WO2013035729A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 Download PDF

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浩平 河田
祐樹 本間
黒田 恵隆
山田 哲也
健太郎 横尾
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle control apparatus and control method for controlling operations of an internal combustion engine, an electric motor, and a transmission mechanism in a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as power sources and a stepped transmission mechanism.
  • a hybrid vehicle control device described in Patent Document 1 is known.
  • This hybrid vehicle includes an internal combustion engine and an electric motor as power sources, and torques of these internal combustion engine and electric motor are transmitted to drive wheels via a stepped transmission mechanism.
  • the control shown in FIG. Is done.
  • the prime mover cooperative control A is performed depending on which of the four regions A to D in FIG. To D and transmission downshift control are executed (steps 110 to 170).
  • the traveling mode of the hybrid vehicle includes an ENG traveling mode using only an internal combustion engine as a power source, an EV traveling mode using only an electric motor, and an assist traveling mode using both the internal combustion engine and the electric motor.
  • the hybrid vehicle also includes a first transmission mechanism having first, third, and fifth speeds, and a second transmission mechanism having second, fourth, and sixth speeds. ing.
  • the power of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine power”) is changed at one of the first to sixth speeds by the first or second speed change mechanism, and is transmitted to the drive wheels.
  • the power (hereinafter referred to as “motor power”) is shifted by one of the second speed, the fourth speed and the sixth speed by the second speed change mechanism and transmitted to the drive wheels.
  • the charging travel mode in which the regeneration by the electric motor and the battery is used together is selected, and the second speed stage or the first speed stage is selected as the shift stage of the engine power.
  • the second speed is selected as the gear stage for motor power.
  • the selected speed of the engine power is the second speed
  • the engine power is transmitted to the electric motor via the second speed change mechanism.
  • the speed of the engine power is the first speed
  • the engine power is transmitted to the electric motor via the first speed change mechanism and the second speed change mechanism.
  • the minimum fuel consumption torque at which the fuel consumption rate of the internal combustion engine is lowest is set as the target torque of the internal combustion engine. Then, the internal combustion engine is operated so that the calculated target torque can be obtained, and electric power is generated by the motor using the surplus of the target torque with respect to the required torque, and the generated electric power is charged in the battery.
  • the operating region of the internal combustion engine is determined by the map search of FIG. 5 described above, and this map is created in consideration of the fuel consumption rate of the internal combustion engine. Therefore, the fuel consumption rate on the internal combustion engine side can be suppressed by the various controls described above.
  • the efficiency on the electric motor side is not taken into account, even if the fuel consumption rate on the internal combustion engine side is low, by executing the control under the condition that the efficiency on the electric motor side is low, as a result, the hybrid There is a first problem that fuel consumed by the internal combustion engine increases while the vehicle is traveling, and the fuel efficiency may deteriorate.
  • a transmission mechanism having a plurality of shift speeds has a characteristic that the power transmission efficiency differs for each shift speed.
  • the gear stage of the speed change mechanism is merely selected according to the vehicle speed, so that there is a possibility that good fuel efficiency of the hybrid vehicle cannot be obtained. is there.
  • the electric power supplied from the battery to the electric motor is obtained by power generation by the electric motor using engine power. For this reason, in selecting the gear position, taking into account the drive efficiency of the motor during the assist travel mode and the power generation efficiency of the motor during the charge travel mode, in turn, improve the fuel efficiency of the hybrid vehicle. Connected.
  • the driving efficiency of the electric motor is a ratio between the output torque and the supplied electric energy
  • the electric power generation efficiency of the electric motor is a ratio between the generated electric energy and the input torque.
  • the shift speed of the speed change mechanism is only selected according to the vehicle speed during the charge travel mode or the assist travel mode. There is a second problem that it may not be possible.
  • the target torque of the internal combustion engine is set to the minimum fuel consumption torque, and the surplus of the target torque with respect to the required torque is determined by the electric motor. Distribute to regeneration. This surplus torque is regenerated as electrical energy through power generation by the motor and charging of the battery, etc., and in the subsequent EV travel mode and assist travel mode, discharge from the battery and conversion to mechanical energy by the motor are performed. After that, it is used as the driving force of the hybrid vehicle.
  • motor-side efficiency the efficiency in these processes
  • the fuel consumption of the hybrid vehicle as a whole increases, resulting in deterioration of fuel consumption.
  • the maximum efficiency torque at which the motor side efficiency is maximized also exists in the electric motor. For this reason, if the torque distributed to the electric motor greatly deviates from the maximum efficiency torque, high motor-side efficiency cannot be obtained.
  • the fuel consumption rate of the internal combustion engine is minimized by simply setting the target torque of the internal combustion engine to the minimum fuel consumption torque and distributing the surplus of the target torque with respect to the required torque to the motor.
  • the efficiency of the entire hybrid vehicle is not necessarily maximized as a result of the reduction of the motor side efficiency, and the best fuel consumption may not be obtained.
  • Such a problem is particularly likely to occur when the ratio of the surplus torque to the target torque of the internal combustion engine is high.
  • the power transmission path from the internal combustion engine to the motor is different, and the power transmission path is longer in the case of the second speed.
  • the number of elements constituting the power transmission path is large. For this reason, normally, the transmission efficiency of power from the internal combustion engine to the electric motor is lower in the second speed stage.
  • the transmission efficiency of power from the internal combustion engine to the electric motor differs depending on the combination (shift pattern) of the engine power shift stage and the motor power shift stage, and accordingly, the fuel consumption rate of the entire hybrid vehicle is also increased. Change.
  • the present invention has been made to solve the first problem, and provides a control apparatus and a control method for a hybrid vehicle that can efficiently drive the hybrid vehicle and thereby improve fuel efficiency.
  • the first purpose is to provide it.
  • a second object is to provide an apparatus.
  • a third object of the present invention is to provide a control device and a control method for a hybrid vehicle that can improve fuel efficiency of the hybrid vehicle by appropriately allocating to the vehicle.
  • a fourth object is to provide a control device for a hybrid vehicle that can improve the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • an invention according to claim 1 is directed to an internal combustion engine 3 as a power source and an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motors 4.
  • the control device 1 for the hybrid vehicles V, V ′ having transmission mechanisms 11, 31, 71 for transmitting the power of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4 to the drive wheels DW while shifting the power thereof, from the internal combustion engine 3 to the drive wheels DW.
  • Electric motor drive energy calculating means that calculates engine drive energy ENE_eng2 that is transmitted energy using engine efficiency Eeng and drive efficiency Etm_d of the transmission mechanism, and energy transmitted from the motor 4 to the drive wheel DW
  • Electric motor drive energy (drive charge energy ENE_mot2) reflects the charging efficiency of the battery (battery 52) up to the present time
  • Electric motor drive energy calculation means (ECU2) that calculates using the past charge amount (previous average charge amount ENE_chave), the charge / discharge efficiency Ebat_cd of the battery (battery 52), the drive efficiency Emot_d of the electric motor 4, and the drive efficiency Etm_d of the speed change mechanism as the electric energy )
  • charging energy (drive charging energy ENE_mot2), which is electric energy when charging of the battery (battery 52) is executed by converting the power of the internal combustion engine 3 into electric power by the electric motor 4, the engine efficiency Eeng Charging energy calculation means (ECU2) for calculating using the charging efficiency Etm_c of the speed change mechanism, the charging efficiency E
  • this hybrid vehicle control device a plurality of total efficiencies representing total efficiencies in the entire hybrid vehicle respectively corresponding to a plurality of travel modes of the hybrid vehicle using engine drive energy, motor drive energy, and charging energy.
  • a parameter is calculated, and a driving mode having a high driving state parameter representing the driving state of the hybrid vehicle is selected from a plurality of driving modes.
  • the engine drive energy is calculated using the engine efficiency and the drive efficiency of the speed change mechanism, the engine drive energy is calculated as accurately representing the energy transmitted from the internal combustion engine to the drive wheels during the operation of the internal combustion engine.
  • the motor drive energy is calculated using the past charge amount that reflects the charge efficiency of the battery up to the present time, the charge / discharge efficiency of the battery, the drive efficiency of the motor, and the drive efficiency of the speed change mechanism.
  • the state of energy generated by the fuel consumed for charging up to the present time is calculated as a value accurately reflected.
  • the charging energy is calculated using the engine efficiency, the charging mechanism charging efficiency, the motor charging efficiency, and the predicted efficiency when the power in the battery is predicted to be used.
  • the electric power of the internal combustion engine is converted into electric power by the electric motor, and is calculated as a value that accurately represents the electric energy when the battery is charged. Therefore, by using the engine driving energy, the motor driving energy, and the charging energy as described above, a plurality of overall efficiency parameters can be calculated as accurately representing the overall efficiency of the entire hybrid vehicle.
  • the hybrid vehicle can be driven in the most efficient driving mode by selecting a driving mode having a high driving state parameter representing the driving state of the hybrid vehicle from a plurality of driving modes, thereby improving fuel efficiency.
  • the “total efficiency parameter” in this specification is not limited to the total efficiency of the entire hybrid vehicle, but is a value obtained by converting the total efficiency into a fuel consumption rate, a value converted into a fuel consumption amount, etc. including).
  • the speed change mechanism has a plurality of shift speeds, and a plurality of total efficiency parameters (engine travel total efficiency TE_eng, charging travel total efficiency).
  • TE_ch, assist travel total efficiency TE_asst, EV travel total efficiency TE_ev) are calculated for each gear position of the transmission mechanisms 11, 31, 71, and the plurality of travel modes are engines that cause the hybrid vehicle V to travel only with the power of the internal combustion engine 3.
  • Travel mode EV travel mode in which the hybrid vehicle V travels only by the power of the electric motor 4, assist travel mode in which the hybrid vehicle V travels by the power of the internal combustion engine 3 and the power of the electric motor 4, and the drive wheels DW by the power of the internal combustion engine 3 Charging that simultaneously drives the battery and charges the battery (battery 52) by the electric motor 4
  • the travel mode selection means includes a plurality of total efficiency parameters (engine travel total efficiency TE_eng, charge travel total efficiency TE_ch) calculated for each gear according to the travel state parameters (requested torque TRQ, vehicle speed VP).
  • the travel mode includes an engine travel mode, an EV travel mode, an assist travel mode, and a charge travel mode so that the highest value among the plurality of total efficiencies respectively represented by the assist travel total efficiency TE_asst and EV travel total efficiency TE_ev) is obtained. One of these is selected (steps 2 and 3).
  • the travel mode is set so that the maximum value among the plurality of total efficiencies respectively represented by the plurality of total efficiency parameters calculated for each gear position is obtained according to the travel state parameter. Since any one of the engine travel mode, the EV travel mode, the assist travel mode, and the charge travel mode is selected, the engine travel mode, the EV travel mode, When any one of the assist travel mode and the charge travel mode is executed, the hybrid vehicle can be traveled in the most efficient state. Thereby, fuel consumption can be further improved.
  • the past charge amount (past average charge amount ENE_chave) is calculated based on the amount of fuel used for charging the battery (battery 52) as the amount of electric power. It is an average value of the charge amount up to the present time calculated using the converted value (drive charge energy ENE_mot2), engine efficiency Eeng, charge efficiency Etm_c of the speed change mechanism, and charge efficiency Emot_c of the electric motor 4.
  • the past charge amount is calculated using the value obtained by converting the amount of fuel used for charging the battery into the electric energy, the engine efficiency, the charging efficiency of the speed change mechanism, and the charging efficiency of the electric motor. Since this is the average value of the charge amount up to the present time, it can be calculated as a value accurately reflecting the charge efficiency of the battery up to the present time. Thereby, the calculation accuracy of the overall efficiency parameter can be further improved, and the fuel consumption can be further improved.
  • the predicted efficiency Ehat includes the charge / discharge efficiency Ebat_cd of the battery (battery 52), the drive efficiency Emot_d of the electric motor 4, and the drive efficiency Etm_d of the transmission mechanism. It is calculated using this.
  • the predicted efficiency is calculated using the charge / discharge efficiency of the battery, the drive efficiency of the electric motor, and the drive efficiency of the speed change mechanism, so that the electric power charged in the battery can be used as power in the future.
  • the efficiency at the time of use can be calculated as a value accurately predicted. Thereby, the calculation accuracy of the overall efficiency parameter can be further improved, and the fuel consumption can be further improved.
  • an invention according to claim 5 includes an internal combustion engine 3 as a power source and a motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4. And a control apparatus 1 for hybrid vehicles V, V ′ having transmission mechanisms 11, 31, 71 that transmit the power of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4 to the drive wheels DW while shifting the power at a plurality of shift speeds.
  • Past charge storing the average value of the value obtained by converting the amount of fuel used for charging into the amount of electric power when the electric motor 4 is charged by the motive power of the past as the past charge amount (past average charge amount ENE_chave)
  • a quantity storage means (ECU2) and a plurality of total efficiency parameters (total engine travel efficiency TE_eng, charge travel total efficiency TE_ch) representing the total efficiency of the hybrid vehicle V as a whole Assist travel total efficiency TE_asst, EV travel total efficiency TE_ev) are calculated for each shift stage, and total efficiency parameters (assist travel total efficiency TE_asst, EV travel total efficiency) for driving the drive wheels DW with the power of the motor 4 are calculated.
  • TE_ev is calculated using the stored past charge amount (past average charge amount ENE_chave), a total efficiency parameter calculation means (ECU2, step 2), and a travel state parameter (required torque TRQ) representing the travel state of the hybrid vehicle V ,
  • a travel mode selection means (ECU2, ECU2) for selecting a travel mode at a shift speed that indicates the highest value among a plurality of total efficiencies respectively represented by a plurality of total efficiency parameters calculated for each shift speed in accordance with the vehicle speed VP). Steps 2 and 3).
  • the average value of the value obtained by converting the amount of fuel used for charging into the amount of electric power when the electric motor is charged by the power of the internal combustion engine is the past charge amount.
  • a total efficiency parameter that represents the total efficiency of the entire hybrid vehicle and that is stored and corresponds to each of the plurality of travel modes of the hybrid vehicle is calculated for each gear position. In that case, since the total efficiency parameter of the driving mode in which the driving wheel is driven by the power of the motor is calculated using the stored past charge amount, the total efficiency parameter of the driving mode in which the driving wheel is driven by the power of the motor is set. It can be calculated with high accuracy.
  • the driving mode at the shift stage that indicates the highest value among the plurality of total efficiencies represented by the total efficiency parameters is selected in accordance with the driving state parameters that indicate the driving state of the hybrid vehicle, the highest overall efficiency is achieved. It is possible to execute the driving mode at the shift speed, thereby improving the fuel consumption.
  • the invention according to claim 6 includes an internal combustion engine 3, a motor 4 capable of generating power, a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4, and an internal combustion engine.
  • a first shift that can receive the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the engine 3 and the electric motor 4 by the first input shaft 13 and transmit the power to the drive wheels DW in a state of being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the second transmission mechanism 31 is configured to receive power from the mechanism 11 and the engine output shaft (crankshaft 3a) by the second input shaft 32 and transmit it to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • a first clutch C1 that can engage between the engine output shaft (crankshaft 3a) and the first transmission mechanism 11, and an engagement between the engine output shaft (crankshaft 3a) and the second transmission mechanism 31.
  • Hybrid vehicle with possible second clutch C2 In the control device 1, the average value of the values obtained by converting the amount of fuel used for charging into the amount of electric power when the electric motor 4 is charged by the power of the internal combustion engine 3 is calculated as the past charge amount (past average Past charge amount storage means (ECU2) stored as charge amount ENE_chave), and a plurality of overall efficiency parameters (total engine travel efficiency) representing the overall efficiency of the entire hybrid vehicle V respectively corresponding to a plurality of travel modes of the hybrid vehicle V TE_eng, charging travel total efficiency TE_ch, assist travel total efficiency TE_asst, EV travel total efficiency TE_ev) are calculated for each gear position of the first transmission mechanism 11 and the second transmission mechanism 31, and the driving wheels are driven by the power of the motor.
  • ECU2 past charge amount
  • a plurality of total efficiency parameters calculated for each shift stage are represented in accordance with the total efficiency parameter calculating means (ECU 2, step 2) and the driving state parameters (required torque TRQ, vehicle speed VP) indicating the driving state of the hybrid vehicle.
  • a travel mode selection means (ECU 2, steps 2 and 3) for selecting a travel mode at a gear stage that shows the maximum value among the plurality of overall efficiencies.
  • the average value of the value obtained by converting the amount of fuel used for charging into the amount of electric power when the electric motor is charged by the power of the internal combustion engine is the past charge amount.
  • a total efficiency parameter that represents the total efficiency of the entire hybrid vehicle and that is stored and that corresponds to each of the plurality of travel modes of the hybrid vehicle is calculated for each shift stage of the first transmission mechanism and the second transmission mechanism. In that case, since the total efficiency parameter of the driving mode in which the driving wheel is driven by the power of the motor is calculated using the stored past charge amount, the total efficiency parameter of the driving mode in which the driving wheel is driven by the power of the motor is set. It can be calculated with high accuracy.
  • the driving mode at the shift stage that shows the maximum value among the plurality of total efficiencies represented by the plurality of total efficiency parameters is selected in accordance with the driving state parameter representing the driving state of the hybrid vehicle, the most comprehensive efficiency is selected. It is possible to execute the traveling mode at a good gear position, thereby improving the fuel consumption.
  • a charge amount detecting means for detecting a charge amount (charge state SOC) in the battery (battery 52).
  • the current voltage sensor 62) and the internal combustion engine 3, the electric motor 4, and the speed change mechanisms 11, 31, 71 so that the execution time of the charging operation to the battery by the electric motor 4 becomes longer when the charging amount is equal to or less than the predetermined amount.
  • a correction means for correcting the operation.
  • the operation of the internal combustion engine, the electric motor, and the speed change mechanism is corrected so that when the charge amount is equal to or less than the predetermined amount, the execution time of the charging operation to the battery by the electric motor becomes longer. Therefore, it is possible to quickly avoid a shortage of charge in the battery.
  • an invention according to claim 8 includes an internal combustion engine 3 as a power source and an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4.
  • Past charge amount (past average charge amount ENE), which is a charge amount reflecting energy ENE_mot2) to the current charging efficiency of the battery chave
  • the charge / discharge efficiency Ebat_cd of the battery battery 52
  • the drive efficiency Emot_d of the electric motor 4 and the drive efficiency Etm_d of the speed change mechanism (step 2)
  • the power of the internal combustion engine 3 is calculated during the operation of the internal combustion engine 3.
  • Charging energy (driving charging energy ENE_mot2), which is electric energy when charging of the battery (battery 52) is executed by being converted into electric power by the electric motor 4, engine efficiency Eeng, charging mechanism charging efficiency Etm_c, electric motor 4 is calculated using the charging efficiency Emot_c of 4 and the predicted efficiency Ehat which is the efficiency when the electric power in the battery (battery 52) is predicted to be used (step 2), and the engine drive energy ENE_eng2, the motor drive energy (drive charge energy ENE_mot2) ) And charging energy (drive charging)
  • a plurality of total efficiency parameters (engine travel total efficiency TE_eng, charge travel total efficiency TE_ch, assist travel total efficiency TE_asst, EV travel total efficiency TE_ev) representing the total efficiency of the hybrid vehicle V using Nerghi ENE_mot2) (step) 2)
  • a plurality of total efficiency parameters (engine travel total efficiency TE_eng, charge travel total efficiency TE_ch, assist travel total efficiency TE_asst, depending on a travel
  • the invention according to claim 9 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating power, and an engine output shaft of the internal combustion engine 3 (in the embodiment (hereinafter the same applies in this section)).
  • a first speed change mechanism 11 capable of receiving power from the crankshaft 3a) and the electric motor 4 at the first input shaft 13 and transmitting the power to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift speeds; and an engine output shaft From the second input shaft 32 and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift speeds, the engine output shaft, the first transmission mechanism 11, and the like.
  • the total fuel consumption of the hybrid vehicle For each gear position First means for correcting the total fuel consumption map according to a difference in power transmission efficiency between a plurality of shift speeds in at least one of the first and second speed change mechanisms and a storage means for storing the total fuel consumption map (FIG. 12).
  • Second correction means for correcting the total fuel consumption map in accordance with at least one of the above, and based on the corrected total fuel consumption map (FIGS. 11 and 13), the total fuel consumption from a plurality of shift speeds. Is selected with the smallest shift speed.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first transmission mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the relationship between the engine output shaft and the second input shaft of the second transmission mechanism is engaged.
  • the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch
  • the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • a total fuel consumption map that defines the total fuel consumption of the hybrid vehicle for each gear position is stored by the storage means and corrected by the first and second correction means.
  • the total fuel consumption of the hybrid vehicle is the ratio of the fuel amount to the final travel energy when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle. And so on. For this reason, reducing this total fuel consumption leads to improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the power transmission efficiency in the first and second transmission mechanisms affects the total fuel consumption.
  • the power generation efficiency of the electric motor affects the total fuel consumption during regeneration by the electric motor using a part of the motive power of the internal combustion engine, and the driving efficiency of the electric motor during the assist of the internal combustion engine by the electric motor.
  • the correction of the total fuel consumption map by the first correction unit is performed according to the difference in power transmission efficiency between a plurality of shift stages in at least one of the first and second transmission mechanisms.
  • the total fuel consumption can be appropriately defined according to the power transmission efficiency that varies from gear stage to gear stage.
  • the power generation efficiency of the motor when regeneration is performed by the motor using a part of the power of the internal combustion engine, and the assist of the internal combustion engine by the motor is performed Therefore, the total fuel consumption can be appropriately defined according to at least one of the driving efficiencies of the motor.
  • the shift stage with the smallest total fuel consumption is selected from a plurality of shift stages based on the corrected total fuel consumption map, the power transmission efficiency, the power generation efficiency of the motor, and the drive efficiency at each shift stage are selected. Accordingly, it is possible to appropriately select a gear position that minimizes the total fuel consumption, thereby improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the power transmission efficiency of the first and second transmission mechanisms may be different from each other, and in that case, the total is appropriately defined according to the power transmission efficiency of the respective shift stages of the first and second transmission mechanisms. Since the gear stage can be selected using fuel consumption, the above-described effects can be obtained effectively.
  • the electric motor 4 is driven by the supply of electric power from the battery (battery 52), and the amount of electric power that can be supplied from the battery to the electric motor 4 and the electric motor
  • the amount of limiting the assist of the internal combustion engine 3 by the electric motor 4 is corrected according to at least one of the powers that can be output by the motor 4.
  • the amount that limits the assist of the motor is corrected according to at least one of the amount of power that can be supplied from the capacitor to the motor (hereinafter referred to as “suppliable power amount”) and the power that can be output by the motor. .
  • supply power amount the amount of power that can be supplied from the capacitor to the motor
  • the assist of the internal combustion engine by the electric motor can be appropriately limited.
  • the corrected total fuel consumption map is divided into regions for each gear position, and the region includes a region for upshifting.
  • a hysteresis is provided between the downshift and the one for downshifting.
  • the corrected total fuel consumption map is divided into regions for each gear position, and hysteresis is provided between these regions for upshifting and for downshifting. As a result, it is possible to prevent upshifting and downshifting hunting.
  • the hybrid vehicle control device when the hybrid vehicle V is traveling in a state where the power of the internal combustion engine 3 is shifted by the second speed change mechanism 31, When selecting a shift stage of the transmission mechanism 11, a shift stage having the smallest total fuel consumption is selected from a plurality of shift stages depending on whether or not the motor 4 should assist or regenerate. .
  • the traveling mode of the hybrid vehicle includes at least one of a paddle shift mode and a sports mode.
  • the internal combustion engine 3 is assisted by the electric motor 4.
  • the paddle shift mode and / or the sport mode is selected as the driving mode of the hybrid vehicle, that is, when the driver is driving the hybrid vehicle with priority given to driving feeling and acceleration feeling.
  • the internal combustion engine is assisted by the electric motor. Thereby, a larger torque commensurate with the selected travel mode can be transmitted to the drive wheels.
  • the invention according to claim 14 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electric power, and an engine output shaft of the internal combustion engine 3 (hereinafter the same in this embodiment) crank.
  • a first transmission mechanism 11 that receives power from the shaft 3a) and the motor 4 at the first input shaft 13 and transmits the power to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift speeds;
  • the second transmission mechanism 31 that can receive the power of the second transmission shaft 32 and transmit it to the drive wheels DW while being shifted at any one of the plurality of shift speeds, the engine output shaft, and the first transmission mechanism 11.
  • a loss in the internal combustion engine 3 an electric motor Loss at 4
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first transmission mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the relationship between the engine output shaft and the second input shaft of the second transmission mechanism is engaged.
  • the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch
  • the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the total conversion efficiency from fuel to travel energy in the hybrid vehicle is defined for each shift stage with respect to the travel state of the hybrid vehicle.
  • the total conversion efficiency is the final value for the energy corresponding to the supplied fuel when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle. That is, it is equivalent to the reciprocal of the total fuel consumption (ratio of fuel amount to final travel energy) described above. For this reason, raising this total conversion efficiency leads to improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the loss in the internal combustion engine, the loss in the electric motor, and the loss for each shift stage in each of the first and second transmission mechanisms affect the overall conversion efficiency.
  • the total conversion efficiency in the predetermined map As a parameter for defining the total conversion efficiency in the predetermined map, the loss in the internal combustion engine, the loss in the electric motor, and each shift stage in each of the first and second transmission mechanisms. Therefore, the total conversion efficiency can be properly defined.
  • the predetermined map is searched according to the traveling state of the hybrid vehicle, the shift stage of the first and / or second transmission mechanism is selected, so that the total conversion efficiency becomes the highest from the plurality of shift stages. It is possible to appropriately select the shift speed, thereby improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the invention according to claim 15 is directed to an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electric power, and a battery capable of transferring electric power among the electric motors 4 (in the embodiment (hereinafter referred to as “the power generator”)).
  • the battery 52) and the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 are received by the first input shaft 13 and driven in a state of being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the first transmission mechanism 11 that can transmit to the wheel DW and the power from the engine output shaft are received by the second input shaft 32, and the first transmission mechanism 11 that can transmit to the drive wheel DW in a state of shifting at any one of the plurality of shift stages.
  • the second transmission mechanism 31 the first clutch C1 that can be engaged between the engine output shaft and the first transmission mechanism 11, and the second clutch C2 that can be engaged between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31.
  • a control device for a hybrid vehicle having The target driving force for setting the target driving force (target torque TRECMD) of the internal combustion engine 3 to the optimum point (BSFC bottom torque) at which the fuel consumption of the internal combustion engine 3 is minimized based on the speed (vehicle speed VP) and the gear position of the bridging vehicle V.
  • Setting means ECU 2, step 103 in FIG.
  • target driving force moving means (ECU 2, steps 106 to 107) for moving the target driving force of the internal combustion engine 3 from the optimum point according to the efficiency of the electric motor 4,
  • the internal combustion engine control means (ECU 2, step 109) for controlling the operation of the internal combustion engine 3 and the required drive force required for the drive wheels DW (required torque TRQ) so that the target drive force of the moved internal combustion engine 3 is obtained.
  • the motor control that controls the operation of the motor 4 so as to be supplemented / absorbed by powering / regeneration by the motor 4.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first speed change mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft of the second speed change mechanism are engaged with each other. Is released by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the first transmission mechanism. Further, when the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism. The power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the target driving force of the internal combustion engine is set to the optimum point at which the fuel consumption of the internal combustion engine is minimized. Further, the target driving force of the internal combustion engine is moved from the optimum point according to the efficiency of the electric motor. Then, the operation of the internal combustion engine is controlled so that the target driving force of the moved internal combustion engine can be obtained, and the difference between the required driving force and the target driving force of the moved internal combustion engine is calculated by the power running / regeneration by the electric motor. The operation of the motor is controlled to replenish / absorb. Therefore, by appropriately allocating the driving force to be output to the internal combustion engine and the electric motor, the fuel consumption of the hybrid vehicle can be improved while suppressing the fuel consumption of the internal combustion engine.
  • the speed change stage that provides the highest motor-side efficiency is selected.
  • the speed of the power of the motor in the first speed change mechanism is different from the speed of the power of the internal combustion engine. It is possible to select a stage.
  • the motor-side efficiency includes the discharging efficiency of the battery, the driving efficiency of the motor, and the power transmission efficiency of the first transmission mechanism when powering is performed by the motor, and the power of the first transmission mechanism when regeneration is performed by the motor. This includes the transmission efficiency, the power generation efficiency of the motor, and the charging efficiency of the battery. Also, if the speed of the power of the motor in the first transmission mechanism is different, the number of revolutions of the motor changes accordingly, and the efficiency of the motor also changes.
  • the speed at which the highest motor-side efficiency is obtained among the speed stages of the first speed change mechanism as the power speed of the motor. Select a stage. Therefore, power running or regeneration by the motor can be performed more efficiently with the motor side efficiency being the highest.
  • the invention according to claim 17 is directed to an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery capable of transferring electric power between the electric motors 4 (in the embodiment).
  • the battery 52 the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the power from the electric motor 4 are received by the first input shaft 13, and at any one of a plurality of shift stages.
  • the first transmission mechanism 11 that can be transmitted to the drive wheels DW in a shifted state and the power from the engine output shaft are received by the second input shaft 32, and the drive wheels DW are shifted in any one of a plurality of shift stages.
  • the second transmission mechanism 31 that can transmit to the first transmission, the first clutch C1 that can engage between the engine output shaft and the first transmission mechanism 11, and the engagement between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31 are possible.
  • the target driving force (target torque TRECMD) of the internal combustion engine 3 is the optimum point (BSFC) at which the fuel consumption rate of the internal combustion engine 3 is minimized.
  • Bottom torque (step 113 in FIG.
  • the target driving force (target torque TRMCMD) of the electric motor 4 is the optimum point at which the efficiency of the electric motor 4 is maximized ( (Maximum efficiency motor torque TRMMAX) (steps 114 to 115), the target driving force of the internal combustion engine 3 is set to the required driving force (required torque TRQ) required for the drive wheels DW and the set target driving force of the electric motor 4. Is moved from the optimum point (step 116), and the operation of the internal combustion engine 3 is performed so that the target driving force of the moved internal combustion engine 3 is obtained. Controlling (step 117), the target driving force of the electric motor 4 so as to replenish / absorbed by the power running / regeneration, controls the operation of the electric motor 4 (step 118) it is characterized.
  • the fuel consumption of the internal combustion engine not only the fuel consumption of the internal combustion engine but also the efficiency of the electric motor can be reflected, and the target driving force of the internal combustion engine and the electric motor can be appropriately distributed, thereby reducing the fuel consumption of the internal combustion engine and the loss of the electric motor. While suppressing, the fuel consumption of the hybrid vehicle can be improved.
  • the invention according to claim 18 includes an internal combustion engine 3, a motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4,
  • the engine output shaft of the internal combustion engine 3 (the crankshaft 3a in the embodiment (hereinafter the same in this section)) and the power from the motor 4 are received by the first input shaft 13, and the speed is changed at any one of a plurality of shift stages.
  • the first speed change mechanism 11 that can be transmitted to the drive wheels DW in a state and the power from the engine output shaft are received by the second input shaft 32 and transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • Control device for hybrid vehicle having two clutches C2 ,
  • the total fuel consumption (total fuel consumption rate TSFC) of the hybrid vehicle V with respect to the speed of the hybrid vehicle V (vehicle speed VP) and the required driving force (required torque TRQ) required for the drive wheels DW is determined by the internal combustion engine 3.
  • Storage means ECU 2, FIG. 20, FIG.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first speed change mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft of the second speed change mechanism are also engaged. Is disengaged by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism. Further, when the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism. Further, the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the second transmission mechanism.
  • the total fuel consumption map is stored in the storage means.
  • This total fuel consumption map defines the total fuel consumption of the hybrid vehicle for each shift stage of the power of the internal combustion engine with respect to the speed of the hybrid vehicle and the required driving force required for the drive wheels.
  • the total fuel consumption represents the ratio of the fuel amount to the final travel energy when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle. Therefore, the total fuel consumption reflects not only the fuel consumption of the internal combustion engine but also the efficiency of the electric motor and the electric storage device when charging and running. The smaller the value, the lower the fuel consumption of the hybrid vehicle. Represents.
