここで、図3に示す低回転域用運転特性設定マップ58aに基づく制御の作用について説明する。
【0048】
図3に示す第一領域1に制御値がある場合、図1に示すECU50はHEV車両40の走行にエンジン62による駆動力のみを用いるように制御する。具体的には、クラッチ63を接続状態とし、さらに、要求トルク設定手段56によって算出された要求駆動トルクやエンジン回転数検出手段69によって検出されたエンジン62の回転数Neなどに応じて、エンジン62や変速機65制御して駆動輪67を駆動させる。また、これと同時に、モータ64やインバータ72に対しては、モータ64が発電機として機能するように指令し、エンジン駆動力が入力されたモータ64が高電圧の交流電力を発電するように制御する。
【0049】
この第一領域1においては、要求駆動トルクの大小にかかわらず、SOCが下限SOC未満である場合に行なう制御が設定されている。つまり、第一領域1においては、バッテリ71のSOCが非常に低いので、バッテリ71の充電を最優先に行なう必要がある。このため、モータ64を発電機として機能させてから、エンジン62によるエンジン駆動力をモータ64に入力し、発電された電力をバッテリ71に蓄え、これと同時に、エンジン駆動力を駆動輪67に伝達してHEV車両40を走行させるように制御している。
【0050】
また、図3に示す第二領域2に制御値がある場合、図1に示すECU50はクラッチ63を接続状態とし、更に要求トルク設定手段56によって算出された要求駆動トルクやエンジン回転数検出手段69によって検出されたエンジン62の回転数Neなどに応じてエンジン62および変速機65制御して駆動輪67を駆動させる。また、モータ64やインバータ72に対して、モータ64が発電機としても電動機としても機能しないように指令して、エンジン駆動力のみによって駆動輪67が駆動するように制御する。
【0051】
この第二領域2は、要求駆動トルクの大小にかかわらず、SOCが下限SOC以上から目標SOC未満である場合に行なう制御を設定している。また、第二領域2内においては、バッテリ71のSOCが下限SOCを上回っているので緊急にバッテリ71を充電する必要はないが、目標SOCを下回っているので、SOCを下げることも避けたい。そこで、ECU50は、モータ64を電動機としても発電機としても使用せず、エンジン62によるエンジン駆動力のみを駆動輪67へ入力してHEV車両40を走行させるように制御している。
【0052】
そして、図3に示す第三領域3および第四領域4に制御値がある場合、図1に示すECU50は、モータ64に最大トルクを出力するように指示するとともに、クラッチ63を接続状態として、モータ最大トルクによって賄えない要求駆動トルクの不足トルクをエンジン62から出力すべくエンジン62に指示する。
この第三領域3は、要求駆動トルクがモータ最大トルクよりも大きく、且つ、SOCが目標SOC以上で上限SOC未満との間である場合に行なう制御を定義しており、また、第四領域4は、要求トルクがモータ最大トルクよりも大きく、且つ、SOCが上限SOC以上である場合に行なう制御を定義している。この第三領域3および第四領域4はバッテリ71のSOCが目標SOC以上であるので、モータ64を積極的に運転してHEV車両40の走行用駆動力源として用いる制御を行なう。
【0053】
図3に示す第五領域5と第六領域6とに制御値がある場合、図1に示すECU50は、要求トルク設定手段56によって算出された要求トルクに応じて、モータ64が最大トルク以下の範囲内で出力制御されるとともに、モータ64によるモータ駆動力のみで駆動輪67を駆動するように制御する。このとき、エンジン62に対しては、無負荷運転となるように指示する。
【0054】
この第五領域5は、要求駆動トルクがモータ最大トルク未満で、SOCが目標SOC以上で上限SOC未満である場合に行なう制御を設定しており、また、第六領域6は、要求トルクがモータ最大トルク未満で、SOCが上限SOC以上である場合に行なう制御を設定している。この第五領域5および第六領域6においては、バッテリ71のSOCが目標SOCを上回っているので、モータ64を積極的に運転し、モータ64をHEV車両40の走行用駆動力源として用いる制御を行なう。また、要求駆動トルクをモータ64によるモータ駆動力のみで達成出来るので、エンジン62によるエンジン駆動力を用いる必要がない。
【0055】
次に、図4に示す高回転域用運転特性設定マップ58bに基づく制御の作用について説明するが、図4に示す第七領域7に制御値がある場合は上述の図3に示す第一領域1と同様の制御が行なわれ、同様に、図4に示す第八領域8に制御値がある場合は上述の第10図に示す第二領域2と同様の制御が行なわれ、また、図4に示す第十領域10に制御値がある場合は上述の図3に示す第三領域3や第四領域4と同様の制御が行なわれ、更に、図4で示す第十三領域13に制御値がある場合は上述の図3に示す第六領域6と同様の制御が行なわれるので、ここではこれらの説明は省略する。
【0056】
図4に示す、第九領域9に制御値がある場合、図1に示すECU50は、クラッチ63を接続状態とし、また、エンジン62に対して目標エンジントルクTに基づいて運転するように制御する。また、要求駆動トルクから目標エンジントルクTを減算することによって求められる不足トルクを、モータ64から得られるように、モータ64を制御する。
【0057】
この第九領域9は、要求駆動トルクが目標エンジントルクTよりも大きく、且つ、SOCが目標SOC以上で上限SOC未満である場合に行なう制御を設定している。
ここで、もう一度、目標エンジントルクTについて説明しておく。
目標エンジントルクTとは、例えば図2を使って上述した通り、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量が最低となるトルクを、各回転数ごとに計測してプロットした点を線で結んだ設定値であって、図2中の一点差線で示すことが出来る。つまり、エンジン62を、この目標エンジントルク59に沿って運転すれば、エンジン62からの排ガスに含まれるNOx量を大幅に抑制することが出来る。
【0058】
そこで、この第九領域9に制御点がある場合には、エンジン62の運転点を目標エンジントルクとなるように固定しておき、目標エンジントルクでは満たすことが出来ない要求駆動トルク(つまり要求駆動トルクと目標エンジントルクとの差分である不足トルク)をモータ64によるモータ駆動力によって補う制御を行なうようになっている。
【0059】
図4に示す、第十一領域11および第十二領域12に制御値がある場合、図1に示すECU50は、クラッチ63を接続状態とし、また、エンジン62に対して目標エンジントルクTに基づいて運転するように指示する。また、目標エンジントルクTから要求駆動トルクを減算して求められた余剰トルクを、発電機として機能するモータ64に入力することによって発電を行なうように制御する。
【0060】
第十一領域11は、要求駆動トルクが目標エンジントルクよりも小さく、且つ、SOCが下限SOC以上で目標SOC未満である場合に行なう制御を設定しており、また、第十二領域12は、要求トルクが目標エンジントルクよりも小さく、且つ、SOCが目標SOC以上で上限SOC未満の場合に行なう制御を設定している。
【0061】
この第十一領域11および第十二領域12において、ECU50は、エンジン62の運転点を上述の目標エンジントルクTで固定するとともに、この目標エンジントルクTよりも要求駆動トルクが小さい場合に生ずる余分なトルク(余剰トルク)を発電機として機能するモータ64の駆動へ転用する制御を行なう。なお、この余剰トルクは目標エンジントルクTから要求駆動トルクを減算することによって求められる。
【0062】
上述のように、本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置によれば、エンジンの回転数に応じたマップに基づき、エンジンによるエンジン駆動力とモータによるモータ駆動力とを、選択的もしくは複合的に前記ハイブリッド電気自動車の駆動輪に伝達することが可能であるので、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となる。
【0063】
また、エンジンが低回転で運転される場合(例えば、車両発進時など)に選択される低回転域用制御マップと、エンジンが高回転で運転される場合(例えば、巡航時など)に選択される高回転域用制御マップとの2つのマップにより、エンジン回転数に応じた駆動力源を効率よく駆動輪に伝達することを、簡素な構成で実現できる。
【0064】
更に、上述の制御マップの切換えが行なわれるエンジン回転数を、エンジンからの排ガスに含まれるNOx成分量に着目して設定しているので、効果的にNOx排出量を抑制することが出来る。
