JP2011079409A - Hybrid vehicle and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、それぞれ走行用の動力を出力可能な内燃機関と電動機とを含むハイブリッド車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor each capable of outputting driving power and a control method thereof.
従来、この種のハイブリッド車両として、動力源としての内燃機関および第1の電動機と、内燃機関のクランク軸に連結される第2の電動機と、内燃機関内に潤滑油を循環させるポンプと、内燃機関の停止時間が所定時間を超えると内燃機関を始動させることなく第2の電動機により内燃機関をモータリングしてポンプを駆動させる制御装置とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車両では、内燃機関の停止時間が所定時間を超えた段階で内燃機関を始動させることなくポンプを駆動することにより、燃料の燃焼を伴うことなく内燃機関の各部に潤滑油を行き渡らせることができる。また、この種のハイブリッド車両として、内燃機関と第1および第2の電動機とを備え、内燃機関が停止された後のEV走行距離または蓄電装置の蓄電量に基づいてオイルポンプによる変速機構内の各部への潤滑油供給の要否判定を行い、潤滑油供給が必要な場合には、第1の電動機により内燃機関を回転駆動するか、あるいは内燃機関を始動させるものも知られている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, as this type of hybrid vehicle, an internal combustion engine and a first electric motor as power sources, a second electric motor connected to a crankshaft of the internal combustion engine, a pump for circulating lubricating oil in the internal combustion engine, and an internal combustion engine There is known a system including a control device that drives a pump by motoring an internal combustion engine with a second electric motor without starting the internal combustion engine when the engine stop time exceeds a predetermined time (for example, Patent Document 1). reference). In this hybrid vehicle, by driving the pump without starting the internal combustion engine when the stop time of the internal combustion engine exceeds a predetermined time, the lubricating oil can be distributed to each part of the internal combustion engine without burning the fuel. Can do. In addition, this type of hybrid vehicle includes an internal combustion engine and first and second electric motors, and includes an oil pump based on the EV travel distance after the internal combustion engine is stopped or the amount of power stored in the power storage device. It is also known to determine whether or not it is necessary to supply lubricating oil to each part, and when lubricating oil supply is necessary, the internal combustion engine is rotationally driven by a first electric motor or the internal combustion engine is started (for example, , See Patent Document 2).
更に、エンジンと、発電機と、駆動輪を駆動する出力軸と一体的に回転する電気モータと、発電機と連結された第1の歯車要素と電気モータの出力軸に連結された第2の歯車要素とエンジンと連結された第3の歯車要素とを有する差動歯車装置と、第1または第3の歯車要素および第2の歯車要素の各々にワンウェイクラッチを介して連結されるオイルポンプとを備え、エンジンの停止と電気モータの前進または後進駆動を検出したときに発電機をモータとして駆動してオイルポンプを作動させるハイブリッド車両も知られている(例えば、特許文献3参照)。また、メインシャフトに遊転自由に嵌合されたギヤを介して接続されたモータと、クラッチ機構によりメインシャフトとギヤとの断接を行う動力分割機構が介装された動力伝達系とを備え、モータによる回生制動または回生エネルギの利用が行なわれていない定常走行状態であって所定条件が成立しているときにモータを所定時間回転させ、それによりメインシャフトとギヤとが断状態にあってもギヤにより潤滑油を攪拌して動力伝達機構内部の潤滑を行うハイブリッド車両も知られている(例えば、特許文献4参照)。更に、駆動源としてのエンジンおよび電動機と、エンジンと駆動輪との間に接続された油圧式自動変速機と、油圧式自動変速機の変速を行うために必要な油圧を発生する電動オイルポンプとを備え、エンジンおよび電動オイルポンプを停止すると共に電動機を駆動源として走行している際に、所定の条件により電動オイルポンプを駆動してエンジン停止中に油圧式自動変速機への油圧を発生させるハイブリッド車両も知られている(例えば、特許文献5参照)。 Furthermore, an engine, a generator, an electric motor that rotates integrally with an output shaft that drives the drive wheels, a first gear element that is connected to the generator, and a second gear that is connected to the output shaft of the electric motor. A differential gear device having a gear element and a third gear element connected to the engine, and an oil pump connected to each of the first or third gear element and the second gear element via a one-way clutch There is also known a hybrid vehicle that operates an oil pump by driving a generator as a motor when engine stop and forward or reverse drive of an electric motor are detected (see, for example, Patent Document 3). A motor connected via a gear freely fitted to the main shaft; and a power transmission system including a power split mechanism for connecting and disconnecting the main shaft and the gear by a clutch mechanism. The motor is rotated for a predetermined time when the predetermined condition is satisfied when the regenerative braking by the motor or the use of regenerative energy is not performed, so that the main shaft and the gear are in a disconnected state. There is also known a hybrid vehicle in which lubricating oil is stirred by a gear to lubricate the power transmission mechanism (see, for example, Patent Document 4). Furthermore, an engine and an electric motor as drive sources, a hydraulic automatic transmission connected between the engine and drive wheels, and an electric oil pump that generates a hydraulic pressure necessary for shifting the hydraulic automatic transmission, When the engine and the electric oil pump are stopped and the electric motor is used as a drive source, the electric oil pump is driven under a predetermined condition to generate hydraulic pressure to the hydraulic automatic transmission while the engine is stopped. Hybrid vehicles are also known (see, for example, Patent Document 5).