  • a shift pattern with the smallest total fuel consumption is selected from a plurality of shift patterns on the basis of the total fuel consumption map according to the speed of the hybrid vehicle and the required driving force. Therefore, by operating the hybrid vehicle using the selected shift pattern, the minimum total fuel consumption is reflected while reflecting the difference in power transmission path and the efficiency of the electric motor and the battery during charging and assisting. And the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
  • the invention according to claim 19 is the hybrid vehicle control device according to claim 18, wherein the total fuel consumption is an efficiency when charging the capacitor by regeneration by the electric motor 4 using a part of the power of the internal combustion engine 3. And it is calculated using the prediction efficiency at the time of converting the electric power charged by the capacitor
  • the total fuel consumption is calculated using the efficiency when charging the capacitor by regeneration by the electric motor and the predicted efficiency when converting the electric power charged in the capacitor into the power of the electric motor in the future. . Therefore, the total fuel consumption of the hybrid vehicle can be accurately calculated while reflecting these efficiencies.
  • the power of the second input shaft 32 is obtained when the first clutch C1 is released and the second clutch C2 is connected.
  • the transmission mechanism is configured to be transmitted to the first input shaft 13 via the second transmission mechanism 31 and the first transmission mechanism 11, and the transmission pattern selection means is an electric motor using a part of the power of the internal combustion engine 3. 4, when the required driving force is equal to or less than a predetermined value TRQL, the speed of the power of the internal combustion engine 3 is the speed of the first speed change mechanism 11 based on a plurality of speed change patterns. A certain shift pattern is selected.
  • the power of the second input shaft is transmitted to the first input shaft via the second speed change mechanism and the first speed change mechanism.
  • the power of the engine output shaft is transmitted to the electric motor through both the first transmission mechanism and the second transmission mechanism.
  • the power received by the first transmission mechanism from the engine output shaft is transmitted to the electric motor without passing through the second transmission mechanism. Therefore, the loss of power that occurs when regeneration is performed by the electric motor is smaller when the power of the internal combustion engine is shifted at the shift speed of the first transmission mechanism because it does not pass through the second transmission mechanism.
  • regeneration by the electric motor is performed using the difference between the driving force of the internal combustion engine and the required driving force. For this reason, the smaller the required driving force, the larger the driving force used for regeneration, and the greater the power loss in the power transmission path from the internal combustion engine to the electric motor.
  • the shift stage of the power of the internal combustion engine is the first transmission mechanism. Therefore, the power loss can be reduced and the influence thereof can be reduced, and the charging efficiency of the battery can be improved.
  • the invention according to claim 21 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4,
  • the engine output shaft of the internal combustion engine 3 (the crankshaft 3a in the embodiment (hereinafter the same in this section)) and the power from the motor 4 are received by the first input shaft 13, and the speed is changed at any one of a plurality of shift stages.
  • the first speed change mechanism 11 that can be transmitted to the drive wheels DW in a state and the power from the engine output shaft are received by the second input shaft 32 and transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • Control of hybrid vehicle V having two clutches C2 the total fuel consumption (total fuel consumption rate TSFC) of the hybrid vehicle V with respect to the speed of the hybrid vehicle V (vehicle speed VP) and the required driving force (required torque TRQ) required for the drive wheels DW is determined as the internal combustion engine.
  • 3 is stored for each shift pattern that is a combination of the power shift stage 3 and the power shift stage of the electric motor 4, and the total fuel consumption map is stored in accordance with the speed of the hybrid vehicle V and the required driving force.
  • the shift pattern having the smallest total fuel consumption is selected, and the total fuel consumption stored in the total fuel consumption map is obtained by regeneration by the electric motor 4 using a part of the power of the internal combustion engine 3.
  • the efficiency when charging the battery (battery 52) and the efficiency when converting the electric power charged in the battery into the power of the electric motor 4 are used.
  • the power of the second input shaft 32 is calculated via the second transmission mechanism 31 and the first transmission mechanism 11 when the first clutch C1 is released and the second clutch C2 is connected.
  • a plurality of shift patterns are provided. Therefore, a shift pattern in which the shift stage of the power of the internal combustion engine 3 is the shift stage of the first transmission mechanism 11 is selected.
  • a capacitor that detects a capacitor temperature as a temperature of the capacitor (battery 52).
  • a temperature detecting means (battery temperature sensor 63), an electric motor temperature detecting means (motor temperature sensor) for detecting the electric motor temperature as the temperature of the electric motor 4, and the storage battery temperature (battery temperature TB) being equal to or higher than a first predetermined temperature;
  • the hybrid vehicle control device when at least one of the storage battery temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature and the electric motor temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature is established, Since the output is limited, it is possible to avoid the battery and / or the motor from being overheated, thereby extending the life of the battery and / or the motor.
  • the invention according to claim 23 is the hybrid vehicle control device according to any one of claims 1, 2, 5, 6, 9, 15, 18, and 19, wherein the hybrid vehicle V, V ′ includes the hybrid vehicle V. , V ′ is provided with a car navigation system 66 for storing data representing road information around the vehicle, and a prediction means for predicting the driving situation of the hybrid vehicle based on the data stored in the car navigation system 66 is provided. (ECU 2) is further provided, and a shift speed or a travel mode is selected in accordance with the predicted travel state of the hybrid vehicle.
  • the traveling state of the hybrid vehicle is predicted by the prediction unit based on the data representing the road information around the hybrid vehicle, and according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle, A shift speed or a travel mode is selected.
  • a gear position or a travel mode suitable for the travel situation of the hybrid vehicle For example, when the hybrid vehicle is predicted to travel downhill, a gear position that can obtain high power generation efficiency of the motor is selected, or when it is predicted to travel uphill, a larger torque is output. It is possible to select a low-speed gear that can be used, or to select a gear that is suitable for using only the electric motor as a power source when it is predicted to shift to cruise driving.
  • the hybrid vehicle control device in the hybrid vehicle control device according to any one of the tenth, sixteenth and twentieth aspects, when the state of charge of the battery (charged state SOC) is equal to or lower than a predetermined value, regeneration by the electric motor 4 is performed. A forced regeneration mode that is forcibly performed is selected.
  • the operation mode in which regeneration by the motor is forcibly performed when the state of charge of the battery is equal to or less than a predetermined value is selected. Therefore, when the state of charge of the battery is below a predetermined value, that is, when the state of charge of the battery is relatively small, regeneration by the electric motor can be forcibly performed, so that overdischarge of the battery can be avoided. .
  • the total fuel consumption map further corresponds to the power consumed by the motor 4 to cancel the torque ripple. It is characterized by being corrected.
  • the power consumed by the motor to cancel the torque ripple affects the total fuel consumption.
  • the total fuel consumption map is corrected further according to the electric power consumed by the motor in order to cancel the torque ripple. Therefore, the total fuel consumption is appropriately defined according to the power loss. can do.
  • the invention according to claim 26 is the hybrid vehicle control device according to any one of claims 9, 18 and 21, wherein the electric motor 4 has a three-phase coil and is connected via an electric circuit (PDU51). Driven by the power supply from the battery (battery 52), the total fuel consumption map is further corrected according to iron loss and copper loss in the motor 4, loss in the electric circuit, and loss in the three-phase coil. And
  • the total fuel consumption map is corrected further according to the iron loss and copper loss in the motor, the loss in the electric circuit, and the loss in the three-phase coil of the motor.
  • the total fuel consumption can be properly defined.
  • a hybrid vehicle V shown in FIG. 1 is a four-wheel vehicle including a pair of drive wheels DW (only one is shown) and a pair of driven wheels (not shown), and is an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) as a power source. 3) and a motor 4 are provided.
  • the engine 3 is a gasoline engine having a plurality of cylinders, and has a crankshaft 3a as an engine output shaft.
  • the fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, and the like of the engine 3 are controlled by the ECU 2 of the control device 1 shown in FIG.
  • the engine 3 may be one that uses light oil, a mixed fuel obtained by mixing natural gas, ethanol, or gasoline with another fuel, or the like.
  • the electric motor (hereinafter referred to as “motor”) 4 is a general one-rotor type brushless DC motor, which is a so-called motor generator, and has a fixed stator 4a and a rotatable rotor 4b.
  • the stator 4a is for generating a rotating magnetic field, and is composed of an iron core or a three-phase coil.
  • the stator 4a is attached to a casing CA fixed to the vehicle, and is electrically connected to a chargeable / dischargeable battery 52 via a power drive unit (hereinafter referred to as "PDU") 51.
  • the PDU 51 is configured by an electric circuit such as an inverter and is electrically connected to the ECU 2 (see FIG. 2).
  • Said rotor 4b is comprised with the magnet etc., and is arrange
  • a rotating magnetic field is generated by the control of the PDU 51 by the ECU 2, and is input to the rotor 4b accordingly.
  • the power is converted into electric power and power generation is performed.
  • the power transmitted to the rotor 4b is controlled by controlling the electric power generated by the stator 4a.
  • the hybrid vehicle V includes a driving force transmission device for transmitting the power of the engine 3 and the motor 4 to the driving wheels DW of the vehicle.
  • the driving force transmission device includes the first speed change mechanism 11 and the second speed change gear.
  • a dual clutch transmission including the mechanism 31 and the like is provided.
  • the first speed change mechanism 11 changes the input power by one of the first speed, the third speed, the fifth speed and the seventh speed and transmits it to the drive wheel DW.
  • the gear ratios of these first gear to seventh gear are set on the higher speed side as the number of gears is larger.
  • the first speed change mechanism 11 includes a first clutch C1, a planetary gear device 12, a first input shaft 13, a third speed gear 14, and a fifth speed gear 15 arranged coaxially with the crankshaft 3a of the engine 3. And a 7-speed gear 16.
  • the first clutch C1 is a dry multi-plate clutch, and includes an outer C1a that is integrally attached to the crankshaft 3a, an inner C1b that is integrally attached to one end of the first input shaft 13, and the like.
  • the first clutch C1 is controlled by the ECU 2. In the engaged state, the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a, while in the released state, the engagement is released and the connection between both the parts 13 and 3a is interrupted. Note that a wet clutch type may be used as the first clutch C1.
  • the planetary gear device 12 is of a single planetary type, and meshes with a sun gear 12a, a ring gear 12b having a larger number of teeth than the sun gear 12a, and a gear 12a, 12b that is rotatably provided on the outer periphery of the sun gear 12a.
  • a plurality of (for example, three) planetary gears 12c (only two are shown) and a rotatable carrier 12d that rotatably supports the planetary gears 12c are provided.
  • the sun gear 12 a is integrally attached to the other end of the first input shaft 13. Further, the rotor 4b of the motor 4 described above is integrally attached to the other end portion of the first input shaft 13, and the first input shaft 13 is rotatably supported by a bearing (not shown). With the above configuration, the first input shaft 13, the sun gear 12a, and the rotor 4b rotate integrally with each other.
  • the ring gear 12b is provided with a lock mechanism BR.
  • This lock mechanism BR is of an electromagnetic type, and is turned on / off by the ECU 2 to hold the ring gear 12b in a non-rotatable state in the ON state and to allow the ring gear 12b to rotate in the OFF state.
  • a synchro clutch or the like may be used as the lock mechanism BR.
  • the carrier 12d is integrally attached to the hollow rotating shaft 17.
  • the rotary shaft 17 is relatively rotatably disposed outside the first input shaft 13 and is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • the third speed gear 14 is integrally attached to the rotary shaft 17 and is rotatable together with the rotary shaft 17 and the carrier 12d.
  • the fifth speed gear 15 and the seventh speed gear 16 are rotatably provided on the first input shaft 13. Further, the third gear 14, the seventh gear 16, and the fifth gear 15 are arranged in this order between the planetary gear device 12 and the first clutch C1.
  • the first input shaft 13 is provided with a first synchro clutch SC1 and a second synchro clutch SC2.
  • the first sync clutch SC1 includes a sleeve S1a, a shift fork, and an actuator (all not shown).
  • the first sync clutch SC1 selectively engages the third speed gear 14 or the seventh speed gear 16 with the first input shaft 13 by moving the sleeve S1a in the axial direction of the first input shaft 13 under the control of the ECU 2. Combine.
  • the second synchro clutch SC2 is configured in the same manner as the first synchro clutch SC1, and the fifth speed gear 15 is input to the first input by moving the sleeve S2a in the axial direction of the first input shaft 13 under the control of the ECU 2. Engage with the shaft 13.
  • first gear 18, the second gear 19 and the third gear 20 are engaged with the third gear 14, the fifth gear 15 and the seventh gear 16, respectively. These first to third gears 18 to 20 are engaged with each other.
  • the output shaft 21 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is disposed in parallel with the first input shaft 13.
  • a gear 21a is integrally attached to the output shaft 21, and this gear 21a meshes with a gear of a final reduction gear FG having a differential device.
  • the output shaft 21 is connected to the drive wheel DW via the gear 21a and the final reduction gear FG.
  • the planetary gear unit 12, the third gear 14 and the first gear 18 constitute first and third gears, and the fifth gear 15 and the second gear 19.
  • the fifth gear stage is composed of the seventh gear 16 and the third gear 20 to form a seventh gear stage. Further, the power input to the first input shaft 13 is shifted by one of the first gear, the third gear, the fifth gear and the seventh gear, and the output shaft 21, the gear 21a, and the final reduction gear FG are transmitted. To the drive wheel DW.
  • the second speed change mechanism 31 described above shifts the input power by one of the second speed, the fourth speed and the sixth speed and transmits it to the drive wheel DW.
  • the speed ratios of these second gear to sixth gear are set to a higher speed as the number of gears is larger.
  • the second speed change mechanism 31 includes a second clutch C2, a second input shaft 32, an intermediate shaft 33, a second speed gear 34, a fourth speed gear 35, and a sixth speed gear 36, and the second clutch C2 and the second input shaft 32 are arranged coaxially with the crankshaft 3a.
  • the second clutch C2 is a dry multi-plate clutch, and includes an outer C2a integrally attached to the crankshaft 3a and an inner C2b integrally attached to one end of the second input shaft 32. It is configured.
  • the second clutch C2 is controlled by the ECU 2. In the engaged state, the second input shaft 32 is engaged with the crankshaft 3a, while in the released state, the engagement is released and the connection between the two clutches 32 and 3a is interrupted.
  • the second input shaft 32 is formed in a hollow shape, is relatively rotatably disposed outside the first input shaft 13, and is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • a gear 32 a is integrally attached to the other end of the second input shaft 32.
  • the intermediate shaft 33 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is arranged in parallel with the second input shaft 32 and the output shaft 21 described above.
  • a gear 33a is integrally attached to the intermediate shaft 33, and an idler gear 37 is engaged with the gear 33a.
  • the idler gear 37 meshes with the gear 32a of the second input shaft 32. In FIG. 1, the idler gear 37 is drawn at a position away from the gear 32a for the sake of illustration.
  • the intermediate shaft 33 is connected to the second input shaft 32 through the gear 33a, the idler gear 37, and the gear 32a.
  • the second speed gear 34, the sixth speed gear 36, and the fourth speed gear 35 are rotatably provided on the intermediate shaft 33, and are arranged in this order.
  • the first gear 18, the third gear 20, and the second gear 19 described above are arranged in this order.
  • the intermediate shaft 33 is provided with a third sync clutch SC3 and a fourth sync clutch SC4. Both synchro clutches SC3 and SC4 are configured in the same manner as the first synchro clutch SC1.
  • the third sync clutch SC3 selectively engages the second speed gear 34 or the sixth speed gear 36 with the intermediate shaft 33 by moving the sleeve S3a in the axial direction of the intermediate shaft 33 under the control of the ECU 2.
  • the fourth sync clutch SC4 engages the fourth speed gear 35 with the intermediate shaft 33 by moving the sleeve S4a in the axial direction of the intermediate shaft 33 under the control of the ECU 2.
  • the second speed gear 34 and the first gear 18 constitute a second speed gear stage
  • the fourth speed gear 35 and the second gear 19 constitute a fourth speed gear stage.
  • Sixth gear stages are configured by the speed gear 36 and the third gear 20, respectively.
  • the power input to the second input shaft 32 is transmitted to the intermediate shaft 33 via the gear 32a, the idler gear 37 and the gear 33a, and the power transmitted to the intermediate shaft 33 is the second speed, the fourth speed.
  • the speed is changed by one of the first speed and the sixth speed, and is transmitted to the drive wheel DW via the output shaft 21, the gear 21a, and the final reduction gear FG.
  • the output shaft 21 for transmitting the shifted power to the drive wheels DW is shared.
  • the drive force transmission device is provided with a reverse mechanism 41, and the reverse mechanism 41 includes a reverse shaft 42, a reverse gear 43, and a fifth sync clutch SC5 having a sleeve 5a.
  • the reverse gear 43 is engaged with the reverse shaft 42 by moving the sleeve 5 a in the axial direction of the reverse shaft 42 under the control of the ECU 2.
  • a detection signal representing the rotational speed (hereinafter referred to as “motor rotational speed”) NMOT of the motor 4 is input from the motor rotational speed sensor 60 to the ECU 2.
  • a CRK signal is input from the crank angle sensor 61. This CRK signal is a pulse signal output at every predetermined crank angle as the crankshaft 3a of the engine 3 rotates.
  • the ECU 2 calculates the engine speed NE based on the CRK signal. Further, the ECU 2 receives from the current / voltage sensor 62 a detection signal representing a current / voltage value input / output to / from the battery 52.
  • the ECU 2 calculates a state of charge SOC (amount of charge) of the battery 52 based on this detection signal.
  • a detection signal indicating the temperature of the battery 52 (hereinafter referred to as “battery temperature”) TB is input to the ECU 2 from the battery temperature sensor 63. Further, the ECU 2 receives a detection signal indicating an accelerator opening AP, which is a depression amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, from the accelerator opening sensor 64, and a detection signal indicating a vehicle speed VP (running state parameter) from the vehicle speed sensor 65. Entered. Further, the ECU 2 receives data representing road information around the hybrid vehicle V from the car navigation system 66.
  • the ECU 2 is composed of a microcomputer comprising an I / O interface, CPU, RAM, EEPROM, ROM, and the like.
  • the operation of the hybrid vehicle V is controlled according to the internal data.
  • data representing road information around the traveling hybrid vehicle V stored in the car navigation system 66 is appropriately input to the ECU 2.
  • the ECU 2 includes engine drive energy calculation means, motor drive energy calculation means, charge energy calculation means, power source energy calculation means, total efficiency parameter calculation means, travel mode selection means, travel mode execution means, It corresponds to a charge travel mode execution means, a past charge amount storage means, and a charge amount detection means.
  • the operation mode (travel mode) of the hybrid vehicle V configured as described above includes an engine travel mode, an EV travel mode, an assist travel mode, a charge travel mode, a deceleration regeneration mode, and an ENG start mode.
  • the operation of the hybrid vehicle V in each operation mode is controlled by the ECU 2.
  • these operation modes will be described in order.
  • the engine travel mode is an operation mode in which only the engine 3 is used as a power source.
  • the power of the engine 3 (hereinafter referred to as “engine power”) is controlled by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3. Further, the engine power is shifted by the first or second transmission mechanism 11, 31 and transmitted to the drive wheel DW.
  • the first transmission mechanism 11 changes the engine power at one of the first speed, the third speed, the fifth speed, and the seventh speed and transmits it to the drive wheels DW
  • the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a and the second clutch C2 is controlled to be disengaged by controlling the first clutch C1 to the engaged state at any of the above speeds.
  • the engagement of the second input shaft 33 with the crankshaft 3a is released.
  • the engagement of the reverse gear 43 with respect to the reverse shaft 42 is released by the control of the fifth sync clutch SC5.
  • the lock mechanism BR is controlled to be in the ON state, so that the ring gear 12b is held unrotatable, and the third speed with respect to the first input shaft 13 is controlled by the first and second sync clutches SC1 and SC2. The engagement of the gear 14, the fifth gear 15 and the seventh gear 16 is released.
  • the engine power is transmitted to the output shaft 21 via the first clutch C1, the first input shaft 13, the sun gear 12a, the planetary gear 12c, the carrier 12d, the rotary shaft 17, the third gear 14 and the first gear 18. Further, it is transmitted to the drive wheel DW via the gear 21a and the final reduction gear FG.
  • the engine power transmitted to the first input shaft 13 is decelerated at a gear ratio according to the gear ratio between the sun gear 12a and the ring gear 12b. After that, it is transmitted to the carrier 12d, further decelerated at a gear ratio according to the gear ratio between the third gear 14 and the first gear 18, and then transmitted to the output shaft 21.
  • the engine power is shifted at the first gear ratio determined by the two gear ratios and transmitted to the drive wheels DW.
  • the rotation of the ring gear 12b is permitted by controlling the lock mechanism BR to the OFF state, and only the third speed gear 14 is controlled by the control of the first and second sync clutches SC1 and SC2. 1
  • the input shaft 13 is engaged.
  • the engine power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the third speed gear 14 and the first gear 18.
  • the sun gear 12a, the carrier 12d, and the ring gear 12b rotate together. Therefore, in the case of the third speed stage, unlike the case of the first speed stage, the engine power is determined by the gear ratio between the third speed gear 14 and the first gear 18 without being decelerated by the planetary gear unit 12. The gear is changed at a gear ratio of the third speed and transmitted to the drive wheel DW.
  • the rotation of the ring gear 12b is permitted by the control of the lock mechanism BR, and only the fifth speed gear 15 is controlled by the control of the first and second sync clutches SC1 and SC2. Is engaged with the first input shaft 13.
  • the engine power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the fifth gear 15 and the second gear 19.
  • the speed reduction function of the planetary gear unit 12 is not exhibited, and the engine power is a fifth gear that is determined by the gear ratio between the fifth gear 15 and the second gear 19.
  • the gear is shifted by the ratio and transmitted to the drive wheel DW.
  • the rotation of the ring gear 12b is allowed by the control of the lock mechanism BR, and only the seventh speed gear 16 is controlled by the control of the first and second sync clutches SC1 and SC2. Is engaged with the first input shaft 13.
  • the engine power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the seventh speed gear 16 and the third gear 20.
  • the speed reduction function of the planetary gear unit 12 is not exhibited, and the engine power is changed at a gear ratio of the seventh speed determined by the gear ratio between the seventh gear 16 and the third gear 20, and the drive wheels DW Is transmitted to.
  • the speed of the first and second speed change mechanisms 11 and 31 is such that the hybrid vehicle V as a whole can have high efficiency (that is, good fuel efficiency can be obtained with the engine 3), as will be described later. As set).
  • the EV travel mode is an operation mode in which only the motor 4 is used as a power source.
  • the power of the motor 4 (hereinafter referred to as “motor power”) is controlled by controlling the electric power supplied from the battery 51 to the motor 4. Further, the motor power is changed by the first speed change mechanism 11 at one of the first speed, the third speed, the fifth speed and the seventh speed and is transmitted to the drive wheel DW.
  • the engagement of the first and second input shafts 13 and 32 with respect to the crankshaft 3a is released by controlling the first and second clutches C1 and C2 to the disengaged state at any of these shift speeds. .
  • the motor power is transmitted to the output shaft 21 via the first input shaft, the sun gear 12a, the planetary gear 12c, the carrier 12d, the rotary shaft 17, the third speed gear 14, and the first gear 18.
  • the motor power is shifted at the first gear ratio and transmitted to the drive wheels DW, as in the engine travel mode.
  • the lock mechanism BR is controlled to be in the OFF state, thereby allowing the ring gear 12b to rotate and controlling the first and second sync clutches SC1 and SC2.
  • Only the third speed gear 14 is engaged with the first input shaft 13. Accordingly, the motor power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the third speed gear 14 and the first gear 18.
  • the motor power is changed at a gear ratio of the third speed and transmitted to the drive wheels DW, as in the engine travel mode.
  • the lock mechanism BR and the first and second sync clutches SC1 and SC2 are controlled in the same manner as in the engine running mode.
  • the motor power is changed at a gear ratio of 5th speed or 7th speed and transmitted to the drive wheels DW.
  • the gear position of the first transmission mechanism 11 is set so that the hybrid vehicle V as a whole has high efficiency (that is, high driving efficiency of the motor 4).
  • the assist travel mode is an operation mode in which the engine 3 is assisted by the motor 4.
  • the torque of the engine 3 (hereinafter referred to as “engine torque”) so that the net fuel consumption rate BSFC of the engine 3 is minimized (that is, good fuel consumption of the engine 3 is obtained). ) Is controlled.
  • requested torque a shortage of engine torque with respect to torque
  • TRQ required by the driver for the drive wheels DW is supplemented by torque of the motor 4 (hereinafter referred to as “motor torque”).
  • This required torque TRQ (running state parameter) is calculated according to the accelerator opening AP, as will be described later.
  • the transmission ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is set by the first transmission mechanism 11. It becomes the same as the gear ratio of the gear stage that has been set.
  • the gear ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is the first speed of the first speed change mechanism 11. It is possible to select a gear ratio of any of the third speed, third speed, fifth speed and seventh speed.
  • the shift speed of the first transmission mechanism 11 is selected by pre-shifting, and the motor power is output via the first transmission mechanism 11. It is transmitted to the shaft 21.
  • the first to third passive gears 18 to 20 of the output shaft 21 are in mesh with both the odd-numbered gears and the even-numbered gears, and the engine is shifted at the even-numbered gears. It is possible to synthesize the power and the motor power shifted at odd stages.
  • the first clutch C ⁇ b> 1 is controlled to be in a released state, so that engine power is not transmitted to the drive wheels DW via the first transmission mechanism 11. Further, the gear position of the first transmission mechanism 11 to be pre-shifted can be freely selected according to the traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the charging travel mode is an operation mode in which part of engine power is converted into electric power by the motor 4 to generate electric power and the generated electric power is charged to the battery 52.
  • the engine torque is controlled so that high efficiency can be obtained in the hybrid vehicle V (that is, good fuel consumption can be obtained). Further, the surplus of the engine torque with respect to the required torque TRQ is used to generate power by the motor 4, and the generated power is charged in the battery 52.
  • the gear ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is This is the same as the gear ratio of the gear position of the first transmission mechanism 11.
  • the gear ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is the first speed of the first speed change mechanism 11. It is possible to select a gear ratio of any of the third speed, third speed, fifth speed and seventh speed.
  • the gear ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is set to the same value as the gear ratio between the engine 3 and the drive wheels DW.
  • the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a by the first clutch C1.
  • part of the engine power is transmitted to the rotor 4 b of the motor 4 via the first clutch C 1 and the first input shaft 13.
  • the deceleration regeneration mode is an operation mode in which, while the hybrid vehicle V travels at a reduced speed, power is generated by the motor 4 using the power of the drive wheels DW and the generated power is charged in the battery 52.
  • the first and second clutches C1 and C2 are controlled in the same manner as in the EV traveling mode. Further, the power of the drive wheels DW is transmitted to the motor 4 in a shifted state via the final gear FG, the gear 21a, the output shaft 21, and the first transmission mechanism 11. The power of the drive wheel DW transmitted to the motor 4 is converted into electric power, and the battery 52 is charged. Along with this, a braking force corresponding to the generated electric power acts on the drive wheel DW from the motor 4.
  • the gear position of the first transmission mechanism 11 is set so that high power generation efficiency of the motor 4 can be obtained.
  • the first and second clutches C1 and C2 disengage the first and second input shafts 13 and 32 from the crankshaft 3a. Since the engine 3 is disconnected, the power of the drive wheels DW is not transmitted to the engine 3 unnecessarily.
  • the first clutch C1 can be engaged in order to obtain the braking force by the engine brake.
  • the ENG start mode is an operation mode for starting the engine 3.
  • the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a by controlling the first clutch C1 to the engaged state, and the first By controlling the two-clutch C2 to the released state, the engagement of the second input shaft 32 with the crankshaft 3a is released. Further, all the gear positions of the first transmission mechanism 11 are released (neutral), and electric power is supplied from the battery 52 to the motor 4 to generate motor power.
  • the motor power is transmitted to the crankshaft 3a via the first input shaft 13 and the first clutch C1, and the crankshaft 3a rotates.
  • the engine 3 is started by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3 in accordance with the CRK signal described above.
  • the motor power transmitted to the sun gear 12a via the first input shaft 13 is transmitted to the ring gear 12b via the planetary gear 12c, but the ring gear 12b is allowed to rotate as described above, so that the ring gear is allowed to rotate. Since 12b idles, it is not transmitted to the drive wheel DW via the carrier 12d or the like.
  • the first clutch C1 in the released state is engaged, and the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a. Thereby, motor power is transmitted to the crankshaft 3a, and the crankshaft 3a rotates.
  • the engine 3 is started by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3 in accordance with the CRK signal. In this case, by gradually increasing the fastening force of the first clutch C1, the torque transmitted from the motor 4 to the drive wheels DW will not be suddenly reduced, so that good drivability can be ensured.
  • This travel control process determines (selects) the travel mode and gear position of the hybrid vehicle V, and controls the operation of the engine 3, the motor 4, and the two transmission mechanisms 11, 31 based on the travel mode and the gear position.
  • V when the accelerator pedal is depressed by the driver, it is executed at a predetermined control cycle (for example, 10 msec).
  • a required torque TRQ is calculated by searching a map (not shown) according to the accelerator opening AP.
  • the required torque TRQ is calculated so as to be larger as the accelerator opening AP is larger.
  • step 2 the process proceeds to step 2 and the total efficiency calculation process is executed.
  • This total efficiency is determined by the fact that the power source energy assumed to be supplied to the entire power source (that is, the engine 3 and / or the motor 4) to generate power is the travel energy (that is, the energy that drives the drive wheels DW), This corresponds to the efficiency converted into the travel energy and the electric energy charged in the battery 52. Specifically, the energy is calculated by searching various maps for calculating the total efficiency described below.
  • the map for calculating total efficiency includes a map for calculating total efficiency in engine driving mode (hereinafter referred to as “engine driving total efficiency”) TE_eng and a total efficiency in assist driving mode (hereinafter referred to as “assist driving total efficiency”).
  • engine driving total efficiency TE_eng
  • assist driving total efficiency TE_ch
  • EV driving total efficiency TE_ev
  • maps for calculating the engine running total efficiency TE_eng maps for the 1st to 7th speeds when the engine power is transmitted to the drive wheels DW via the 1st to 7th speeds are prepared. These maps are stored in the ROM of the ECU 2.
  • the maps for calculating the engine running total efficiency TE_eng for the first to seventh gears are referred to as “E1 to E7 calculation maps”, respectively.
  • the map value in the map for calculating E1 to E7 of the engine running total efficiency TE_eng is set to a value mapped based on the actual measurement result. More specifically, a torque that satisfies the required torque TRQ is set to the engine 3. Is set to the highest efficiency when it occurs.
  • an E3 calculation map of the engine running total efficiency TE_eng is as shown in FIG.
  • the engine running total efficiency TE_eng is set so that the overall efficiency is higher in the rough hatched region than in the fine region, and this is the same in the various maps described below.
  • the map for E3 calculation of the engine running total efficiency TE_eng is configured as described above, and other maps for calculating the engine running total efficiency TE_eng are not shown, but are created by the same method as the E3 calculation map.
  • step 2 described above the engine at any one of the first to seventh gears is searched by searching the map for calculating E1 to E7 of the above-described overall engine running efficiency TE_eng according to the required torque TRQ and the vehicle speed VP.
  • the overall travel efficiency TE_eng is calculated. In this case, depending on the areas of the required torque TRQ and the vehicle speed VP, there is a map in which there is no map value of the engine travel total efficiency TE_eng. In this case, the engine travel total efficiency TE_eng is not calculated.
  • map values in the E1 to E7 calculation maps may be set in advance to values calculated by the calculation method described below. During the operation of the hybrid vehicle V, the following calculation method is executed at a predetermined cycle, and the calculation is performed. The map value may be updated using the result.
  • the overall engine travel efficiency TE_eng corresponds to the ratio between the travel energy of the hybrid vehicle V and the power source energy described above, and is defined as the following equation (1) when in the engine travel mode.
  • ENE_eng1 is engine fuel energy, and corresponds to energy generated due to fuel combustion in the engine 3, that is, a value obtained by converting fuel consumption into energy.
  • ENE_eng2 is engine drive energy, and corresponds to a value in which engine fuel energy is transmitted to the drive wheels DW.
  • the engine drive energy ENE_eng2 is calculated by the following equation (2).
  • Eeng is the engine efficiency and is calculated according to the engine operating state such as the engine speed NE.
  • Etm_d is the driving efficiency of the speed change mechanism, and is calculated according to the gear position.
  • the engine power is transmitted to the drive wheels DW via the first gear and between the motor 4 and the drive wheels DW. Is called “E1M1 calculation map”, and the engine power is transmitted to the drive wheels DW via the second speed and between the motor 4 and the drive wheels DW.