また、運転特性設定マップが、運転者による駆動要求である駆動要求トルクと、バッテリ内の電力残存容量(SOC)に基づき設定されるので、SOCを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる。
【0065】
特に、エンジンからの排ガスに含まれるNOx成分量が最低となるエンジントルクを、エンジンの回転数ごとに記憶した目標エンジントルクに沿ってエンジンを運転することで、NOx排出量を効果的に抑制することが可能となる。更に、目標エンジントルクと要求駆動トルクとの差分トルクが正であれば、前記の差分トルクは余剰トルクであるので、これを発電に用いることでエネルギ損失することなく電力としてバッテリに蓄え、一方、前記の差分のトルクが負であれば不足トルクであるので、これをモータによるモータ駆動力によってアシストすることで、エンジンからの排ガスに含まれるNOx成分量を効果的に抑制しながらも、運転者による駆動要求に的確に対応できるとともに、エネルギ損失を抑制することが可能となる。
【0066】
なお、本発明は上述した実施態様およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが出来る。
例えば、上述の実施形態においては、クラッチ63を電磁クラッチとして説明したが、流体クラッチや摩擦クラッチでもよい。ここで、クラッチ63に摩擦式クラッチを採用した場合は、単板式であっても複板式であってもよく、また、乾式/湿式とを問わない。
【0067】
また、バッテリ71をリチウムイオン電池として説明したが、ニッケル水素電池でもよく、また、鉛電池等であってもよい。
また、上述の実施形態においては、エンジン62がディーゼルエンジンである場合を示したが、ディーゼルエンジン以外のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどであってもよい。
【0068】
しかし、ディーゼルエンジンの排ガス成分を浄化する場合は、三元触媒に代表される排気浄化装置を用いることがエンジン特性上困難であるので、排ガス中に含まれるNOxやHC等の成分量を、エンジン内で燃焼した空気がエンジンから排気される時点で抑制された状態とすることができる本発明を適用することは大変に好ましい。以下この理由について説明する。
【0069】
ガソリンエンジンの排気ガス浄化システムにおいては、排ガス中の一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の三種の排ガス物質を同時に浄化することができる、いわゆる三元触媒と呼ばれる浄化装置が排気管に取り付けられており、理論空燃比付近で燃焼した場合に限って、前出の排ガス物質を浄化することができるようになっている。
【0070】
この三元触媒における浄化を簡単に説明すると、まず、理論空燃比付近で燃焼させたCO、HC,NOxのそれぞれを含む排ガスを三元触媒に入力すると、三元触媒はNOxからOを取除き、このOでCOとHCを酸化させ、その結果、NOxをNとし、また、COとHCをCOとHOとする。
しかし、ディーゼルエンジンは空気(酸素)過剰状態で軽油を燃焼させているため、排ガス中においても酸素過多となり、三元触媒を使っても、NOxの浄化を行なうことは困難である。
【0071】
また、リーンNOx触媒を用いれば、酸素過多な排ガスからNOxを取除くことは原理的には可能だが、リーンNOx触媒は硫黄に対して弱く、硫黄分が多く含まれた軽油を燃料として用いるディーゼルエンジンには、リーンNOx触媒を用いることも困難である。
従って、上述のように、ディーゼルエンジンにおいては排気系機器において排ガス浄化を行なうのが困難であるため、エンジンから排ガスが放出された時点で既に排ガス物質が抑制される本発明のメリットは大きい。
【0072】
さらに、ディーゼルエンジンは、運転点に関わらず、燃費が良好であるため、本発明のようにエンジンの運転点(例えば、トルクと回転数)を制御することによって排ガス物質(例えば、NOxやHCなど)を抑制したとしても、引き続き良好な燃費で運用することが可能であるため、本願発明はディーゼルエンジンを用いたパラレル式HEVに特に有用であるといえる。
【0073】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のパラレル式ハイブリッド電気自動車によれば、エンジンの回転数に応じたマップに基づき、エンジンによるエンジン駆動力とモータによるモータ駆動力とを、選択的もしくは複合的に前記ハイブリッド電気自動車の駆動輪に伝達することが可能であるので、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となる。
【0074】
また、上述の制御マップの切換えが行なわれるエンジン回転数を、エンジンからの排ガスに含まれる排ガスに含まれる所定物質の成分量に着目して設定すれば、効果的に所定物質の成分量を抑制することが出来る(請求項1)。
また、エンジンが低回転で運転される場合(例えば、車両発進時など)に選択される低回転域用制御マップと、エンジンが高回転で運転される場合(例えば、巡航時など)に選択される高回転域用制御マップとの2つのマップをそなえることにより、エンジン回転数に応じた駆動力源を、適切に駆動輪に伝達することが、簡素な構成で可能となる(請求項2)。
【0075】
また、運転特性設定マップが、運転者による駆動要求である駆動要求トルクと、バッテリ内の電力残存容量(SOC)に基づき設定されるようにすれば、SOCを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる(請求項3)。
また、エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、エンジンの回転数ごとに記憶した目標エンジントルクに沿ってエンジンを運転することで、排ガス中の所定物質の成分量を効果的に抑制することが可能となる。さらに、目標エンジントルクと要求駆動トルクとの差分のトルク(余剰トルクもしくは不足トルク)を効率的に利用もしくは補うことで、運転者の駆動要求を満たしながら、エネルギ損失を抑制することが可能となる(請求項4)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の構成を示す模式的なブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車のエンジン運転状態を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が低速回転域にある場合を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が高速回転域にある場合を示す図である。
【符号の説明】
40 HEV車両(パラレル式ハイブリッド電気自動車)
50 統合制御部(動力制御装置;ECU)
51 メモリ(記憶手段)
57 マップセレクタ(マップ選択手段)
58 運転特性設定マップ
58a 低回転域用制御マップ(運転特性設定マップ)
58b 高回転域用制御マップ(運転特性設定マップ)
62 ディーゼルエンジン(エンジン)
64 モータ(電動機/発電機)
67 駆動輪
69 エンジン回転数センサ(エンジン回転数検出手段)
71 バッテリ
73 電力センサ(電力残存量検出手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a parallel hybrid electric vehicle in which a drive shaft of an engine and a drive shaft of a motor are mechanically connected.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has been strongly desired to suppress various substances contained in exhaust gas of an engine (hereinafter, referred to as “exhaust gas substances”). Although this exhaust gas substance differs depending on the type of engine, for example, carbon dioxide (CO 2 ), Carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and particulate matter (PM).
