JP2014133458A - Hybrid-vehicle operation control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control an engine revolution speed by controlling the drive torque of a generator and engine regardless of the status of a driving battery.SOLUTION: A control device performs: setting generator torque Pg by correcting necessary generation torque Pgd of a generator with a speed F/B correction value A on the basis of a rotation speed difference ΔV between an actual rotation speed V of the generator and a target rotation speed Vt thereof (S20) in a normal state, namely, receivable-power Wb of a driving battery is equal to or more than a given value Wb1 (S10); or setting generator torque Pg by correcting the necessary generation torque Pgd with a speed F/B correction value B on the basis of a rotation speed difference ΔV and setting engine drive requirement torque Pe by correcting the necessary generation torque Pgd with a speed F/B correction value C on the basis of the rotation speed difference ΔV (S30) if the receivable-power Wb of the driving battery is less than the given value Wb1 (S10).

Description

本発明は、ハイブリッド車における発電機及びエンジンの作動制御技術に関する。   The present invention relates to a generator and engine operation control technology in a hybrid vehicle.

近年開発されているハイブリッド車において、エンジンと、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、発電機から電力を供給されて充電可能な駆動用バッテリと、駆動用バッテリまたは発電機から電力を供給されて駆動輪を駆動する駆動用モータと、を備えた車両が知られている。
上記のようなハイブリッド車においては、発電機により発電された電力は、駆動用バッテリや駆動用モータに供給される。また、車両減速時においては、駆動用モータによって回生発電が行われ、発電された電力が駆動用バッテリに供給され、充電が可能となっている。
In a hybrid vehicle that has been developed in recent years, an engine, a generator that is driven by the engine to generate electric power, a driving battery that is supplied with electric power and can be charged, and an electric power that is supplied from the driving battery or the electric generator There is known a vehicle including a drive motor that drives drive wheels.
In the hybrid vehicle as described above, the electric power generated by the generator is supplied to the drive battery and the drive motor. Further, when the vehicle is decelerated, regenerative power generation is performed by the drive motor, and the generated power is supplied to the drive battery so that charging is possible.

更に、特許文献1では、ハイブリッド車において、車両減速時に、例えば駆動用バッテリの充電率が高く駆動用モータによって回生発電された電力を全て充電できない場合には、余剰電力を発電機に供給し、エンジンとともに駆動することで、余剰電力を消費する技術が提案されている。   Furthermore, in Patent Document 1, in a hybrid vehicle, when the vehicle is decelerated, for example, when the charge rate of the drive battery is high and all the electric power regenerated by the drive motor cannot be charged, surplus power is supplied to the generator. A technology that consumes surplus power by driving with an engine has been proposed.

特許第4501913号公報Japanese Patent No. 4501913

ところで、上記のようにエンジンにより駆動される発電機を有するハイブリッド車において、発電機における出力(発電電力)を制御して、エンジンの負荷を変化させることで、エンジンの回転速度を制御する技術が開発されている。
このように、発電機の出力制御によりエンジンの回転速度を制御すると、燃料噴射量制御等によるエンジン自体の回転速度制御よりも応答性のよい制御が可能となる。
By the way, in the hybrid vehicle having the generator driven by the engine as described above, there is a technique for controlling the rotation speed of the engine by controlling the output (generated power) in the generator and changing the engine load. Has been developed.
In this way, when the engine speed is controlled by the output control of the generator, control with better responsiveness than the engine speed control by the fuel injection amount control or the like becomes possible.

しかしながら、発電機が発電した電力を受け入れる駆動用バッテリが高充電率状態や低温状態である場合には、電力の受入れ量が制限されてしまう。したがって、発電機の出力を低下せざるを得ず、エンジンの回転速度が上昇してしまい、エンジンの回転速度を目標値に制御することが困難となってしまうといった問題点があった。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、駆動用バッテリの状態に拘わらず、発電機やエンジンの駆動トルクを適切に制御して、エンジンの回転速度を精度良く制御することが可能なハイブリッド車の作動制御装置を提供することにある。
However, when the driving battery that receives the power generated by the generator is in a high charge rate state or a low temperature state, the amount of power received is limited. Therefore, there has been a problem that the output of the generator has to be reduced, the engine speed increases, and it becomes difficult to control the engine speed to the target value.
The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to appropriately control the driving torque of the generator and the engine regardless of the state of the driving battery so as to rotate the engine. An object of the present invention is to provide an operation control device for a hybrid vehicle capable of accurately controlling the speed.

上記の目的を達成するべく、請求項1のハイブリッド車の作動制御装置は、車両に搭載されるエンジンと、当該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、発電機から電力を供給されて充電可能な駆動用バッテリと、を備えたハイブリッド車において、エンジンの駆動要求トルクを発電機の要求出力に応じた必要発電トルクに設定するとともに、発電機の駆動トルクを発電機の実回転速度に基づく第1のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定して、エンジンの回転速度を制御する制御手段を備えたハイブリッド車の作動制御装置であって、制御手段は、駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定値未満に低下している際は、発電機の駆動トルクを当該発電機の実回転速度に基づく第2のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定するとともに、エンジンの駆動要求トルクを当該エンジンの実回転速度に基づく第3のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定するようにエンジンの回転速度の制御を変更することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an operation control device for a hybrid vehicle according to claim 1 is an engine mounted on a vehicle, a generator driven by the engine to generate electric power, and can be charged by being supplied with electric power from the generator. In a hybrid vehicle equipped with an appropriate drive battery, the engine drive request torque is set to the required power generation torque according to the required output of the generator, and the generator drive torque is set based on the actual rotation speed of the generator. An operation control device for a hybrid vehicle comprising a control means for controlling a rotational speed of an engine by setting a required power generation torque to a value corrected by a torque correction amount of 1, wherein the control means accepts power from a drive battery When the state has dropped below a predetermined value, the required power generation torque is corrected by the second torque correction amount based on the actual rotational speed of the power generator. And the control of the engine speed is changed so that the required drive torque of the engine is set to a value obtained by correcting the required power generation torque with a third torque correction amount based on the actual engine speed. And