  • E2M1 calculation map When the power transmission at is executed through the first gear, it is called an “E2M1 calculation map”.
  • the E3M3 calculation map is specifically shown in FIG.
  • a line in other words, an optimum efficiency line
  • the upper region is a map for calculating the assist travel total efficiency TE_asst
  • the lower region is a map for calculating the charge travel total efficiency TE_ch.
  • an E3M3 calculation map for calculating only the assist travel total efficiency TE_asst and an E3M3 calculation map for calculating only the charge travel total efficiency TE_ch are created in advance, and the efficiency of both of them is high. Created to leave a part.
  • the map for calculating the E3M3 of the assist travel total efficiency TE_asst and the charge travel total efficiency TE_ch is configured as described above, and other maps for calculating the assist travel total efficiency TE_asst and the charge travel total efficiency TE_ch are not shown, but E3M3 It is created by the same method as the calculation map.
  • the map values of the two total efficiencies TE_asst and TE_ch do not exist. In this case, the two total efficiencies TE_asst and TE_ch are not calculated.
  • working total efficiency TE_ch is set to the value calculated by the calculation method described below.
  • a method for calculating the map value of the charging travel overall efficiency TE_ch will be described.
  • the total charge travel efficiency TE_ch corresponds to the ratio of the sum of the travel energy of the hybrid vehicle V and the electrical energy charged in the battery 52 in the charge travel mode and the power source energy described above, and is expressed by the following equation (4 ).
  • ENE_mot1 represents motor charge / discharge energy
  • ENE_mot2 represents drive charge energy.
  • This motor charge / discharge energy ENE_mot1 corresponds to an energy conversion value of the fuel used for charging the battery 52 in the charge travel mode, and is calculated as described later.
  • the drive charge energy ENE_mot2 is electric energy (charge energy) that is charged to the battery 52 via the drive wheels DW and the motor 4 in the charge travel mode, and is defined as shown in the following equation (5). Can do.
  • Etm_c is the charging efficiency of the speed change mechanism, and is calculated according to the gear position.
  • Emot_c and Emot_d are motor charging efficiency and motor driving efficiency, respectively, and are calculated according to the gear position, the vehicle speed VP, and the required torque TRQ.
  • Ebat_cd is the charge / discharge efficiency of the battery 52, and is calculated according to the state of charge SOC.
  • the motor charging efficiency Emot_c corresponds to the charging efficiency of the electric motor
  • the motor driving efficiency Emot_d corresponds to the driving efficiency of the electric motor
  • the charging / discharging efficiency Ebat_cd of the battery 52 corresponds to the charging / discharging efficiency of the battery.
  • each parameter of Formula (7) is specifically calculated as follows.
  • the engine fuel energy ENE_eng1 calculates a fuel amount that generates an engine torque (hereinafter referred to as “optimum fuel consumption torque”) that can obtain a minimum net fuel consumption rate BSFC in accordance with the vehicle speed VP and the shift speed. Is converted into energy.
  • the motor charge / discharge energy ENE_mot1 is calculated by converting the value obtained by subtracting the required torque TRQ from the optimum fuel efficiency torque into energy.
  • the predicted efficiency Ehat is calculated by map search according to the vehicle speed VP, the shift speed, and the required torque TRQ, and various efficiencies Eeng, Etm_d, Emot_c, Etm_c are calculated by the method described above.
  • the map value of the charging travel total efficiency TE_ch is generated with respect to the difference between the generated torque and the required torque TRQ when the engine 3 is operated with the fuel amount that minimizes the net fuel consumption rate BSFC, that is, the generated relative to the required torque TRQ This is calculated as the maximum efficiency of the entire hybrid vehicle V when the excess torque is absorbed by regenerative control by the motor 4.
  • This assist travel total efficiency TE_asst corresponds to the ratio between the travel energy of the hybrid vehicle V and the power source energy described above in the assist travel mode, and is defined as the following equation (8).
  • the motor charge / discharge energy ENE_mot1 corresponds to the amount of power consumed by the motor 4 for power conversion.
  • the drive charging energy ENE_mot2 can be defined as in the following equation (9) in the assist travel mode.
  • the charge amount ENE_ch is calculated at a predetermined control period during the charge travel mode, as will be described later.
  • the charge amount ENE_ch is a calculated value for one time, in order to reflect the past charge state, the average value of the charge amount ENE_ch for a predetermined number of times up to the present time is calculated by moving average calculation as described later. Calculated as the average charge amount ENE_chave.
  • this past average charge amount ENE_chave is replaced with a value surrounded by [] on the right side of the above equation (9), the following equation (11) is obtained.
  • each parameter of Formula (12) is specifically calculated as follows.
  • the engine fuel energy ENE_eng1 is calculated by calculating the amount of fuel that generates the above-described optimum fuel efficiency torque according to the vehicle speed VP and the shift speed, and converting it to energy.
  • the motor charge / discharge energy ENE_mot1 is calculated by converting the value obtained by subtracting the optimum fuel efficiency torque from the required torque TRQ into energy.
  • various efficiencies Eeng, Etm_d, Emot_c, Etm_c are calculated by the method described above.
  • the past average charge amount ENE_chave is calculated at a predetermined control cycle as will be described later while the hybrid vehicle V is traveling. Accordingly, the map value of the assist travel total efficiency TE_asst is updated at a predetermined control cycle, so that the high and low region of the assist travel total efficiency TE_asst in the map of FIG. 5 also changes.
  • the map value of the total assist efficiency TE_asst is obtained by calculating the difference between the generated torque and the required torque TRQ when the engine 3 is operated with the fuel amount at which the net fuel consumption rate BSFC is minimized, that is, the required torque of the generated torque. This is calculated as the maximum efficiency of the entire hybrid vehicle V when the shortage with respect to TRQ is compensated by power running control by the motor 4.
  • the map shown in FIG. 6 may be used instead of the maps shown in FIGS.
  • This map is a combination of FIG. 4 and FIG. 5, leaving a high-efficiency portion of the three total efficiencies TE_eng, TE_ch, and TE_asst at the third speed stage. Therefore, by searching this map according to the required torque TRQ and the vehicle speed VP, the maximum value of the three total efficiencies TE_eng, TE_ch, and TE_asst at the third speed can be calculated. Even when this map is used, as described above, the map value of the assist travel total efficiency TE_asst is updated at a predetermined control cycle, so that the region of the assist travel total efficiency TE_asst in the map of FIG. 6 also changes. Become.
  • the map for calculating the EV travel total efficiency TE_ev described above will be described with reference to FIG.
  • the map shown in the figure is based on the actual measurement results, and after creating a map of the EV traveling total efficiency TE_ev for the first gear, the third gear, the fifth gear and the seventh gear, the efficiency of the four maps It is created by combining four maps so as to leave a high portion.
  • step 2 of FIG. 3 described above the EV traveling total efficiency TE_ev of any one of the first, third, fifth, and seventh speed stages is calculated by searching the map of FIG. 7 according to the required torque TRQ and the vehicle speed VP. .
  • the EV traveling total efficiency TE_ev is not calculated.
  • the EV travel total efficiency TE_ev may be calculated at a predetermined control cycle using the following equation (13), and the map value of the EV travel total efficiency TE_ev may be updated using the calculation result.
  • the motor charge / discharge energy ENE_mot1 of the above equation (13) is calculated by converting the required torque TRQ into energy.
  • step 3 after calculating the values of the four total efficiencies TE_eng, TE_asst, TE_ch, and TE_ev in step 2 according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, the process proceeds to step 3, and the four total The highest value among the efficiency TE_eng, TE_asst, TE_ch, and TE_ev is selected, and the shift speed and travel mode corresponding to the selected overall efficiency are determined (selected) as the current shift speed and travel mode.
  • step 4 the operations of the engine 3, the motor 4, and the speed change mechanisms 11 and 31 are controlled so as to execute the shift speed and the travel mode determined in step 3. Thereafter, this process is terminated.
  • This calculation process is executed at a predetermined control cycle (for example, 10 msec) during the execution of the charge travel mode.
  • step 10 the engine fuel energy ENE_eng1 during the charge travel mode is calculated based on the vehicle speed VP and the shift speed, as described above, to calculate the fuel amount that generates the optimum fuel consumption torque. It is calculated by converting it to energy. Thereafter, the routine proceeds to step 11 where the motor charge / discharge energy ENE_mot1 is calculated by converting the value obtained by subtracting the required torque TRQ from the optimum fuel efficiency torque as described above.
  • step 12 the engine efficiency Eeng is calculated according to the engine operating state such as the engine speed NE as described above. Thereafter, in step 13, the charging efficiency Etm_c of the speed change mechanism is calculated according to the gear position as described above.
  • step 14 the process proceeds to step 14, and the motor charging efficiency Emot_c is calculated according to the gear position, the vehicle speed VP, and the required torque TRQ as described above.
  • step 15 following step 14 the charge amount ENE_ch is calculated by the above-described equation (10).
  • step 16 the past average charge amount ENE_chave is calculated by moving average calculation of the calculated values of the predetermined number of charge amounts ENE_ch, including the current calculated value of the charge amount ENE_ch, as described above. This past average charge amount ENE_chave is stored in the EEPROM. Thereafter, this process is terminated.
  • the past average charge amount ENE_chave is calculated by moving average calculation of a predetermined number of charge amounts ENE_ch, it is calculated as a charge amount reflecting the charge efficiency of the battery 52 up to the present time.
  • the past average charge amount ENE_chave may be calculated as an arithmetic average calculation value or a weighted average calculation value of a predetermined number of charge amounts ENE_ch.
  • This update process is executed at a predetermined control cycle (for example, 10 msec) during the assist travel mode.
  • step 20 the engine fuel energy ENE_eng1 in the assist travel mode is calculated based on the vehicle speed VP and the shift speed as described above, and the amount of fuel that generates the optimum fuel consumption torque is calculated. It is calculated by converting it to energy. Thereafter, the routine proceeds to step 21, where the motor charge / discharge energy ENE_mot1 is calculated by converting the value obtained by subtracting the optimum fuel efficiency torque from the required torque TRQ as described above.
  • step 22 the engine efficiency Eeng is calculated according to the engine operating state such as the engine speed NE as described above. Thereafter, in step 23, the drive efficiency Etm_d of the speed change mechanism is calculated in accordance with the gear position as described above.
  • step 24 the process proceeds to step 24, and the past average charge amount ENE_chave stored in the EEPROM is read.
  • the charge / discharge efficiency Ebat_cd of the battery 52 is calculated according to the state of charge SOC as described above.
  • step 26 the motor drive efficiency Emot_d is calculated according to the gear position, the vehicle speed VP, and the required torque TRQ as described above.
  • step 27 following step 26 the assist travel total efficiency TE_asst is calculated by the above-described equation (12).
  • step 28 the map value of the assist travel total efficiency TE_asst in the EEPROM corresponding to the current shift speed, the required torque TRQ and the vehicle speed VP is rewritten to the value calculated in step 27. That is, the map value is updated. Thereafter, this process is terminated.
  • the four total efficiencies TE_eng, TE_asst, TE_ch, and TE_ev are calculated for each shift stage by searching the various maps described above.
  • the operations of the engine 3, the motor 4, and the speed change mechanisms 11 and 31 are controlled so that the hybrid vehicle V is driven in the shift speed and the driving mode corresponding to the highest overall efficiency among the calculation results.
  • the vehicle V can be driven with a combination of the most efficient shift speed and driving mode, whereby the fuel consumption of the engine 3 can be suppressed and the fuel consumption can be improved.
  • the four total efficiencies TE_eng, TE_asst, TE_ch, and TE_ev are calculated in consideration of the engine fuel energy ENE_eng1, the engine drive energy ENE_eng2, the motor charge / discharge energy ENE_mot1, and the drive charge energy ENE_mot2.
  • the total efficiency can be calculated as an accurate representation.
  • the charging travel total efficiency TE_ch is calculated using the predicted efficiency Ehat, which is a value predicted when the power charged in the battery 52 is used as power in the future, the charging travel total efficiency TE_ch The calculation accuracy can be further improved. Further, since the assist travel total efficiency TE_asst is calculated using the past average charge amount ENE_chave, which is the average value of the charge amount up to the present time, the calculation accuracy of the assist travel total efficiency TE_asst can be further improved.
  • the battery temperature TB is the first predetermined temperature. Control may be performed so that the output during driving of the motor 4 is limited when at least one of the conditions that the temperature of the motor 4 is equal to or higher than the second predetermined temperature is satisfied. In such a configuration, it is possible to avoid the battery 52 and / or the motor 4 from being overheated, thereby extending the life of the battery 52 and / or the motor 4.
  • the motor temperature sensor corresponds to the motor temperature detection means
  • the battery temperature sensor 63 corresponds to the motor temperature detection means
  • the ECU 2 corresponds to the restriction means.
  • the ECU 2 corresponds to the charge amount detection means and the correction means
  • the current / voltage sensor 62 corresponds to the charge amount detection means.
  • the travel status of the hybrid vehicle V is predicted based on the data stored in the car navigation system 66, and the predicted travel status of the hybrid vehicle V is determined. Further, the gear position and the travel mode may be determined according to the above. When configured in this way, it is possible to select a gear position and a travel mode suitable for the travel situation of the hybrid vehicle V. Thereby, the overall efficiency of the entire hybrid vehicle can be further improved, and the fuel consumption can be further improved.
  • the ECU 2 corresponds to the prediction means.
  • the first embodiment is an example in which four total efficiencies TE_eng, TE_ch, TE_asst, and TE_ev are used as total efficiencies, but the total efficiencies of the present invention are not limited to this, and the total efficiency of the entire hybrid vehicle Anything that represents efficiency may be used.
  • a fuel consumption rate or a fuel consumption amount may be used as the overall efficiency parameter.
  • values obtained by converting the four total efficiencies TE_eng, TE_ch, TE_asst, and TE_ev into the fuel consumption rate or the fuel consumption amount are used as map values.
  • the fuel consumption rate or the fuel consumption amount is calculated, and in step 3, the travel mode of the gear stage corresponding to the minimum value of the fuel consumption rate or the minimum value of the fuel consumption amount among those calculation results may be selected. .
  • 1st Embodiment is an example using the vehicle speed VP and the request
  • running state parameter of this invention is not restricted to this, If it represents the driving
  • the accelerator opening AP, the engine speed NE, or the like may be used as the travel state parameter.
  • the control apparatus of this invention is not restricted to this,
  • the same reference numerals are used for the same components as those of the hybrid vehicle V shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
  • the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 10 is mainly different from the hybrid vehicle V in that a transmission mechanism 71 is provided instead of the dual clutch transmission including the first and second transmission mechanisms 11 and 31 described above. Yes.
  • the speed change mechanism 71 is a stepped automatic transmission and has an input shaft 72 and an output shaft 73.
  • the input shaft 72 is connected to the crankshaft 3 a via the clutch C, and the rotor 4 b of the motor 4 is integrally attached to the input shaft 72.
  • the clutch C is a dry multi-plate clutch similar to the first and second clutches C1 and C2.
  • a gear 73a is integrally attached to the output shaft 73, and the gear 73a meshes with the gear of the final reduction gear FG described above.
  • the output shaft 73 is connected to the drive wheel DW via the gear 73a and the final reduction gear FG.
  • the speed change mechanism 71 configured as described above, the engine power and the motor power are input to the input shaft 72, and the input power is one of a plurality of shift speeds (for example, 1st speed to 7th speed). The speed is changed and transmitted to the drive wheel DW.
  • the operation of the speed change mechanism 71 is controlled by the ECU 2.
  • the transmission mechanism 71 is configured to transmit both engine power and motor power to the drive wheels DW in a state where both engine power and motor power are shifted. However, at least only the engine power is transmitted to the drive wheels DW while being shifted. It may be configured. Alternatively, a transmission mechanism that transmits the engine power to the drive wheel DW while shifting the engine power and a transmission mechanism that transmits the motor power to the drive wheel DW while shifting the power may be provided separately.
  • control apparatus for a hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the control device according to the second embodiment is applied to the hybrid vehicle V described in the first embodiment, and the configurations of the ECU 2 and the various sensors 60 to 66 described in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the form is the same.
  • a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
  • HEV travel mode selection of the engine travel mode, the assist travel mode, and the charge travel mode in the second embodiment, and selection of the shift speeds of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 in each operation mode.
  • HEV travel mode the assist travel mode and the charge travel mode are collectively referred to as HEV travel mode.
  • the engine torque is controlled to be BSFC bottom torque.
  • This BSFC bottom torque is a torque with which the minimum fuel consumption rate of the engine 3 can be obtained with respect to the engine speed NE determined by the relationship between the selected shift speed and the vehicle speed VP as will be described later. For this reason, in the above-described determination, it is determined whether the required torque TRQ is substantially the same as the BSFC bottom torque according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • the engine travel mode is selected as the operation mode. In other cases, the assist travel mode, the charge travel mode, or the EV travel mode is selected.
  • the gear positions of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are selected based on a predetermined first total fuel consumption map shown in FIG.
  • This first total fuel consumption map defines the total fuel consumption rate of the hybrid vehicle V in the engine running mode for each shift stage with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, and is divided into regions for each shift stage.
  • the total fuel consumption rate of the hybrid vehicle V is the final travel energy when assuming that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle V is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle V. Is the ratio of the amount of fuel to the fuel.
  • the overall fuel consumption rate is shown by hatching.
  • the first comprehensive fuel consumption map is created as follows.
  • the basic general fuel consumption map shown in FIG. 12 is created.
  • This basic total fuel consumption map assumes that there is no loss in the first and second speed change mechanisms 11 and 31, and calculates the total fuel consumption rate in the engine running mode with respect to the engine speed NE and the required ENG torque TRQE. It is defined for each gear position.
  • This required ENG torque TRQE is a torque required for the engine 3.
  • the basic total fuel consumption map is set in advance by experiments based on the efficiency of the engine 3. In FIG. 12, the size of the total fuel consumption rate is shown by hatching as in FIG.
  • the basic total fuel consumption map is actually composed of a plurality of maps corresponding to the first to seventh gears, and FIG. 12 is an example of the third gear.
  • the plurality of basic total fuel consumption maps are corrected according to the difference in power transmission efficiency (input / output ratio) between the plurality of shift speeds in the first and second transmission mechanisms 11 and 31, respectively.
  • the power transmission efficiency is determined according to the number of meshing gears, the meshing efficiency, heat loss, and friction loss.
  • the corrected basic total fuel consumption map is further corrected in accordance with predetermined power consumed by the motor 4 to cancel the torque ripple (hereinafter referred to as “torque ripple power”).
  • torque ripple power is determined according to the required ENG torque TRQE.
  • the first total fuel consumption map is set by superimposing the basic total fuel consumption maps of the respective speeds corrected as described above.
  • each shift speed region is set in the first total fuel consumption map so that the smallest total fuel consumption rate is obtained between the shift speeds.
  • the shift speed at which the total fuel consumption rate becomes the minimum with respect to the detected vehicle speed VP and the required torque TRQ from the first speed to the seventh speed of the first and second transmission mechanisms 11, 31 during the engine running mode is described above.
  • the first total fuel consumption map is selected.
  • hysteresis is provided between the upshift and the downshift in the region for each shift stage in the first total fuel consumption map.
  • the engine torque is controlled to be the above-described BSFC bottom torque via the fuel injection amount, fuel injection timing and ignition timing of the engine 3.
  • the operation mode and the shift speed are selected based on the second total fuel consumption map shown in FIG. .
  • This second total fuel consumption map shows the total fuel consumption rate of the hybrid vehicle V with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, and the first and second speed change mechanisms 11, for each of the assist travel mode and the charge travel mode. This is defined for each of the 31 gears (the upper side of FIG. 13 is the assist travel mode region, and the lower side is the charge travel mode region).
  • the overall fuel consumption rate is shown by hatching.
  • the second total fuel consumption map is actually composed of a plurality of maps corresponding to the first to seventh speed stages
  • FIG. 13 is an example of the third speed stage.
  • the gear ratio between the motor 4 and the drive wheels DW is the first shift ratio. It is possible to select a gear ratio of the first speed, third speed, fifth speed or seventh speed of the mechanism 11.
  • the setting method of the second comprehensive fuel consumption map is as follows. That is, by correcting the basic total fuel consumption map shown in FIG. 12 described above and superimposing the basic total fuel consumption maps for the assist travel mode and the charge travel mode obtained thereby for each shift stage, 2 A comprehensive fuel consumption map is set for each gear position. In this superposition, regions of the assist travel mode and the charge travel mode are set in the second total fuel consumption map so that a smaller total fuel consumption rate can be obtained. In this case, the basic total fuel consumption map is corrected as follows.
  • the difference in predetermined power transmission efficiency between the plurality of shift speeds in each of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 and the torque ripple power are determined. Accordingly, the basic total fuel consumption map is corrected.
  • the driving efficiency of the motor 4 iron loss and copper loss in the motor 4
  • loss in the PDU 51 loss of the three-phase coil of the stator 4a
  • discharge efficiency of the battery 52 the basic total fuel consumption map corrected as described above is further corrected according to the past charging efficiency.
  • the drive efficiency of the motor 4 has a correlation with the rotational speed of the motor 4, and iron loss and copper loss in the motor 4, loss in the PDU 51, and loss in the three-phase coil of the stator 4 a are supplied to the motor 4. Power, i.e., the motor 4 torque.
  • the drive efficiency of these motors 4, the iron loss and copper loss in the motor 4, the loss in the PDU 51, and the loss of the three-phase coil of the stator 4a are determined according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • the discharge efficiency of the battery 52 is regarded as a predetermined value in the above correction.
  • the past charging efficiency is based on the assumption that the electric power used in the assist driving mode is charged using a part of the engine power in the past charging driving mode. It is a past value obtained by multiplying the power transmission efficiency in the first and second transmission mechanisms 11 and 31 and the power generation efficiency of the motor 4 with each other, and is regarded as a predetermined value in the above correction.
  • the power generation efficiency of the motor 4 the iron loss and the copper loss in the motor 4, the loss in the PDU 51, the loss of the three-phase coil of the stator 4a, the charging efficiency of the battery 52
  • the basic total fuel consumption map corrected in accordance with the difference in power transmission efficiency is further corrected in accordance with the EV prediction efficiency.
  • the power generation efficiency of the motor 4 since the power generation efficiency of the motor 4 has a correlation with the rotation speed of the motor 4, it is determined according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • iron loss and copper loss in motor 4, loss in PDU 51, and loss of the three-phase coil of stator 4a are determined according to vehicle speed VP and required torque TRQ.
  • the charging efficiency of the battery 52 is regarded as a predetermined value in the above correction.
  • the above-described EV prediction efficiency includes the drive efficiency of the motor 4, the discharge efficiency of the battery 52, and the first and second speed change mechanisms when the electric power charged in the current charge travel mode is used in the subsequent assist travel mode.
  • 11 and 31 are predicted values obtained by multiplying the power transmission efficiencies in the first and third embodiments, and are assumed to be a predetermined value (for example, 80%) in the above correction.
  • the vehicle speed VP and the plurality of second total fuel consumption maps described above are searched according to the detected vehicle speed VP and the required torque TRQ, respectively.
  • the total fuel consumption rate at each gear position in the operation mode corresponding to the required torque TRQ is calculated.
  • the gear position having the smallest total fuel consumption rate is selected from the plurality of calculated total fuel consumption rates.
  • an operation mode corresponding to the vehicle speed VP and the required torque TRQ is selected from the assist travel mode and the charge travel mode in the second total fuel consumption map.
  • the basic integrated fuel consumption map (FIG. 12) is not stored in the ROM of the ECU 2, but only the first and second integrated fuel consumption maps (FIGS. 11 and 13) are stored. Yes, it is judged by superimposing these two.
  • the engine torque is controlled to be the BSFC bottom torque via the fuel injection amount, and the shortage of the engine torque with respect to the required torque TRQ is compensated by the motor torque.
  • the engine 3 is assisted by the motor 4.
  • the engine torque is controlled to be the BSFC bottom torque via the fuel injection amount and the motor 4 uses the surplus engine torque with respect to the required torque TRQ. Power generation is performed, and the generated power is charged in the battery 52 (regeneration).
  • the first transmission mechanism 11 When selecting a shift speed, a shift speed that minimizes the total fuel consumption rate is selected from a plurality of shift speeds depending on whether or not the motor 4 should assist or regenerate.
  • the ECU 2 when the state of charge SOC is equal to or less than a predetermined value and larger than a lower limit value slightly smaller than the predetermined value, the ECU 2 has a relatively small amount of electric power that can be supplied from the battery 52 to the motor 4.
  • the assist of the engine 3 by is limited.
  • the assist limit amount increases as the state of charge SOC approaches the lower limit value. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the limited assist.
  • the assist travel mode when the detected battery temperature TB exceeds a predetermined temperature, the output of the motor 4 is limited, and the assist of the engine 3 by the motor 4 is limited. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the limited assist.
  • the EV travel mode when the battery temperature TB becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the EV travel mode is prohibited and the operation mode is switched to the engine travel mode, the charge travel mode, or the assist travel mode. At the time of this switching, the engine 3 is started in the ENG start mode described above. Further, when the mode is switched to the assist travel mode, the output of the motor 4 is limited as described above.
  • the forced regeneration mode is selected as the operation mode, so that regeneration by the motor 4 is forcibly performed using a part of the engine power.
  • the shift speed is selected using a third total fuel consumption map (not shown) instead of the second total fuel consumption map described above.
  • This third total fuel consumption map defines the total fuel consumption rate for each gear position during forced regeneration with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • the third total fuel consumption map corresponds to the basic total fuel consumption map shown in FIG. 12 according to the difference in power transmission efficiency between a plurality of gears, torque ripple power, power generation efficiency of the motor 4 during forced regeneration, and the like. Is set in advance.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on the road information around the hybrid vehicle V traveling that is stored in the car navigation system 66 described above. Then, in addition to the first and second total fuel consumption maps, the gear position is further selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the gear position is further selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the above-described deceleration regeneration mode is selected, and a gear stage that provides high power generation efficiency of the motor 4 is selected, and the vehicle travels uphill.
  • the assist travel mode is selected, and the low speed side gear stage that can output a larger torque is selected.
  • a gear position suitable for using only the motor 4 as a power source is selected.
  • the driving mode of the hybrid vehicle V includes a paddle shift mode and a sports mode.
  • This paddle shift mode is a travel mode in which the driver travels while freely selecting a gear position by a shift switch (not shown) provided on the handle of the hybrid vehicle V.
  • the sport mode is a travel mode in which the vehicle travels while obtaining a greater acceleration feeling by setting the gear position to the low speed side. Selection of these paddle shift modes and sport modes is performed according to the operation of a shift lever (not shown) by the driver. Further, when one of the paddle shift mode and the sport mode is selected as the traveling mode, the engine 3 is assisted by the motor 4.
  • crankshaft 3a, the PDU 51, and the battery 52 in the second embodiment correspond to the engine output shaft, the electric circuit, and the capacitor in the present invention, respectively.
  • ECU2 in 2nd Embodiment is corresponded to the estimation means in this invention.
  • the state of charge SOC and the battery temperature TB in the second embodiment correspond to the state of charge of the battery and the temperature of the battery in the present invention, respectively, and the vehicle speed VP and the required torque TRQ in the second embodiment are the hybrid in the present invention. This corresponds to the running state of the vehicle.
  • the crankshaft 3a of the engine 3 and the first input shaft 13 of the first transmission mechanism 11 are engaged with each other by the first clutch C1, and the crankshaft 3a and the first input shaft 13 are engaged with each other.
  • the second transmission mechanism 31 with the second input shaft 32 is released by the second clutch C2
  • the engine power is changed at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism 11. Then, it is transmitted to the drive wheel DW.
  • a basic total fuel consumption map that defines the total fuel consumption rate for each shift speed with respect to the engine speed NE and the required ENG torque TRQE is shown between a plurality of shift speeds in each of the first and second transmission mechanisms 11 and 31.
  • the first total fuel consumption map that defines the total fuel consumption rate in the engine running mode is set by correcting according to the difference in power transmission efficiency between the two. Therefore, the total fuel consumption rate in the engine travel mode can be appropriately defined according to the power transmission efficiency that differs for each gear position.
  • assist travel is performed by correcting the basic total fuel consumption map described above according to the difference in power transmission efficiency between a plurality of shift speeds and the drive efficiency of the motor when the motor assists the internal combustion engine.
  • a second total fuel consumption map for the mode is set. Further, the basic total fuel consumption map is corrected according to the difference in power transmission efficiency between a plurality of shift speeds and the power generation efficiency of the motor when regeneration is performed by the motor using a part of the power of the internal combustion engine.
  • the second total fuel consumption map for the charging travel mode is set. Therefore, the total fuel consumption rate in the assist travel mode can be appropriately defined according to the power transmission efficiency that differs for each gear position and the drive efficiency of the electric motor. Similarly, the total fuel consumption rate in the charge travel mode can be appropriately defined according to the power transmission efficiency that differs for each gear position and the charging efficiency of the electric motor.
  • the total fuel consumption rate from the plurality of shift stages is the highest.
  • a small gear is selected. Therefore, a gear stage that minimizes the total fuel consumption rate can be appropriately selected from a plurality of gear stages according to the power transmission efficiency at each gear stage, the power generation efficiency of the motor 4, and the drive efficiency. Thereby, the fuel consumption of the hybrid vehicle V can be improved.
  • the latter has a larger number of meshing gears. Since 42 is carried around, a larger loss occurs. This loss is caused by friction loss or by stirring the lubricating oil of each gear, and is usually about 3%. Friction loss is converted to heat loss. Further, when the pre-shift described above is performed, in addition to the second speed change mechanism 31 that transmits engine power to the drive wheels DW, the first speed change mechanism 11 is rotated with the output shaft 21 engaged. Therefore, extra power for rotating the motor 4 is required.
  • the gear position is set using the total fuel consumption rate appropriately defined according to the power transmission efficiency of each gear position of the first and second transmission mechanisms 11 and 31. Since it can select, the effect that the fuel consumption of the hybrid vehicle V mentioned above can be improved can be acquired effectively.
  • the amount that limits the assist of the engine 3 by the motor 4 is corrected, so that the assist can be appropriately limited.
  • the output of the motor 4 is limited when the detected battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature, an increase in the battery temperature TB can be suppressed.
  • the shift speed is selected using a third total fuel consumption map (not shown) instead of the second total fuel consumption map described above.
  • the third total fuel consumption map is set by correcting the basic total fuel consumption map shown in FIG. 12 according to the difference in power transmission efficiency between a plurality of shift speeds and the power generation efficiency of the motor 4 in the forced regeneration mode. It is a thing. Therefore, the gear position can be selected using an appropriate third total fuel consumption map that matches the forced regeneration mode.
  • first and second total fuel consumption maps are divided into regions for each shift stage, and hysteresis is provided between these regions for upshifting and for downshifting. As a result, it is possible to prevent upshifting and downshifting hunting.
  • the traveling state of the hybrid vehicle V is predicted and the predicted traveling of the hybrid vehicle V is performed.
  • the gear position is selected according to the situation.
  • a low-speed shift stage that can be output can be selected, and when the EV travel mode is in progress and the hybrid vehicle V is predicted to shift to cruise travel, a shift stage suitable for the EV travel mode is selected. Can do.
  • the first transmission mechanism 11 When selecting a shift speed, a shift speed that minimizes the total fuel consumption rate is selected from a plurality of shift speeds depending on whether or not the motor 4 should assist or regenerate. As a result, it is possible to select the gear position of the first transmission mechanism 11 suitable for assisting and regenerating by the motor 4. For example, if the speed of the second speed change mechanism 31 is the fourth speed and the plurality of speeds of the first speed change mechanism 11 are to assist the motor 4, the fifth speed is regenerated. For example, the third gear can be selected.
  • the traveling mode of the hybrid vehicle V that is, it is estimated that the driver is driving the hybrid vehicle V with priority given to driving feeling and acceleration feeling.
  • the engine 3 is assisted by the motor 4. Thereby, a larger torque commensurate with the selected travel mode can be transmitted to the drive wheels DW.
  • first and second total fuel consumption maps are set by correcting the basic total fuel consumption map further according to the torque ripple power, that is, the power consumed by the motor 4 to cancel the torque ripple.
  • the total fuel consumption rate can be appropriately defined according to the amount of power loss.
  • the second total fuel consumption map is set by correcting the basic total fuel consumption map further according to the iron loss and copper loss in the motor 4, the loss in the PDU 51, and the loss in the three-phase coil of the motor 4. Further, the total fuel consumption rate can be appropriately defined according to these losses.