[0003]
It is known that these various types of exhaust gas substances can be suppressed by controlling the operating point (for example, torque and rotation speed) of the engine. However, usually, the engine of an automobile keeps the operating point constant. It is difficult to control the exhaust gas component at the operating point of the engine because the torque and the rotation speed change every moment instead of the steady operation.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, from the viewpoint of air pollution prevention and noise reduction, technology related to a hybrid electric vehicle (HEV) has attracted attention and has been put to practical use.
The HEV method is roughly classified into two types, a series type and a parallel type.
[0005]
Of these, the parallel type is a system in which both the engine and the motor are mechanically connected to the driving wheels, and both can drive the driving wheels. It can be used properly according to the driving request (driving state) by the driver.
Further, such a parallel type hybrid electric vehicle also has a technology for switching between a map for driving the vehicle motor to generate power from the engine speed and the load and a map for driving and driving the vehicle motor. (For example, see Patent Document 1).
[0006]
However, such a map region does not always coincide with an engine operation region in which the emission of exhaust gas substances (for example, HC) can be suppressed. Therefore, in the parallel type HEV, exhaust gas substances such as NOx and HC contained in exhaust gas from the engine are used. There is room for further control of the emission of carbon dioxide.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a parallel hybrid electric vehicle that can suppress a predetermined substance contained in exhaust gas from an engine.
[0008]
[Patent Document 1] JP-A-2001-314003
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for a parallel hybrid electric vehicle, wherein a drive shaft of an engine and a drive shaft of a motor are both mechanically connected to drive wheels of the vehicle. In the control device, a required drive torque setting means for setting a required drive torque for the drive wheel based on a driving state of the driver, and a request drive torque of the engine and the motor in accordance with the required drive torque set by the required drive torque setting means A plurality of operating characteristic setting maps for setting an operating state, an engine speed detecting means for detecting the engine speed, and an engine speed detected by the engine speed detecting means are included in exhaust gas from the engine. The amount of the specified substance contained in the exhaust gas from the engine is lower than that in the low rotation range where the amount of the specified substance is relatively large. Depending on the case of the target small high rpm, it is characterized in that it includes a map selecting means for selecting one of the maps from the operating characteristic setting map the plurality of.
[0010]
Therefore, energy loss can be suppressed, efficient traveling can be performed, and the amount of the component of the predetermined substance contained in the exhaust gas can be effectively suppressed.
According to a second aspect of the present invention, in the power control device for a parallel hybrid electric vehicle, the driving characteristic setting map may include a control map for a low rotation range and a control map for a high rotation range of the engine. The map selection means selects a low rotation speed control map when the engine rotation speed is less than a predetermined rotation speed, and selects a high rotation speed control map when the engine rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed. Selecting a map, wherein the low-revolution-range control map is set so that the required drive torque for the drive wheels is obtained in preference to the motor torque of the motor over the engine torque of the engine. I have.
[0011]
Therefore, it is possible to appropriately transmit the driving force according to the engine speed to the driving wheels, which can also contribute to the improvement that can be achieved with a simple configuration.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power control device for a parallel hybrid electric vehicle according to the first or the second aspect, wherein a battery for supplying power to the motor and a remaining power for detecting a remaining power of the battery are provided. The operating characteristic setting map includes a capacity detection unit, and the operating characteristic setting map is configured to output the engine and the engine in accordance with the remaining power detected by the remaining power detection unit and the required driving torque set by the required driving torque setting unit. The driving state of the motor is set.
[0012]
Therefore, it is possible to drive the hybrid electric vehicle with high efficiency while keeping the SOC at an appropriate level.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power control apparatus for a parallel hybrid electric vehicle according to the second to third aspects, wherein a component of a predetermined substance contained in exhaust gas from the engine in the range of the predetermined rotation speed or more. Storage means for storing, for each of the engine rotation speeds, the engine torque having the lowest amount and holding it as a target engine torque, wherein the high rotation speed control map stores the engine in accordance with the target engine torque; The engine is operated preferentially, and if the required drive torque set by the required drive torque setting means is larger than the target engine torque, the motor is driven to compensate for the insufficient torque. If the required drive torque set by the required drive torque setting means is smaller than the target engine torque, the motor is used as a generator. Is actuated, characterized by using a power surplus torque.
[0013]
For this reason, it is possible to effectively suppress the component amount of the predetermined substance in the exhaust gas, and it is possible to suppress the energy loss while reliably fulfilling the driving demand of the driver.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a power control device for a parallel hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a main configuration thereof, and FIG. FIG. 3 is a graph showing an operating state of the engine, showing a torque distribution control map switching rotational speed α, and FIG. 3 is a schematic diagram of a driving characteristic setting map for controlling a driving force source of the HEV vehicle. FIG. 4 is a diagram showing a case where the engine speed is in a low speed rotation region, and FIG. 4 is a schematic diagram of a driving characteristic setting map for controlling a driving force source of the HEV vehicle, showing a case where the engine speed is in a high speed rotation region. .
[0015]
As shown in FIG. 1, a parallel hybrid electric vehicle 40 according to one embodiment of the present invention mainly includes an integrated control unit (power control device; ECU) 50, an engine 62, a clutch 63, a motor 64, and a transmission 65. , A battery 71 and an inverter 72. Hereinafter, these devices will be briefly described.
The engine 62 is a diesel engine, and its drive shaft (not shown) is mechanically connected to drive wheels 67 via a clutch 63, a motor 64, a transmission 65, and a propeller shaft (drive shaft for drive wheels) 66. The HEV vehicle 40 is driven by driving the drive wheels 67 by the engine driving force generated by the engine 62.