また、請求項2のハイブリッド車の作動制御装置は、請求項1において、第3のトルク補正量は、第1のトルク補正量から第2のトルク補正量を減算した値に基づいて設定されることを特徴とする。
また、請求項3のハイブリッド車の作動制御装置は、請求項1または2において、駆動用バッテリの電力受入れ状態は、駆動用バッテリの温度に基づいて判定されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the third torque correction amount is set based on a value obtained by subtracting the second torque correction amount from the first torque correction amount. It is characterized by that.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the hybrid vehicle operation control device according to the first or second aspect, wherein the power acceptance state of the drive battery is determined based on the temperature of the drive battery.

また、請求項4のハイブリッド車の作動制御装置は、請求項1または2において、駆動用バッテリの電力受入れ状態は、駆動用バッテリの充電率に基づいて判定されることを特徴とする。
また、請求項5のハイブリッド車の作動制御装置は、請求項1から4のいずれか1項において、第3のトルク補正量の最大変化率は、第2のトルク補正量の最大変化率よりも小さくなるように設定されることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the hybrid vehicle operation control device according to the first or second aspect, wherein the power acceptance state of the driving battery is determined based on a charging rate of the driving battery.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the hybrid vehicle operation control apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the maximum rate of change of the third torque correction amount is greater than the maximum rate of change of the second torque correction amount. It is set so that it may become small.

請求項1のハイブリッド車の作動制御装置によれば、駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定値以上の際は、エンジンの駆動要求トルクを発電機の必要発電トルクに設定するとともに、発電機の駆動トルクを発電機の実回転速度に基づく第1のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定することで、エンジンの回転速度を精度良く制御することが可能となる。そして、駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定値未満に低下している際には、発電機の駆動トルクを当該発電機の実回転速度に基づく第2のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定するとともに、エンジンの駆動要求トルクを当該エンジンの実回転速度に基づく第3のトルク補正量で必要発電トルクを補正した値に設定するようにエンジンの回転速度の制御を変更することで、駆動用バッテリの電力受入れ状態が低下して発電機の駆動トルクが制限されたとしても、エンジンの駆動要求トルクの補正によって補い、エンジンの回転速度の制御が可能となる。よって、駆動用バッテリの電力受入れ状態に拘わらず、エンジンの回転速度を精度良く制御することが可能となる。   According to the hybrid vehicle operation control apparatus of the first aspect, when the power acceptance state of the drive battery is equal to or greater than the predetermined value, the engine drive request torque is set to the required power generation torque of the generator and the generator drive By setting the torque to a value obtained by correcting the necessary power generation torque with the first torque correction amount based on the actual rotation speed of the generator, the engine rotation speed can be accurately controlled. When the power acceptance state of the driving battery is reduced below a predetermined value, the required power generation torque is corrected by the second torque correction amount based on the actual rotational speed of the power generator. By changing the control of the engine speed so that the required drive torque of the engine is set to a value obtained by correcting the required power generation torque with the third torque correction amount based on the actual engine speed. Even if the power receiving state of the driving battery is reduced and the driving torque of the generator is limited, it is compensated by correcting the engine driving request torque, and the engine speed can be controlled. Therefore, it is possible to accurately control the rotational speed of the engine regardless of the power acceptance state of the driving battery.

請求項2のハイブリッド車の作動制御装置によれば、第3のトルク補正量が、第1のトルク補正量から第2のトルク補正量を減算した値に基づいて設定されるので、駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定値未満の際に設定される第2のトルク補正量と第3のトルク補正量とを加算した値を、駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定以上の際に設定される第1のトルク補正量に一致させることができ、駆動用バッテリの電力受入れ状態の低下に伴って制限される発電機の駆動トルクをエンジンの駆動トルクの補正により完全に補うことができ、電力受入れ状態の低下時においてもエンジンの回転速度を制御することができる
また、請求項3のハイブリッド車の作動制御装置によれば、駆動用バッテリの電力受入れ状態が駆動用バッテリの温度に基づいて判定されるので、駆動用バッテリの温度低下に伴う駆動用バッテリの電力受入れ状態の低下によって、発電機の駆動トルクが制限されたとしても、エンジンの駆動トルクを補正して、エンジンの回転速度を精度良く制御することができる。
According to the hybrid vehicle operation control apparatus of the second aspect, the third torque correction amount is set based on a value obtained by subtracting the second torque correction amount from the first torque correction amount. The value obtained by adding the second torque correction amount and the third torque correction amount set when the power acceptance state of the battery is less than the predetermined value is set when the power acceptance state of the driving battery is equal to or greater than the predetermined value. It is possible to match the first torque correction amount, and it is possible to completely compensate for the generator driving torque, which is limited in accordance with the decrease in the power receiving state of the driving battery, by correcting the driving torque of the engine. The engine speed can be controlled even when the state is lowered. According to the operation control device for a hybrid vehicle of claim 3, the power acceptance state of the drive battery is the temperature of the drive battery. Therefore, even if the drive torque of the generator is limited due to a decrease in the power acceptance state of the drive battery due to the temperature decrease of the drive battery, the engine drive torque is corrected and the engine The rotational speed can be controlled with high accuracy.