  • the first and second speed change mechanisms 11, 11 are searched by searching the second total fuel consumption map (FIG. 13) according to the detected vehicle speed VP and the required torque TRQ. Each of the 31 gears is selected.
  • the second total fuel consumption map corrects the basic total fuel consumption map according to the iron loss and copper loss in the motor 4, the loss of the three-phase coil of the stator 4a, and the difference in power transmission efficiency between a plurality of shift stages. Is set by The basic total fuel consumption map is set based on the efficiency of the engine 3, that is, the loss in the engine 3.
  • the second total fuel consumption map shows the total fuel consumption rate according to the loss in the engine 3, the loss in the motor 4, and the loss for each shift stage in each of the first and second transmission mechanisms 11 and 31. Is defined for each gear position with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. Further, as described above, the total fuel consumption rate is relative to the final travel energy when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle V is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle V. This is the ratio of the amount of fuel, and corresponds to the reciprocal of the overall conversion efficiency from fuel to travel energy in the hybrid vehicle V. Therefore, the total conversion efficiency of the hybrid vehicle V can be appropriately defined according to the loss in the engine 3, the loss in the motor 4, and the loss for each shift stage in each of the first and second transmission mechanisms 11 and 31.
  • the respective shift stages of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are selected.
  • the gear position with the highest overall conversion efficiency can be appropriately selected, whereby the fuel efficiency of the hybrid vehicle V can be improved.
  • the present invention is also applicable to the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 10 described above. Even when the present invention is applied to the hybrid vehicle V ′, the selection of the driving mode, the selection of the shift speed, and the selection of the driving mode are performed in the same manner as in the control device according to the second embodiment described above. Detailed description thereof will be omitted. Thereby, the effect by 2nd Embodiment mentioned above can be acquired similarly.
  • the transmission mechanism 71 is configured to transmit both engine power and motor power to the drive wheels DW in a state in which both engine power and motor power are shifted, but is configured to transmit only engine power to the drive wheels DW in a state in which speed is changed. May be.
  • a transmission mechanism that transmits the engine power to the drive wheel DW while shifting the engine power and a transmission mechanism that transmits the motor power to the drive wheel DW while shifting the power may be provided separately.
  • a continuously variable automatic transmission capable of changing the gear ratio stepwise may be used.
  • the present invention is not limited to the second embodiment described above, and can be implemented in various modes.
  • correction of the amount that limits the assist of the engine 3 by the motor 4 is performed according to the amount of power that can be supplied from the battery 52 to the motor 4, but instead of this, At the same time, it may be performed according to the power that the motor 4 can output.
  • the power that can be output by the motor 4 is determined according to the state of charge SOC, the temperature of the motor 4 detected by a sensor, and the like.
  • the motor power is limited when the battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature. Instead of this, or in addition to this, the temperature of the motor 4 detected by a sensor or the like is limited. You may perform when it is more than the corresponding predetermined temperature. Thereby, the temperature rise of the motor 4 can be suppressed.
  • the first and second total fuel consumption maps are set in advance by correcting the basic total fuel consumption map according to various parameters regarded as predetermined values.
  • You may set in this way. That is, the basic total fuel consumption map is stored in a storage means such as a ROM, and these various parameters are calculated in real time, and the basic total fuel consumption map is corrected in real time according to the calculated various parameters.
  • the first and second total fuel consumption maps may be set (updated).
  • the charging efficiency and discharging efficiency of the battery 52 which are various parameters, are calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the battery temperature TB, for example. In calculating various parameters, a predetermined mathematical formula may be used without using a map.
  • the second total fuel consumption map is composed of a plurality of maps corresponding to combinations of a plurality of shift stages of the first and second transmission mechanisms 11 and 31.
  • the configuration may be as follows. That is, similar to the first total fuel consumption map, a plurality of these maps are overlapped to form a single second total fuel consumption map.
  • Each shift speed region may be set so that the smallest total fuel consumption rate can be obtained among a plurality of shift speeds.
  • the total fuel consumption rate is used as a parameter representing the total fuel consumption of the hybrid vehicles V and V ', but the total fuel consumption may be used.
  • the engine speed NE and the required ENG torque TRQE are used as parameters for defining the basic total fuel consumption map (FIG. 12), but the vehicle speed or drive is used instead of the engine speed NE.
  • the driving force (N ⁇ m / s) or the load (horsepower) of the hybrid vehicle may be used as the wheel rotation speed.
  • control apparatus for a hybrid vehicle according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the control device according to the third embodiment is applied to the hybrid vehicle V described in the first embodiment, and the configurations of the ECU 2 and the various sensors 60 to 66 described in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the form is the same.
  • a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
  • the selection of the engine travel mode, the assist travel mode, or the charge travel mode described above is performed as follows.
  • the engine torque is controlled to be BSFC bottom torque.
  • FIG. 15 is a fuel consumption rate map that defines the fuel consumption rate of the engine 3 with respect to the engine speed NE and the engine required torque TRE.
  • the BSFC bottom torque is a torque that can obtain the minimum fuel consumption rate of the engine 3 with respect to the engine speed NE determined by the shift speed of the engine 3 and the vehicle speed VP.
  • the selection of the travel mode is basically performed according to the magnitude relationship between the BSFC bottom torque and the required torque TRQ, and the engine travel mode is selected when the two are almost the same. Further, when the BSFC bottom torque is smaller than the required torque TRQ, the assist travel mode is selected to compensate for the shortage of the engine torque. When the BSFC bottom torque is larger than the required torque TRQ, the surplus of the engine torque is increased. In order to regenerate, the charge running mode is selected.
  • step 101 the required torque TRQ is calculated according to the accelerator opening AP.
  • the BSFC bottom torque is calculated by searching the fuel consumption rate map of FIG. 15 according to the engine speed NE (step 102).
  • the target torque TRECMD of the engine 3 is set to the calculated BSFC bottom torque (optimum point) (step 103).
  • the efficiency of the engine 3, the efficiency of the motor 4, the first and second transmissions 11, 31 are selected according to the selected travel mode, the vehicle speed VP, the shift speed of the engine 3, the calculated BSFC bottom torque, and the like. And the efficiency of the battery 52 are calculated (step 104). Next, using these calculated efficiencies, the total efficiency TE of the hybrid vehicle V is calculated by a predetermined formula (step 105).
  • the total efficiency TE corresponds to the total efficiency until the fuel as the energy source in the hybrid vehicle V is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle V.
  • EV prediction efficiency is added as an element when calculating the overall efficiency TE.
  • the EV prediction efficiency is determined based on the drive efficiency of the motor 4, the discharge efficiency of the battery 52, and the first and second transmission mechanisms 11 and 31 when the electric power charged in the charge travel mode is used in the future assist travel mode. This is a predicted value obtained by multiplying the power transmission efficiency by each other.
  • the maximum efficiency engine torque TREMAX that maximizes the overall efficiency TE is calculated (step 106).
  • the calculation is performed as follows, for example. First, as shown in FIG. 16, a plurality of total efficiencies TE when the other conditions are the same are calculated as described above while shifting the engine torque from the BSFC bottom torque in the vertical direction. Then, a peak position of the total efficiency TE is determined from the calculated change states of the total efficiency TE, for example, using a gradient method, and an engine torque corresponding to the peak position is determined as a maximum efficiency engine torque TREMAX.
  • the target torque TRECMD of the engine 3 is set to the calculated maximum efficiency engine torque TREMAX (step 107) and moved from the BSFC bottom torque.
  • the difference between the required torque TRQ calculated in step 101 and the target torque TRECMD of the engine 3 is set as the target torque TRMCMD of the motor 4 (step 108).
  • step 109 the operation of the engine 3 is controlled so that the target torque TRECMD of the engine 3 set in step 107 is obtained (step 109). Further, based on the target torque TRMCMD of the motor 4, the operation of the motor 4 is controlled (step 110), and this process is terminated.
  • the assist travel mode power running is performed by the motor 4 so as to absorb the shortage of the engine torque with respect to the required torque TRQ
  • the charge travel mode the surplus of the engine torque with respect to the required torque TRQ is absorbed.
  • regeneration by the motor 4 is performed.
  • the motor side efficiency map shown in FIG. 17 is searched according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. To select the gear stage of the motor power.
  • the motor-side efficiency includes the discharging efficiency of the battery 52, the driving efficiency of the motor 4 and the power transmission efficiency of the first speed change mechanism 11 when powering is performed by the motor 4 in the assist traveling mode.
  • the power transmission efficiency of the first transmission mechanism 11, the power generation efficiency of the motor 4, and the charging efficiency of the battery 52 are included.
  • the upper side of FIG. 17 is an area for assist travel mode (power running), and the lower side is an area for charge travel mode (regeneration).
  • This motor side efficiency map is set as follows. First, a basic map (not shown) that defines motor-side efficiency with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ is created for each gear position of the first transmission mechanism 11. Next, all of these basic maps are overlaid, and a portion showing the maximum motor-side efficiency is left out of them, and the motor-side efficiency map is set by dividing the shift speeds by boundary lines.
  • the ECU 2 operates the motor 4 so as to increase the amount of regeneration by the motor 4 in the charge traveling mode in order to recover the state of charge SOC. Control. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the increase in the regeneration amount.
  • the output of the motor 4 is limited, and the assist of the engine 3 by the motor 4 is limited. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the assist limit.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on road information around the hybrid vehicle V that is input from the car navigation system 66 described above. Then, the gear position is selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the BSFC bottom torque is calculated in accordance with the vehicle speed VP and the gear speed of the engine power (step 102 in FIG. 14), and the target torque TRECMD of the engine 3 is changed to the BSFC bottom torque.
  • Set step 103.
  • the maximum efficiency engine torque TREMAX that maximizes the overall efficiency TE of the hybrid vehicle is calculated, and the target torque TRECMD of the engine 3 is moved from the BSFC bottom torque to the maximum efficiency engine torque TREMAX (step 107).
  • the operation of the motor 4 is controlled so as to be supplemented or absorbed by power running or regeneration by the motor 4.
  • the overall efficiency of the hybrid vehicle V can be controlled to the maximum while suppressing the fuel consumption rate of the engine 3.
  • the fuel consumption of the vehicle V can be maximized.
  • the efficiency of calculating the total efficiency TE of the hybrid vehicle V includes the efficiency of the engine 3, the first and second transmission mechanisms 11, 31, the motor 4, and the battery 52, the loss in these components is reduced.
  • the total efficiency TE can be calculated with high accuracy while being reflected, and the target driving force of the internal combustion engine can be appropriately moved accordingly, thereby further improving the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the first speed change is performed by searching the motor side efficiency map of FIG. Of the gears of the mechanism 11, the gear that provides the highest motor-side efficiency is selected as the gear of the motor power. Therefore, power running or regeneration by the motor 4 can be performed more efficiently with the motor side efficiency being the highest.
  • the operation of the motor 4 is controlled so as to increase the amount of regeneration by the motor 4 in the charge travel mode. Can be recovered. Moreover, since the output of the motor 4 is limited when the battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature, an increase in the battery temperature TB can be suppressed.
  • a gear stage suitable for the predicted traveling state of the hybrid vehicle is determined in advance. You can choose. For example, when the hybrid vehicle V is predicted to travel on a downhill, a gear position that can obtain high power generation efficiency of the motor 4 is selected, and when it is predicted to travel on an uphill, a larger torque is output. Can be selected.
  • this process is executed by the ECU 2 every predetermined time when the assist travel mode or the charge travel mode is selected as the travel mode.
  • steps 111 to 113 are executed to calculate the required torque TRQ and the BSFC bottom torque, and the target torque TRECMD of the engine 3 is set to the BSFC bottom torque (optimum point). ).
  • the maximum efficiency motor torque TRMMAX is calculated by searching the motor efficiency map shown in FIG. 19 according to the detected motor rotation speed NMOT (step 114).
  • This motor efficiency map defines the efficiency of the motor 4 with respect to the motor rotational speed NMOT and the motor required torque TRE.
  • the maximum efficiency motor torque TRMMAX is a torque (optimum point) at which the maximum efficiency of the motor 4 can be obtained with respect to the motor rotational speed NMOT, and corresponds to the BSFC bottom torque in the engine 3.
  • the upper side of the motor efficiency map is an assist travel mode (power running) region, and the lower side is a charge travel mode (regeneration) region.
  • Step 118 the operation of the engine 3 is controlled so that the target torque TRECMD of the engine 3 set in step 116 is obtained (step 117), and the operation of the motor 4 is controlled based on the target torque TRMCMD of the motor 4. (Step 118), the process is terminated.
  • the maximum efficiency motor torque TRMMAX is calculated according to the motor rotational speed NMOT (step 114), and the target torque TRMCMD of the motor 4 is set to the maximum efficiency motor torque TRMMAX ( Step 115). Further, the target torque TRECMD of the engine 3 is set to the difference between the required torque TRQ and the target torque TRMCM of the motor 4 (step 116), and the engine 3 moves from the BSFC bottom torque.
  • the target torque TQECMD of the engine 3 and the target torque TRMCMD of the motor 4 can be appropriately distributed while reflecting not only the fuel consumption rate of the engine 3 but also the efficiency of the motor 4.
  • the fuel consumption of the hybrid vehicle V can be improved while suppressing the fuel consumption rate of the engine 3 and the loss in the motor 4.
  • the target torque TRMCMD of the motor 4 is preferentially set to the maximum efficiency motor torque TRMMAX (optimum point), and the target torque TRECMD of the engine 3 is set to the BSFC bottom torque (optimum point) according to the result.
  • the present invention is not limited to this. Torque weighting is performed on the engine 3 and the motor 4 in advance, and both target torques TRECMD and TRMCMD are moved from their respective optimum points according to the weighting. Good.
  • the present invention is also applicable to the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 10 described above. Even when the control device according to the present invention is applied to this hybrid vehicle V ′, the travel mode and the shift speed are selected in the same manner as in the control device according to the third or fourth embodiment described above. Detailed description is omitted. Thereby, the effect by 3rd or 4th embodiment mentioned above can be acquired similarly.
  • the transmission mechanism 71 is configured to transmit both engine power and motor power to the drive wheels DW in a state in which both engine power and motor power are shifted, but is configured to transmit only engine power to the drive wheels DW in a state in which speed is changed. May be.
  • a transmission mechanism that transmits the engine power to the drive wheel DW while shifting the engine power and a transmission mechanism that transmits the motor power to the drive wheel DW while shifting the power may be provided separately.
  • the present invention is not limited to the third and fourth embodiments described above, and can be implemented in various modes.
  • the target torque TRECMD of the engine 3 before movement is set to the BSFC bottom torque, that is, the torque at which the minimum fuel consumption rate of the engine 3 can be obtained.
  • the torque may be set so that the minimum fuel consumption of the engine 3 can be obtained.
  • the output of the motor 4 is limited when the battery temperature TB is equal to or higher than the predetermined temperature
  • the temperature of the motor 4 detected by a sensor or the like instead of or in addition to this is the predetermined temperature corresponding thereto. You may go at the above time. Thereby, the temperature rise of the motor 4 can be suppressed.
  • control apparatus for a hybrid vehicle according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the control device according to the fifth embodiment is applied to the hybrid vehicle V described in the first embodiment, and the configurations of the ECU 2 and the various sensors 60 to 66 described in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the form is the same.
  • a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
  • This total fuel consumption rate TSFC is the ratio of the fuel amount to the final travel energy when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle V is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle V. Therefore, the smaller the value is, the better the fuel efficiency of the hybrid vehicle V is.
  • the total fuel consumption rate TSFC is calculated using the amount of fuel supplied for traveling the hybrid vehicle V to the engine 3, the efficiency of the engine 3, and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 in the engine travel mode.
  • the total fuel consumption rate TSFC is a past supply fuel amount that has been supplied to the engine 3 in the past in order to charge the battery 52 with power for assist travel, in addition to the above three parameters, It is calculated using the discharge efficiency of the battery 52, the drive efficiency of the motor 4, and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11, 31.
  • the total fuel consumption rate TSFC is not only the above three parameters, but also the amount of fuel supplied for charging by the motor 4 to the engine 3, the efficiency of the engine 3, the first and second speed change mechanisms. 11 and 31, the power generation efficiency of the motor 4, the charging efficiency of the battery 52, and the predicted efficiency that is the efficiency when the electric power of the battery 52 is converted into the power of the motor 4 in the future.
  • the total fuel consumption rate TSFC calculated as described above reflects not only the fuel consumption rate of the engine 3 but also the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31, and further in the assist travel mode or the charge travel mode, The driving efficiency and power generation efficiency of the motor 4 and the discharging efficiency and charging efficiency of the battery 52 are reflected.
  • FIG. 20 and 21 show a total fuel consumption rate map used for selection of a shift pattern and an operation mode. Such a total fuel consumption rate map is actually set for each shift pattern that is a combination of a shift stage of engine power and a shift stage of motor power, and is stored in the ECU 2.
  • FIG. 20 shows an example in which the engine power and the motor power are both in the third speed
  • FIG. 21 shows an example in which the engine power is the fourth speed and the motor power is the third speed.
  • each total fuel consumption rate map defines the total fuel consumption rate TSFC with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, and the engine 3, the motor 4, the first and second transmission mechanisms. 11 and 31 and the efficiency of the battery 52 are obtained in advance by experiments, and the total fuel consumption rate TSFC calculated by the above-described method using these parameters is mapped.
  • a BSFC bottom line connecting the BSFC bottom torque is shown, and the upper side thereof is an assist travel mode region, and the lower side is a charge travel mode region.
  • FIG. 22 shows a process of selecting a shift pattern and an operation mode using the above-described total fuel consumption rate map. This process is executed by the ECU 2 every predetermined time.
  • step 201 the total fuel consumption rates TSFC1 to TSFCn are calculated by searching all the total fuel consumption rate maps according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • step 202 the minimum value TSFCmin is picked up from the calculated total fuel consumption rates TSFC1 to TSFCn.
  • a shift pattern is selected based on the minimum value TSFCmin. Specifically, the total fuel consumption rate map that defines the minimum value TSFCmin is specified, and the shift pattern corresponding to the total fuel consumption rate map is selected as the shift pattern.