[0016]
When the motor 64 functions as a generator, the engine 62 serves as a driving force source of the motor 64 to generate high-voltage (for example, about 300 V) AC power.
The engine 62 is electrically connected to an accelerator opening sensor 68 that detects the amount of depression of an accelerator pedal 61 that is depressed in response to a driver's drive request and transmits the detection result to the ECU 50. Further, the engine 62 is provided with an engine speed sensor (engine speed detecting means) 69 for measuring the speed Ne of the engine drive shaft.
[0017]
The clutch 63 is an electromagnetic clutch which disconnects the mechanical connection between the engine 62 and the motor 64, and its operation is controlled by an ECU 50 described later.
The motor 64 obtains electric power from a battery 71 described later via an inverter 72, functions as an electric motor (motor), and drives the drive wheels 67.
[0018]
On the other hand, when the motor 64 functions as a generator, the engine driving force is input to the motor 64 via the clutch 63. At this time, the motor 64 generates high-voltage (for example, about 300 V) AC power. The high-voltage AC power is stored in the battery 71 after being converted into DC power by the inverter 72.
Further, the motor 64 operates as a generator also at the time of regenerative braking such as braking of the vehicle. In this case, the motor 64 functioning as a generator generates kinetic energy due to rotation of the drive wheels 67. After being converted into electric energy (electric power), it is stored in a battery 71 via an inverter 72. The operation control such as whether the motor 64 functions as an electric motor or a generator is performed by the ECU 50.
[0019]
The transmission 65 appropriately transmits the rotation speed of a motor drive shaft (not shown) driven by the driving force of the engine 62 or the driving force of the motor 64 to the driving wheels 67. In addition, during the regenerative braking operation, the transmission 65 inputs the rotation of the propeller shaft 66, which is rotated by the rotation (kinetic energy) of the driving wheel 67, to the motor 64 after appropriately changing the speed. The operation of the transmission 65 is controlled by the ECU 50.
[0020]
The battery 71 is electrically connected to the inverter 72 to enable charging and discharging of high-voltage (for example, about 300 V) DC power. Further, the battery 71 is provided with a power sensor (power remaining capacity detecting means) 73 for measuring the remaining power amount stored in the battery 71.
The inverter 72 is electrically interposed between the battery 71 and the motor 64, converts DC power stored in the battery 71 into AC power, and sends the AC power to the motor 64, or causes the motor 64 to function as a generator. In this case, the high-voltage AC power generated in this case is converted into DC power, and is then sent to the battery 71 to charge the battery 71. Further, the inverter 72 converts the DC power stored in the battery 71 into AC power and then feeds the AC power to the motor 64 so that the AC power is adjusted to a frequency corresponding to the rotation speed of the motor 64 so that the AC power is adjusted. It also has a function to increase the operating efficiency of the 64.
[0021]
The ECU 50 is electrically connected to each of the accelerator opening sensor 68, the engine speed sensor 69, the engine 62, the clutch 63, the motor 64, the transmission 65, the battery 71, and the inverter 72, and integrates each device. It is for controlling, and mainly comprises a memory (storage means) 51 and a CPU (not shown).
[0022]
The memory 51 includes a required torque setting means 56 realized by software, a map selector (map selection means) 57, two operation characteristic setting maps 58a and 58b, and a target engine torque T. e Is stored.
The required driving torque setting means 56 is configured to determine the required driving torque (hereinafter referred to as “required driving torque”) based on the depression of the accelerator pedal 61 and the engine speed detected by the accelerator opening sensor 68. ) Is calculated and set.
[0023]
The map selector 57 selects a control map corresponding to the engine speed Ne detected by the engine speed detecting means 69 from the plurality of control maps 58a and 58b held in the memory 51.
The operation characteristic setting map 58 includes a low rotation speed control map 58a used when the engine 62 is operated in a low rotation speed range (for example, from idle speed to less than 1500 rpm) and a high rotation speed control range (for example, (1500 rpm or more), which is used when the engine is operated at a high speed range, and is appropriately selected by the map selector 57.
[0024]
Here, switching between these two maps will be described with reference to FIG.
In the graph showing the engine operation state shown in FIG. 2, the vertical axis represents the engine torque, the horizontal axis represents the engine speed, and the region where the speed is lower than the control map switching speed α is set as the low speed region A. In addition, a region where the rotation speed is higher than the control map switching rotation speed α is set as the high rotation region B, and when the engine 62 is operating in the low rotation region A, the control for the low rotation region is performed. While the control for realizing the required driving torque is performed using the map 58a, when the engine 62 is operating in the high rotation region B, the driving torque is reduced using the high rotation region control map 58b. Control. It should be noted that the low-speed range control map 58a and the high-speed range control map 58b may be collectively referred to as an "operating characteristic setting map 58", and the operating characteristic setting map 58 is described in FIGS. 4 will be described later in detail.
[0025]
Target engine torque T e Is a set value obtained by connecting points obtained by measuring and plotting the torque at which the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 becomes minimum at each rotation speed by a line.
That is, the target engine torque T e , The amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 can be greatly reduced.
[0026]
By the way, in the graph shown in FIG. e Is not set. This is because, in the engine speed range below the torque distribution control map switching speed α (that is, in the low speed region A), the minimum amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 is determined by the torque distribution control map switching speed. This is because the number is much larger than when the operation is performed at α or more (that is, in the high rotation region B). In other words, even if the engine 62 is operated with the torque that minimizes NOx in the low rotation region A, the effect of suppressing the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 is not so significant. Therefore, in the low rotation region A, the required driving torque is mainly realized by the motor 64 instead of controlling the torque of the engine 62 and the operation of the engine 62 is stopped as much as possible, so that the exhaust gas from the engine 62 is included. The NOx amount is suppressed.
[0027]
On the other hand, in the region above the torque distribution control map switching rotational speed α (that is, the high rotational region B), the target engine torque T e Operating the engine 62 along the characteristic line is effective in reducing the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62. In this case, control is performed so that the required driving torque is mainly realized by the engine 62. Thus, the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 is suppressed.
[0028]
Next, an operation characteristic setting map 58 used when controlling the driving state of the engine 62 and the motor 64 paying attention to the above-mentioned suppression of the amount of NOx in the exhaust gas will be described.
First, the low-speed rotation range control map 58a will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in the low-rotational-range control map 58a, the required driving torque is set on the vertical axis, the remaining power (SOC) in the battery 71 is set on the horizontal axis, and the lower limit SOC and the target SOC are set on the horizontal axis. Each of the SOC and the upper limit SOC is set.
[0029]
The lower limit SOC is a value determined in advance that if the amount of power stored in the battery 71 further decreases, the power required to drive the motor 64 may be insufficient. This is the charged amount near 45% when the full charge is 100%.