また、請求項4のハイブリッド車の作動制御装置によれば、駆動用バッテリの電力受入れ状態が駆動用バッテリの充電率に基づいて判定されるので、駆動用バッテリの充電率が上昇して満充電に近づくに伴って駆動用バッテリの電力受入れ状態が低下し、発電機の駆動トルクが制限されたとしても、エンジンの駆動トルクを補正して、エンジンの回転速度を精度良く制御することができる。   According to the hybrid vehicle operation control apparatus of the fourth aspect, since the power acceptance state of the drive battery is determined based on the charge rate of the drive battery, the charge rate of the drive battery is increased and fully charged. Even when the power acceptance state of the driving battery is reduced as the speed approaches, and the driving torque of the generator is limited, the engine driving torque can be corrected and the rotational speed of the engine can be accurately controlled.

また、請求項5のハイブリッド車の作動制御装置によれば、第3のトルク補正量の最大変化率は、第2のトルク補正量の最大変化率よりも小さくなるように設定されるので、発電機よりも駆動トルクの変化の応答性が低いエンジンについて、その駆動トルクを緩やかに変化させ、エンジンのハンチングを抑制することができる。   According to the hybrid vehicle operation control apparatus of the fifth aspect, the maximum change rate of the third torque correction amount is set to be smaller than the maximum change rate of the second torque correction amount. With respect to an engine having a response of a change in driving torque lower than that of the engine, the driving torque can be gradually changed to suppress engine hunting.

本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. 本実施形態のハイブリッドコントロールユニットにおける要求エンジントルクと発電機トルクの設定要領を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting point of the request | required engine torque and generator torque in the hybrid control unit of this embodiment. エンジンの目標回転速度を低下させる場合での通常時における要求エンジントルク、発電機トルク及び実エンジン回転速度の推移の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of transition of demand engine torque, generator torque, and real engine speed at the time of normal at the time of decreasing target engine speed of an engine. エンジンの目標回転速度を低下させる場合でのバッテリ受入れ不足時における要求エンジントルク、発電機トルク及び実エンジン回転速度の推移の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of transition of demand engine torque at the time of battery acceptance shortage at the time of decreasing target engine speed of an engine, generator torque, and real engine speed.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車(以下、車両1という)の概略構成図である。
本実施形態の車両1は、エンジン2の出力によって前輪3を駆動して走行可能であるとともに、前輪3を駆動する電動のフロントモータ4及び後輪5を駆動する電動のリヤモータ6を備えた4輪駆動車である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle (hereinafter referred to as a vehicle 1) according to an embodiment of the present invention.
The vehicle 1 according to this embodiment is capable of driving by driving the front wheels 3 by the output of the engine 2, and includes an electric front motor 4 that drives the front wheels 3 and an electric rear motor 6 that drives the rear wheels 5. It is a wheel drive vehicle.

エンジン2は、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動可能であるとともに、発電機9を駆動して発電させることが可能となっている。なお、本実施形態では、エンジン2の出力軸と発電機9の入力軸とが直結されており、よってエンジン2の出力軸の回転速度と発電機9の入力軸の回転速度とが一致する。
フロントモータ4は、フロントインバータ10を介して、車両1に搭載された駆動用バッテリ11及び発電機9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機7を介して前輪3の駆動軸8を駆動する。減速機7には、エンジン2の出力軸と前輪3の駆動軸8との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ7aが内蔵されている。
The engine 2 can drive the drive shaft 8 of the front wheel 3 via the speed reducer 7 and can drive the generator 9 to generate power. In the present embodiment, the output shaft of the engine 2 and the input shaft of the generator 9 are directly connected. Therefore, the rotational speed of the output shaft of the engine 2 and the rotational speed of the input shaft of the generator 9 coincide.
The front motor 4 is driven by being supplied with high-voltage power from the drive battery 11 and the generator 9 mounted on the vehicle 1 via the front inverter 10, and the drive shaft 8 of the front wheel 3 via the speed reducer 7. Drive. The speed reducer 7 incorporates a clutch 7 a capable of switching connection / disconnection of power between the output shaft of the engine 2 and the drive shaft 8 of the front wheel 3.

リヤモータ6は、リヤインバータ12を介して駆動用バッテリ11及び発電機9から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機13を介して後輪5の駆動軸14を駆動する。
発電機9によって発電された電力は、フロントインバータ10を介して駆動用バッテリ11を充電可能であるとともに、フロントモータ4及びリヤモータ6に電力を供給可能である。
The rear motor 6 is driven by being supplied with high voltage power from the drive battery 11 and the generator 9 via the rear inverter 12, and drives the drive shaft 14 of the rear wheel 5 via the speed reducer 13.
The electric power generated by the generator 9 can charge the driving battery 11 via the front inverter 10 and can supply electric power to the front motor 4 and the rear motor 6.

駆動用バッテリ11は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有しており、更に、電池モジュールの充電率(State Of Charge、以下、SOC)や温度等を監視するバッテリモニタリングユニット11aを備えている。また、バッテリモニタリングユニット11aは、電池モジュールの充電率SOC及び温度から、駆動用バッテリ11への受入れ可能電力Wbを演算する機能を有している。受入れ可能電力Wbは、駆動用バッテリ11に対して充電すべく入力可能な最大電力であり、充電率SOCが高くなるに伴って低下するとともに、温度が低下するに伴って低下する傾向を有している。バッテリモニタリングユニット11aは、充電率SOC及び温度に対する受入れ可能電力Wbのマップがあらかじめ記憶されており、このマップを用いて駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wb(電力受入れ状態)が求められる。   The drive battery 11 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery, and has a battery module (not shown) configured by collecting a plurality of battery cells. Further, the battery module charge rate (State Of Charge, Hereinafter, a battery monitoring unit 11a for monitoring the SOC), temperature, and the like is provided. Further, the battery monitoring unit 11a has a function of calculating the acceptable power Wb to the driving battery 11 from the charging rate SOC and temperature of the battery module. Acceptable power Wb is the maximum power that can be input to drive battery 11 and has a tendency to decrease as the charging rate SOC increases and to decrease as temperature decreases. ing. In the battery monitoring unit 11a, a map of the acceptable power Wb with respect to the charging rate SOC and temperature is stored in advance, and the acceptable power Wb (power acceptance state) of the drive battery 11 is obtained using this map.