  • an operation mode is selected based on the minimum value TSFCmin, and this process is terminated. Specifically, when the minimum value TSFCmin is located substantially on the BSFC bottom line in the specified total fuel consumption rate map, the engine travel mode is selected as the operation mode. When the minimum value TSFCmin is located above the BSFC bottom line, the assist travel mode is selected, and when it is located below, the charge travel mode is selected.
  • both the engine power and the motor power shift stages are set to odd stages by the first transmission mechanism 11.
  • the assist travel mode when the detected battery temperature TB exceeds a predetermined temperature, the output of the motor 4 is limited, and the assist of the engine 3 by the motor 4 is limited. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the limited assist.
  • the EV travel mode when the battery temperature TB becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the EV travel mode is prohibited and the travel mode is switched to the engine travel mode, the charge travel mode, or the assist travel mode. Further, when the mode is switched to the assist travel mode, the output of the motor 4 is limited as described above.
  • the ECU 2 operates the motor 4 so as to increase the amount of regeneration by the motor 4 in the charge travel mode in order to recover the state of charge SOC. To control. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the increase in the regeneration amount.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on the road information around the hybrid vehicle V traveling that is stored in the car navigation system 66 described above. Then, a shift pattern is selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V. Specifically, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the shift pattern with the largest engine torque is selected, and when the hybrid vehicle V is predicted to travel uphill, the shift pattern with the largest charge amount is selected. .
  • the shift pattern having the smallest total fuel consumption rate TSFC is selected from all shift patterns based on the total fuel consumption rate map according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. . Therefore, by driving the hybrid vehicle V using the selected shift pattern, the minimum total fuel consumption rate can be obtained, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle V can be improved.
  • the total fuel consumption rate TSFC is calculated based on the amount of fuel supplied to the engine 3 for charging by the motor 4, the efficiency of the engine 3, the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31, Calculation is performed using the power generation efficiency, the charging efficiency of the battery 52, and the predicted efficiency when the electric power of the battery 52 is converted into the power of the motor 4 in the future. Therefore, the total fuel consumption rate TSFC of the hybrid vehicle V can be accurately calculated while reflecting these efficiencies.
  • the engine gear and the motor power are both set to odd stages by the first transmission mechanism 11, and therefore, from the engine 3 to the motor 4.
  • the power loss in the power transmission path can be reduced, the influence thereof can be reduced, and the charging efficiency of the battery 52 can be improved.
  • the output of the motor 4 is limited when the detected battery temperature TB is equal to or higher than the predetermined temperature, an increase in the battery temperature TB can be suppressed. Further, when the detected state of charge SOC of the battery 52 is equal to or lower than the lower limit value SOCL, the operation of the motor 4 is controlled so as to increase the amount of regeneration by the motor 4, so that the state of charge of the battery that has fallen below the lower limit value can be ensured Can be recovered.
  • the shift pattern is selected according to the traveling state of the hybrid vehicle V predicted by the car navigation system 66, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the shift pattern having the largest engine torque is selected. When the vehicle is selected and is expected to travel uphill, the shift pattern with the largest amount of charge can be selected.
  • the present invention is not limited to the fifth embodiment described, and can be implemented in various modes.
  • the total fuel consumption rate map is set to the same number as all the shift patterns, but they may be overlapped and integrated into a smaller number of maps.
  • the total fuel consumption rate map is obtained by torque ripple power (predetermined power consumed by the motor 4 to cancel the torque ripple), iron loss and copper loss in the motor 4, and loss in the PDU 51. The correction may be made according to the loss of the three-phase coil of the stator 4a.
  • the plurality of shift stages of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are set to odd and even stages, but on the contrary, the even and odd stages are set. May be set.
  • the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are of the type in which the output shaft 21 for transmitting the shifted power to the drive wheels DW is shared. May be used separately.
  • the first to fourth sync clutches SC1 to SC4 may be provided on the output shaft instead of the first input shaft 13 and the second input intermediate shaft 33.
  • the clutch C and the first and second clutches C1 and C2 are dry multi-plate clutches, but may be wet multi-plate clutches or electromagnetic clutches.
  • the motor 4 which is a brushless DC motor is used as the electric motor in the present invention, but another appropriate electric motor capable of generating power, for example, an AC motor may be used.
  • the battery in the present invention is the battery 52, but may be another appropriate battery that can be charged and discharged, for example, a capacitor.
  • the engine 3 that is a gasoline engine is used as the internal combustion engine in the present invention, but a diesel engine or an LPG engine may be used.
  • the present invention is extremely useful in running a hybrid vehicle efficiently, thereby improving fuel efficiency.

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Abstract

 ハイブリッド車両を効率よく走行させることができ、それにより、燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供する。ハイブリッド車両Vの制御装置1は、ECU2を備える。ECU2は、内燃機関3の運転中に内燃機関3から駆動輪DWに伝達されるエネルギENE_eng2と、電動機4の運転中に電動機4から駆動輪DWに伝達されるエネルギENE_mot2と、内燃機関3の運転中に内燃機関3の動力が電動機4での発電動作によって電気エネルギに変換されたときのエネルギENE_mot2と、動力源3,4全体に供給されたと想定されるエネルギ(ENE_eng1,ENE_eng1+ENE_mot1,ENE_mot1)とを用いて、4つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asst,TE_evを算出し(ステップ2)、要求トルクTRQおよび車速VPに応じて、4つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asst,TE_evのうちの最高値が得られる走行モードを選択する(ステップ3)。

Description

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
 本発明は、動力源としての内燃機関および電動機と、有段式の変速機構とを備えたハイブリッド車両において、内燃機関、電動機および変速機構の動作を制御するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
 従来、ハイブリッド車両の制御装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。このハイブリッド車両は、内燃機関および電気モータを動力源として備えており、これらの内燃機関および電気モータのトルクは、有段式の変速機構を介して、駆動輪に伝達される。この制御装置では、ハイブリッド車両の走行中、運転者のアクセルペダル操作によって、駆動輪に要求される要求駆動力が増大したときに、燃費を向上させるべく、同文献の図6に示す制御が実行される。その場合、電気モータのトルク増大のみによって、要求駆動力を達成できないときには、内燃機関の運転領域が同文献の図5の4つの領域A~Dのいずれにあるかに応じて、原動機協調制御A~Dおよび変速機のダウンシフト制御が実行される(ステップ110~170)。
 また、従来、ハイブリッド車両の制御装置として、特許文献2に記載されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるENG走行モードと、電動機のみを用いるEV走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるアシスト走行モードが含まれる。また、ハイブリッド車両は、1速段、3速段および5速段の変速段を有する第1変速機構と、2速段、4速段および6速段の変速段を有する第2変速機構を備えている。内燃機関の動力(以下「エンジン動力」という)は、第1または第2変速機構により1速段~6速段のうちの1つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力(以下「モータ動力」という)は、第2変速機構により2速段、4速段および6速段のうちの1つで変速され、駆動輪に伝達される。
 この制御装置では、ハイブリッド車両の車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用する充電走行モードが選択され、エンジン動力の変速段として2速段または1速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として2速段が選択される。選択されたエンジン動力の変速段が2速段の場合には、エンジン動力は、第2変速機構を介して、電動機に伝達される。一方、エンジン動力の変速段が1速段の場合には、エンジン動力は、第1変速機構および第2変速機構を介して、電動機に伝達される。
 また、選択されたエンジン動力の変速段と駆動輪の回転数で定まる内燃機関の回転数に基づき、内燃機関の燃料消費率が最も低くなる最小燃費トルクを、内燃機関の目標トルクとして設定する。そして、算出された目標トルクが得られるように内燃機関を運転するとともに、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を用いて、電動機による発電が行われ、発電した電力がバッテリに充電される。
特開2010-100251号公報 特開2009-173196号公報
 前記特許文献1に記載のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の運転領域が前述した図5のマップ検索によって決定されており、このマップは、内燃機関の燃料消費率を加味して作成されているので、前述した各種の制御によって、内燃機関側の燃料消費率を抑制することは可能である。しかし、電気モータ側の効率などが加味されていないので、内燃機関側の燃料消費率が低くても、電気モータ側の効率が低い条件下での制御を実行することで、結果的に、ハイブリッド車両の走行中に内燃機関で消費される燃料が増大し、燃費が悪化するおそれがあるという第1の課題がある。
 また、一般に、複数の変速段を有する変速機構は、その動力伝達効率が、変速段ごとに異なるという特性を有している。これに対して、前述した特許文献2に記載の制御装置では、変速機構の変速段を、車速に応じて選択しているにすぎないので、ハイブリッド車両の良好な燃費を得ることができないおそれがある。また、バッテリから電動機に供給される電力は、エンジン動力を用いた電動機による発電によって得られたものである。このため、変速段の選択を行う上で、アシスト走行モード中には電動機の駆動効率を、充電走行モード中には電動機の発電効率を、それぞれ考慮することは、ひいてはハイブリッド車両の燃費の向上につながる。ここで、電動機の駆動効率は、出力されたトルクと供給された電気エネルギとの比であり、電動機の発電効率は、発電した電気エネルギと入力されたトルクとの比である。これに対して、従来の制御装置では、充電走行モード中やアシスト走行モード中に、変速機構の変速段を、車速に応じて選択しているにすぎないので、ハイブリッド車両の良好な燃費を得ることができないおそれがあるという第2の課題がある。
 さらに、前述したように、特許文献2に記載の制御装置では、車速が所定値以下のときに、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機による回生に振り分ける。この余剰トルクは、電動機による発電・バッテリへの充電などを経て、電気エネルギとして回生されるとともに、その後のEV走行モードやアシスト走行モードにおいて、バッテリからの放電や電動機での機械エネルギへの変換を経て、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、これらの過程における効率(以下「電動機側効率」という)が低ければ、ハイブリッド車両全体としての燃料消費量が増大し、燃費の悪化を招く。また、内燃機関に、燃料消費率が最も低くなる最小燃費トルクが存在するのと同様に、電動機にも、電動機側効率が最大になる最大効率トルクが存在する。このため、電動機に振り分けられたトルクが最大効率トルクに対して大きくずれると、高い電動機側効率は得られない。
 したがって、特許文献2に記載の制御装置のように、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機に振り分けるだけでは、内燃機関の燃料消費率は最小になるものの、電動機側効率が低下する結果、ハイブリッド車両全体としての効率が必ずしも最大にならず、最良の燃費が得られないおそれがあるという第3の課題がある。このような不具合は、内燃機関の目標トルクに対する余剰分のトルクの比率が高いときに、特に現れやすい。
 また、前述したように、エンジン動力の変速段が1速段と2速段の場合では、内燃機関から電動機までの動力伝達経路が異なり、2速段の場合の方が、動力伝達経路が長く、動力伝達経路を構成する要素の数が多い。このため、通常は、2速段の方が、内燃機関から電動機への動力の伝達効率が低くなる。このように、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段の組み合わせ(変速パターン)に応じて、内燃機関から電動機までの動力の伝達効率は異なり、それに伴い、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率も変化する。これに対し、特許文献2に記載の制御装置では、車速が所定値以下のときに、モータ動力の変速段として2速段が無条件に選択される。したがって、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがあるという第4の課題がある。
 本発明は、前記第1の課題を解決するためになされたものであり、ハイブリッド車両を効率よく走行させることができ、それにより、燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することを第1の目的とする。
 また、本発明は、前記第2の課題を解決するためになされたものであり、変速段を適切に選択することができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを第2の目的とする。
 さらに、本発明は、前記第3の課題を解決するためになされたものであり、内燃機関および電動機が同時に運転されるアシスト走行モードや充電走行モードにおいて、出力すべき駆動力を内燃機関および電動機に適切に配分することで、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することを第3の目的とする。
 また、本発明は、前記第4の課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の動力の変速段と電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンを適切に選択することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを第4の目的とする。
 前記第1の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、動力源としての内燃機関3および発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力を授受可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3および電動機4の動力を変速しながら駆動輪DWに伝達する変速機構11,31,71とを有するハイブリッド車両V,V’の制御装置1において、内燃機関3から駆動輪DWに伝達されるエネルギである機関駆動エネルギENE_eng2を、機関効率Eengおよび変速機構の駆動効率Etm_dを用いて算出する機関駆動エネルギ算出手段(ECU2)と、電動機4から駆動輪DWに伝達されるエネルギである電動機駆動エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を、蓄電器(バッテリ52)への現時点までの充電効率を反映させた充電量である過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)、蓄電器(バッテリ52)の充放電効率Ebat_cd、電動機4の駆動効率Emot_dおよび変速機構の駆動効率Etm_dを用いて算出する電動機駆動エネルギ算出手段(ECU2)と、内燃機関3の動力が電動機4で電力に変換されることによって蓄電器(バッテリ52)への充電が実行されたときの電気エネルギである充電エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を、機関効率Eeng、変速機構の充電効率Etm_c、電動機4の充電効率Emot_cおよび蓄電器(バッテリ52)内の電力を使用すると予測したときの効率である予測効率Ehatを用いて算出する充電エネルギ算出手段(ECU2)と、機関駆動エネルギENE_eng2、電動機駆動エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)および充電エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を用いて、ハイブリッド車両Vの複数の走行モードにそれぞれ対応する、ハイブリッド車両Vの総合効率を表す複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)を算出する総合効率パラメータ算出手段(ECU2、ステップ2)と、ハイブリッド車両Vの走行状態を表す走行状態パラメータ(要求トルクTRQ、車速VP)が高い走行モードを、複数の走行モードから選択する走行モード選択手段(ECU2、ステップ2,3)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、機関駆動エネルギ、電動機駆動エネルギ、および充電エネルギを用いて、ハイブリッド車両の複数の走行モードにそれぞれ対応する、ハイブリッド車両全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータが算出され、ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータが高い走行モードが、複数の走行モードから選択される。この場合、機関駆動エネルギは、機関効率および変速機構の駆動効率を用いて算出されるので、内燃機関の運転中に内燃機関から駆動輪に伝達されるエネルギを精度よく表すものとして算出される。また、電動機駆動エネルギは、蓄電器への現時点までの充電効率を反映させた充電量である過去充電量、蓄電器の充放電効率、電動機の駆動効率および変速機構の駆動効率を用いて算出されるので、電動機の運転中に電動機から駆動輪に伝達されるエネルギの状態に加えて、現時点までの充電に消費された燃料の発生エネルギの状態も精度よく反映された値として算出される。
 さらに、充電エネルギは、機関効率、変速機構の充電効率、電動機の充電効率および蓄電器内の電力を使用すると予測したときの効率である予測効率を用いて算出されるので、内燃機関の運転中に内燃機関の動力が電動機で電力に変換されることによって蓄電器への充電が実行されたときの電気エネルギを精度よく表す値として算出される。したがって、以上のような機関駆動エネルギ、電動機駆動エネルギおよび充電エネルギを用いることによって、複数の総合効率パラメータを、ハイブリッド車両全体での総合効率を精度よく表すものとして算出することができる。さらに、ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータが高い走行モードを、複数の走行モードから選択することによって、ハイブリッド車両を最も効率のよい走行モードで走行させることができ、それにより、燃費を向上させることができる(なお、本明細書における「総合効率パラメータ」は、ハイブリッド車両全体での総合効率に限らず、この総合効率を燃料消費率に換算した値や、燃料消費量に換算した値などを含む)。
 請求項2に係る発明は、請求項1に記載のハイブリッド車両Vの制御装置1において、変速機構は複数の変速段を有し、複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)は、変速機構11,31,71の変速段ごと算出され、複数の走行モードは、ハイブリッド車両Vを内燃機関3の動力のみで走行させるエンジン走行モード、ハイブリッド車両Vを電動機4の動力のみで走行させるEV走行モード、内燃機関3の動力と電動機4の動力とによってハイブリッド車両Vを走行させるアシスト走行モード、内燃機関3の動力によって駆動輪DWの駆動と電動機4による蓄電器(バッテリ52)への充電とを同時に行う充電走行モードを含み、走行モード選択手段は、走行状態パラメータ(要求トルクTRQ、車速VP)に応じて、変速段ごとに算出された複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)がそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値が得られるように、走行モードとして、エンジン走行モード、EV走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードのいずれか1つを選択することを特徴とする(ステップ2,3)。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、走行状態パラメータに応じて、変速段ごとに算出された複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値が得られるように、走行モードとして、エンジン走行モード、EV走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードのいずれか1つが選択されるので、複数の変速段を有する変速機構を備えたハイブリッド車両においても、エンジン走行モード、EV走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードのいずれか1つの走行モードを実行する場合において、ハイブリッド車両を最も効率のよい状態で走行させることができる。それにより、燃費をさらに向上させることができる。
 請求項3に係る発明は、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)は、蓄電器(バッテリ52)への充電に用いた燃料量を電力量に換算した値(駆動充電エネルギENE_mot2)、機関効率Eeng、変速機構の充電効率Etm_cおよび電動機4の充電効率Emot_cを用いて算出された現時点までの充電量の平均値であることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、過去充電量が、蓄電器への充電に用いた燃料量を電力量に換算した値、機関効率、変速機構の充電効率および電動機の充電効率を用いて算出された現時点までの充電量の平均値であるので、現時点までの蓄電器への充電効率を精度よく反映させた値として算出することができる。それにより、総合効率パラメータの算出精度をさらに向上させることができ、燃費をさらに向上させることができる。
 請求項4に係る発明は、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、予測効率Ehatは、蓄電器(バッテリ52)の充放電効率Ebat_cd、電動機4の駆動効率Emot_dおよび変速機構の駆動効率Etm_dを用いて算出されることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、予測効率が、蓄電器の充放電効率、電動機の駆動効率および変速機構の駆動効率を用いて算出されるので、蓄電器に充電された電力が将来的に動力として使用されるときの効率を精度よく予測した値として算出することができる。それにより、総合効率パラメータの算出精度をさらに向上させることができ、燃費をさらに向上させることができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項5に係る発明は、動力源としての内燃機関3および発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力を授受可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3および電動機4の動力を複数の変速段で変速しながら駆動輪DWに伝達する変速機構11,31,71とを有するハイブリッド車両V,V’の制御装置1において、内燃機関3の動力によって電動機4による蓄電器への充電が実行されたときの、充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値を、過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)として記憶する過去充電量記憶手段(ECU2)と、ハイブリッド車両V全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)を、変速段ごとに算出するとともに、電動機4の動力によって駆動輪DWを駆動する走行モードの総合効率パラメータ(アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)を、記憶された過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)を用いて算出する総合効率パラメータ算出手段(ECU2、ステップ2)と、ハイブリッド車両Vの走行状態を表す走行状態パラメータ(要求トルクTRQ、車速VP)に応じて、変速段ごとに算出された複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードを選択する走行モード選択手段(ECU2、ステップ2,3)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の動力によって電動機による蓄電器への充電が実行されたときの、充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値が、過去充電量として記憶され、ハイブリッド車両の複数の走行モードにそれぞれ対応する、ハイブリッド車両全体での総合効率を表す総合効率パラメータが、変速段ごとに算出される。その場合、電動機の動力によって駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータが、記憶された過去充電量を用いて算出されるので、電動機の動力によって駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータを精度よく算出することができる。さらに、ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータに応じて、総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードが選択されるので、最も総合効率のよい変速段での走行モードを実行することができ、それにより、燃費を向上させることができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項6に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力を授受可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸(クランク軸3a)からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸(クランク軸3a)と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸(クランク軸3a)と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両Vの制御装置1において、内燃機関3の動力によって電動機4による蓄電器への充電が実行されたときの、充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値を、過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)として記憶する過去充電量記憶手段(ECU2)と、ハイブリッド車両Vの複数の走行モードにそれぞれ対応する、ハイブリッド車両V全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)を、第1変速機構11および第2変速機構31の変速段ごとに算出するとともに、電動機の動力によって駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータを、記憶された過去充電量を用いて算出する総合効率パラメータ算出手段(ECU2、ステップ2)と、ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータ(要求トルクTRQ、車速VP)に応じて、変速段ごとに算出された複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードを選択する走行モード選択手段(ECU2、ステップ2,3)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の動力によって電動機による蓄電器への充電が実行されたときの、充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値が、過去充電量として記憶され、ハイブリッド車両の複数の走行モードにそれぞれ対応する、ハイブリッド車両全体での総合効率を表す総合効率パラメータが、第1変速機構および第2変速機構の変速段ごとに算出される。その場合、電動機の動力によって駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータが、記憶された過去充電量を用いて算出されるので、電動機の動力によって駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータを精度よく算出することができる。さらに、ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータに応じて、複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードが選択されるので、最も総合効率のよい変速段での走行モードを実行することができ、それにより、燃費を向上させることができる。
 請求項7に係る発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載のハイブリッド車両Vの制御装置1において、蓄電器(バッテリ52)における充電量(充電状態SOC)を検出する充電量検出手段(ECU2、電流電圧センサ62)と、充電量が所定量以下であるときに、電動機4による蓄電器への充電動作の実行時間が長くなるように、内燃機関3、電動機4および変速機構11,31,71の動作を補正する補正手段(ECU2)と、をさらに備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、充電量が所定量以下であるときに、電動機による蓄電器への充電動作の実行時間が長くなるように、内燃機関、電動機および変速機構の動作が補正されるので、蓄電器における充電量不足を迅速に回避することができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項8に係る発明は、動力源としての内燃機関3および発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力を授受可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3および電動機4の動力を変速しながら駆動輪DWに伝達する変速機構11,31,71とを有するハイブリッド車両V,V’の制御方法において、内燃機関3から駆動輪DWに伝達されるエネルギである機関駆動エネルギENE_eng2を、機関効率Eengおよび変速機構の駆動効率Etm_dを用いて算出し(ステップ2)、電動機4から駆動輪DWに伝達されるエネルギである電動機駆動エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を、蓄電器への現時点までの充電効率を反映させた充電量である過去充電量(過去平均充電量ENE_chave)、蓄電器(バッテリ52)の充放電効率Ebat_cd、電動機4の駆動効率Emot_dおよび変速機構の駆動効率Etm_dを用いて算出し(ステップ2)、内燃機関3の運転中に内燃機関3の動力が電動機4で電力に変換されることによって蓄電器(バッテリ52)への充電が実行されたときの電気エネルギである充電エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を、機関効率Eeng、変速機構の充電効率Etm_c、電動機4の充電効率Emot_cおよび蓄電器(バッテリ52)内の電力を使用すると予測したときの効率である予測効率Ehatを用いて算出し(ステップ2)、機関駆動エネルギENE_eng2、電動機駆動エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)および充電エネルギ(駆動充電エネルギENE_mot2)を用いて、ハイブリッド車両Vの総合効率を表す複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)を算出し(ステップ2)、ハイブリッド車両Vの走行状態を表す走行状態パラメータ(要求トルクTRQ、車速VP)に応じて、複数の総合効率パラメータ(エンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_ch、アシスト走行総合効率TE_asst、EV走行総合効率TE_ev)がそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値が得られる走行モードを、複数の走行モードから選択する(ステップ3)ことを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御方法によれば、請求項1に係る発明と同じ作用効果を達成可能な制御方法を提供することができる。
 前記第2の目的を達成するために、請求項9に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、内燃機関3の機関出力軸(実施形態における(以下、本項において同じ)クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両の総合燃料消費を変速段ごとに規定する総合燃料消費マップ(図12)を記憶する記憶手段と、第1および第2変速機構の少なくとも一方における複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じて、総合燃料消費マップを補正する第1補正手段と、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生を行ったときの電動機4の発電効率、および、電動機4による内燃機関3のアシストを行ったときの電動機4の駆動効率の少なくとも一方に応じて、総合燃料消費マップを補正する第2補正手段と、を備え、補正された総合燃料消費マップ(図11、図13)に基づいて、複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段を選択することを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が、第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチによって解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチによって解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 さらに、ハイブリッド車両の総合燃料消費を変速段ごとに規定する総合燃料消費マップが、記憶手段によって記憶されるとともに、第1および第2補正手段によって補正される。
 ここで、ハイブリッド車両の総合燃料消費は、ハイブリッド車両におけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比などを表す。このため、この総合燃料消費を低減することは、ハイブリッド車両の燃費を向上させることにつながる。また、第1および第2変速機構における動力伝達効率は、総合燃料消費に影響を及ぼす。同様に、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生中には電動機の発電効率が、電動機による内燃機関のアシスト中には電動機の駆動効率が、総合燃料消費に影響を及ぼす。
 これに対して、上述した構成によれば、第1補正手段による総合燃料消費マップの補正を、第1および第2変速機構の少なくとも一方における複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じて行うので、総合燃料消費を、変速段ごとに異なる動力伝達効率に応じて適切に規定することができる。また、第2補正手段による総合燃料消費マップの補正を、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行ったときの電動機の発電効率、および、電動機による内燃機関のアシストを行ったときの電動機の駆動効率の少なくとも一方に応じて行うので、総合燃料消費を、当該少なくとも一方に応じて適切に規定することができる。
 さらに、補正された総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段を選択するので、それぞれの変速段における動力伝達効率や、電動機の発電効率、駆動効率に応じて、総合燃料消費が最小になるような変速段を適切に選択することができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 また、第1および第2変速機構の動力伝達効率が互いに異なる場合があり、その場合には、第1および第2変速機構のそれぞれの変速段の動力伝達効率に応じて適切に規定された総合燃料消費を用いて変速段を選択できるので、上述した効果を有効に得ることができる。
 請求項10に係る発明は、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、電動機4は、蓄電器(バッテリ52)からの電力供給により駆動され、蓄電器から電動機4に供給可能な電力量および電動機4が出力可能な動力の少なくとも一方に応じて、電動機4による内燃機関3のアシストを制限する量が補正されることを特徴とする。
 この構成によれば、蓄電器から電動機に供給可能な電力量(以下「供給可能電力量」という)および電動機が出力可能な動力の少なくとも一方に応じて、電動機のアシストを制限する量が補正される。これにより、蓄電器の供給可能電力量が小さいときや、電動機の出力可能な動力が小さいときに、電動機による内燃機関のアシストを適切に制限することができる。
 請求項11に係る発明は、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、補正された総合燃料消費マップは、変速段ごとの領域に区分されており、当該領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられていることを特徴とする。
 この構成によれば、補正された総合燃料消費マップは、変速段ごとの領域に区分されており、これらの領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられている。これにより、アップシフトおよびダウンシフトのハンチングが発生するのを防止することができる。
 請求項12に係る発明は、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、第2変速機構31により内燃機関3の動力を変速した状態でハイブリッド車両Vが走行している場合において、第1変速機構11の変速段を選択するときに、電動機4によるアシストまたは回生を行うべきか否かに応じて、複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段を選択することを特徴とする。
 この構成によれば、第2変速機構により内燃機関の動力を変速した状態で駆動輪に伝達することでハイブリッド車両が走行している場合において、第1変速機構の変速段を選択するときに、電動機によるアシストまたは回生を行うべきか否かに応じて、複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段が選択される。これにより、電動機によるアシストおよび回生に適した第1変速機構の変速段を選択することができる。したがって、例えば、第2変速機構の変速段が4速段であり、かつ、第1変速機構の複数の変速段として、3速段および5速段が設定されていた場合に、電動機のアシストを行うのであれば5速段を、回生を行うのであれば3速段を、それぞれ選択することができる。
 請求項13に係る発明は、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両の走行モードには、パドルシフトモードおよびスポーツモードの少なくとも一方が含まれ、走行モードとして、パドルシフトモードおよびスポーツモードの少なくとも一方が選択されているときに、電動機4による内燃機関3のアシストが行われることを特徴とする。
 この構成によれば、ハイブリッド車両の走行モードとして、パドルシフトモードおよび/またはスポーツモードが選択されているとき、すなわち、運転者が運転感覚や加速感を優先してハイブリッド車両を運転していると推定されるときには、電動機による内燃機関のアシストが行われる。これにより、選択された走行モードに見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達することができる。
 前記第2の目的を達成するため、請求項14に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、内燃機関3の機関出力軸(実施形態における(以下、本項において同じ)クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関3における損失、電動機4における損失、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける変速段ごとの損失に応じ、ハイブリッド車両の走行状態(車速VP、要求トルクTRQ)に対して、ハイブリッド車両Vにおける燃料から走行エネルギへの総合変換効率を変速段ごとに規定した所定のマップ(図13)を、ハイブリッド車両の走行状態に応じて検索することにより、第1および/または第2変速機構11、31の変速段を選択することを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が、第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチによって解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチによって解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 さらに、所定のマップにおいて、ハイブリッド車両における燃料から走行エネルギへの総合変換効率が、ハイブリッド車両の走行状態に対して、変速段ごとに規定されている。ここで、総合変換効率とは、ハイブリッド車両におけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、供給された燃料に相当するエネルギに対する、最終的な走行エネルギの比であり、すなわち、前述した総合燃料消費(最終的な走行エネルギに対する燃料量の比)の逆数に相当する。このため、この総合変換効率を高めることは、ハイブリッド車両の燃費を向上させることにつながる。また、内燃機関における損失、電動機における損失、第1および第2変速機構のそれぞれにおける変速段ごとの損失は、総合変換効率に影響を及ぼす。