The target SOC is a value determined in advance that the amount of charge in the battery 71 is optimal, and is, for example, a value near 50% of the amount of charge.
[0030]
The upper limit SOC is a value that is determined in advance as a possibility that the battery 71 may be in an overcharged state when the charged amount in the battery 71 is further increased. Value.
In addition, the area of the control map 58a for the low rotation range is divided into a first area 1, a second area 2, a third area 3, a fourth area 4, a fifth area 5, and a sixth area 6. Hereinafter, a value determined by the required driving torque set by the depression amount of the accelerator pedal 61 and the rotation speed of the engine 62 and the SOC of the battery 71 will be described as a “control point”.
[0031]
The low rotation speed control map 58a is a map used when the engine is operating at a low rotation speed in the low rotation speed region A (that is, when the engine speed is low rotation speed).
In the low-revolution-range control map 58a, the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine operating at low rotation becomes large, so that the operation of the engine 62 is suppressed while the motor drive by the motor 64 is performed as much as possible. The control for running the HEV vehicle 40 using the force is set.
[0032]
That is, as shown in the low-speed range map 58a of FIG. 3, when the electric power is sufficiently stored (that is, the battery SOC is equal to or higher than the target SOC) and the driver's required driving torque is equal to or less than the motor maximum torque. (Refer to the fifth region 5 and the sixth region 6), only the motor torque is used for traveling, and the engine 62 is controlled to a no-load operation (equivalent to idle). That is, in this case, the driving torque required by the driver is set as in the following equation (1).
[0033]
Required drive torque = Motor torque (1)
If the magnitude of the required driving torque exceeds the motor maximum torque that the motor 64 can output (see the third area 3 and the fourth area 4), the engine 62 is operated to The engine torque compensates for the insufficient torque that cannot be covered by the torque generated by the engine. That is, in this case, the driving torque required by the driver is satisfied as in the following equation (2).
[0034]
Required drive torque = motor maximum torque + engine torque (2)
As described above, by controlling the operating state of the engine 62, the amount of NOx component contained in the exhaust gas from the engine 62 can be suppressed.
When the SOC of the battery 71 becomes equal to or lower than the target SOC (see the second area 2), the operation of the motor 64 is stopped to avoid a decrease in the SOC, and only the engine torque of the engine 62 is used for traveling. Is controlled. In this case, the required drive torque is set as in the following equation (3).
[0035]
Required drive torque = engine torque (3)
When the SOC of the battery 71 has dropped below the lower limit SOC (see the first region 1), the control is executed to operate the motor 64 as a generator and use the engine torque for both traveling and power generation. It is supposed to. In this case, the required driving torque is represented by the following equation (4). The “motor power generation torque” below is a torque consumed when the motor 4 functioning as a generator is driven to generate power, and its value is negative.
[0036]
Required drive torque = engine torque + motor power generation torque (4)
As described above, in the first region 1 and the second region 2, the motor 64 is mainly operated to control the operation of the engine 62 mainly in the low rotation region where the amount of NOx contained in the exhaust gas is relatively large. The NOx emission increases as compared with the operation in the third region 3, the fourth region 4, the fifth region 5, and the sixth region 6, which are temporarily performed until the SOC of the battery 71 recovers. Since the operation is simple, the increase in the NOx emission is also temporary, so that the increase in the NOx emission is suppressed as much as possible.
[0037]
Next, the high rotation range control map 58b will be described with reference to FIG.
This high-speed range control map 58b is a map used when the engine is operating in the high-speed range B (that is, when the engine speed is high).
That is, since the amount of NOx component contained in the exhaust gas from the engine 62 operating at a high speed is basically small, in the high speed range control map 58b, the drive torque by the engine 62 is mainly used. In principle, control for running the HEV vehicle 40 is performed. Specifically, the engine 62 is set to the target engine torque T at which the NOx emission is minimized. e , And the target engine torque T e The control is performed such that the difference torque between the driving torque desired by the driver and the driver is supplemented by the motor 64 as the electric motor or consumed by the motor 64 as the generator.
[0038]
For example, in the ninth region 9, the engine 62 is set to the target engine torque T e , And the target engine torque T e Performs control to compensate for the insufficient torque that cannot cover the required driving torque with the motor torque. In this case, the required driving torque is set as in the following equation (5).
Required drive torque = Target engine torque T e + Motor torque (5)
Further, for example, in the eleventh region 11 and the twelfth region 12, the engine 62 is set to the target engine torque T. e , And the target engine torque T e In, control is performed to consume a torque (excess torque) that becomes excessive than the required driving torque as a torque (motor generation torque) necessary to drive the motor 64 functioning as a generator. In this case, the required driving torque is set as in the following equation (6). As described above, the motor power generation torque is negative.
[0039]
Required drive torque = Target engine torque T e + Motor generated torque (6)
If the SOC of the battery 71 is lower than the target SOC and the required drive torque is larger than the target engine torque (see the eighth area 8), the operation of the motor 64 is stopped to avoid the decrease in the SOC. Then, the vehicle is controlled so as to run only by the driving torque of the engine 62. In this case, the required driving torque is set as in the following equation (7).
[0040]
Required drive torque = engine torque (7)
When the SOC of the battery 71 has dropped below the lower limit SOC (see the seventh area 7), the motor 64 is operated as a generator, and the driving torque of the engine 62 is used for both traveling and power generation. Control is performed. In this case, the required driving torque is represented by the following equation (8).
[0041]
Required drive torque = engine torque + motor power generation torque (8)
When the SOC of the battery 71 has risen to the upper limit SOC or more (see the tenth region 10 and the thirteenth region 13), the HEV vehicle 40 is controlled to run by the driving torque of the motor 64, and The torque that cannot achieve the required drive torque by the maximum motor drive torque, which is the maximum torque by the motor 64, is compensated for by the engine drive torque by the engine 62.
[0042]
That is, in the tenth region 10, the required driving torque is set by the following equation (9).
Required drive torque = motor maximum torque + engine torque (9)
In the thirteenth region 13, the required driving torque is set by the following equation (10).
[0043]
Required drive torque = Motor torque (10)
Note that, in the thirteenth region 13, the engine 62 is operating under no-load operation.
In the tenth area 10 and the thirteenth area 13, the driving is switched to the driving by the motor 64 because the SOC of the battery 71 has already exceeded the upper limit SOC, and the battery 71 may be in an overcharged state. . Therefore, in the tenth region 10 and the thirteenth region 13, the control for using the motor 64 as the electric motor is preferentially performed so that the SOC of the battery 71 is lower than the upper limit SOC.