フロントインバータ10は、フロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b(制御手段)を有している。フロントモータコントロールユニット10aは、ハイブリッドコントロールユニット20(制御手段)からの制御信号に基づきフロントモータ4の出力を制御する。ジェネレータコントロールユニット10bは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号(後述する発電機トルクPg)に基づき発電機9の出力(発電電力)を制御する機能を有する。   The front inverter 10 includes a front motor control unit 10a and a generator control unit 10b (control means). The front motor control unit 10a controls the output of the front motor 4 based on a control signal from the hybrid control unit 20 (control means). The generator control unit 10b has a function of controlling the output (generated power) of the generator 9 based on a control signal (a generator torque Pg described later) from the hybrid control unit 20.

リヤインバータ12は、リヤモータコントロールユニット12aを有している。リヤモータコントロールユニット12aは、ハイブリッドコントロールユニット20からの制御信号に基づきリヤモータ6の出力を制御する機能を有する。
また、車両1には、駆動用バッテリ11を外部電源によって充電する充電機21が備えられている。
The rear inverter 12 has a rear motor control unit 12a. The rear motor control unit 12 a has a function of controlling the output of the rear motor 6 based on a control signal from the hybrid control unit 20.
The vehicle 1 is also provided with a charger 21 that charges the drive battery 11 with an external power source.

ハイブリッドコンロトールユニット20は、車両1の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)及びタイマ等を含んで構成される。
ハイブリッドコンロトールユニット20の入力側には、駆動用バッテリ11のバッテリモニタリングユニット11a、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、エンジン2の駆動制御を行うエンジンコントロールユニット22(制御手段)、及びアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ40が接続されており、これらの機器からの検出及び作動情報が入力される。
The hybrid control unit 20 is a control device for performing comprehensive control of the vehicle 1, and includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer, and the like. It is comprised including.
On the input side of the hybrid control unit 20 are a battery monitoring unit 11a for the drive battery 11, a front motor control unit 10a and a generator control unit 10b for the front inverter 10, a rear motor control unit 12a for the rear inverter 12, and a drive for the engine 2. An engine control unit 22 (control means) that performs control and an accelerator opening sensor 40 that detects an accelerator operation amount are connected, and detection and operation information from these devices is input.

一方、ハイブリッドコンロトールユニット20の出力側には、フロントインバータ10のフロントモータコントロールユニット10aとジェネレータコントロールユニット10b、リヤインバータ12のリヤモータコントロールユニット12a、減速機7(クラッチ7a)、エンジンコントロールユニット22が接続されている。
そして、ハイブリッドコンロトールユニット20は、アクセル開度センサ40等の上記各種検出量及び各種作動情報に基づいて、車両の走行駆動に必要とする車両要求出力を演算し、エンジンコントロールユニット22、フロントモータコントロールユニット10a、ジェネレータコントロールユニット10b及びリヤモータコントロールユニット12a、減速機7に制御信号を送信して、走行モード((EVモード、電気自動車モード)、シリーズモード、パラレルモード)の切換え、エンジン4とフロントモータ9とリヤモータ11の出力、発電機9の出力を制御する。
On the other hand, on the output side of the hybrid control unit 20, a front motor control unit 10a and a generator control unit 10b of the front inverter 10, a rear motor control unit 12a of the rear inverter 12, a speed reducer 7 (clutch 7a), an engine control unit 22 are provided. Is connected.
Then, the hybrid control unit 20 calculates a vehicle request output required for driving the vehicle based on the various detection amounts and various operation information of the accelerator opening sensor 40 and the like, and the engine control unit 22, front motor Control signals are transmitted to the control unit 10a, the generator control unit 10b, the rear motor control unit 12a, and the speed reducer 7 to switch the driving mode ((EV mode, electric vehicle mode), series mode, parallel mode), the engine 4 and The outputs of the front motor 9 and the rear motor 11 and the output of the generator 9 are controlled.

EVモードでは、エンジン2を停止し、駆動用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
シリーズモードでは、減速機7のクラッチ7aを切断し、エンジン2により発電機9を作動する。そして、発電機9により発電された電力及び駆動用バッテリ11から供給される電力によりフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン2の回転速度を目標回転速度Vtに設定し、余剰出力によって発電した電力を駆動用バッテリ11に供給して駆動用バッテリ11を充電する。
In the EV mode, the engine 2 is stopped, and the front motor 4 and the rear motor 6 are driven by the electric power supplied from the driving battery 11 to run.
In the series mode, the clutch 7 a of the speed reducer 7 is disconnected and the generator 9 is operated by the engine 2. Then, the front motor 4 and the rear motor 6 are driven to run by the power generated by the generator 9 and the power supplied from the driving battery 11. In the series mode, the rotational speed of the engine 2 is set to the target rotational speed Vt, and the electric power generated by the surplus output is supplied to the driving battery 11 to charge the driving battery 11.

パラレルモードでは、減速機7のクラッチ7aを接続し、エンジン2から減速機7を介して機械的に動力を伝達して前輪3を駆動させる。また、エンジン2により発電機9を作動させて発電した電力及び駆動用バッテリ11から供給される電力によってフロントモータ4やリヤモータ6を駆動して走行させる。
ハイブリッドコントロールユニット20は、高速領域のように、エンジン2の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、駆動用バッテリ11の充電率SOCに基づいてEVモードとシリーズモードとの間で切換える。
In the parallel mode, the clutch 7 a of the speed reducer 7 is connected, and the power is mechanically transmitted from the engine 2 via the speed reducer 7 to drive the front wheels 3. Further, the front motor 4 and the rear motor 6 are driven to run by the electric power generated by operating the generator 9 by the engine 2 and the electric power supplied from the driving battery 11.
The hybrid control unit 20 sets the traveling mode to the parallel mode in an efficient region of the engine 2 such as a high speed region. Further, in the region excluding the parallel mode, that is, the middle / low speed region, the mode is switched between the EV mode and the series mode based on the charging rate SOC of the driving battery 11.