 これに対して、上述した構成によれば、所定のマップにおいて、総合変換効率を規定するためのパラメータとして、内燃機関における損失、電動機における損失、第1および第2変速機構のそれぞれにおける変速段ごとの損失を用いるので、総合変換効率を適切に規定することができる。また、この所定のマップをハイブリッド車両の走行状態に応じて検索することにより、第1および/または第2変速機構の変速段を選択するので、複数の変速段から、総合変換効率が最も高くなる変速段を適切に選択することができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 前記第3の目的を達成するために、請求項15に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(実施形態における(以下、本項において同じ)バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および変速段から、内燃機関3の目標駆動力(目標トルクTRECMD)を内燃機関3の燃料消費が最小になる最適点(BSFCボトムトルク)に設定する目標駆動力設定手段(ECU2、図14のステップ103)と、内燃機関3の目標駆動力を、電動機4の効率に応じて、最適点から移動する目標駆動力移動手段(ECU2、ステップ106~107)と、移動された内燃機関3の目標駆動力が得られるように、内燃機関3の動作を制御する内燃機関制御手段(ECU2、ステップ109)と、駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)と移動された内燃機関3の目標駆動力との差分を電動機4による力行/回生によって補充/吸収するように、電動機4の動作を制御する電動機制御手段(ECU2、ステップ110)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 また、ハイブリッド車両の速度および変速段から、内燃機関の目標駆動力が、内燃機関の燃料消費が最小になる最適点に設定される。さらに、この内燃機関の目標駆動力は、電動機の効率に応じて、最適点から移動される。そして、移動された内燃機関の目標駆動力が得られるように、内燃機関の動作が制御されるとともに、要求駆動力と移動された内燃機関の目標駆動力との差分を、電動機による力行/回生によって補充/吸収するように、電動機の動作が制御される。したがって、出力すべき駆動力を内燃機関および電動機に適切に配分することにより、内燃機関の燃料消費を抑制しながら、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 請求項16に係る発明は、請求項15に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関3の動力が第2変速機構31によって変速されているときに、電動機4の動力の変速段として、第1変速機構11の変速段のうち、最も高い電動機側効率が得られる変速段を選択することを特徴とする。
 請求項15に係る発明のハイブリッド車両では、内燃機関の動力が第2変速機構で変速されている場合、第1変速機構における電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段と異なる変速段を選択することが可能である。電動機側効率は、電動機により力行を行う場合には、蓄電器の放電効率、電動機の駆動効率および第1変速機構の動力伝達効率を含み、電動機により回生を行う場合には、第1変速機構の動力伝達効率、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率を含むものである。また、第1変速機構における電動機の動力の変速段が異なると、それに応じて電動機の回転数が変化するため、電動機の効率も変化する。本発明によれば、内燃機関の動力が第2変速機構で変速されているときに、電動機の動力の変速段として、第1変速機構の変速段のうち、最も高い電動機側効率が得られる変速段を選択する。したがって、電動機側効率が最も高い状態で、電動機による力行または回生をより効率良く行うことができる。
 また、前記第3の目的を達成するために、請求項17に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(実施形態における(以下、本項において同じ)バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御方法において、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および内燃機関3の変速段から、内燃機関3の目標駆動力(目標トルクTRECMD)を内燃機関3の燃料消費率が最小になる最適点(BSFCボトムトルク)に設定し(図18のステップ113)、ハイブリッド車両Vの速度および電動機4の変速段から、電動機4の目標駆動力(目標トルクTRMCMD)を電動機4の効率が最大になる最適点(最大効率モータトルクTRMMAX)に設定し(ステップ114~115)、内燃機関3の目標駆動力を、駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)および設定された電動機4の目標駆動力に基づいて、最適点から移動し(ステップ116)、移動された内燃機関3の目標駆動力が得られるように、内燃機関3の動作を制御し(ステップ117)、電動機4の目標駆動力を力行/回生によって補充/吸収するように、電動機4の動作を制御する(ステップ118)ことを特徴とする。
 本発明によれば、内燃機関の燃料消費だけでなく、電動機の効率を反映させながら、内燃機関および電動機の目標駆動力を適切に配分でき、それにより、内燃機関の燃料消費および電動機の損失を抑制しながら、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 前記第4の目的を達成するために、請求項18に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(実施形態における(以下、本項において同じ)クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、ハイブリッド車両Vの総合燃料消費(総合燃料消費率TSFC)を、内燃機関3の動力の変速段と電動機4の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段(ECU2、図20、図21)と、ハイブリッド車両Vの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段(ECU2、図22のステップ203)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力が、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 また、記憶手段には、総合燃料消費マップが記憶されている。この総合燃料消費マップは、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、ハイブリッド車両の総合燃料消費を、内燃機関の動力の変速段ごとに規定したものである。また、総合燃料消費は、ハイブリッド車両におけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比を表す。したがって、総合燃料消費は、内燃機関の燃料消費だけでなく、充電走行を行う際の電動機および蓄電器などの効率をも反映したものであり、その値が小さいほど、ハイブリッド車両の燃費がより低いことを表す。
 本発明では、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両を運転することによって、動力伝達経路の相違や、充電走行やアシスト走行を行う際の電動機および蓄電器の効率などを反映させながら、最小の総合燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 請求項19に係る発明は、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置において、総合燃料消費は、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機4の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
 この構成によれば、総合燃料消費は、電動機による回生によって蓄電器を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を将来的に電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出される。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両の総合燃料消費を精度良く算出することができる。
 請求項20に係る発明は、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置において、第1クラッチC1が解放され、かつ第2クラッチC2が接続されている状態において、第2入力軸32の動力が、第2変速機構31および第1変速機構11を介して、第1入力軸13に伝達されるように構成されており、変速パターン選択手段は、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値TRQL以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関3の動力の変速段が第1変速機構11の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
 この構成によれば、第2変速機構により内燃機関の動力が変速されているときには、第2入力軸の動力が、第2変速機構および第1変速機構を介して第1入力軸に伝達される。すなわち、機関出力軸の動力は、第1変速機構および第2変速機構の両方を介して電動機に伝達される。一方、第1変速機構が機関出力軸から受け取った動力は、第2変速機構を介さずに、電動機に伝達される。したがって、電動機による回生を行う際に発生する動力の損失は、内燃機関の動力が第1変速機構の変速段で変速されている場合の方が、第2変速機構を経由しない分、より小さい。
 また、電動機による回生は、内燃機関の駆動力と要求駆動力との差を用いて行われる。このため、要求駆動力が小さいほど、回生に用いられる駆動力はより大きくなり、内燃機関から電動機までの動力伝達経路における動力損失もより大きくなる。
 本発明では、電動機による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、要求駆動力が所定値以下で、回生に用いられる駆動力が大きいときには、内燃機関の動力の変速段が第1変速機構の変速段である変速パターンを選択するので、動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、蓄電器の充電効率を向上させることができる。
 前記第4の目的を達成するために、請求項21に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(実施形態における(以下、本項において同じ)クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両Vの制御方法において、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、ハイブリッド車両Vの総合燃料消費(総合燃料消費率TSFC)を、内燃機関3の動力の変速段と電動機4の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、ハイブリッド車両Vの速度および要求駆動力に応じ、総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生によって蓄電器(バッテリ52)を充電するときの効率、および蓄電器に充電された電力を電動機4の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、第1クラッチC1が解放され、かつ第2クラッチC2が接続されている状態において、第2入力軸32の動力が、第2変速機構31および第1変速機構11を介して、第1入力軸13に伝達されるように構成されており、電動機4による回生によって蓄電器の充電が行われている状態において、内燃機関3の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、内燃機関3の動力の変速段が第1変速機構11の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする。
 この構成によれば、前述した請求項18ないし20と同様の作用が得られる。すなわち、電動機および蓄電器などの効率や、要求駆動力に応じて、変速パターンを適切に選択し、総合燃料消費を最小にし、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるなどの作用を得ることができる。
 請求項22に係る発明は、請求項1ないし7、9、15、18および19のいずれかに記載のハイブリッド車両Vの制御装置1において、蓄電器(バッテリ52)の温度として蓄電器温度を検出する蓄電器温度検出手段(バッテリ温度センサ63)と、電動機4の温度として電動機温度を検出する電動機温度検出手段(モータ温度センサ)と、蓄電器温度(バッテリ温度TB)が第1所定温度以上であること、および電動機温度が第2所定温度以上であることの少なくとも一方が成立しているときに、電動機4の駆動時の出力を制限する制限手段(ECU2)と、をさらに備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電器温度が第1所定温度以上であること、および電動機温度が第2所定温度以上であることの少なくとも一方が成立しているときに、電動機の駆動時の出力が制限されるので、蓄電器および/または電動機が過昇温状態になるのを回避でき、それにより、蓄電器および/または電動機の寿命を延ばすことができる。
 請求項23に係る発明は、請求項1、2、5、6、9、15、18および19のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両V、V’には、ハイブリッド車両V、V’が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム66が設けられており、カーナビゲーションシステム66に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段(ECU2)をさらに備え、予測されたハイブリッド車両の走行状況にさらに応じて、変速段または走行モードの選択を行うことを特徴とする。
 この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段または走行モードの選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段または走行モードを選択することができる。例えば、ハイブリッド車両が下り坂を走行すると予測されているときには、電動機の高い発電効率が得られるような変速段を選択したり、上り坂を走行すると予測されているときには、より大きなトルクを出力することができる低速側の変速段を選択したり、クルーズ走行に移行すると予測されているときには、電動機のみを動力源として用いるのに適した変速段を選択したりすることができる。
 請求項24に係る発明は、請求項10、16および20のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、蓄電器の充電状態(充電状態SOC)が所定値以下のときに、電動機4による回生を強制的に行う強制回生モードが選択されることを特徴とする。
 この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、電動機による回生を強制的に行う運転モードが選択される。したがって、蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、すなわち、蓄電器の充電状態が比較的小さいときに、電動機による回生を強制的に行うことができるので、蓄電器の過放電を回避することができる。
 請求項25に係る発明は、請求項9、18および21のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、総合燃料消費マップは、トルクリップルを打ち消すために電動機4で消費される電力にさらに応じて補正されることを特徴とする。
 前述した総合燃料消費の定義から明らかなように、トルクリップルを打ち消すために電動機で消費される電力は、総合燃料消費に影響を及ぼす。上述した構成によれば、トルクリップルを打ち消すために電動機で消費される電力にさらに応じて、総合燃料消費マップを補正するので、この電力の損失分にさらに応じて、総合燃料消費を適切に規定することができる。
 請求項26に係る発明は、請求項9、18および21のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、電動機4は、三相コイルを有し、電気回路(PDU51)を介して接続された蓄電器(バッテリ52)からの電力供給により駆動され、総合燃料消費マップは、電動機4における鉄損および銅損、電気回路における損失、ならびに、三相コイルにおける損失にさらに応じて補正されることを特徴とする。
 前述した総合燃料消費の定義から明らかなように、電動機における鉄損および銅損、電気回路における損失、ならびに、電動機の三相コイルにおける損失は、総合燃料消費に影響を及ぼす。上述した構成によれば、電動機における鉄損および銅損、電気回路における損失、ならびに、電動機の三相コイルにおける損失にさらに応じて、総合燃料消費マップを補正するので、これらの損失にさらに応じて、総合燃料消費を適切に規定することができる。
本発明の第1実施形態に係る制御装置を適用したハイブリッド車両の構成を模式的に示す図である。 制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。 走行制御処理の内容を示すフローチャートである。 3速段でのエンジン走行総合効率TE_engの算出に用いるマップの一例を示す図である。 3速段での充電走行総合効率TE_chおよびアシスト走行総合効率TE_asstの算出に用いるマップの一例を示す図である。 3速段でのエンジン走行総合効率TE_eng、充電走行総合効率TE_chおよびアシスト走行総合効率TE_asstの算出に用いるマップの一例を示す図である。 EV走行総合効率TE_evの算出に用いるマップの一例を示す図である。 過去平均充電量ENE_chaveの算出処理を示すフローチャートである。 アシスト走行総合効率TE_asstのマップ値の更新処理を示すフローチャートである。 ハイブリッド車両の変形例の構成を模式的に示す図である。 第2実施形態で用いられる第1総合燃料消費マップの一例である。 第2実施形態で用いられる基本総合燃料消費マップの一例である。 第2実施形態で用いられる第2総合燃料消費マップの一例である。 第3実施形態による内燃機関および電動機の制御処理を示すフローチャートである。 第3実施形態で用いられる燃料消費率マップの一例である。 第3実施形態による最大効率エンジントルクの算出手法を説明するための図である。 第3実施形態で用いられるモータ側効率マップの一例である。 第4実施形態による内燃機関および電動機の制御処理を示すフローチャートである。 第4実施形態で用いられるモータ効率マップの一例である。 第5実施形態で用いられる総合燃料消費率マップの一例である。 第5実施形態で用いられる図20と異なる変速パターン用の総合燃料消費率マップの一例である。 第5実施形態による変速パターンの選択処理を示すフローチャートである。
 以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について説明する。図1に示すハイブリッド車両Vは、一対の駆動輪DW(一方のみ図示)および一対の従動輪(図示せず)などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関(以下「エンジン」という)3および電動機4を備えている。エンジン3は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、機関出力軸としてのクランク軸3aを有している。エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図2に示す制御装置1のECU2によって制御される。なお、エンジン3として、軽油や、天然ガス、エタノール、ガソリンを他の燃料に混ぜた混合燃料などを燃料するものを用いてもよい。
 電動機(以下「モータ」という)4は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な1ロータタイプのブラシレスDCモータであり、固定されたステータ4aと、回転自在のロータ4bを有している。このステータ4aは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ4aは、車両に固定されたケーシングCAに取り付けられるとともに、パワードライブユニット(以下「PDU」という)51を介して、充電および放電可能なバッテリ52に電気的に接続されている。このPDU51は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ECU2に電気的に接続されている(図2参照)。上記のロータ4bは、磁石などで構成されており、ステータ4aに対向するように配置されている。なお、モータ4として、発電可能なACモータを用いてもよい。
 以上の構成のモータ4では、ECU2によるPDU51の制御によって、バッテリ52からPDU51を介してステータ4aに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ4bが回転する。また、ステータ4aを適宜制御することによって、ロータ4bに伝達される動力が制御される。
 また、ステータ4aへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ4bが回転しているときに、ECU2によるPDU51の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ4bに入力された動力が電力に変換され、発電が行われる。この場合、ステータ4aで発電される電力が制御されることによって、ロータ4bに伝達される動力が制御される。
 さらに、ハイブリッド車両Vは、エンジン3およびモータ4の動力を車両の駆動輪DWに伝達するための駆動力伝達装置を備えており、この駆動力伝達装置は、第1変速機構11および第2変速機構31などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
 第1変速機構11は、入力された動力を、1速段、3速段、5速段および7速段の1つにより変速して駆動輪DWに伝達するものである。これらの1速段~7速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第1変速機構11は、エンジン3のクランク軸3aと同軸状に配置された第1クラッチC1、遊星歯車装置12、第1入力軸13、3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16を有している。
 第1クラッチC1は、乾式多板クラッチであり、クランク軸3aに一体に取り付けられたアウターC1aと、第1入力軸13の一端部に一体に取り付けられたインナーC1bなどで構成されている。第1クラッチC1は、ECU2によって制御され、締結状態では、クランク軸3aに第1入力軸13を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者13,3aの間を遮断する。なお、第1クラッチC1として、湿式クラッチタイプのものを用いてもよい。
 遊星歯車装置12は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ12aと、このサンギヤ12aの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ12aよりも歯数の多いリングギヤ12bと、両ギヤ12a,12bに噛み合う複数(例えば3つ)のプラネタリギヤ12c(2つのみ図示)と、プラネタリギヤ12cを回転自在に支持する回転自在のキャリア12dとを有している。
 サンギヤ12aは、第1入力軸13の他端部に一体に取り付けられている。第1入力軸13の他端部にはさらに、前述したモータ4のロータ4bが一体に取り付けられており、第1入力軸13は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。以上の構成により、第1入力軸13、サンギヤ12aおよびロータ4bは、互いに一体に回転する。
 また、リングギヤ12bには、ロック機構BRが設けられている。このロック機構BRは、電磁式のものであり、ECU2によりON/OFFされ、ON状態のときに、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、OFF状態のときに、リングギヤ12bの回転を許容する。なお、ロック機構BRとして、シンクロクラッチなどを用いてもよい。
 キャリア12dは、中空の回転軸17に一体に取り付けられている。回転軸17は、第1入力軸13の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。
 3速ギヤ14は、回転軸17に一体に取り付けられており、回転軸17およびキャリア12dと一体に回転自在である。また、5速ギヤ15および7速ギヤ16は、第1入力軸13に回転自在に設けられている。さらに、これらの3速ギヤ14、7速ギヤ16および5速ギヤ15は、遊星歯車装置12と第1クラッチC1の間に、この順で並んでいる。
 また、第1入力軸13には、第1シンクロクラッチSC1および第2シンクロクラッチSC2が設けられている。第1シンクロクラッチSC1は、スリーブS1a、シフトフォークおよびアクチュエータ(いずれも図示せず)を有している。第1シンクロクラッチSC1は、ECU2による制御により、スリーブS1aを第1入力軸13の軸線方向に移動させることによって、3速ギヤ14または7速ギヤ16を、第1入力軸13に選択的に係合させる。
 第2シンクロクラッチSC2は、第1シンクロクラッチSC1と同様に構成されており、ECU2による制御により、スリーブS2aを第1入力軸13の軸線方向に移動させることによって、5速ギヤ15を第1入力軸13に係合させる。
 また、3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16には、第1ギヤ18、第2ギヤ19および第3ギヤ20がそれぞれ噛み合っており、これらの第1~第3ギヤ18~20は、出力軸21に一体に取り付けられている。出力軸21は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、第1入力軸13と平行に配置されている。また、出力軸21には、ギヤ21aが一体に取り付けられており、このギヤ21aは、差動装置を有する終減速装置FGのギヤに噛み合っている。出力軸21は、これらのギヤ21aや終減速装置FGを介して、駆動輪DWに連結されている。
 以上の構成の第1変速機構11では、遊星歯車装置12、3速ギヤ14および第1ギヤ18によって1速段および3速段のギヤ段が構成され、5速ギヤ15および第2ギヤ19によって5速段のギヤ段が、7速ギヤ16および第3ギヤ20によって7速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第1入力軸13に入力された動力は、これらの1速段、3速段、5速段および7速段の1つによって変速され、出力軸21、ギヤ21aおよび終減速装置FGを介して駆動輪DWに伝達される。
 前述した第2変速機構31は、入力された動力を、2速段、4速段および6速段の1つにより変速して駆動輪DWに伝達するものである。これらの2速段~6速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第2変速機構31は、第2クラッチC2、第2入力軸32、中間軸33、2速ギヤ34、4速ギヤ35および6速ギヤ36を有しており、第2クラッチC2および第2入力軸32は、クランク軸3aと同軸状に配置されている。
 第2クラッチC2は、第1クラッチC1と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸3aに一体に取り付けられたアウターC2aと、第2入力軸32の一端部に一体に取り付けられたインナーC2bで構成されている。第2クラッチC2は、ECU2によって制御され、締結状態では、クランク軸3aに第2入力軸32を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者32,3aの間を遮断する。
 第2入力軸32は、中空状に形成され、第1入力軸13の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。また、第2入力軸32の他端部には、ギヤ32aが一体に取り付けられている。
 中間軸33は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、第2入力軸32および前述した出力軸21と平行に配置されている。中間軸33には、ギヤ33aが一体に取り付けられており、ギヤ33aには、アイドラギヤ37が噛み合っている。アイドラギヤ37は、第2入力軸32のギヤ32aに噛み合っている。なお、図1では、図示の便宜上、アイドラギヤ37は、ギヤ32aから離れた位置に描かれている。中間軸33は、これらのギヤ33a、アイドラギヤ37およびギヤ32aを介して、第2入力軸32に連結されている。
 2速ギヤ34、6速ギヤ36および4速ギヤ35は、中間軸33に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第1ギヤ18、第3ギヤ20および第2ギヤ19にそれぞれ噛み合っている。さらに、中間軸33には、第3シンクロクラッチSC3および第4シンクロクラッチSC4が設けられている。両シンクロクラッチSC3およびSC4は、第1シンクロクラッチSC1と同様に構成されている。
 第3シンクロクラッチSC3は、ECU2による制御により、そのスリーブS3aを中間軸33の軸線方向に移動させることによって、2速ギヤ34または6速ギヤ36を、中間軸33に選択的に係合させる。第4シンクロクラッチSC4は、ECU2による制御により、そのスリーブS4aを中間軸33の軸線方向に移動させることによって、4速ギヤ35を中間軸33に係合させる。
 以上の構成の第2変速機構31では、2速ギヤ34および第1ギヤ18によって2速段のギヤ段が構成され、4速ギヤ35および第2ギヤ19によって4速段のギヤ段が、6速ギヤ36および第3ギヤ20によって6速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第2入力軸32に入力された動力は、ギヤ32a、アイドラギヤ37およびギヤ33aを介して中間軸33に伝達され、中間軸33に伝達された動力は、これらの2速段、4速段および6速段の1つによって変速され、出力軸21、ギヤ21aおよび終減速装置FGを介して駆動輪DWに伝達される。
 以上のように、第1および第2変速機構11,31では、変速された動力を駆動輪DWに伝達するための出力軸21が共用化されている。
 また、駆動力伝達装置には、リバース機構41が設けられており、リバース機構41は、リバース軸42と、リバースギヤ43と、スリーブ5aを有する第5シンクロクラッチSC5を備えている。ハイブリッド車両Vを更新させる場合には、ECU2による制御によって、スリーブ5aをリバース軸42の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ43をリバース軸42に係合させる。
 さらに、図2に示すように、ECU2には、モータ回転数センサ60から、モータ4の回転数(以下「モータ回転数」という)NMOTを表す検出信号が入力される。また、クランク角センサ61から、CRK信号が入力される。このCRK信号は、エンジン3のクランク軸3aの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン回転数NEを算出する。また、ECU2には、電流電圧センサ62から、バッテリ52に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ECU2は、この検出信号に基づいて、バッテリ52の充電状態SOC(充電量)を算出する。
 さらに、ECU2には、バッテリ温度センサ63から、バッテリ52の温度(以下「バッテリ温度」という)TBを表す検出信号が入力される。また、ECU2には、アクセル開度センサ64から車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度APを表す検出信号が、車速センサ65から車速VP(走行状態パラメータ)を表す検出信号が、入力される。また、ECU2には、カーナビゲーションシステム66から、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報を表すデータが入力される。
 ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAM、EEPROMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ60~65からの検出信号、RAM内のデータ、EEPROM内のデータおよびROM内のデータなどに応じて、ハイブリッド車両Vの動作を制御する。また、ECU2には、カーナビゲーションシステム66に記憶された、走行中のハイブリッド車両Vの周辺における道路情報を表すデータが適宜、入力される。
 なお、第1実施形態では、ECU2が、機関駆動エネルギ算出手段、電動機駆動エネルギ算出手段、充電エネルギ算出手段、動力源エネルギ算出手段、総合効率パラメータ算出手段、走行モード選択手段、走行モード実行手段、充電走行モード実行手段、過去充電量記憶手段および充電量検出手段に相当する。
 以上の構成のハイブリッド車両Vの運転モード(走行モード)には、エンジン走行モード、EV走行モード、アシスト走行モード、充電走行モード、減速回生モードおよびENG始動モードが含まれている。各運転モードにおけるハイブリッド車両Vの動作は、ECU2によって制御される。以下、これらの運転モードについて順に説明する。
 [エンジン走行モード]
 エンジン走行モードは、エンジン3のみを動力源として用いる運転モードである。エンジン走行モードでは、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3の動力(以下「エンジン動力」という)が制御される。また、エンジン動力は、第1または第2変速機構11,31により変速され、駆動輪DWに伝達される。
 まず、第1変速機構11により1速段、3速段、5速段および7速段の1つでエンジン動力を変速して駆動輪DWに伝達する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第1クラッチC1を締結状態に制御することによって、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させるとともに、第2クラッチC2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第2入力軸33の係合を解除する。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 1速段の場合には、ロック機構BRをON状態に制御することによって、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2によって、第1入力軸13に対する3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16の係合を解除する。
 以上により、エンジン動力は、第1クラッチC1、第1入力軸13、サンギヤ12a、プラネタリギヤ12c、キャリア12d、回転軸17、3速ギヤ14および第1ギヤ18を介して、出力軸21に伝達され、さらにギヤ21aおよび終減速装置FGを介して、駆動輪DWに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ12bが回転不能に保持されているため、第1入力軸13に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ12aとリングギヤ12bとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア12dに伝達され、さらに、3速ギヤ14と第1ギヤ18との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸21に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の2つの変速比によって定まる1速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 3速段の場合には、ロック機構BRをOFF状態に制御することによって、リングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2の制御によって、3速ギヤ14のみを第1入力軸13に係合させる。
 以上により、エンジン動力は、第1入力軸13から3速ギヤ14および第1ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。この場合、上記のように3速ギヤ14が第1入力軸13に係合しているため、サンギヤ12a、キャリア12dおよびリングギヤ12bは一体に空転する。このため、3速段の場合には、1速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置12で減速されることなく、3速ギヤ14と第1ギヤ18との歯数比によって定まる3速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 5速段の場合には、3速段の場合と同様、ロック機構BRの制御によってリングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2の制御によって、5速ギヤ15のみを第1入力軸13に係合させる。
 以上により、エンジン動力は、第1入力軸13から5速ギヤ15および第2ギヤ19を介して、出力軸21に伝達される。この場合にも、3速段の場合と同様、遊星歯車装置12の減速機能は発揮されず、エンジン動力は、5速ギヤ15と第2ギヤ19との歯数比によって定まる5速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 7速段の場合には、5速段の場合と同様、ロック機構BRの制御によってリングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2の制御によって、7速ギヤ16のみを第1入力軸13に係合させる。
 以上により、エンジン動力は、第1入力軸13から7速ギヤ16および第3ギヤ20を介して、出力軸21に伝達される。この場合にも、遊星歯車装置12の減速機能は発揮されず、エンジン動力は、7速ギヤ16と第3ギヤ20との歯数比によって定まる7速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 次に、エンジン動力を第2変速機構31により2速段、4速段および6速段の1つで変速して駆動輪DWに伝達する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第1クラッチC1を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第1入力軸13の係合を解除するとともに、第2クラッチC2を締結状態に制御することによって、第2入力軸32をクランク軸3aに係合させる。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 2速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3,SC4の制御によって、2速ギヤ34のみを中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、第2クラッチC2、第2入力軸32、ギヤ32a、アイドラギヤ37、ギヤ33a、中間軸33、2速ギヤ34および第1ギヤ18を介して、出力軸21に伝達され、さらにギヤ21aおよび終減速装置FGを介して、駆動輪DWに伝達される。その際、エンジン動力は、2速ギヤ34と第1ギヤ18との歯数比によって定まる2速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 4速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3,SC4の制御によって、4速ギヤ35のみを中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、中間軸33から4速ギヤ35および第2ギヤ19を介して、出力軸21に伝達される。その際、エンジン動力は、4速ギヤ35と第2ギヤ19との歯数比によって定まる4速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 6速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3,SC4の制御によって、6速ギヤ36のみを中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、中間軸33から6速ギヤ36および第3ギヤ20を介して、出力軸21に伝達される。その際、エンジン動力は、6速ギヤ36と第3ギヤ20との歯数比に応じて定まる6速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 なお、エンジン走行モード中、第1および第2変速機構11,31の変速段は、後述するように、ハイブリッド車両V全体として高い効率が得られるように(すなわちエンジン3で良好な燃費が得られるように)設定される。
 [EV走行モード]
 EV走行モードは、モータ4のみを動力源として用いる運転モードである。EV走行モードでは、バッテリ51からモータ4に供給される電力を制御することによって、モータ4の動力(以下「モータ動力」という)が制御される。また、モータ動力が、第1変速機構11により1速段、3速段、5速段および7速段の1つで変速され、駆動輪DWに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第1および第2クラッチC1,C2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aに対する第1および第2入力軸13,32の係合を解除する。これにより、モータ4および駆動輪DWとエンジン3との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン3に無駄に伝達されることがない。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 1速段の場合には、エンジン走行モードの場合と同様、ロック機構BRをON状態に制御することによって、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2の制御によって、第1入力軸13に対する3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16の係合を解除する。
 以上により、モータ動力は、第1入力軸、サンギヤ12a、プラネタリギヤ12c、キャリア12d、回転軸17、3速ギヤ14および第1ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。その結果、モータ動力は、エンジン走行モードの場合と同様、1速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 3速段の場合には、エンジン走行モードの場合と同様、ロック機構BRをOFF状態に制御することによって、リングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2の制御によって、3速ギヤ14のみを第1入力軸13に係合させる。これにより、モータ動力は、第1入力軸13から、3速ギヤ14および第1ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。その結果、モータ動力は、エンジン走行モードの場合と同様、3速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 5速段または7速段の場合には、エンジン走行モードの場合と同様にして、ロック機構BR、第1および第2シンクロクラッチSC1,SC2を制御する。これにより、モータ動力は、5速段または7速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 なお、後述するように、EV走行モード中、第1変速機構11の変速段は、ハイブリッド車両V全体として高い効率(すなわちモータ4の高い駆動効率)が得られるように、設定される。
 [アシスト走行モード]
 アシスト走行モードは、エンジン3をモータ4でアシストする運転モードである。アシスト走行モードでは、後述するように、エンジン3の正味燃料消費率BSFCが最小になるように(すなわちエンジン3の良好な燃費が得られるように)、エンジン3のトルク(以下「エンジントルク」という)が制御される。また、運転者から駆動輪DWに要求されるトルク(以下「要求トルク」という)TRQに対するエンジントルクの不足分が、モータ4のトルク(以下「モータトルク」という)によって補われる。この要求トルクTRQ(走行状態パラメータ)は、後述するように、アクセル開度APに応じて算出される。
 この場合、エンジン動力を第1変速機構11によって駆動輪DWに伝達しているとき(すなわち奇数段のとき)には、モータ4と駆動輪DWとの変速比は、第1変速機構11で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第2変速機構12によって駆動輪DWに伝達しているとき(すなわち偶数段のとき)には、モータ4と駆動輪DWとの変速比は、第1変速機構11の1速段、3速段、5速段または7速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
 また、アシスト走行モード中、例えば、エンジン動力を2速段で変速しているときには、プレシフトにて第1変速機構11の変速段を選択し、モータ動力を、第1変速機構11を介して出力軸21に伝達する。この場合、出力軸21の第1~第3受動ギヤ18~20は、奇数段の変速段の歯車および偶数段の変速段の歯車の両方に噛み合った状態にあり、偶数段で変速されたエンジン動力と、奇数段で変速されたモータ動力とを、合成することが可能である。なお、第1クラッチC1は解放状態に制御され、それにより、エンジン動力は、第1変速機構11を介しては駆動輪DWに伝達されない。また、プレシフトする第1変速機構11の変速段は、ハイブリッド車両Vの走行状態に応じて、自由に選択することができる。
 [充電走行モード]
 充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ4で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ52に充電する運転モードである。充電走行モードでは、後述するように、ハイブリッド車両Vにおいて高い効率が得られるように(すなわち良好な燃費が得られるように)、エンジントルクが制御される。また、要求トルクTRQに対するエンジントルクの余剰分を用いて、モータ4で発電が実行され、発電された電力がバッテリ52に充電される。
 この場合、アシスト走行モードの場合と同様、エンジン動力を第1変速機構11によって駆動輪DWに伝達しているとき(すなわち奇数段のとき)には、モータ4と駆動輪DWとの変速比は、第1変速機構11の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第2変速機構12によって駆動輪DWに伝達しているとき(すなわち偶数段のとき)には、モータ4と駆動輪DWとの変速比は、第1変速機構11の1速段、3速段、5速段または7速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
 なお、充電走行モード中、エンジン動力を第2変速機構31によって駆動輪DWに伝達する場合において、モータ4と駆動輪DWとの変速比をエンジン3と駆動輪DWとの変速比と同じ値に制御するときには、第1クラッチC1により第1入力軸13をクランク軸3aに係合させる。これにより、エンジン動力の一部が、第1クラッチC1および第1入力軸13を介してモータ4のロータ4bに伝達される。
 [減速回生モード]
 減速回生モードは、ハイブリッド車両Vの減速走行中に、駆動輪DWの動力を用いてモータ4で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ52に充電する運転モードである。減速回生モードでは、第1および第2クラッチC1、C2は、EV走行モードの場合と同様にして制御される。また、駆動輪DWの動力は、ファイナルギヤFGや、ギヤ21a、出力軸21、第1変速機構11を介して、変速された状態でモータ4に伝達される。モータ4に伝達された駆動輪DWの動力は、電力に変換され、バッテリ52に充電される。それに伴い、モータ4から駆動輪DWに、発電した電力に応じた制動力が作用する。
 減速回生モード中、第1変速機構11の変速段は、モータ4の高い発電効率が得られるように設定される。また、EV走行モードの場合と同様、第1および第2クラッチC1、C2によりクランク軸3aに対する第1および第2入力軸13、32の係合を解除することによって、モータ4および駆動輪DWとエンジン3との間が遮断されるので、駆動輪DWの動力がエンジン3に無駄に伝達されることがない。
 なお、減速回生モード中、モータ4による制動力が十分に得られないときには、エンジンブレーキによる制動力を得るために、第1クラッチC1を締結することも可能である。
 [ENG始動モード]
 ENG始動モードは、エンジン3を始動するための運転モードである。ENG始動モードにおいて、ハイブリッド車両Vの停止中にエンジン3を始動する場合には、第1クラッチC1を締結状態に制御することによって、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させるとともに、第2クラッチC2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第2入力軸32の係合を解除する。また、第1変速機構11の変速段をすべて解除(ニュートラル)するとともに、バッテリ52からモータ4に電力を供給し、モータ動力を発生させる。
 以上により、モータ動力は、第1入力軸13および第1クラッチC1を介してクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが回転する。その状態で、前述したCRK信号に応じ、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3が始動される。この場合、第1入力軸13を介してサンギヤ12aに伝達されたモータ動力は、プラネタリギヤ12cを介してリングギヤ12bに伝達されるものの、上記のようにリングギヤ12bの回転が許容されていることでリングギヤ12bが空転するので、キャリア12dなどを介して駆動輪DWに伝達されることがない。
 また、前述したEV走行モード中にエンジン3を始動する場合には、解放状態にある第1クラッチC1を締結し、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させる。これにより、モータ動力がクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが回転する。その状態で、CRK信号に応じ、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3が始動される。この場合、第1クラッチC1の締結力を漸増させることによって、モータ4から駆動輪DWに伝達されるトルクが急減することがなくなるので、良好なドライバビリティを確保することができる。
 なお、EV走行中、ハイブリッド車両Vが極低速状態にある場合や、第1クラッチC1の温度が高い場合などにおいて、エンジン3を始動するときには、第1クラッチC1を締結せずに、第2クラッチC2を締結するとともに、エンジン3を始動するために偶数段の変速段を選択することによっても、エンジン3を始動することが可能である。
 次に、図3を参照しながら、ECU2によって実行される走行制御処理について説明する。なお、以下の説明において算出される各種の値は、その一部がECU2のEEPROM内に記憶され、残りがRAM内に記憶されるものとする。この走行制御処理は、ハイブリッド車両Vの走行モードおよび変速段を決定(選択)し、それに基づいて、エンジン3、モータ4および2つの変速機構11,31の動作を制御するものであり、ハイブリッド車両Vの運転中において、運転者によってアクセルペダルが踏まれている状態のときに、所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
 同図に示すように、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、アクセル開度APに応じて、図示しないマップを検索することにより、要求トルクTRQを算出する。この場合、要求トルクTRQは、アクセル開度APが大きいほど、より大きい値になるように算出される。
 次いで、ステップ2に進み、総合効率の算出処理を実行する。この総合効率は、動力を発生するために動力源全体(すなわちエンジン3および/またはモータ4)に供給されたと想定される動力源エネルギが、走行エネルギ(すなわち駆動輪DWを駆動するエネルギ)や、走行エネルギおよびバッテリ52に充電される電気エネルギに変換される効率に相当し、具体的には、以下に述べる各種の総合効率の算出用マップを検索することによって算出される。