[0044]
Further, as described above, in the seventh region 7, the eighth region 8, and the tenth region 10, the engine 62 is supplied with the target engine torque T. e In order to perform the control of operating in the ninth region 9, the eleventh region 11, and the twelfth region 12, the NOx emission amount increases as compared with the operation in the ninth region 9, the eleventh region 11, and the twelfth region 12. This is a temporary operation until the SOC of the battery 71 is optimized, and an increase in NOx emission is suppressed as much as possible.
[0045]
Since the power control device for a parallel hybrid electric vehicle as one embodiment of the present invention is configured as described above, the following operations and effects can be obtained.
First, the required torque setting means 56 calculates the required driving torque for the HEV vehicle 40 based on the accelerator opening information from the accelerator opening sensor 68 and the engine speed information Ne from the engine speed detecting means 69.
[0046]
Then, based on information from the engine speed detecting means 69, the map selector 57 selects one of the plurality of operating characteristic setting maps 58 according to the engine speed Ne of the engine 62 obtained from the engine speed detecting means 69. Select a control map. Here, if the rotation speed of the engine 62 is less than the control map switching rotation speed α (for example, 1500 rpm), the low rotation range control map 58a shown in FIG. 3 is selected, while the rotation speed of the engine 62 is controlled by the control map. If it is equal to or higher than the switching rotation speed α (for example, 1500 rpm), the high rotation range control map 58b shown in FIG. 4 is selected.
[0047]
The ECU 50 controls the inverter 72, the engine 62, the clutch 63, the motor 64, and the transmission 65 based on the selected low rotation speed control map 58a or high rotation speed control map 58b.
Here, the operation of the control based on the low-rotational-region operating characteristic setting map 58a shown in FIG. 3 will be described.
[0048]
When there is a control value in the first area 1 shown in FIG. 3, the ECU 50 shown in FIG. 1 controls the HEV vehicle 40 to use only the driving force by the engine 62 for traveling. More specifically, the clutch 63 is brought into the engaged state, and the engine 62 is controlled according to the required driving torque calculated by the required torque setting means 56 and the rotational speed Ne of the engine 62 detected by the engine rotational speed detecting means 69. And the transmission 65 is controlled to drive the drive wheels 67. At the same time, a command is issued to the motor 64 and the inverter 72 so that the motor 64 functions as a generator, and the motor 64 to which the engine driving force is input is controlled so as to generate high-voltage AC power. I do.
[0049]
In the first region 1, the control to be performed when the SOC is less than the lower limit SOC is set regardless of the required driving torque. That is, in the first region 1, the SOC of the battery 71 is extremely low, and therefore, it is necessary to give the highest priority to charging the battery 71. For this reason, after making the motor 64 function as a generator, the engine driving force of the engine 62 is input to the motor 64, the generated power is stored in the battery 71, and at the same time, the engine driving force is transmitted to the driving wheels 67. The HEV vehicle 40 is controlled to travel.
[0050]
When there is a control value in the second region 2 shown in FIG. 3, the ECU 50 shown in FIG. 1 puts the clutch 63 into the connected state, furthermore, the required drive torque calculated by the required torque setting means 56 and the engine speed detecting means 69. The engine 62 and the transmission 65 are controlled in accordance with the rotation speed Ne of the engine 62 detected by the control unit to drive the drive wheels 67. In addition, the motor 64 and the inverter 72 are instructed so that the motor 64 does not function as a generator or an electric motor, and the drive wheels 67 are controlled to be driven only by the engine driving force.
[0051]
In the second region 2, the control to be performed when the SOC is equal to or more than the lower limit SOC and less than the target SOC is set regardless of the required driving torque. In the second region 2, the SOC of the battery 71 is higher than the lower limit SOC, so there is no need to urgently charge the battery 71. However, since the SOC is lower than the target SOC, it is desirable to avoid lowering the SOC. Therefore, the ECU 50 controls the HEV vehicle 40 to travel by inputting only the engine driving force of the engine 62 to the driving wheels 67 without using the motor 64 as an electric motor or a generator.
[0052]
When there are control values in the third region 3 and the fourth region 4 shown in FIG. 3, the ECU 50 shown in FIG. 1 instructs the motor 64 to output the maximum torque, and sets the clutch 63 to the connected state. The engine 62 is instructed to output an insufficient torque of the required drive torque that cannot be covered by the motor maximum torque.
The third region 3 defines the control to be performed when the required driving torque is larger than the motor maximum torque and the SOC is between the target SOC and the lower limit SOC, and the fourth region 4 Defines the control to be performed when the required torque is greater than the motor maximum torque and the SOC is equal to or higher than the upper limit SOC. In the third region 3 and the fourth region 4, since the SOC of the battery 71 is equal to or higher than the target SOC, the motor 64 is actively driven to perform control for using the HEV vehicle 40 as a driving power source for traveling.
[0053]
When there are control values in the fifth region 5 and the sixth region 6 shown in FIG. 3, the ECU 50 shown in FIG. The output is controlled within the range, and the driving wheels 67 are controlled to be driven only by the motor driving force of the motor 64. At this time, the engine 62 is instructed to perform the no-load operation.
[0054]
The fifth area 5 sets the control to be performed when the required driving torque is less than the motor maximum torque and the SOC is equal to or higher than the target SOC and less than the upper limit SOC. The control to be performed when the SOC is less than the maximum torque and the SOC is equal to or more than the upper limit SOC is set. In the fifth region 5 and the sixth region 6, since the SOC of the battery 71 is higher than the target SOC, the motor 64 is actively operated, and the control is performed using the motor 64 as a driving power source for traveling the HEV vehicle 40. Perform Further, since the required driving torque can be achieved only by the motor driving force of the motor 64, there is no need to use the engine driving force of the engine 62.
[0055]
Next, the operation of the control based on the high speed range operation characteristic setting map 58b shown in FIG. 4 will be described. When there is a control value in the seventh region 7 shown in FIG. 4, the first region shown in FIG. 1 is performed. Similarly, when the control value is in the eighth area 8 shown in FIG. 4, the same control as in the second area 2 shown in FIG. 10 is performed. When the control value is in the tenth area 10 shown in FIG. 4, the same control as in the third area 3 and the fourth area 4 shown in FIG. 3 is performed, and the control value is further stored in the thirteenth area 13 shown in FIG. In the case where there is, the same control as in the above-described sixth area 6 shown in FIG. 3 is performed, so that the description thereof is omitted here.
[0056]
When the control value is in the ninth region 9 shown in FIG. 4, the ECU 50 shown in FIG. e Is controlled to drive based on the. Further, the target engine torque T is calculated from the required drive torque. e The motor 64 is controlled so that the insufficient torque obtained by subtracting the following is obtained from the motor 64.
[0057]
In the ninth region 9, the required driving torque is the target engine torque T e Is set to be larger than the target SOC and less than the upper limit SOC.
Here, once again, the target engine torque T e Will be described.