また、ハイブリッドコントロールユニット20は、駆動用バッテリ11の充電率SOCが許容範囲より低下したときには、エンジン2を強制的に駆動して発電させて駆動用バッテリ11を充電させる。
本実施形態では、シリーズモードのようにエンジン2により発電機9を駆動する走行モードにおいて、発電機9の駆動トルク(発電機トルクPg)及びエンジン2の駆動要求トルク(要求エンジントルクPe)を制御して、エンジン2の実回転速度Vを目標回転速度Vtにする機能を有している。
Further, when the charging rate SOC of the drive battery 11 falls below the allowable range, the hybrid control unit 20 forcibly drives the engine 2 to generate electric power and charge the drive battery 11.
In the present embodiment, the driving torque of the generator 9 (generator torque Pg) and the required driving torque of the engine 2 (required engine torque Pe) are controlled in the travel mode in which the generator 9 is driven by the engine 2 as in the series mode. Thus, it has a function of setting the actual rotational speed V of the engine 2 to the target rotational speed Vt.

図2は、ハイブリッドコントロールユニット20における要求エンジントルクPeと発電機トルクPgの設定要領を示すフローチャートである。
本制御は、シリーズモード時において、所定時間毎に繰り返し実行される。
始めにステップS10では、バッテリモニタリングユニット11aから入力した受入れ可能電力Wbが所定値Wb1以上であるか否かを判別する。受入れ可能電力Wbが所定値Wb1以上である場合には、ステップS20に進む。受入れ可能電力Wbが所定値Wb1未満である場合には、ステップS30に進む。
FIG. 2 is a flowchart showing how to set the required engine torque Pe and the generator torque Pg in the hybrid control unit 20.
This control is repeatedly executed every predetermined time in the series mode.
First, in step S10, it is determined whether or not the acceptable power Wb input from the battery monitoring unit 11a is equal to or greater than a predetermined value Wb1. If the acceptable power Wb is greater than or equal to the predetermined value Wb1, the process proceeds to step S20. If the acceptable power Wb is less than the predetermined value Wb1, the process proceeds to step S30.

ステップS20では、次式(1)に示すように、要求エンジントルクPeを必要発電トルクPgdに設定する。
Pe=Pgd・・・(1)
なお、上記の必要発電トルクPgdは、発電機トルクPgの要求値であり、発電機9の要求出力(要求出力電力)に応じて当該発電機9を駆動するのに必要なトルクである。
In step S20, as shown in the following equation (1), the required engine torque Pe is set to the required power generation torque Pgd.
Pe = Pgd (1)
The required power generation torque Pgd is a required value of the generator torque Pg, and is a torque required to drive the generator 9 according to a required output (required output power) of the generator 9.

また、次式(2)に示すように、発電機トルクPgを、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量A(第1のトルク補正量)を加算した値に設定する。
Pg=Pgd+A・・・(2)
なお、速度F/B補正量Aは、発電機9の入力軸の実回転速度と目標回転速度との差に応じて設定される。なお、本実施形態では、発電機9の入力軸とエンジン2の出力軸とが直結しているので、速度F/B補正量Aをエンジン2の実回転速度Vと目標回転速度Vtとの速度差ΔV(=V−Vt)に応じて設定すればよい。速度F/B補正量Aは、速度差ΔVに所定の正の係数Cvを積算して求められる値である。即ち、速度差ΔVが0の場合には速度F/B補正量Aが0であり、速度差ΔVが増加するに伴って速度F/B補正量Aも増加する。また速度差ΔVが負の値である場合には速度F/B補正量Aも負の値となる。そして、本ルーチンを終了する。
Further, as shown in the following equation (2), the generator torque Pg is set to a value obtained by adding the speed F / B correction amount A (first torque correction amount) to the necessary power generation torque Pgd.
Pg = Pgd + A (2)
The speed F / B correction amount A is set according to the difference between the actual rotational speed of the input shaft of the generator 9 and the target rotational speed. In the present embodiment, since the input shaft of the generator 9 and the output shaft of the engine 2 are directly connected, the speed F / B correction amount A is determined by the speed between the actual rotational speed V and the target rotational speed Vt of the engine 2. What is necessary is just to set according to difference (DELTA) V (= V-Vt). The speed F / B correction amount A is a value obtained by adding a predetermined positive coefficient Cv to the speed difference ΔV. That is, when the speed difference ΔV is 0, the speed F / B correction amount A is 0, and the speed F / B correction amount A increases as the speed difference ΔV increases. When the speed difference ΔV is a negative value, the speed F / B correction amount A is also a negative value. Then, this routine ends.

ステップS30では、次式(3)に示すように、要求エンジントルクPeを、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量C(第3のトルク補正量)を加算した値に設定する。
Pe=Pgd+C・・・(3)
また、次式(4)に示すように、発電機トルクPgを、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量B(第2のトルク補正量)を加算した値に設定する。
In step S30, as shown in the following equation (3), the required engine torque Pe is set to a value obtained by adding the speed F / B correction amount C (third torque correction amount) to the required power generation torque Pgd.
Pe = Pgd + C (3)
Further, as shown in the following equation (4), the generator torque Pg is set to a value obtained by adding the speed F / B correction amount B (second torque correction amount) to the necessary power generation torque Pgd.