 この場合、総合効率の算出用マップとしては、エンジン走行モードでの総合効率(以下「エンジン走行総合効率」という)TE_engの算出用マップと、アシスト走行モードでの総合効率(以下「アシスト走行総合効率」という)TE_asstおよび充電走行モードでの総合効率(以下「充電走行総合効率」という)TE_chの算出用マップと、EV走行モードでの総合効率(以下「EV走行総合効率」という)TE_evの算出用マップとが準備されている。なお、第1実施形態では、これらの4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evが総合効率パラメータに相当する。
 まず、エンジン走行総合効率TE_engの算出用マップについて説明する。この場合、エンジン走行総合効率TE_engの算出用マップとしては、エンジン動力を1~7速段を介して駆動輪DWに伝達するときの、1~7速段用のマップが準備されており、これらのマップはECU2のROM内に記憶されている。なお、以下の説明では、エンジン走行総合効率TE_engの算出用マップにおいて、1~7速段用のものをそれぞれ、「E1~E7算出用マップ」という。以上のエンジン走行総合効率TE_engのE1~E7算出用マップにおけるマップ値は、実際の測定結果に基づいてマッピングした値に設定されており、より具体的には、要求トルクTRQを満たすトルクをエンジン3が発生するときの最高の効率に設定されている。
 この場合、例えば、エンジン走行総合効率TE_engのE3算出用マップは図4に示すものとなる。同図において、エンジン走行総合効率TE_engは、ハッチングの荒い領域の方が、細かい領域よりも総合効率が高くなるように設定されており、この点は以下に述べる各種のマップにおいても同様である。エンジン走行総合効率TE_engのE3算出用マップは以上のように構成されており、これ以外のエンジン走行総合効率TE_engの算出用マップは図示しないが、E3算出用マップと同じ手法によって作成されている。
 前述したステップ2では、以上のエンジン走行総合効率TE_engのE1~E7算出用マップを、要求トルクTRQおよび車速VPに応じて検索することにより、1~7速段のいずれかの変速段でのエンジン走行総合効率TE_engが算出される。この場合、要求トルクTRQおよび車速VPの領域によっては、エンジン走行総合効率TE_engのマップ値が存在しないマップがあり、その場合には、エンジン走行総合効率TE_engは算出されない。
 なお、E1~E7算出用マップにおけるマップ値を以下に述べる算出手法で算出した値に予め設定してもよく、ハイブリッド車両Vの運転中に、以下の算出手法を所定周期で実行し、その算出結果を用いてマップ値を更新するようにしてもよい。
 まず、エンジン走行総合効率TE_engは、ハイブリッド車両Vの走行エネルギと前述した動力源エネルギとの比に相当し、エンジン走行モードのときには、下式(1)のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 この式(1)において、ENE_eng1は、機関燃料エネルギであり、エンジン3での燃料の燃焼に起因して発生するエネルギ、すなわち燃料消費量をエネルギ換算した値に相当する。また、ENE_eng2は、機関駆動エネルギであり、機関燃料エネルギが駆動輪DWに伝達された値に相当する。
 この場合、機関駆動エネルギENE_eng2は、下式(2)によって算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 この式(2)において、Eengは機関効率であり、エンジン回転数NEなどのエンジン運転状態に応じて算出される。また、Etm_dは、変速機構の駆動効率であり、変速段に応じて算出される。
 この式(2)を上式(1)に代入すると、下式(3)が得られる。すなわち、エンジン走行総合効率TE_engは、機関効率Eengと変速機構の駆動効率Etm_dとの積として算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 したがって、この式(3)を用い、車速VP、変速段および要求トルクTRQに応じて、エンジン走行総合効率TE_engを算出することにより、E1~E7エンジン走行時の算出用マップのマップ値を算出することができる。
 次に、前述したアシスト走行総合効率TE_asstおよび充電走行総合効率TE_chの算出用マップについて説明する。以下の説明では、アシスト走行総合効率TE_asstおよび充電走行総合効率TE_chの算出用マップにおいて、例えば、エンジン動力を1速段を介して駆動輪DWに伝達しかつモータ4と駆動輪DWとの間での動力伝達を1速段を介して実行するときのものを「E1M1算出用マップ」と呼び、エンジン動力を2速段を介して駆動輪DWに伝達しかつモータ4と駆動輪DWとの間での動力伝達を1速段を介して実行するときのものを「E2M1算出用マップ」と呼ぶ。
 ここで、アシスト走行モード中または充電走行モード中においては、前述したように、変速機構11,31の構造上の理由により、エンジン動力を奇数変速段を介して駆動輪DWに伝達するときには、モータ4と駆動輪DWとの間での動力伝達は同じ奇数変速段を介して実行可能である。一方、エンジン動力を偶数変速段を介して駆動輪DWに伝達するときには、モータ4と駆動輪DWとの間での動力伝達は、4つの奇数変速段のいずれかを介して実行可能である。そのため、アシスト燃料消費量FC_asstおよび充電燃料消費量FC_chの算出用マップとしては、全部で16種類のマップ、具体的には、E1M1算出用マップ、E2Mi算出用マップ(i=1,3,5,7)、E3M3算出用マップ、E4Mi算出用マップ、E5M5算出用マップ、E6Mi算出用マップおよびE7M7算出用マップが準備されており、これらのマップは、ECU2内のEEPROM内に記憶されている。
 この場合、例えば、E3M3算出用マップは具体的には図5に示すものとなる。同図に示すように、このマップでは、エンジン3の発生トルクが要求トルクTRQを満たすときの最小の正味燃料消費率BSFCが得られる運転ポイントを結んだライン(言い換えれば最適効率ライン)を間にして、上側の領域がアシスト走行総合効率TE_asstの算出用マップになっており、下側の領域が充電走行総合効率TE_chの算出用マップになっている。
 このマップは、アシスト走行総合効率TE_asstのみを算出するためのE3M3算出用マップと、充電走行総合効率TE_chのみを算出するためのE3M3算出用マップとを予め作成した後、両者のうちの効率の高い部分を残すように作成される。アシスト走行総合効率TE_asstおよび充電走行総合効率TE_chのE3M3算出用マップは以上のように構成されており、これ以外のアシスト走行総合効率TE_asstおよび充電走行総合効率TE_chの算出用マップは図示しないが、E3M3算出用マップと同じ手法で作成されている。
 前述した図3のステップ2では、以上の16種類のマップを、要求トルクTRQおよび車速VPに応じて検索することにより、前述したEjMi(j=1~7,i=1,3,5,7)を変速段とするアシスト走行総合効率TE_asstまたは充電走行総合効率TE_chが算出される。この場合、要求トルクTRQおよび車速VPの領域によっては、2つの総合効率TE_asst,TE_chのマップ値が存在しないマップがあり、その場合には、2つの総合効率TE_asst,TE_chは算出されない。
 なお、以上のアシスト走行総合効率TE_asstおよび充電走行総合効率TE_chの算出用マップのマップ値は、以下に述べる算出手法で算出した値に設定されている。まず、充電走行総合効率TE_chのマップ値の算出手法について説明する。この充電走行総合効率TE_chは、充電走行モードのときの、ハイブリッド車両Vの走行エネルギおよびバッテリ52に充電される電気エネルギの和と、前述した動力源エネルギとの比に相当し、下式(4)のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 この式(4)において、ENE_mot1はモータ充放電エネルギを、ENE_mot2は駆動充電エネルギをそれぞれ表している。このモータ充放電エネルギENE_mot1は、充電走行モードのときには、バッテリ52への充電に使用される燃料のエネルギ換算値に相当し、後述するように算出される。
 また、駆動充電エネルギENE_mot2は、充電走行モードのときには、駆動輪DWおよびモータ4を介してバッテリ52に充電される電気エネルギ(充電エネルギ)であり、下式(5)に示すように定義することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 この式(5)において、Etm_cは変速機構の充電効率であり、変速段に応じて算出される。また、Emot_c,Emot_dはそれぞれ、モータ充電効率およびモータ駆動効率であり、変速段、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて算出される。さらに、Ebat_cdは、バッテリ52の充放電効率であり、充電状態SOCに応じて算出される。なお、第1実施形態では、モータ充電効率Emot_cが電動機の充電効率に、モータ駆動効率Emot_dが電動機の駆動効率に、バッテリ52の充放電効率Ebat_cdが蓄電器の充放電効率にそれぞれ相当する。
 上式(5)の右辺の[]で囲んだ値は、バッテリ52に充電された電力が将来的にモータ4での動力変換に用いられるときの効率に相当するので、これを予測効率Ehatとすると、下式(6)が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 そして、上式(6)および前述した式(2)を上式(4)に代入すると、下式(7)が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 したがって、この式(7)を用いて、前述した16種類のマップ(E1M1算出用マップ~E7M7算出用マップ)における充電走行総合効率TE_chのマップ値を算出することができる。その場合、式(7)の各パラメータは具体的には以下のように算出される。
 すなわち、機関燃料エネルギENE_eng1は、車速VPおよび変速段に応じて、最小の正味燃料消費率BSFCが得られるようなエンジントルク(以下「最適燃費トルク」という)を発生する燃料量を算出し、それをエネルギ換算することによって算出される。また、モータ充放電エネルギENE_mot1は、最適燃費トルクから要求トルクTRQを減算した値をエネルギ換算することによって算出される。さらに、予測効率Ehatは、車速VP、変速段および要求トルクTRQに応じてマップ検索により算出されるとともに、各種の効率Eeng,Etm_d,Emot_c,Etm_cは前述した手法で算出される。
 以上の手法により、充電走行総合効率TE_chのマップ値は、エンジン3を正味燃料消費率BSFCが最小になる燃料量で運転したときの発生トルクと要求トルクTRQとの差分、すなわち要求トルクTRQに対する発生トルクの余剰分をモータ4による回生制御によって吸収する場合のハイブリッド車両V全体の最高の効率として算出される。
 次に、前述したアシスト走行総合効率TE_asstのマップ値の算出手法について説明する。このアシスト走行総合効率TE_asstは、アシスト走行モードのときの、ハイブリッド車両Vの走行エネルギと前述した動力源エネルギとの比に相当し、下式(8)のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 この式(8)において、モータ充放電エネルギENE_mot1はモータ4で動力変換のために消費される電力量に相当する。また、駆動充電エネルギENE_mot2は、アシスト走行モードのときには下式(9)のように定義することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 この式(9)の右辺の[]で囲んだ値は、バッテリ52に充電された電力量に相当するので、これを充電量ENE_chとすると、下式(10)が得られる。なお、この充電量ENE_chは、後述するように、充電走行モード中に所定の制御周期で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 この場合、充電量ENE_chは、1回分の算出値であるので、過去の充電状態を反映させるべく、後述するように、現時点までの所定回数分の充電量ENE_chの平均値を移動平均演算によって過去平均充電量ENE_chaveとして算出する。この過去平均充電量ENE_chaveを上式(9)の右辺の[]で囲んだ値に置き換えると、下式(11)が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 そして、上式(11)および前述した式(2)を上式(8)に代入すると、下式(12)が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 したがって、この式(12)を用いて、前述した16種類のマップ(E1M1算出用マップ~E7M7算出用マップ)におけるアシスト走行総合効率TE_asstのマップ値を算出することができる。その場合、式(12)の各パラメータは具体的には以下のように算出される。
 すなわち、機関燃料エネルギENE_eng1は、車速VPおよび変速段に応じて、前述した最適燃費トルクを発生する燃料量を算出し、それをエネルギ換算することによって算出される。また、モータ充放電エネルギENE_mot1は、要求トルクTRQから最適燃費トルクを減算した値をエネルギ換算することによって算出される。さらに、各種の効率Eeng,Etm_d,Emot_c,Etm_cは前述した手法で算出される。これに加えて、過去平均充電量ENE_chaveは、ハイブリッド車両Vの走行中、後述するように所定の制御周期で算出される。それに伴い、アシスト走行総合効率TE_asstのマップ値は所定の制御周期で更新されるので、図5のマップにおけるアシスト走行総合効率TE_asstの高低領域も変化することになる。
 以上の手法により、アシスト走行総合効率TE_asstのマップ値は、エンジン3を正味燃料消費率BSFCが最小になる燃料量で運転したときの発生トルクと要求トルクTRQとの差分、すなわち発生トルクの要求トルクTRQに対する不足分をモータ4による力行制御によって補う場合のハイブリッド車両V全体の最高の効率として算出される。
 なお、図4および図5のマップに代えて、図6に示すマップを用いてもよい。このマップは、図4と図5を組み合わせて、3速段での3つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asstのうちの効率の高い部分を残したものである。したがって、このマップを、要求トルクTRQおよび車速VPに応じて検索することによって、3速段での3つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asstのうちの最高値を算出することができる。このマップを用いた場合でも、前述したように、アシスト走行総合効率TE_asstのマップ値は所定の制御周期で更新されるので、図6のマップにおけるアシスト走行総合効率TE_asstの高低領域も変化することになる。
 次に、図7を参照しながら、前述したEV走行総合効率TE_evの算出用マップについて説明する。同図に示すマップは、実際の測定結果に基づいて、1速段、3速段、5速段および7速段のEV走行総合効率TE_evのマップを作成した後、4つのマップのうちの効率の高い部分を残すように、4つのマップを組み合わせて作成されている。
 前述した図3のステップ2では、図7のマップを要求トルクTRQおよび車速VPに応じて検索することにより、1,3,5,7速段のいずれかのEV走行総合効率TE_evが算出される。この場合、要求トルクTRQおよび車速VPの領域によっては、EV走行総合効率TE_evのマップ値が存在しない領域があり、その場合には、EV走行総合効率TE_evは算出されない。
 なお、EV走行総合効率TE_evを下式(13)を用いて所定の制御周期で算出し、その算出結果を用いて、EV走行総合効率TE_evのマップ値を更新するようにしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 この場合、上式(13)のモータ充放電エネルギENE_mot1は、要求トルクTRQをエネルギ換算することによって算出される。
 図3に戻り、ステップ2で、以上のように、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evの値を算出した後、ステップ3に進み、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evのうちの最高値を選択し、その選択された総合効率に対応する変速段および走行モードを、今回の変速段および走行モードとして決定(選択)する。
 次いで、ステップ4に進み、ステップ3で決定された変速段および走行モードを実行するように、エンジン3、モータ4および変速機構11,31の動作を制御する。その後、本処理を終了する。
 次に、図8を参照しながら、前述した過去平均充電量ENE_chaveの算出処理について説明する。この算出処理は、充電走行モードの実行中に所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
 同図に示すように、まず、ステップ10で、充電走行モード中の機関燃料エネルギENE_eng1を、前述したように、車速VPおよび変速段に応じて、最適燃費トルクを発生する燃料量を算出し、それをエネルギ換算することによって算出する。その後、ステップ11に進み、モータ充放電エネルギENE_mot1を、前述したように、最適燃費トルクから要求トルクTRQを減算した値をエネルギ換算することによって算出する。
 次に、ステップ12で、機関効率Eengを、前述したように、エンジン回転数NEなどのエンジン運転状態に応じて算出する。その後、ステップ13で、変速機構の充電効率Etm_cを、前述したように、変速段に応じて算出する。
 次いで、ステップ14に進み、モータ充電効率Emot_cを、前述したように、変速段、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて算出する。ステップ14に続くステップ15で、充電量ENE_chを前述した式(10)により算出する。
 次に、ステップ16で、過去平均充電量ENE_chaveを、前述したように、充電量ENE_chの今回算出値を含む、所定個数の充電量ENE_chの算出値の移動平均演算により算出する。この過去平均充電量ENE_chaveは、EEPROM内に記憶される。その後、本処理を終了する。
 以上のように、過去平均充電量ENE_chaveは、所定個数の充電量ENE_chの移動平均演算によって算出されるので、バッテリ52への現時点までの充電効率を反映させた充電量として算出される。なお、上記ステップ15で、過去平均充電量ENE_chaveを、所定個数の充電量ENE_chの相加平均演算値または加重平均演算値として算出してもよい。
 次いで、図9を参照しながら、前述したアシスト走行総合効率TE_asstのマップ値を更新する処理について説明する。この更新処理は、アシスト走行モード中に所定の制御周期(例えば10msec)で実行される。
 同図に示すように、まず、ステップ20で、アシスト走行モード中の機関燃料エネルギENE_eng1を、前述したように、車速VPおよび変速段に応じて、最適燃費トルクを発生する燃料量を算出し、それをエネルギ換算することによって算出する。その後、ステップ21に進み、モータ充放電エネルギENE_mot1を、前述したように、要求トルクTRQから最適燃費トルクを減算した値をエネルギ換算することによって算出する。
 次に、ステップ22で、機関効率Eengを、前述したように、エンジン回転数NEなどのエンジン運転状態に応じて算出する。その後、ステップ23で、変速機構の駆動効率Etm_dを、前述したように、変速段に応じて算出する。
 次いで、ステップ24に進み、EEPROMに記憶されている過去平均充電量ENE_chaveを読み込む。ステップ24に続くステップ25で、バッテリ52の充放電効率Ebat_cdを、前述したように、充電状態SOCに応じて算出する。
 次に、ステップ26で、モータ駆動効率Emot_dを、前述したように、変速段、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて算出する。ステップ26に続くステップ27で、前述した式(12)により、アシスト走行総合効率TE_asstを算出する。
 次いで、ステップ28に進み、現在の変速段、要求トルクTRQおよび車速VPに対応するEEPROM内のアシスト走行総合効率TE_asstのマップ値を、ステップ27で算出した値に書き換える。すなわち、マップ値を更新する。その後、本処理を終了する。
 以上のように、第1実施形態のハイブリッド車両Vの制御装置1によれば、前述した各種のマップを検索することによって、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evを変速段ごとに算出し、その算出結果のうちの最高値の総合効率に対応する変速段および走行モードでハイブリッド車両Vを走行させるように、エンジン3、モータ4および変速機構11,31の動作が制御されるので、ハイブリッド車両Vを最も効率のよい変速段および走行モードの組み合わせで走行させることができ、それにより、エンジン3の燃料消費を抑制することができ、燃費を向上させることができる。
 また、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evは、機関燃料エネルギENE_eng1、機関駆動エネルギENE_eng2、モータ充放電エネルギENE_mot1および駆動充電エネルギENE_mot2を考慮して算出されるので、ハイブリッド車両V全体での総合効率を精度よく表すものとして算出することができる。それにより、従来の内燃機関側の燃料消費率のみを考慮する場合と比べて、ハイブリッド車両Vを効率よく走行させることができ、それにより、燃費をさらに向上させることができる。
 さらに、充電走行総合効率TE_chが、バッテリ52に充電された電力が将来的に動力として使用されるときの効率を予測した値である予測効率Ehatを用いて算出されるので、充電走行総合効率TE_chの算出精度をより一層、向上させることができる。また、アシスト走行総合効率TE_asstが、現時点までの充電量の平均値である過去平均充電量ENE_chaveを用いて算出されるので、アシスト走行総合効率TE_asstの算出精度をより一層、向上させることができる。
 なお、モータ4の温度を検出するモータ温度センサをハイブリッド車両Vに設け、前述したステップ3で、ある奇数変速段でのEV走行モードが選択された場合において、バッテリ温度TBが第1所定温度であること、およびモータ4の温度が第2所定温度以上であることの少なくとも一方の条件が成立しているときに、モータ4の駆動時の出力を制限するように制御してもよい。このように構成した場合には、バッテリ52および/またはモータ4が過昇温状態になるのを回避でき、それにより、バッテリ52および/またはモータ4の寿命を延ばすことができる。なお、この場合には、モータ温度センサが電動機温度検出手段に、バッテリ温度センサ63が電動機温度検出手段に、ECU2が制限手段にそれぞれ相当する。
 また、前述したステップ2,3で、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evを算出し、変速段および走行モードを決定する場合において、バッテリ52の充電状態SOCが所定量以下であるときには、モータ4によるバッテリ52への充電動作の実行時間が長くなるように、4つの総合効率TE_eng,TE_asst,TE_ch,TE_evの算出結果を補正し、それにより、エンジン3、モータ4および変速機構11,31の動作を制御するように構成してもよい。このように構成した場合には、バッテリ52における充電量不足を迅速に回避することができる。なお、この場合には、ECU2が充電量検出手段および補正手段に、電流電圧センサ62が充電量検出手段にそれぞれ相当する。
 さらに、ステップ3で、変速段および走行モードを決定する場合において、カーナビゲーションシステム66に記憶されたデータに基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測し、その予測されたハイブリッド車両Vの走行状況にさらに応じて、変速段および走行モードを決定するように構成してもよい。このように構成した場合には、ハイブリッド車両Vの走行状況に適した変速段および走行モードを選択することができる。それにより、ハイブリッド車両全体での総合効率をさらに向上させることができ、燃費をさらに向上させることができる。なお、この場合には、ECU2が予測手段に相当する。
 なお、第1実施形態は、総合効率パラメータとして、4つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asst,TE_evを用いた例であるが、本発明の総合効率パラメータはこれに限らず、ハイブリッド車両全体での総合効率を表すものであればよい。例えば、総合効率パラメータとして、燃料消費率や燃料消費量を用いてもよい。その場合には、第1実施形態の前述した各種のマップにおいて、4つの総合効率TE_eng,TE_ch,TE_asst,TE_evを燃料消費率または燃料消費量に換算した値をマップ値として用いるとともに、ステップ2で、燃料消費率または燃料消費量を算出し、ステップ3で、それらの算出結果のうちの、燃料消費率の最小値または燃料消費量の最少値に対応する変速段の走行モードを選択すればよい。
 また、第1実施形態は、走行状態パラメータとして、車速VPおよび要求トルクTRQを用いた例であるが、本発明の走行状態パラメータはこれに限らず、ハイブリッド車両の走行状態を表すものであればよい。例えば、走行状態パラメータとして、アクセル開度APや、エンジン回転数NEなどを用いてもよい。
 また、第1実施形態は、本発明の制御装置を図1に示すハイブリッド車両Vに適用した例であるが、本発明の制御装置はこれに限らず、図10に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。同図において、図1に示すハイブリッド車両Vと同じ構成要素については、同じ符号を用いるとともに、その説明は省略する。図10に示すハイブリッド車両V’は、ハイブリッド車両Vと比較して、前述した第1および第2変速機構11、31からなるデュアルクラッチトランスミッションに代えて、変速機構71を備える点が主に異なっている。
 この変速機構71は、有段式の自動変速機であり、入力軸72および出力軸73を有している。入力軸72は、クラッチCを介してクランク軸3aに連結されており、入力軸72には、モータ4のロータ4bが一体に取り付けられている。クラッチCは、第1および第2クラッチC1,C2と同様の乾式多板クラッチである。
 また、出力軸73には、ギヤ73aが一体に取り付けられており、このギヤ73aは、前述した終減速装置FGのギヤに噛み合っている。出力軸73は、これらのギヤ73aや終減速装置FGを介して駆動輪DWに連結されている。以上の構成の変速機構71では、入力軸72には、エンジン動力およびモータ動力が入力されるとともに、入力された動力は、複数の変速段(例えば1速段~7速段)の1つで変速され、駆動輪DWに伝達される。また、変速機構71の動作は、ECU2によって制御される。
 本発明の制御装置によって、このハイブリッド車両V’を制御した場合、その詳細な説明については省略するが、前述した第1実施形態と同じ制御手法によって、4つの総合効率を用いて前述した走行モードの選択や変速段の選択が実行される。それにより、上述した第1実施形態と同じ作用効果を得ることができる。
 なお、変速機構71を、エンジン動力およびモータ動力の双方を変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成しているが、少なくともエンジン動力のみを変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。
 次に、図11~図13を参照しながら、本発明の第2実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。第2実施形態による制御装置は、第1実施形態で説明したハイブリッド車両Vに適用されたものであり、第1実施形態で述べたECU2や各種のセンサ60~66などの構成は、第1実施形態と同じである。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
 まず、第2実施形態におけるエンジン走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードの選択と、各運転モードにおける第1および第2変速機構11、31の変速段の選択について説明する。以下、アシスト走行モードおよび充電走行モードを総称して、HEV走行モードという。まず、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、エンジン走行モードを選択すべきか、アシスト走行モードおよび充電走行モードの一方を選択すべきか否かを判定する。
 HEV走行モード中、エンジントルクは、BSFCボトムトルクになるように制御される。このBSFCボトムトルクは、後述するように選択される変速段と車速VPの関係によって定まるエンジン回転数NEに対して、エンジン3の最小の燃料消費率が得られるトルクである。このため、上述した判定では、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、要求トルクTRQがBSFCボトムトルクとほぼ同じであるかを判別し、ほぼ同じであるときには、運転モードとして、エンジン走行モードが選択され、それ以外のときには、アシスト走行モード、充電走行モードまたはEV走行モードが選択される。
 エンジン走行モードが選択された場合には、図11に示す所定の第1総合燃料消費マップに基づいて、第1および第2変速機構11、31の変速段を選択する。この第1総合燃料消費マップは、エンジン走行モードにおけるハイブリッド車両Vの総合燃料消費率を、車速VPおよび要求トルクTRQに対して、変速段ごとに規定したものであり、変速段ごとの領域に区分されている。ここで、ハイブリッド車両Vの総合燃料消費率とは、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両Vの走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比である。図11では、ハッチングによって、総合燃料消費率の大小を示している。第1総合燃料消費マップは、次のように作成される。
 まず、図12に示す基本総合燃料消費マップを作成する。この基本総合燃料消費マップは、第1および第2変速機構11、31における損失がないものと仮定し、エンジン走行モードにおける総合燃料消費率を、エンジン回転数NEおよび要求ENGトルクTRQEに対して、変速段ごとに規定したものである。この要求ENGトルクTRQEは、エンジン3に要求されるトルクである。また、基本総合燃料消費マップは、エンジン3の効率に基づいて、実験により予め設定される。図12では、図11と同様、ハッチングによって、総合燃料消費率の大小を示している。また、基本総合燃料消費マップは、実際には、1速段~7速段にそれぞれ対応する複数のマップで構成されており、図12は3速段の例である。
 次いで、これらの複数の基本総合燃料消費マップをそれぞれ、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける複数の変速段間の動力伝達効率の差(入出力の比)に応じて補正する。この場合、動力伝達効率は、ギヤの噛み合い数や、噛み合い効率、熱損失、摩擦損失に応じて定まる。また、補正された基本総合燃料消費マップを、トルクリップルを打ち消すためにモータ4で消費される所定の電力(以下「トルクリップル電力」という)に応じて、さらに補正する。この場合、トルクリップル電力は、要求ENGトルクTRQEに応じて定まる。
 そして、上記のように補正されたそれぞれの変速段の基本総合燃料消費マップを重ね合わせることによって、第1総合燃料消費マップが設定される。この重ね合わせの際、変速段間で最も小さい総合燃料消費率が得られるように、それぞれの変速段の領域が、第1総合燃料消費マップにおいて設定される。
 エンジン走行モード中、第1および第2変速機構11、31の1速段~7速段から、検出された車速VPおよび要求トルクTRQに対して総合燃料消費率が最小となる変速段が、上述した第1総合燃料消費マップに基づいて選択される。
 また、図示しないが、第1総合燃料消費マップにおける変速段ごとの領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられている。
 さらに、エンジン走行モード中、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を介して、エンジントルクを前述したBSFCボトムトルクになるように制御する。
 一方、前述した判定により、アシスト走行モードおよび充電走行モードの一方を選択すべきと判定されたときには、図13に示す第2総合燃料消費マップに基づいて、運転モードおよび変速段の選択が行われる。この第2総合燃料消費マップは、車速VPおよび要求トルクTRQに対し、ハイブリッド車両Vの総合燃料消費率を、アシスト走行モードおよび充電走行モードのそれぞれの場合について、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの変速段ごとに規定したものである(図13の上側がアシスト走行モードの領域、下側が充電走行モードの領域)。図13では、図11と同様、ハッチングによって、総合燃料消費率の大小を示している。
 また、第2総合燃料消費マップは、実際には、1速段~7速段にそれぞれ対応する複数のマップで構成されており、図13は3速段の例である。前述したように、エンジン動力を第2変速機構31により偶数段の変速段で変速して駆動輪DWに伝達している場合には、モータ4と駆動輪DWとの変速比は、第1変速機構11の1速段、3速段、5速段または7速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。このため、図示しないが、第2総合燃料消費マップとして、エンジン動力を2速段、4速段、または6速段で変速している場合については、モータ4と駆動輪DWとの変速比が1速段、3速段、5速段または7速段の変速比であるときのマップが、3×4=12通りの組合せで設定されている。
 また、第2総合燃料消費マップの設定手法は、次のとおりである。すなわち、前述した図12に示す基本総合燃料消費マップを補正するとともに、それにより得られたアシスト走行モード用および充電走行モード用の基本総合燃料消費マップを変速段ごとに互いに重ね合わせることによって、第2総合燃料消費マップが変速段ごとに設定される。この重ね合わせの際、より小さい総合燃料消費率が得られるように、アシスト走行モードおよび充電走行モードの領域が、第2総合燃料消費マップにおいて設定される。この場合、基本総合燃料消費マップの補正は次のようにして行われる。
 すなわち、上述した第1総合燃料消費マップの場合と同様、まず、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける複数の変速段間の所定の動力伝達効率の差と、トルクリップル電力とに応じて、基本総合燃料消費マップを補正する。次に、アシスト走行モード用の第2総合燃料消費マップについては、モータ4の駆動効率、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ステータ4aの三相コイルの損失、バッテリ52の放電効率、ならびに過去充電効率に応じて、上記のように補正された基本総合燃料消費マップを、さらに補正する。
 この場合、モータ4の駆動効率は、モータ4の回転数と相関を有するとともに、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ならびにステータ4aの三相コイルの損失は、モータ4に供給される電力、すなわちモータ4のトルクと相関を有する。このため、これらのモータ4の駆動効率、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ならびにステータ4aの三相コイルの損失は、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて定まる。バッテリ52の放電効率は、上記の補正にあたっては、所定値であるとみなされる。また、上記の過去充電効率は、アシスト走行モードで用いられる電力が、過去の充電走行モードにおいてエンジン動力の一部を用いて充電されたものであるとして、当該充電時におけるエンジン3の効率、第1および第2変速機構11、31における動力伝達効率、ならびにモータ4の発電効率を互いに掛け合わせた過去値であり、上記の補正にあたっては、所定値であるとみなされる。
 一方、充電走行モード用の第2総合燃料消費マップについては、モータ4の発電効率、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ステータ4aの三相コイルの損失、バッテリ52の充電効率、ならびに、EV予測効率に応じて、上記の動力伝達効率の差などに応じて補正された基本総合燃料消費マップを、さらに補正する。この場合、モータ4の発電効率は、モータ4の回転数と相関を有するため、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて定まる。また、上述したように、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ならびに、ステータ4aの三相コイルの損失は、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて定まる。さらに、バッテリ52の充電効率は、上記の補正にあたっては、所定値であるとみなされる。また、上記のEV予測効率は、今回の充電走行モードにおいて充電された電力をその後のアシスト走行モードなどにおいて用いるときのモータ4の駆動効率、バッテリ52の放電効率、ならびに第1および第2変速機構11、31における動力伝達効率を互いに掛け合わせた予測値であり、上記の補正にあたっては、所定値(例えば80%)であるとみなされる。
 アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択すべきと判定されたときには、上述した複数の第2総合燃料消費マップをそれぞれ、検出された車速VPおよび要求トルクTRQに応じて検索することにより、車速VPおよび要求トルクTRQが該当する運転モードにおけるそれぞれの変速段での総合燃料消費率を算出する。そして、算出された複数の総合燃料消費率の中で総合燃料消費率が最も小さい変速段を選択する。また、アシスト走行モードおよび充電走行モードのうち、第2総合燃料消費マップにおいて、車速VPおよび要求トルクTRQが該当する運転モードを選択する。
 また、図示しないが、第2総合燃料消費マップにおける変速段ごとの領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられている。なお、第2実施形態では、ECU2のROMには、基本総合燃料消費マップ(図12)は記憶されず、第1および第2総合燃料消費マップ(図11・図13)が記憶されるだけであり、この2つを重ね合わせることで判断される。
 さらに、アシスト走行モード中には、基本的には、燃料噴射量などを介してエンジントルクをBSFCボトムトルクになるように制御するとともに、要求トルクTRQに対するエンジントルクの不足分が、モータトルクによって補われ、モータ4によるエンジン3のアシストが行われる。一方、充電走行モード中には、基本的には、燃料噴射量などを介してエンジントルクをBSFCボトムトルクになるように制御するとともに、要求トルクTRQに対するエンジントルクの余剰分を用いてモータ4で発電が行われ、発電した電力がバッテリ52に充電される(回生)。
 また、アシスト走行モード中および充電走行モード中、第2変速機構31によりエンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達することでハイブリッド車両Vが走行している場合において、第1変速機構11の変速段を選択するときには、モータ4によるアシストまたは回生を行うべきか否かに応じて、複数の変速段から、総合燃料消費率が最小になる変速段が選択される。
 さらに、ECU2は、充電状態SOCが、所定値以下で、かつ、この所定値よりも若干小さな下限値よりも大きいときには、バッテリ52からモータ4に供給可能な電力量が比較的小さいため、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する。このアシスト制限量は、充電状態SOCが下限値に近いほど、より大きくなる。この場合、アシストを制限した分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 また、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、モータ4の出力を制限し、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する。この場合、アシストを制限した分を補うように、エンジントルクを増大させる。また、EV走行モード中、バッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、EV走行モードを禁止し、運転モードを、エンジン走行モード、充電走行モードまたはアシスト走行モードに切り換える。この切換の際、前述したENG始動モードによって、エンジン3が始動される。また、アシスト走行モードに切り換えたときには、上記のようにモータ4の出力が制限される。
 さらに、充電状態SOCが下限値以下のときには、強制回生モードが運転モードとして選択されることによって、エンジン動力の一部を用いてモータ4による回生が強制的に行われる。この強制回生モード中、変速段の選択は、前述した第2総合燃料消費マップに代えて、第3総合燃料消費マップ(図示せず)を用いて行われる。この第3総合燃料消費マップは、車速VPおよび要求トルクTRQに対し、総合燃料消費率を、強制回生中について変速段ごとに規定したものである。また、第3総合燃料消費マップは、図12に示す基本総合燃料消費マップを、複数の変速段間の動力伝達効率の差、トルクリップル電力、および強制回生時のモータ4の発電効率などに応じて補正することにより、予め設定される。
 また、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム66に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、第1および第2総合燃料消費マップに加え、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況にさらに応じて、変速段の選択を行う。これにより、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されているときには、前述した減速回生モードが選択されるとともに、モータ4の高い発電効率が得られるような変速段が選択され、上り坂を走行すると予測されているときには、アシスト走行モードが選択されるとともに、より大きなトルクを出力することができる低速側の変速段が選択される。また、EV走行モード中で、かつ、ハイブリッド車両Vがクルーズ走行に移行すると予測されているときには、モータ4のみを動力源として用いるのに適した変速段が選択される。
 さらに、ハイブリッド車両Vの走行モードには、パドルシフトモードおよびスポーツモードが含まれる。このパドルシフトモードは、ハイブリッド車両Vのハンドルに設けられたシフトスイッチ(いずれも図示せず)により、運転者が変速段を自由に選択しながら走行する走行モードである。スポーツモードは、変速段を低速側に設定することで、より大きな加速感を得ながら走行する走行モードである。これらのパドルシフトモードおよびスポーツモードの選択は、運転者によるシフトレバー(図示せず)の操作に従って行われる。また、パドルシフトモードおよびスポーツモードの一方が走行モードとして選択されているときには、モータ4によるエンジン3のアシストが行われる。
 また、第2実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第2実施形態におけるクランク軸3a、PDU51およびバッテリ52が、本発明における機関出力軸、電気回路および蓄電器にそれぞれ相当する。また、第2実施形態におけるECU2が、本発明における予測手段に相当する。
 さらに、第2実施形態における充電状態SOCおよびバッテリ温度TBが、本発明における蓄電器の充電状態および蓄電器の温度にそれぞれ相当するとともに、第2実施形態における車速VPおよび要求トルクTRQが、本発明におけるハイブリッド車両の走行状態に相当する。
 以上のように、第2実施形態によれば、エンジン3のクランク軸3aと第1変速機構11の第1入力軸13とが、第1クラッチC1によって互いに係合するとともに、クランク軸3aと第2変速機構31の第2入力軸32との係合が第2クラッチC2で解放されているときには、エンジン動力は、第1変速機構11の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。また、クランク軸3aと第1入力軸13との係合が第1クラッチC1で解放されるとともに、クランク軸3aと第2入力軸32が第2クラッチC2によって互いに係合しているときには、エンジン動力は、第2変速機構31の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。また、モータ動力は、第1変速機構11の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。
 さらに、エンジン回転数NEおよび要求ENGトルクTRQEに対して総合燃料消費率を変速段ごとに規定する基本総合燃料消費マップを、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じて補正することにより、エンジン走行モードにおける総合燃料消費率を規定する第1総合燃料消費マップが設定される。したがって、エンジン走行モードにおける総合燃料消費率を、変速段ごとに異なる動力伝達効率に応じて適切に規定することができる。
 また、複数の変速段間の動力伝達効率の差と、電動機による内燃機関のアシストを行ったときの電動機の駆動効率とに応じて、上記の基本総合燃料消費マップを補正することにより、アシスト走行モード用の第2総合燃料消費マップが設定される。また、複数の変速段間の動力伝達効率の差と、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行ったときの電動機の発電効率とに応じて、基本総合燃料消費マップを補正することにより、充電走行モード用の第2総合燃料消費マップが設定される。したがって、アシスト走行モードにおける総合燃料消費率を、変速段ごとに異なる動力伝達効率、および電動機の駆動効率に応じて、適切に規定することができる。同様に、充電走行モードにおける総合燃料消費率を、変速段ごとに異なる動力伝達効率、および電動機の充電効率に応じて、適切に規定することができる。
 そして、エンジン走行モード中には第1総合燃料消費マップに基づいて、アシスト走行モードおよび充電走行モード中には第2総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速段から、総合燃料消費率が最も小さな変速段が選択される。したがって、それぞれの変速段における動力伝達効率や、モータ4の発電効率、駆動効率に応じて、複数の変速段から、総合燃料消費率が最小になるような変速段を適切に選択することができ、それにより、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、第1変速機構11(奇数段)および第2変速機構31(偶数段)では、後者の方がギヤの噛み合い数が多く、また、偶数段の場合には、アイドラギヤ37を介してリバース軸42が連れ回されるため、より大きな損失が発生する。この損失は、摩擦損失や各ギヤの潤滑油をかき回すことなどにより発生するものであり、通常3%程度になる。摩擦損失は、熱損失に変換される。また、前述したプレシフトを実施した場合には、駆動輪DWにエンジン動力を伝達する第2変速機構31に加え、第1変速機構11が、出力軸21を介して係合した状態で連れ回されており、モータ4を回転させる動力などが余分に必要になる。これに対して、第2実施形態によれば、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの変速段の動力伝達効率に応じて適切に規定された総合燃料消費率を用いて変速段を選択できるので、上述したハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができるという効果を、有効に得ることができる。
 さらに、バッテリ52からモータ4に供給可能な電力量が小さいときに、モータ4によるエンジ3のアシストを制限する量を補正するので、当該アシストを適切に制限することができる。また、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上のときに、モータ4の出力を制限するので、バッテリ温度TBの上昇を抑えることができる。
 さらに、充電状態SOCが下限値以下のときに、強制回生モードが選択されることによって、モータ4による回生が強制的に行われる。したがって、バッテリ52の過放電を回避することができる。また、この強制回生モード中、変速段の選択が、前述した第2総合燃料消費マップに代えて、第3総合燃料消費マップ(図示せず)を用いて行われる。第3総合燃料消費マップは、図12に示す基本総合燃料消費マップを、複数の変速段間の動力伝達効率の差および強制回生モードにおけるモータ4の発電効率などに応じて補正することにより設定されたものである。したがって、強制回生モードに見合った適切な第3総合燃料消費マップを用いて、変速段を選択することができる。
 また、第1および第2総合燃料消費マップは、変速段ごとの領域に区分されており、これらの領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられている。これにより、アップシフトおよびダウンシフトのハンチングが発生するのを防止することができる。
 さらに、カーナビゲーションシステム66に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報を表すデータに基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況が予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されているときには、モータ4の高い発電効率が得られるような変速段を選択でき、上り坂を走行すると予測されているときには、より大きなトルクを出力することができる低速側の変速段を選択できるとともに、EV走行モード中で、かつ、ハイブリッド車両Vがクルーズ走行に移行すると予測されているときには、EV走行モードに適した変速段を選択することができる。
 また、アシスト走行モード中および充電走行モード中、第2変速機構31によりエンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達することでハイブリッド車両Vが走行している場合において、第1変速機構11の変速段を選択するときには、モータ4によるアシストまたは回生を行うべきか否かに応じて、複数の変速段から、総合燃料消費率が最小になる変速段が選択される。これにより、モータ4によるアシストおよび回生に適した第1変速機構11の変速段を選択することができる。例えば、第2変速機構31の変速段が4速段であり、かつ、第1変速機構11の複数の変速段として、モータ4のアシストを行うのであれば5速段を、回生を行うのであれば3速段を、それぞれ選択することができる。
 さらに、ハイブリッド車両Vの走行モードとして、パドルシフトモードおよびスポーツモードの一方が選択されているとき、すなわち、運転者が運転感覚や加速感を優先してハイブリッド車両Vを運転していると推定されるときには、モータ4によるエンジン3のアシストが行われる。これにより、選択された走行モードに見合ったより大きなトルクを駆動輪DWに伝達することができる。
 また、トルクリップル電力、すなわちトルクリップルを打ち消すためにモータ4で消費される電力にさらに応じて基本総合燃料消費マップを補正することにより、第1および第2総合燃料消費マップを設定するので、この電力の損失分にさらに応じて、総合燃料消費率を適切に規定することができる。
 さらに、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ならびに、モータ4の三相コイルにおける損失にさらに応じて基本総合燃料消費マップを補正することにより、第2総合燃料消費マップを設定するので、これらの損失にさらに応じて、総合燃料消費率を適切に規定することができる。
 また、アシスト走行モード中および充電走行モード中、第2総合燃料消費マップ(図13)を、検出された車速VPおよび要求トルクTRQに応じて検索することにより、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの変速段が選択される。第2総合燃料消費マップは、モータ4における鉄損および銅損、ステータ4aの三相コイルの損失、ならびに複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じて、基本総合燃料消費マップを補正することにより設定される。また、基本総合燃料消費マップは、エンジン3の効率、すなわちエンジン3における損失に基づいて設定される。