Target engine torque T e Is a set value obtained by connecting points obtained by measuring and plotting the torque at which the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 becomes minimum at each rotation speed by a line, as described above with reference to FIG. 2, for example. Thus, it can be shown by a dashed line in FIG. In other words, if the engine 62 is operated in accordance with the target engine torque 59, the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine 62 can be greatly reduced.
[0058]
Therefore, when there is a control point in the ninth region 9, the operating point of the engine 62 is fixed so as to be the target engine torque, and the required drive torque that cannot be satisfied by the target engine torque (that is, the required drive torque) Control is performed to compensate for the insufficient torque (difference between the torque and the target engine torque) by the motor driving force of the motor 64.
[0059]
When there are control values in the eleventh region 11 and the twelfth region 12 shown in FIG. 4, the ECU 50 shown in FIG. e Is instructed to drive based on. Also, the target engine torque T e Then, the surplus torque obtained by subtracting the required driving torque from is input to the motor 64 functioning as a generator to control the power generation.
[0060]
The eleventh region 11 sets a control to be performed when the required driving torque is smaller than the target engine torque and the SOC is equal to or more than the lower limit SOC and less than the target SOC. Control to be performed when the required torque is smaller than the target engine torque and the SOC is equal to or higher than the target SOC and lower than the upper limit SOC is set.
[0061]
In the eleventh region 11 and the twelfth region 12, the ECU 50 sets the operating point of the engine 62 to the target engine torque T described above. e And the target engine torque T e A control is performed in which excess torque (excess torque) generated when the required drive torque is smaller than the required drive torque is used for driving the motor 64 functioning as a generator. The surplus torque is equal to the target engine torque T e Is obtained by subtracting the required driving torque from.
[0062]
As described above, according to the power control apparatus for a parallel hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention, the engine driving force of the engine and the motor driving force of the motor are determined based on a map corresponding to the engine speed. Since the power can be selectively or combined transmitted to the drive wheels of the hybrid electric vehicle, energy loss can be suppressed and efficient driving can be achieved.
[0063]
Also, a low-revolution-range control map selected when the engine is operated at a low rotation speed (for example, when starting the vehicle) and a control map for the low-speed range selected when the engine is operated at a high rotation speed (for example, during cruising). According to the two maps, the high-speed range control map and the high-speed range control map, it is possible to efficiently transmit the driving force source corresponding to the engine speed to the driving wheels with a simple configuration.
[0064]
Further, since the engine speed at which the control map is switched is set by focusing on the NOx component amount contained in the exhaust gas from the engine, the NOx emission amount can be effectively suppressed.
In addition, since the driving characteristic setting map is set based on the driving request torque, which is a driving request from the driver, and the remaining power (SOC) in the battery, the hybrid electric power is maintained at an appropriate level while maintaining the SOC at an appropriate level. It is possible to run a car.
[0065]
In particular, by operating the engine in accordance with the target engine torque stored for each engine speed with the engine torque at which the amount of NOx component contained in the exhaust gas from the engine becomes the minimum, the NOx emission is effectively suppressed. It becomes possible. Furthermore, if the difference torque between the target engine torque and the required drive torque is positive, the difference torque is a surplus torque, and is stored in the battery as power without losing energy by using this torque for power generation. If the torque of the difference is negative, the torque is insufficient. Therefore, by assisting this with the motor driving force of the motor, the driver can effectively suppress the amount of NOx component contained in the exhaust gas from the engine. , It is possible to accurately cope with the drive request, and to suppress energy loss.
[0066]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the clutch 63 is described as an electromagnetic clutch, but may be a fluid clutch or a friction clutch. Here, when a friction clutch is used as the clutch 63, it may be a single-plate type or a double-plate type, and may be either dry or wet.
[0067]
Also, the battery 71 has been described as a lithium ion battery, but may be a nickel metal hydride battery, a lead battery, or the like.
Further, in the above-described embodiment, the case where the engine 62 is a diesel engine is described, but an engine other than the diesel engine, for example, a gasoline engine or a gas turbine engine may be used.
[0068]
However, when purifying exhaust gas components of a diesel engine, it is difficult to use an exhaust gas purification device represented by a three-way catalyst due to engine characteristics. Therefore, the amount of components such as NOx and HC contained in exhaust gas is reduced by the engine. It is very preferable to apply the present invention, which can suppress the air burned in the exhaust gas from being exhausted from the engine. The reason will be described below.
[0069]
In an exhaust gas purification system of a gasoline engine, a so-called three-way catalyst capable of simultaneously purifying three types of exhaust gas substances, that is, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas, is used. A purifying device is installed in the exhaust pipe, and can purify the above-mentioned exhaust gas only when the fuel burns near the stoichiometric air-fuel ratio.
[0070]
Briefly explaining the purification in the three-way catalyst, first, when exhaust gas containing CO, HC and NOx burned near the stoichiometric air-fuel ratio is input to the three-way catalyst, the three-way catalyst removes O from NOx. This O oxidizes CO and HC, so that NOx is converted to N 2 And CO and HC are CO 2 And H 2 O.
However, since diesel engines burn light oil in an excess air (oxygen) state, there is an excess of oxygen in exhaust gas, and it is difficult to purify NOx even with a three-way catalyst.
[0071]
In addition, if a lean NOx catalyst is used, it is possible in principle to remove NOx from exhaust gas containing too much oxygen, but a lean NOx catalyst is weak against sulfur and uses diesel fuel that uses light oil containing a large amount of sulfur as fuel. It is also difficult to use a lean NOx catalyst for the engine.
Therefore, as described above, since it is difficult to purify exhaust gas in an exhaust system of a diesel engine, exhaust gas substances are already suppressed at the time when exhaust gas is released from the engine.
[0072]
Further, the diesel engine has good fuel efficiency regardless of the operating point. Therefore, by controlling the operating point (for example, torque and rotation speed) of the engine as in the present invention, exhaust gas substances (for example, NOx, HC, etc.) are controlled. The present invention is particularly useful for a parallel type HEV using a diesel engine, since it is possible to continue operation with good fuel efficiency even if the above is suppressed.
[0073]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the parallel hybrid electric vehicle of the present invention, the engine driving force of the engine and the motor driving force of the motor are selectively or combined based on a map corresponding to the engine speed. Since the power can be transmitted to the drive wheels of the hybrid electric vehicle, energy loss can be suppressed, and efficient travel can be achieved.
[0074]
Further, if the engine speed at which the control map is switched is set by focusing on the component amount of the predetermined substance contained in the exhaust gas contained in the exhaust gas from the engine, the component amount of the predetermined substance is effectively suppressed. (Claim 1).