Pg=Pgd+B・・・(4)
速度F/B補正量Bは、上述の速度F/B補正量Aの限界値(最大絶対値)であり、発電機トルクPgが出力可能範囲を超えないような値に設定される。速度F/B補正量Cは、次式(5)に示すように、前述の速度F/B補正量Aから速度F/B補正量Bを減算した値である。
C=A−B・・・(5)
そして、本ルーチンを終了する。
Pg = Pgd + B (4)
The speed F / B correction amount B is the limit value (maximum absolute value) of the speed F / B correction amount A described above, and is set to a value that does not exceed the output possible range of the generator torque Pg. The speed F / B correction amount C is a value obtained by subtracting the speed F / B correction amount B from the speed F / B correction amount A described above, as shown in the following equation (5).
C = A−B (5)
Then, this routine ends.

以上のように制御することで、本実施形態では、駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wbが所定値Wb1以上である場合(通常時)には、要求エンジントルクPeが必要発電トルクPgdに設定される。これにより、エンジン2により駆動した発電機9によって要求量の発電が可能となる。
更に、発電機トルクPgを、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量Aを加算した値に設定することで、エンジン2の実回転速度Vと目標回転速度Vとの速度差ΔVが発生したときに、発電機トルクPgが補正される。エンジン2の実回転速度Vが目標回転速度Vtより高い場合には、速度F/B補正量Aが0より大きくなるので、発電機トルクPgが増加し、よってエンジン2に対する負荷が増加して、エンジン2の実回転速度Vが低下する。また、エンジン2の実回転速度Vが目標回転速度Vtより小さい場合には、速度F/B補正量Aが負の値になるので、発電機トルクPgが低下し、エンジン2に対する負荷が減少して、エンジン2の実回転速度Vが増加する。速度F/B補正量Aは実回転速度Vと目標回転速度Vtの速度差ΔVに応じて設定されるので、この速度差ΔVの増減に応じた発電機トルクPgの補正により、エンジン2の実回転速度Vを目標回転速度Vtに近づけることができる。このように、発電機トルクPgの制御により、エンジン2の実回転速度Vを制御するので、エンジン2の要求エンジントルクPeを増減させてエンジン2の実回転速度Vを目標回転速度Vtにする方法よりも、応答性の良い回転速度制御を行うことができる。
By controlling as described above, in the present embodiment, when the acceptable power Wb of the driving battery 11 is equal to or greater than the predetermined value Wb1 (normal time), the required engine torque Pe is set to the necessary power generation torque Pgd. The Thereby, the generator 9 driven by the engine 2 can generate the required amount of power.
Furthermore, by setting the generator torque Pg to a value obtained by adding the speed F / B correction amount A to the required power generation torque Pgd, a speed difference ΔV between the actual rotational speed V and the target rotational speed V of the engine 2 is generated. Sometimes the generator torque Pg is corrected. When the actual rotational speed V of the engine 2 is higher than the target rotational speed Vt, the speed F / B correction amount A becomes larger than 0, so that the generator torque Pg increases, and thus the load on the engine 2 increases. The actual rotational speed V of the engine 2 decreases. Further, when the actual rotational speed V of the engine 2 is smaller than the target rotational speed Vt, the speed F / B correction amount A becomes a negative value, so that the generator torque Pg decreases and the load on the engine 2 decreases. Thus, the actual rotational speed V of the engine 2 increases. Since the speed F / B correction amount A is set according to the speed difference ΔV between the actual rotational speed V and the target rotational speed Vt, the actual torque of the engine 2 is corrected by correcting the generator torque Pg according to the increase / decrease in the speed difference ΔV. The rotational speed V can be brought close to the target rotational speed Vt. Thus, since the actual rotational speed V of the engine 2 is controlled by controlling the generator torque Pg, a method of increasing or decreasing the required engine torque Pe of the engine 2 to make the actual rotational speed V of the engine 2 the target rotational speed Vt. Therefore, it is possible to perform rotation speed control with better responsiveness.

また、駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wbが所定値Wb1未満である際(バッテリ受入れ不足時)には、発電機トルクPgが、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量Bを加算した値に設定される。速度F/B補正量Bは、速度F/B補正量Aの限界値であるので、エンジン2の実回転速度Vと目標回転速度Vtとの速度差ΔVが発生したときに、可能な範囲で発電機トルクPgが補正される。   Further, when the acceptable power Wb of the driving battery 11 is less than the predetermined value Wb1 (when the battery is insufficiently received), the generator torque Pg is a value obtained by adding the speed F / B correction amount B to the required power generation torque Pgd. Set to Since the speed F / B correction amount B is a limit value of the speed F / B correction amount A, it is within a possible range when a speed difference ΔV between the actual rotational speed V of the engine 2 and the target rotational speed Vt occurs. The generator torque Pg is corrected.

更に、要求エンジントルクPeが、必要発電トルクPgdに速度F/B補正量Cを加算した値に設定され、速度F/B補正量Cは速度差ΔVを解消するのに必要な速度F/B補正量Aから発電機トルクPgの速度F/B補正量Bを減算した値であるので、発電機9によるトルク補正を限界まで行った上で、その不足分を要求エンジントルクPeの補正によって補うことができる。   Further, the required engine torque Pe is set to a value obtained by adding the speed F / B correction amount C to the required power generation torque Pgd, and the speed F / B correction amount C is a speed F / B necessary for eliminating the speed difference ΔV. Since this is a value obtained by subtracting the speed F / B correction amount B of the generator torque Pg from the correction amount A, the torque correction by the generator 9 is performed to the limit, and the shortage is compensated by correcting the required engine torque Pe. be able to.