 以上から明らかなように、第2総合燃料消費マップは、エンジン3における損失、モータ4における損失、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける変速段ごとの損失に応じ、総合燃料消費率を、車速VPおよび要求トルクTRQに対して、変速段ごとに規定したものである。また、前述したように、総合燃料消費率は、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両Vの走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、ハイブリッド車両Vにおける燃料から走行エネルギへの総合変換効率の逆数に相当する。したがって、エンジン3における損失、モータ4における損失、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける変速段ごとの損失に応じて、ハイブリッド車両Vの総合変換効率を適切に規定することができる。
 また、この第2総合燃料消費マップを車速VPおよび要求トルクTRQに応じて検索することにより、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの変速段を選択するので、複数の変速段から、総合変換効率が最も高くなる変速段を適切に選択することができ、それにより、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、本発明は、前述した図10に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。このハイブリッド車両V’に本発明を適用した場合にも、運転モードの選択や、変速段の選択、走行モードの選択が、上述した第2実施形態による制御装置の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した第2実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、変速機構71を、エンジン動力およびモータ動力の双方を変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成しているが、エンジン動力のみを変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。さらに、変速機構71として、有段式の自動変速機を用いているが、変速比を段階的に変更可能な無段式の自動変速機(CVT)を用いてもよい。
 なお、本発明は、説明した第2実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第2実施形態では、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する量の補正を、バッテリ52からモータ4に供給可能な電力量に応じて行っているが、これに代えて、または、これとともに、モータ4が出力可能な動力に応じて行ってもよい。この場合、モータ4が出力可能な動力は、充電状態SOCや、センサなどで検出されたモータ4の温度などに応じて求められる。また、第2実施形態では、モータ動力の制限を、バッテリ温度TBが所定温度以上のときに行っているが、これに代えて、または、これとともに、センサなどで検出されたモータ4の温度が対応する所定の温度以上のときに行ってもよい。それにより、モータ4の温度の上昇を抑えることができる。
 さらに、第2実施形態では、第1および第2総合燃料消費マップを、所定値とみなされた各種のパラメータに応じて基本総合燃料消費マップを補正することにより予め設定しているが、次のようにして設定してもよい。すなわち、基本総合燃料消費マップをROMなどの記憶手段に記憶し、これら各種のパラメータを、リアルタイムで算出するとともに、算出された各種のパラメータに応じて基本総合燃料消費マップを、リアルタイムで補正することにより、第1および第2総合燃料消費マップを設定(更新)してもよい。この場合、各種のパラメータであるバッテリ52の充電効率および放電効率は、例えば、バッテリ温度TBに応じて、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。なお、各種のパラメータの算出にあたっては、マップを用いずに、所定の数式を用いてもよい。
 また、第2実施形態では、第2総合燃料消費マップを、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの複数の変速段の組合わせに対応する複数のマップで構成しているが、例えば、次のようにして構成してもよい。すなわち、第1総合燃料消費マップと同様、これらの複数のマップを重ね合わせることによって、単一の第2総合燃料消費マップを構成するとともに、この重ね合わせの際、第2総合燃料消費マップにおいて、複数の変速段間で最も小さい総合燃料消費率が得られるように、それぞれの変速段の領域を設定してもよい。
 さらに、第2実施形態では、ハイブリッド車両V、V’の総合燃料消費を表すパラメータとして、総合燃料消費率を用いているが、総合燃料消費量を用いてもよい。また、第2実施形態では、基本総合燃料消費マップ(図12)を規定するためのパラメータとして、エンジン回転数NEおよび要求ENGトルクTRQEを用いているが、エンジン回転数NEに代えて車速または駆動輪の回転数を、要求ENGトルクTRQEに代えてハイブリッド車両の駆動力(N・m/s)または負荷(馬力)を、それぞれ用いてもよい。
 さらに、第2実施形態では、充電走行モード用およびアシスト走行モード用の第2燃料消費マップを得るために、モータ4の発電効率に応じた補正および駆動効率に応じた補正をそれぞれ行っているが、これらの補正の一方のみを行ってもよい。また、第2実施形態では、第1総合燃料消費マップを得るために、第1および第2変速機構11、31のそれぞれにおける複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じた補正を行っているが、第1および第2変速機構11、31の一方における複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じた補正を行ってもよい。さらに、第2実施形態は、走行モードとして、パドルシフトモードおよびスポーツモードの両方を含むハイブリッド車両V、V’に、本発明を適用した例であるが、本発明は、パドルシフトモードおよびスポーツモードの一方を含むハイブリッド車両にも適用可能である。
 次に、図14~図17を参照しながら、本発明の第3実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。第3実施形態による制御装置は、第1実施形態で説明したハイブリッド車両Vに適用されたものであり、第1実施形態で述べたECU2や各種のセンサ60~66などの構成は、第1実施形態と同じである。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
 第3実施形態では、前述したエンジン走行モード、アシスト走行モードまたは充電走行モードの選択は、次のようにして行われる。エンジン走行モードでは、エンジントルクは、BSFCボトムトルクになるように制御される。図15は、エンジン回転数NEおよびエンジン要求トルクTREに対して、エンジン3の燃料消費率を規定した燃料消費率マップである。同図に示すように、BSFCボトムトルクは、エンジン3の変速段と車速VPによって定まるエンジン回転数NEに対して、エンジン3の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
 このため、走行モードの選択は、基本的には、BSFCボトムトルクと要求トルクTRQとの大小関係に応じて行われ、両者がほぼ一致しているときには、エンジン走行モードが選択される。また、BSFCボトムトルクが要求トルクTRQよりも小さいときには、エンジントルクの不足分を補うために、アシスト走行モードが選択され、BSFCボトムトルクが要求トルクTRQがよりも大きいときには、エンジントルクの余剰分を回生するために、充電走行モードが選択される。
 次に、図14を参照しながら、本発明の第3実施形態によるエンジン3およびモータ4の制御処理について説明する。本処理は、走行モードとしてアシスト走行モードまたは充電走行モードが選択されているときに、ECU2により、所定時間ごとに実行される。
 本処理ではまず、ステップ101において、アクセル開度APに応じて要求トルクTRQを算出する。次に、エンジン回転数NEに応じ、図15の燃料消費率マップを検索することによって、BSFCボトムトルクを算出する(ステップ102)。次いで、エンジン3の目標トルクTRECMDを、算出されたBSFCボトムトルク(最適点)に設定する(ステップ103)。
 次に、選択された走行モード、車速VP、エンジン3の変速段、および算出されたBSFCボトムトルクなどに応じて、エンジン3の効率、モータ4の効率、第1および第2変速機11、31の効率、およびバッテリ52の効率をそれぞれ算出する(ステップ104)。次に、算出されたこれらの効率を用い、所定の式によって、ハイブリッド車両Vの総合効率TEを算出する(ステップ105)。
 この総合効率TEは、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、最終的にハイブリッド車両Vの走行エネルギに変換されるまでの総合的な効率に相当する。なお、充電走行モードのときには、総合効率TEを算出する際の要素として、EV予測効率が加えられる。このEV予測効率は、充電走行モードにおいて充電された電力を将来のアシスト走行モードなどにおいて使用するときのモータ4の駆動効率、バッテリ52の放電効率と、第1および第2変速機構11、31の動力伝達効率を互いに乗算した予測値である。
 次に、総合効率TEが最大になる最大効率エンジントルクTREMAXを算出する(ステップ106)。その算出は、例えば次のようにして行われる。まず、図16に示すように、エンジントルクをBSFCボトムトルクから上下方向にずらしながら、他の条件が同じであるときの複数の総合効率TEを、上述したようにしてそれぞれ算出する。そして、算出された複数の総合効率TEの変化状態から、例えば勾配法を用いて、総合効率TEのピーク位置を求め、さらにこのピーク位置に相当するエンジントルクを、最大効率エンジントルクTREMAXとして求める。
 次に、エンジン3の目標トルクTRECMDを、算出された最大効率エンジントルクTREMAXに設定し(ステップ107)、BSFCボトムトルクから移動する。次に、ステップ101で算出された要求トルクTRQとエンジン3の目標トルクTRECMDとの差分を、モータ4の目標トルクTRMCMDとして設定する(ステップ108)。
 次いで、ステップ107で設定されたエンジン3の目標トルクTRECMDが得られるように、エンジン3の動作を制御する(ステップ109)。また、モータ4の目標トルクTRMCMDに基づき、モータ4の動作を制御し(ステップ110)、本処理を終了する。この場合、アシスト走行モードのときには、要求トルクTRQに対するエンジントルクの不足分を吸収するように、モータ4による力行が行われ、充電走行モードのときには、要求トルクTRQに対するエンジントルクの余剰分を吸収するように、モータ4による回生が行われる。
 なお、上述したモータ4の動作を制御する場合において、エンジン動力が第2変速機構31によって変速されているときには、車速VPおよび要求トルクTRQに応じ、図17に示すモータ側効率マップを検索することによって、モータ動力の変速段を選択する。このモータ側効率は、アシスト走行モードにおいてモータ4により力行を行う場合には、バッテリ52の放電効率、モータ4の駆動効率および第1変速機構11の動力伝達効率を含み、充電走行モードにおいてモータ4により回生を行う場合には、第1変速機構11の動力伝達効率、モータ4の発電効率およびバッテリ52の充電効率を含む。図17の上側がアシスト走行モード(力行)の領域、下側が充電走行モード(回生)の領域である。
 このモータ側効率マップは、次のようにして設定される。まず、第1変速機構11の変速段ごとに、車速VPおよび要求トルクTRQに対してモータ側効率を規定した基本マップ(図示せず)をそれぞれ作成する。次に、これらの基本マップをすべて重ね合わせ、それらのうち、最大のモータ側効率を示す部分を残すとともに、変速段間を境界線で区分することによって、モータ側効率マップが設定される。
 したがって、このモータ側効率マップを検索し、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせに相当する変速段を求めることによって、第1変速機構11の変速段のうち、モータ動力の変速段として、最も高いモータ側効率が得られる変速段を選択することができる。
 また、ECU2は、検出されたバッテリ52の充電状態SOCが所定値以下のときには、充電状態SOCを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 さらに、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、モータ4の出力を制限し、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する。この場合、アシストの制限分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 また、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム66から入力された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速段の選択を行う。
 以上のように、第3実施形態によれば、車速VPおよびエンジン動力の変速段に応じてBSFCボトムトルクを算出する(図14のステップ102)とともに、エンジン3の目標トルクTRECMDをBSFCボトムトルクに設定する(ステップ103)。また、ハイブリッド車両の総合効率TEが最大になる最大効率エンジントルクTREMAXを算出し、エンジン3の目標トルクTRECMDを、BSFCボトムトルクから、最大効率エンジントルクTREMAXに移動する(ステップ107)。
 そして、移動された目標トルクTRECMDが得られるように、エンジン3の動作を制御するとともに、要求トルクTRQと移動されたエンジン3の目標トルクTRECMDとの差分(=モータ4の目標トルクTRMCMD)を、モータ4による力行または回生によって補充または吸収するように、モータ4の動作を制御する。このように、エンジン3の目標トルクTRECMDおよびモータ4の目標トルクTRMCMDを適切に配分することにより、エンジン3の燃料消費率を抑制しながら、ハイブリッド車両V全体としての効率を最大に制御でき、ハイブリッド車両Vの燃費を最大限、向上させることができる。
 また、第1および第2変速機構11、31の動力伝達効率が互いに異なる場合においても、そのような動力伝達効率の相違がハイブリッド車両Vの総合効率TEに反映されるので、上述した効果を有効に得ることができる。
 さらに、ハイブリッド車両Vの総合効率TEを算出する際の効率として、エンジン3、第1および第2変速機構11、31、モータ4およびバッテリ52の各効率を含むので、これらの構成要素における損失を反映させながら、総合効率TEを精度良く算出でき、それに応じて、内燃機関の目標駆動力の移動を適切に行えることで、ハイブリッド車両の燃費をさらに向上させることができる。
 また、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおいてモータ4の動作を制御する場合、エンジン動力が第2変速機構31によって変速されているときには、図17のモータ側効率マップを検索することにより、第1変速機構11の変速段のうち、モータ動力の変速段として、最も高いモータ側効率が得られる変速段を選択する。したがって、モータ側効率が最も高い状態で、モータ4による力行または回生をより効率良く行うことができる。
 さらに、バッテリ52の充電状態SOCが所定値以下のときに、充電走行モードにおいて、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御するので、低下したバッテリ52の充電状態SOCを確実に回復させることができる。また、バッテリ温度TBが所定温度以上のときに、モータ4の出力を制限するので、バッテリ温度TBの上昇を抑制することができる。
 さらに、カーナビゲーションシステム66からのデータに基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測し、その結果に応じて変速段を選択するので、予測されるハイブリッド車両の走行状況に適した変速段をあらかじめ選択することができる。例えば、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されるときには、モータ4の高い発電効率が得られるような変速段を選択し、上り坂を走行すると予測されるときには、より大きなトルクを出力することが可能な低速側の変速段を選択することができる。
 次に、図18を参照しながら、本発明の第4実施形態によるエンジン3およびモータ4の制御処理について説明する。本処理は、図14の制御処理と同様、走行モードとして、アシスト走行モードまたは充電走行モードが選択されているときに、ECU2により、所定時間ごとに実行される。
 本処理ではまず、図14のステップ101~103と同様にして、ステップ111~113を実行し、要求トルクTRQおよびBSFCボトムトルクを算出するとともに、エンジン3の目標トルクTRECMDをBSFCボトムトルク(最適点)に設定する。
 次に、検出されたモータ回転数NMOTに応じ、図19に示すモータ効率マップを検索することによって、最大効率モータトルクTRMMAXを算出する(ステップ114)。このモータ効率マップは、モータ回転数NMOTおよびモータ要求トルクTREに対して、モータ4の効率を規定したものである。また、最大効率モータトルクTRMMAXは、モータ回転数NMOTに対し、モータ4の最大効率が得られるトルク(最適点)であり、エンジン3におけるBSFCボトムトルクに対応する。モータ効率マップの上側がアシスト走行モード(力行)の領域、下側が充電走行モード(回生)の領域である。
 次いで、モータ4の目標トルクTRMCMDを、算出された最大効率モータトルクTRMMAXに設定する(ステップ115)。また、エンジン3の目標トルクTRECMDを、ステップ111で算出された要求トルクTRQと最大効率モータトルクTRMMAXとの差(=TRQ-TRMMAX)に設定し(ステップ116)、BSFCボトムトルクから移動する。
 次に、ステップ116で設定されたエンジン3の目標トルクTRECMDが得られるように、エンジン3の動作を制御する(ステップ117)とともに、モータ4の目標トルクTRMCMDに基づき、モータ4の動作を制御し(ステップ118)、本処理を終了する。
 以上のように、第4実施形態によれば、モータ回転数NMOTに応じて最大効率モータトルクTRMMAXを算出する(ステップ114)とともに、モータ4の目標トルクTRMCMDを最大効率モータトルクTRMMAXに設定する(ステップ115)。また、エンジン3の目標トルクTRECMDを、要求トルクTRQとモータ4の目標トルクTRMCMとの差に設定し(ステップ116)、BSFCボトムトルクから移動する。
 したがって、エンジン3の燃料消費率だけでなく、モータ4の効率を反映させながら、エンジン3の目標トルクTQECMDおよびモータ4の目標トルクTRMCMDを適切に配分することができる。その結果、エンジン3の燃料消費率およびモータ4における損失を抑制しながら、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 なお、上述した例では、モータ4の目標トルクTRMCMDを最大効率モータトルクTRMMAX(最適点)に優先的に設定し、その結果に応じて、エンジン3の目標トルクTRECMDをBSFCボトムトルク(最適点)から移動しているが、これに限らず、エンジン3およびモータ4に対してトルクの重み付けをあらかじめ行い、その重み付けに従って、両目標トルクTRECMDおよびTRMCMDを、それぞれの最適点から移動するようにしてもよい。
 また、本発明は、前述した図10に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。このハイブリッド車両V’に本発明による制御装置を適用した場合にも、走行モードや変速段の選択が、上述した第3または第4実施形態による制御装置の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した第3または第4実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、変速機構71を、エンジン動力およびモータ動力の双方を変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成しているが、エンジン動力のみを変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成してもよい。あるいは、エンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。
 なお、本発明は、説明した第3および第4実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第3および第4実施形態では、移動前のエンジン3の目標トルクTRECMDを、BSFCボトムトルク、すなわちエンジン3の最小の燃料消費率が得られるトルクに設定しているが、これに限らず、エンジン3の最小の燃料消費量が得られるトルクに設定してもよい。また、モータ4の出力の制限を、バッテリ温度TBが所定温度以上のときに行っているが、これに代えて、または、これとともに、センサなどで検出されたモータ4の温度がそれに対する所定温度以上のときに行ってもよい。それにより、モータ4の温度の上昇を抑制することができる。
 次に、図20~図22を参照しながら、本発明の第5実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。第5実施形態による制御装置は、第1実施形態で説明したハイブリッド車両Vに適用されたものであり、第1実施形態で述べたECU2や各種のセンサ60~66などの構成は、第1実施形態と同じである。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
 第5実施形態におけるエンジン動力およびモータ動力の変速段の選択、および運転モードの選択について説明する。まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率TSFCについて説明する。この総合燃料消費率TSFCは、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両Vの走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Vの燃費がより良いことを示す。
 総合燃料消費率TSFCは、エンジン走行モードのときには、エンジン3へのハイブリッド車両Vの走行用の供給燃料量、エンジン3の効率および第1および第2変速機構11、31の効率を用いて算出される。
 また、総合燃料消費率TSFCは、アシスト走行モードのときには、上記の3つのパラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ52に充電するためにエンジン3に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ52の放電効率、モータ4の駆動効率および第1および第2変速機構11、31の効率を用いて算出される。
 さらに、総合燃料消費率TSFCは、充電走行モードのときには、上記の3つのパラメータに加えて、エンジン3へのモータ4による充電用の供給燃料量、エンジン3の効率、第1および第2変速機構11、31の効率、モータ4の発電効率、バッテリ52の充電効率、およびバッテリ52の電力を将来的にモータ4の動力に変換するときの効率である予測効率を用いて算出される。
 以上のように算出される総合燃料消費率TSFCは、エンジン3の燃料消費率だけでなく、第1および第2変速機構11、31の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ4の駆動効率および発電効率やバッテリ52の放電効率および充電効率などを反映する。
 図20および図21は、変速パターンおよび運転モードの選択に用いられる総合燃料消費率マップを示す。このような総合燃料消費率マップは、実際には、エンジン動力の変速段とモータ動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに設定され、ECU2に記憶されている。図20はそのうちのエンジン動力およびモータ動力の変速段がいずれも3速段の例であり、図21はエンジン動力が4速段、モータ動力の変速段が3速段の例である。
 これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、車速VPおよび要求トルクTRQに対して、総合燃料消費率TSFCを規定しており、エンジン3、モータ4、第1および第2変速機構11、31やバッテリ52の効率などをあらかじめ実験によって求め、これらのパラメータを用いて前述した方法で算出した総合燃料消費率TSFCを、マップ化したものである。総合燃料消費率マップには、BSFCボトムトルクを結ぶBSFCボトムラインが示されており、その上側がアシスト走行モードの領域であり、下側が充電走行モードの領域である。
 図22は、上述した総合燃料消費率マップを用い、変速パターンおよび運転モードを選択する処理を示す。本処理は、ECU2により、所定時間ごとに実行される。
 本処理ではまず、ステップ201において、車速VPおよび要求トルクTRQに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、総合燃料消費率TSFC1~TSFCnを算出する。次に、ステップ202において、算出した総合燃料消費率TSFC1~TSFCnから、それらの最小値TSFCminをピックアップする。
 次に、ステップ203において、最小値TSFCminに基づいて、変速パターンを選択する。具体的には、最小値TSFCminを規定する総合燃料消費率マップを特定するとともに、その総合燃料消費率マップに対応する変速パターンを、変速パターンとして選択する。
 次に、ステップ204において、最小値TSFCminに基づいて、運転モードを選択し、本処理を終了する。具体的には、特定された総合燃料消費率マップにおいて、最小値TSFCminがほぼBSFCボトムライン上に位置するときには、運転モードとして、エンジン走行モードを選択する。また、最小値TSFCminがBSFCボトムラインの上側に位置するときには、アシスト走行モードを選択し、下側に位置するときには、充電走行モードを選択する。
 また、充電走行モード中、要求トルクTRQが所定値以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第1変速機構11による奇数段に設定される。
 また、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、モータ4の出力を制限し、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する。この場合、アシストを制限した分を補うように、エンジントルクを増大させる。また、EV走行モード中、バッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、EV走行モードを禁止し、走行モードを、エンジン走行モード、充電走行モードまたはアシスト走行モードに切り換える。また、アシスト走行モードに切り換えたときには、上記のようにモータ4の出力が制限される。
 また、ECU2は、検出されたバッテリ52の充電状態SOCが下限値SOCL以下のときには、充電状態SOCを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 さらに、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム66に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択する。
 以上のように、第5実施形態によれば、車速VPおよび要求トルクTRQに応じ、総合燃料消費率マップに基づいて、すべての変速パターンから、総合燃料消費率TSFCが最も小さな変速パターンを選択する。したがって、選択された変速パターンを用いてハイブリッド車両Vを運転することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができ、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、充電走行モードのときには、総合燃料消費率TSFCを、エンジン3へのモータ4による充電用の供給燃料量、エンジン3の効率、第1および第2変速機構11、31の効率、モータ4の発電効率、バッテリ52の充電効率、およびバッテリ52の電力を将来的にモータ4の動力に変換するときの予測効率を用いて算出する。したがって、これらの効率を反映させながら、ハイブリッド車両Vの総合燃料消費率TSFCを精度良く算出することができる。
 また、充電走行モード中、要求トルクTRQが所定値TRQL以下のときには、エンジン動力およびモータ動力の変速段はいずれも、第1変速機構11による奇数段に設定されるので、エンジン3からモータ4までの動力伝達経路における動力損失を低減し、その影響を小さくすることができ、バッテリ52の充電効率を向上させることができる。
 また、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上のときに、モータ4の出力を制限するので、バッテリ温度TBの上昇を抑えることができる。また、検出されたバッテリ52の充電状態SOCが下限値SOCL以下のときに、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御するので、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
 さらに、カーナビゲーションシステム66で予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量が最も大きな変速パターンを選択することができる。
 なお、本発明は、説明した第5実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第5実施形態では、総合燃料消費率マップは、すべての変速パターンと同じ数だけ設定されているが、それらを重ね合わせ、より少ない数のマップに統合してもよい。また、総合燃料消費率マップを、第2実施形態と同様、トルクリップル電力(トルクリップルを打ち消すためにモータ4で消費される所定の電力)や、モータ4における鉄損および銅損、PDU51における損失、ステータ4aの三相コイルの損失等に応じて補正してもよい。
 また、前述した実施形態では、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第1および第2変速機構11、31として、変速された動力を駆動輪DWに伝達するための出力軸21が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第1~第4シンクロクラッチSC1~SC4を、第1入力軸13および第2入力中間軸33ではなく、出力軸に設けてもよい。また、実施形態では、クラッチC、第1および第2クラッチC1、C2は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
 さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスDCモータであるモータ4を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばACモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ52であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン3を用いているが、ディーゼルエンジンや、LPGエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
産業上の利用の可能性
 本発明は、ハイブリッド車両を効率よく走行させ、それにより、燃費を向上させる上で、極めて有用である。
  V ハイブリッド車両
  V’ハイブリッド車両
 DW 駆動輪
  1 制御装置
  2 ECU
  3 内燃機関
 3a クランク軸
  4 電動機
 11 第1変速機構
 C1 第1クラッチ
 13 第1入力軸
 31 第2変速機構
 32 第2入力軸
 C2 第2クラッチ
 51 PDU
 52 バッテリ
 62 電流電圧センサ
 63 バッテリ温度センサ
 66 カーナビゲーションシステム
 71 変速機構
 ENE_eng1 機関燃料エネルギ
 ENE_eng2 機関駆動エネルギ
     Eeng 機関効率
    Etm_d 変速機構の駆動効率
    Etm_c 変速機構の充電効率
   Emot_d モータ駆動効率
   Emot_c モータ充電効率
  Ebat_cd バッテリの充放電効率
     Ehat 予測効率
 ENE_mot1 モータ充放電エネルギ
 ENE_mot2 駆動充電エネルギ
ENE_chave 過去平均充電量
   TE_eng エンジン走行総合効率
    TE_ch 充電走行総合効率
  TE_asst アシスト走行総合効率
    TE_ev EV走行総合効率
      TRQ 要求トルク
       VP 車速
      SOC 充電状態
       TB バッテリ温度
   TRECMD エンジンの目標トルク
       TE ハイブリッド車両の総合効率
   TREMAX 最大効率エンジントルク
   TRMCMD モータの目標トルク
   TRMMAX 最大効率モータトルク
     TSFC 総合燃料消費率

Claims (26)

  1.  動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力を授受可能な蓄電器と、前記内燃機関および前記電動機の動力を変速しながら駆動輪に伝達する変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記内燃機関から前記駆動輪に伝達されるエネルギである機関駆動エネルギを、機関効率および前記変速機構の駆動効率を用いて算出する機関駆動エネルギ算出手段と、
     前記電動機から前記駆動輪に伝達されるエネルギである電動機駆動エネルギを、前記蓄電器への現時点までの充電効率を反映させた充電量である過去充電量、前記蓄電器の充放電効率、前記電動機の駆動効率および前記変速機構の前記駆動効率を用いて算出する電動機駆動エネルギ算出手段と、
     前記内燃機関の動力が前記電動機で電力に変換されることによって前記蓄電器への充電が実行されたときの電気エネルギである充電エネルギを、前記機関効率、前記変速機構の充電効率、前記電動機の充電効率および前記蓄電器内の電力を使用すると予測したときの効率である予測効率を用いて算出する充電エネルギ算出手段と、
     前記機関駆動エネルギ、前記電動機駆動エネルギおよび前記充電エネルギを用いて、前記ハイブリッド車両全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータを算出する総合効率パラメータ算出手段と、
     前記ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータが高い走行モードを、前記複数の走行モードから選択する走行モード選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2.  前記変速機構は複数の変速段を有し、
     前記複数の総合効率パラメータは、前記変速機構の前記変速段ごと算出され、
     前記複数の走行モードは、前記ハイブリッド車両を前記内燃機関の動力のみで走行させるエンジン走行モード、前記ハイブリッド車両を前記電動機の動力のみで走行させるEV走行モード、前記内燃機関の動力と前記電動機の動力とによって前記ハイブリッド車両を走行させるアシスト走行モード、前記内燃機関の動力によって前記駆動輪の駆動と前記電動機による前記蓄電器への充電とを同時に行う充電走行モードを含み、
     前記走行モード選択手段は、前記走行状態パラメータに応じて、前記変速段ごとに算出された前記複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値が得られるように、前記走行モードとして、前記エンジン走行モード、前記EV走行モード、前記アシスト走行モードおよび前記充電走行モードのいずれか1つを選択することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3.  前記過去充電量は、前記蓄電器への充電に用いた燃料量を電力量に換算した値、前記機関効率、前記変速機構の充電効率および前記電動機の充電効率を用いて算出された現時点までの充電量の平均値であることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4.  前記予測効率は、前記蓄電器の充放電効率、前記電動機の駆動効率および前記変速機構の駆動効率を用いて算出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両の制御装置。
  5.  動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力を授受可能な蓄電器と、当該内燃機関および当該電動機の動力を複数の変速段で変速しながら駆動輪に伝達する変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記内燃機関の動力によって前記電動機による前記蓄電器への充電が実行されたときの、当該充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値を、過去充電量として記憶する過去充電量記憶手段と、
     前記ハイブリッド車両全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータを、前記変速段ごとに算出するとともに、前記電動機の動力によって前記駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータを、前記記憶された過去充電量を用いて算出する総合効率パラメータ算出手段と、
     前記ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータに応じて、前記変速段ごとに算出された前記複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードを選択する走行モード選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力を授受可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記内燃機関の動力によって前記電動機による前記蓄電器への充電が実行されたときの、当該充電に用いた燃料量を電力量に換算した値の平均値を過去充電量として記憶する過去充電量記憶手段と、
     前記ハイブリッド車両全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータを、前記第1変速機構および前記第2変速機構の前記変速段ごとに算出するとともに、前記電動機の動力によって前記駆動輪を駆動する走行モードの総合効率パラメータを、前記記憶された過去充電量を用いて算出する総合効率パラメータ算出手段と、
     前記ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータに応じて、前記変速段ごとに算出された前記複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値を示す変速段での走行モードを選択する走行モード選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7.  前記蓄電器における充電量を検出する充電量検出手段と、
     当該充電量が所定量以下であるときに、前記電動機による前記蓄電器への充電動作の実行時間が長くなるように、前記内燃機関、前記電動機および前記変速機構の動作を補正する補正手段と、
     をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  8.  動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力を授受可能な蓄電器と、前記内燃機関および前記電動機の動力を変速しながら駆動輪に伝達する変速機構とを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記内燃機関から前記駆動輪に伝達されるエネルギである機関駆動エネルギを、機関効率および前記変速機構の駆動効率を用いて算出し、
     前記電動機から前記駆動輪に伝達されるエネルギである電動機駆動エネルギを、前記蓄電器への現時点までの充電効率を反映させた充電量である過去充電量、前記蓄電器の充放電効率、前記電動機の駆動効率および前記変速機構の前記駆動効率を用いて算出し、
     前記内燃機関の動力が前記電動機で電力に変換されることによって前記蓄電器への充電が実行されたときの電気エネルギである充電エネルギを、前記機関効率、前記変速機構の充電効率、前記電動機の充電効率および前記蓄電器内の電力を使用すると予測したときの効率である予測効率を用いて算出し、
     前記機関駆動エネルギ、前記電動機駆動エネルギおよび前記充電エネルギを用いて、前記ハイブリッド車両全体での総合効率を表す複数の総合効率パラメータを算出し、
     前記ハイブリッド車両の走行状態を表す走行状態パラメータに応じて、前記複数の総合効率パラメータがそれぞれ表す複数の総合効率のうちの最高値が得られる走行モードを、前記複数の走行モードから選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  9.  内燃機関と、発電可能な電動機と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を前記変速段ごとに規定する総合燃料消費マップを記憶する記憶手段と、
     前記第1および第2変速機構の少なくとも一方における前記複数の変速段間の動力伝達効率の差に応じて、前記総合燃料消費マップを補正する第1補正手段と、
     前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行ったときの前記電動機の発電効率、および、前記電動機による前記内燃機関のアシストを行ったときの前記電動機の駆動効率の少なくとも一方に応じて、前記総合燃料消費マップを補正する第2補正手段と、を備え、
     前記補正された総合燃料消費マップに基づいて、前記複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段を選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  10.  前記電動機は、蓄電器からの電力供給により駆動され、
     前記蓄電器から前記電動機に供給可能な電力量および前記電動機が出力可能な動力の少なくとも一方に応じて、前記電動機による前記内燃機関のアシストを制限する量が補正されることを特徴とする、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  11.  前記補正された総合燃料消費マップは、変速段ごとの領域に区分されており、当該領域には、アップシフト用とダウンシフト用との間でヒステリシスが設けられていることを特徴とする、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  12.  前記第2変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で前記ハイブリッド車両が走行している場合において、前記第1変速機構の変速段を選択するときに、前記電動機によるアシストまたは回生を行うべきか否かに応じて、前記複数の変速段から、総合燃料消費が最も小さな変速段を選択することを特徴とする、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  13.  前記ハイブリッド車両の走行モードには、パドルシフトモードおよびスポーツモードの少なくとも一方が含まれ、
     前記走行モードとして、前記パドルシフトモードおよび前記スポーツモードの前記少なくとも一方が選択されているときに、前記電動機による前記内燃機関のアシストが行われることを特徴とする、請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  14.  内燃機関と、発電可能な電動機と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記内燃機関における損失、前記電動機における損失、前記第1および第2変速機構のそれぞれにおける変速段ごとの損失に応じ、前記ハイブリッド車両の走行状態に対して、前記ハイブリッド車両における燃料から走行エネルギへの総合変換効率を前記変速段ごとに規定した所定のマップを、前記ハイブリッド車両の走行状態に応じて検索することにより、前記第1および/または第2変速機構の変速段を選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  15.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記変速段から、前記内燃機関の目標駆動力を当該内燃機関の燃料消費が最小になる最適点に設定する目標駆動力設定手段と、
     前記内燃機関の目標駆動力を、前記電動機の効率に応じて、前記最適点から移動する目標駆動力移動手段と、
     当該移動された内燃機関の目標駆動力が得られるように、前記内燃機関の動作を制御する内燃機関制御手段と、
     前記駆動輪に要求される要求駆動力と前記移動された前記内燃機関の目標駆動力との差分を、前記電動機による力行/回生によって補充/吸収するように、前記電動機の動作を制御する電動機制御手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  16.  前記内燃機関の動力が前記第2変速機構によって変速されているときに、前記電動機の動力の変速段として、前記第1変速機構の変速段のうち、最も高い電動機側効率が得られる変速段を選択することを特徴とする、請求項15に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  17.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記内燃機関の変速段から、当該内燃機関の目標駆動力を当該内燃機関の燃料消費が最小になる最適点に設定し、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記電動機の変速段から、前記電動機の目標駆動力を当該電動機の効率が最大になる最適点に設定し、
     前記内燃機関の目標駆動力を、前記駆動輪に要求される要求駆動力および前記設定された電動機の目標駆動力に基づいて、前記最適点から移動し、
     当該移動された内燃機関の目標駆動力が得られるように、前記内燃機関の動作を制御し、
     前記電動機の目標駆動力を力行/回生によって補充/吸収するように、前記電動機の動作を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  18.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶する記憶手段と、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択する変速パターン選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  19.  前記総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの予測効率を用いて算出されることを特徴とする、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  20.  前記第1クラッチが解放され、かつ前記第2クラッチが接続されている状態において、前記第2入力軸の動力が、前記第2変速機構および前記第1変速機構を介して、前記第1入力軸に伝達されるように構成されており、
     前記変速パターン選択手段は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記要求駆動力が所定値以下のときには、前記複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力の変速段が前記第1変速機構の変速段である変速パターンを選択することを特徴とする、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  21.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費を、前記内燃機関の動力の変速段と前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに規定した総合燃料消費マップを記憶し、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、前記総合燃料消費マップに基づいて、複数の変速パターンから、前記ハイブリッド車両の総合燃料消費が最も小さな変速パターンを選択し、
     前記総合燃料消費マップに記憶された総合燃料消費は、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生によって前記蓄電器を充電するときの効率、および前記蓄電器に充電された電力を前記電動機の動力に変換するときの効率を用いて算出されたものであり、
     前記第1クラッチが解放され、かつ前記第2クラッチが接続されている状態において、前記第2入力軸の動力が、前記第2変速機構および前記第1変速機構を介して、前記第1入力軸に伝達されるように構成されており、
     前記電動機による回生によって前記蓄電器の充電が行われている状態において、前記内燃機関の出力が所定値以下のときには、複数の変速パターンから、前記内燃機関の動力が前記第1変速機構により変速される変速パターンを選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  22.  前記蓄電器の温度として蓄電器温度を検出する蓄電器温度検出手段と、
     前記電動機の温度として電動機温度を検出する電動機温度検出手段と、
     前記蓄電器温度が第1所定温度以上であること、および前記電動機温度が第2所定温度以上であることの少なくとも一方が成立しているときに、前記電動機の駆動時の出力を制限する制限手段と、
     をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし7、9、15、18および19のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  23.  前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
     当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
     当該予測されたハイブリッド車両の走行状況にさらに応じて、前記変速段または前記走行モードの選択を行うことを特徴とする、請求項1、2、5、6、9、15、18および19のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  24.  前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記電動機による回生を強制的に行う強制回生モードが選択されることを特徴とする、請求項10、16および20のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  25.  前記総合燃料消費マップは、トルクリップルを打ち消すために前記電動機で消費される電力にさらに応じて補正されることを特徴とする、請求項9、18および21のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  26.  前記電動機は、三相コイルを有し、電気回路を介して接続された蓄電器からの電力供給により駆動され、
     前記総合燃料消費マップは、前記電動機における鉄損および銅損、前記電気回路における損失、ならびに、前記三相コイルにおける損失にさらに応じて補正されることを特徴とする、請求項9、18および21のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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