Also, a low-revolution-range control map selected when the engine is operated at a low rotation speed (for example, when starting the vehicle) and a control map for the low-speed range selected when the engine is operated at a high rotation speed (for example, during cruising). By providing two maps, a high-speed range control map and a high-speed range control map, it is possible to appropriately transmit a driving force source corresponding to the engine speed to the driving wheels with a simple configuration. .
[0075]
Further, if the driving characteristic setting map is set based on the driving request torque, which is a driving request by the driver, and the remaining power (SOC) in the battery, high efficiency can be maintained while maintaining the SOC at an appropriate level. Thus, the hybrid electric vehicle can be driven (claim 3).
In addition, by operating the engine according to the target engine torque stored for each engine speed, the engine torque at which the component amount of the predetermined substance contained in the exhaust gas from the engine is minimized, the component of the predetermined substance in the exhaust gas The amount can be effectively suppressed. Further, by efficiently using or supplementing the torque (excess torque or insufficient torque) of the difference between the target engine torque and the required drive torque, it is possible to suppress the energy loss while satisfying the driver's drive requirement. (Claim 4).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a parallel hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an engine operating state of the parallel hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a driving characteristic setting map for controlling a driving force source of the parallel-type hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention, showing a case where the engine speed is in a low-speed rotation range. It is.
FIG. 4 is a schematic diagram of a driving characteristic setting map for controlling a driving force source of the parallel hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention, showing a case where the engine speed is in a high-speed rotation range. It is.
[Explanation of symbols]
40 HEV vehicle (parallel hybrid electric vehicle)
50 Integrated control unit (power control unit; ECU)
51 memory (storage means)
57 Map Selector (Map Selector)
58 Operation characteristic setting map
58a Control map for low rotation range (operation characteristic setting map)
58b High speed range control map (operating characteristic setting map)
62 Diesel engine (engine)
64 motor (motor / generator)
67 drive wheels
69 Engine speed sensor (engine speed detecting means)
71 Battery
73 Power sensor (power remaining amount detecting means)

Claims (4)

エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とがいずれも車両の駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置において、
運転者の運転状態に基づき該駆動輪に対する要求駆動トルクを設定する要求駆動トルク設定手段と、
該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクに応じて該エンジンおよび該モータの運転状態を設定する複数の運転特性設定マップと、
該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
該エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数が、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的多い低回転域である場合と、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的少ない高回転域である場合とに応じて、該複数の運転特性設定マップの中から1つのマップを選択するマップ選択手段とをそなえている、
ことを特徴とする、パラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
In a power control device for a parallel hybrid electric vehicle in which both the drive shaft of the engine and the drive shaft of the motor are mechanically connected to the drive wheels of the vehicle,
Required drive torque setting means for setting a required drive torque for the drive wheel based on a driving state of the driver;
A plurality of operating characteristic setting maps for setting an operating state of the engine and the motor according to the required driving torque set by the required driving torque setting means;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed,
When the engine speed detected by the engine speed detecting means is in a low speed range where the component amount of the predetermined material contained in the exhaust gas from the engine is relatively large, and when the predetermined material contained in the exhaust gas from the engine And a map selecting means for selecting one map from the plurality of driving characteristic setting maps in accordance with the case where the component amount is relatively high in the high rotation range.
A power control device for a parallel hybrid electric vehicle.
該運転特性設定マップが、エンジンの低回転域用制御マップと高回転域用制御マップとから構成され、
該マップ選択手段は、該エンジン回転数が所定回転数未満の場合は低回転域用制御マップを選択するとともに、該エンジン回転数が所定回転数以上の場合は高回転域用制御マップを選択し、
該低回転域用制御マップは、該駆動輪に対する要求駆動トルクを、該エンジンによるエンジントルクよりも該モータによるモータトルクから優先して得るように設定されている
ことを特徴とする、請求項1記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
The operating characteristic setting map is composed of a control map for a low rotation range and a control map for a high rotation range of the engine,
The map selecting means selects the low rotation speed control map when the engine rotation speed is less than the predetermined rotation speed, and selects the high rotation speed control map when the engine rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed. ,
The control map for the low rotation speed range is set so as to obtain the required drive torque for the drive wheels from the motor torque by the motor over the engine torque by the engine. A power control device for the parallel hybrid electric vehicle according to the above.
該モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリの電力残存容量を検出する電力残存容量検出手段とをそなえ、
該運転特性設定マップが、該電力残存容量検出手段で検出された電力残存容量と該要求駆動トルク設定手段によって設定された該要求駆動トルクとに応じて、該エンジンおよび該モータの駆動状態を設定するように構成されている
ことを特徴とする、請求項1または2記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
A battery for supplying power to the motor;
Power remaining capacity detection means for detecting the remaining power of the battery;
The driving characteristic setting map sets a driving state of the engine and the motor in accordance with the remaining power detected by the remaining power detecting means and the required driving torque set by the required driving torque setting means. The power control device for a parallel hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the power control device is configured to perform the following.
上記所定回転数以上の領域において、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、該エンジン回転数毎に記憶し、目標エンジントルクとして保持する記憶手段を有し、
該高回転域用制御マップは、
該エンジンを該目標エンジントルクに沿って該エンジンを優先的に運転させるとともに、
該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が大きい場合は、該モータを駆動させて不足トルクを補うように設定し、
該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が小さい場合は、該モータを発電機として作動させて余剰トルクを発電に用いる
ことを特徴とする、請求項2〜3のいずれか1項記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
A storage means for storing, for each engine speed, an engine torque in which an amount of a predetermined substance contained in exhaust gas from the engine is minimum in an area not less than the predetermined number of revolutions, and holding it as a target engine torque; ,
The high rotation range control map is
Causing the engine to preferentially operate along the target engine torque,
If the required drive torque set by the required drive torque setting means is greater than the target engine torque, the motor is driven to compensate for the insufficient torque, and
If the required drive torque set by the required drive torque setting means is smaller than the target engine torque, the motor is operated as a generator and surplus torque is used for power generation. The power control device for a parallel hybrid electric vehicle according to any one of claims 2 to 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008041471A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and hybrid vehicle travel control method
JP2009511786A (en) * 2005-10-14 2009-03-19 ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー Work machine and operation method of work machine
JPWO2008026480A1 (en) * 2006-08-30 2010-01-21 アイシン精機株式会社 Vehicle drive source control device
JP2016153268A (en) * 2015-02-20 2016-08-25 スズキ株式会社 Driving control device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009511786A (en) * 2005-10-14 2009-03-19 ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー Work machine and operation method of work machine
JPWO2008026480A1 (en) * 2006-08-30 2010-01-21 アイシン精機株式会社 Vehicle drive source control device
WO2008041471A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle and hybrid vehicle travel control method
JP2016153268A (en) * 2015-02-20 2016-08-25 スズキ株式会社 Driving control device

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