図3及び図4は、本実施形態において、エンジン2の目標回転速度Vtを低下させる場合での要求エンジントルクPe、発電機トルクPg及び実エンジン回転速度Vの推移の一例を示すタイムチャートである。図3は、通常時を示し、図4は、バッテリ受入れ不足時を示す。
エンジン2の目標回転速度VtをV1から滑らかに低下させてV2に移行させるよう制御する場合、駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wbが所定値Wb1以上である通常時では、図3に示すように、要求エンジントルクPeが必要発電トルクPgdに維持され、発電機トルクPgが速度差ΔVに応じたトルク補正量(速度F/B補正量A)低下する。したがって、図3中の破線に示す、エンジン2及び発電機9の駆動トルクの要求値は、発電機トルクPgと一致する。このようにトルク補正することで、エンジン2の実回転速度Vは目標回転速度Vtと一致するように精度良く推移する。
3 and 4 are time charts showing an example of changes in the required engine torque Pe, the generator torque Pg, and the actual engine rotation speed V when the target rotation speed Vt of the engine 2 is decreased in the present embodiment. . FIG. 3 shows a normal time, and FIG. 4 shows a time when battery acceptance is insufficient.
When the control is performed so that the target rotational speed Vt of the engine 2 is smoothly lowered from V1 and shifted to V2, in the normal time when the acceptable power Wb of the driving battery 11 is equal to or greater than the predetermined value Wb1, as shown in FIG. The required engine torque Pe is maintained at the required power generation torque Pgd, and the generator torque Pg is reduced by the torque correction amount (speed F / B correction amount A) corresponding to the speed difference ΔV. Therefore, the required values of the drive torque of the engine 2 and the generator 9 shown by the broken line in FIG. 3 coincide with the generator torque Pg. By correcting the torque in this way, the actual rotational speed V of the engine 2 changes with high accuracy so as to coincide with the target rotational speed Vt.

また、バッテリ受入れ不足時では、図4に示すように、発電機トルクPgがトルク補正量の限界値(速度F/B補正量B)で補正されて低下し、要求エンジントルクPeもトルク補正量(速度F/B補正量C)で補正されて低下する。エンジン2のトルク補正量(速度F/B補正量C)と、発電機トルクPgのトルク補正量(速度F/B補正量B)との合計値が、速度差ΔVに基づく補正量(速度F/B補正量A)と同一に設定されるので、図4中の破線に示すように、エンジン2及び発電機9の駆動トルクの要求値を、上記通常時と同様に低下させることができる。よって、バッテリ受入れ不足時においても、エンジン2の実回転速度Vが目標回転速度Vtと一致するように推移させることができる。   Further, when the battery acceptance is insufficient, as shown in FIG. 4, the generator torque Pg is corrected and reduced by the limit value of the torque correction amount (speed F / B correction amount B), and the required engine torque Pe is also reduced by the torque correction amount. It is corrected by (speed F / B correction amount C) and decreases. The total value of the torque correction amount (speed F / B correction amount C) of the engine 2 and the torque correction amount (speed F / B correction amount B) of the generator torque Pg is a correction amount (speed F) based on the speed difference ΔV. / B correction amount A) is set to be the same as that indicated by the broken line in FIG. 4, the required values of the drive torque of the engine 2 and the generator 9 can be reduced in the same manner as in the normal time. Therefore, even when the battery acceptance is insufficient, the actual rotational speed V of the engine 2 can be shifted so as to coincide with the target rotational speed Vt.

このように、エンジン2の実回転速度Vと目標回転速度Vtとの速度差ΔVが発生したときに、駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wbが所定値Wb1以上である通常時には、発電機9のトルク補正によって応答性の良い回転速度の制御が行われ、受入れ可能電力Wbが所定値Wb1未満の受け入れ状態低下時では、発電機9のトルク補正とエンジン2のトルク補正の両方が行われるように変更することで、受入れ可能電力Wbの低下に伴い発電機9のトルク補正が制限されても、エンジン2の実回転速度Vを十分に目標回転速度Vtに制御することができる。よって、駆動用バッテリ11の電力受入れ状態に拘わらず、エンジン2の回転速度を精度良く制御することが可能となる。   As described above, when the speed difference ΔV between the actual rotational speed V of the engine 2 and the target rotational speed Vt occurs, the electric power Wb that can be received by the drive battery 11 is normal when the electric power Wb is not less than the predetermined value Wb1. The rotational speed with good responsiveness is controlled by the torque correction, and both the torque correction of the generator 9 and the torque correction of the engine 2 are performed when the acceptable power Wb is lower than the predetermined value Wb1 and the acceptance state is reduced. By changing, the actual rotational speed V of the engine 2 can be sufficiently controlled to the target rotational speed Vt even if the torque correction of the generator 9 is limited as the acceptable power Wb decreases. Therefore, the rotational speed of the engine 2 can be accurately controlled regardless of the power acceptance state of the drive battery 11.

更に、要求エンジントルクPeを急に増減させるとハンチングを起こす虞があるので、図4に示すように、バッテリ11の受入れ状態低下時において、エンジン2のトルク補正量(速度F/B補正量C)の変化率を抑えることで、要求エンジントルクPeの変化率を抑えるようにしている。これにより、エンジン2のハンチングを抑え回転速度を精度良く安定させることができる。エンジン2のトルク補正量の変化率を抑えることで発生するトルク補正量の不足分については、発電機9のトルク補正量(速度F/B補正量B)を増加させることで補えばよい。このように制御する場合には、速度F/B補正量Bについては、限界値より余裕を持って設定させることが望ましい。したがって、回転速度差ΔVに基づくトルク補正量の大きな変化については要求エンジントルクPeの補正で対応し、トルク補正量の細かい変化については発電機トルクPgの補正で対応することになり、広い補正範囲でより精度のよい回転速度制御が可能となる。   Furthermore, if the required engine torque Pe is suddenly increased or decreased, hunting may occur. Therefore, as shown in FIG. ) To suppress the change rate of the required engine torque Pe. Thereby, the hunting of the engine 2 can be suppressed and the rotation speed can be stabilized with high accuracy. The shortage of the torque correction amount generated by suppressing the change rate of the torque correction amount of the engine 2 may be compensated by increasing the torque correction amount (speed F / B correction amount B) of the generator 9. In the case of such control, it is desirable that the speed F / B correction amount B is set with a margin from the limit value. Therefore, a large change in the torque correction amount based on the rotational speed difference ΔV is handled by correcting the required engine torque Pe, and a fine change in the torque correction amount is handled by correcting the generator torque Pg. Thus, more accurate rotation speed control becomes possible.

なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものでない。例えば、上記実施形態では、
駆動用バッテリ11の受入れ可能電力Wbを、充電率SOC及び温度に基づいて演算しているが、充電率SOC及び温度のうちいずれか1つから受入れ可能電力Wbを演算してもよいし、その他の条件から受入れ可能電力Wbを推定してもよい。
また、受け入れ可能電力Wbに応じて速度F/B補正量Bを変化させてもよい。詳しくは、受け入れ可能電力Wbが増加するに伴って速度F/B補正量Bを増加させるように設定すればよい。これにより、速度F/B補正量Bをより大きく設定することができ、発電機9のみでのトルク補正の機会を増加させ、より応答性の高い回転速度制御が可能となる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment,
The acceptable power Wb of the driving battery 11 is calculated based on the charging rate SOC and the temperature, but the acceptable power Wb may be calculated from any one of the charging rate SOC and the temperature. The acceptable power Wb may be estimated from the above condition.
Further, the speed F / B correction amount B may be changed according to the acceptable power Wb. Specifically, the speed F / B correction amount B may be set to increase as the acceptable power Wb increases. As a result, the speed F / B correction amount B can be set larger, increasing the opportunity for torque correction using only the generator 9 and enabling more responsive rotational speed control.

また、本実施形態では、EVモード、シリーズモード及びパラレルモードの切換え可能なプラグインハイブリッド車に本発明を適用しているが、エンジンによって発電機を駆動し、発電機の負荷の制御によりエンジンの回転速度を制御可能な車両に広く適用することができる。   In the present embodiment, the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle that can be switched between the EV mode, the series mode, and the parallel mode. However, the generator is driven by the engine, and the engine load is controlled by controlling the load of the generator. The present invention can be widely applied to vehicles that can control the rotation speed.

1 車両
2 エンジン
9 発電機
10b ジェネレータコントロールユニット(制御手段)
11 駆動用バッテリ
11a バッテリモニタリングユニット
20 ハイブリッドコントロールユニット(制御手段)
22 エンジンコントロールユニット(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Engine 9 Generator 10b Generator control unit (control means)
11 Battery for driving 11a Battery monitoring unit 20 Hybrid control unit (control means)
22 Engine control unit (control means)

Claims (5)

車両に搭載されるエンジンと、当該エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記発電機から電力を供給されて充電可能な駆動用バッテリと、を備えたハイブリッド車において、
前記エンジンの駆動要求トルクを前記発電機の要求出力に応じた必要発電トルクに設定するとともに、前記発電機の駆動トルクを前記発電機の実回転速度に基づく第1のトルク補正量で前記必要発電トルクを補正した値に設定して、前記エンジンの回転速度を制御する制御手段を備えたハイブリッド車の作動制御装置であって、
前記制御手段は、前記駆動用バッテリの電力受入れ状態が所定値未満に低下している際は、前記発電機の駆動トルクを当該発電機の実回転速度に基づく第2のトルク補正量で前記必要発電トルクを補正した値に設定するとともに、前記エンジンの駆動要求トルクを当該エンジンの実回転速度に基づく第3のトルク補正量で前記必要発電トルクを補正した値に設定するように前記エンジンの回転速度の制御を変更することを特徴とするハイブリッド車の作動制御装置。
In a hybrid vehicle comprising an engine mounted on a vehicle, a generator that is driven by the engine to generate electric power, and a drive battery that is supplied with electric power and can be charged,
The required drive torque of the engine is set to a required generated torque according to the required output of the generator, and the required drive power of the generator is set with a first torque correction amount based on the actual rotational speed of the generator. An operation control device for a hybrid vehicle comprising control means for controlling the rotational speed of the engine by setting a torque to a corrected value,
When the power acceptance state of the drive battery has dropped below a predetermined value, the control means uses the second torque correction amount based on the actual rotational speed of the generator as the required driving torque of the generator. The rotation speed of the engine is set so that the power generation torque is set to a corrected value and the required drive torque of the engine is set to a value obtained by correcting the required power generation torque with a third torque correction amount based on the actual rotation speed of the engine. An operation control device for a hybrid vehicle, characterized by changing speed control.
前記第3のトルク補正量は、前記第1のトルク補正量から前記第2のトルク補正量を減算した値に基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車の作動制御装置。   2. The operation control of the hybrid vehicle according to claim 1, wherein the third torque correction amount is set based on a value obtained by subtracting the second torque correction amount from the first torque correction amount. apparatus. 前記駆動用バッテリの電力受入れ状態は、前記駆動用バッテリの温度に基づいて判定されることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車の作動制御装置。   The operation control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the power acceptance state of the drive battery is determined based on a temperature of the drive battery. 前記駆動用バッテリの電力受入れ状態は、前記駆動用バッテリの充電率に基づいて判定されることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車の作動制御装置。   The operation control device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the power acceptance state of the driving battery is determined based on a charging rate of the driving battery. 前記第3のトルク補正量の最大変化率は、前記第2のトルク補正量の最大変化率よりも小さくなるように設定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のハイブリッド車の作動制御装置。   5. The maximum change rate of the third torque correction amount is set to be smaller than the maximum change rate of the second torque correction amount. 6. Control device for hybrid vehicles.
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