上述のように、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行するEV走行中に内燃機関を回転駆動(モータリング)してオイルポンプを作動させたり、電動オイルポンプを駆動したりすれば、内燃機関を実際に運転しなくても潤滑対象に潤滑油を供給することができる。しかしながら、オイルポンプを作動させるための内燃機関の回転駆動(モータリング)や電動オイルポンプの駆動には電力を要することから、潤滑油の供給に伴って蓄電装置の蓄電量が減少することになり、その分だけEV走行距離が短くなってしまうおそれがある。また、上述のような潤滑油の供給は運転者の意図とは無関係に実行されるものであることから、EV走行中に電力消費を伴う潤滑油の供給が行われたことによりEV走行が早期に終了すると、運転者が違和感を覚えるおそれもある。そして、このような問題は、EV走行距離を延ばすべく家庭用電源といった外部電源からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド車両においても解消されるべきものである。 As described above, during the EV traveling where the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is driven by the power from the electric motor, the internal combustion engine is rotationally driven (motored) to operate the oil pump, or the electric oil pump is driven. For example, the lubricating oil can be supplied to the object to be lubricated without actually operating the internal combustion engine. However, since electric power is required for rotational driving (motoring) of the internal combustion engine for operating the oil pump and driving of the electric oil pump, the amount of power stored in the power storage device decreases with the supply of the lubricating oil. The EV travel distance may be shortened by that amount. In addition, since the supply of the lubricating oil as described above is performed regardless of the driver's intention, the EV traveling can be performed at an early stage by supplying the lubricating oil accompanied by power consumption during the EV traveling. If the process ends, the driver may feel uncomfortable. Such a problem should also be solved in a so-called plug-in hybrid vehicle equipped with a power storage device that can be charged with electric power from an external power source such as a household power source in order to extend the EV travel distance.
そこで、本発明は、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象の潤滑を可能とすることを主目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the main object of the present invention is to enable lubrication of an object to be lubricated without making the driver feel uncomfortable while stopping the operation of the internal combustion engine and extending the distance traveled by the power from the electric motor.
本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object.
本発明によるハイブリッド車両は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関からの動力により駆動されて潤滑媒体を所定の潤滑対象に供給する潤滑媒体供給手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを含むハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の運転停止中に、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータと閾値とを比較して前記内燃機関を始動すべきか否か判定する機関始動判定手段と、
前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記アクセル操作に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更する閾値変更手段と、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記機関始動判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関が運転または停止されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
The hybrid vehicle according to the present invention
An internal combustion engine capable of outputting traveling power, lubricating medium supply means driven by the power from the internal combustion engine to supply a lubricating medium to a predetermined lubrication target, an electric motor capable of outputting traveling power, A hybrid vehicle including an electric motor and a power storage means capable of exchanging electric power,
An engine start determining means for comparing whether or not the internal combustion engine should be started by comparing a threshold value with a parameter that varies according to a driver's accelerator operation while the internal combustion engine is stopped;
When the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine, the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine, according to the accelerator operation. Threshold changing means for changing the threshold so that the internal combustion engine is easily started;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for traveling;
Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that a torque based on the required torque is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the engine start determination means;
Is provided.
このハイブリッド車両では、内燃機関の運転停止中に、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータと閾値とを比較することにより内燃機関を始動すべきか否かが判定され、当該判定結果に応じて内燃機関が運転または停止されると共に走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。そして、内燃機関の運転停止中に潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときには、内燃機関の運転停止中に潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べてアクセル操作に応じて内燃機関が始動されやすくなるように上記パラメータと比較される閾値が変更される。これにより、内燃機関の運転停止中に潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるようになると、運転者による継続的なアクセル操作やアクセル操作量の増加に応じて内燃機関が始動されることになり、始動された内燃機関からの動力により潤滑媒体供給手段を駆動して潤滑媒体を潤滑対象に供給することが可能となる。従って、内燃機関の運転停止中に潤滑対象を潤滑するために蓄電手段からの電力を用いる必要がなくなるので、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行する距離を延ばすことが可能となる。また、継続的なアクセル操作やアクセル操作量の増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性から内燃機関が始動されたとしても、運転者は内燃機関の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、このハイブリッド車両では、本来内燃機関の運転停止が継続されるべきであるにも拘わらず内燃機関が始動されたときに生じがちな違和感を抑制することができる。従って、本発明によるハイブリッド車両では、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象を潤滑することが可能となる。 In this hybrid vehicle, when the operation of the internal combustion engine is stopped, it is determined whether or not the internal combustion engine should be started by comparing a parameter that varies according to the driver's accelerator operation with a threshold value, and according to the determination result. The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that a torque based on a required torque required for traveling is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped. When the driving of the lubricating medium supply means is requested while the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is started in response to the accelerator operation compared to when the driving of the lubricating medium supply means is not requested while the operation of the internal combustion engine is stopped. The threshold value to be compared with the parameter is changed so as to be easily performed. As a result, when the driving of the lubricating medium supply means is requested while the operation of the internal combustion engine is stopped, the internal combustion engine is started in response to a continuous accelerator operation or an increase in the accelerator operation amount by the driver. Thus, the lubricating medium supply means can be driven by the power from the started internal combustion engine to supply the lubricating medium to the object to be lubricated. Accordingly, it is not necessary to use the electric power from the power storage means to lubricate the lubrication target while the operation of the internal combustion engine is stopped, so that it is possible to extend the distance traveled by the power from the electric motor by stopping the operation of the internal combustion engine. Become. In addition, even if the internal combustion engine is started due to the necessity of lubrication of the lubrication target in response to a continuous accelerator operation or an increase in accelerator operation amount (acceleration request), the driver starts the internal combustion engine based on his / her intention. Therefore, in this hybrid vehicle, it is possible to suppress a sense of discomfort that tends to occur when the internal combustion engine is started even though the internal combustion engine should be stopped. Therefore, in the hybrid vehicle according to the present invention, it is possible to lubricate the lubrication target without making the driver feel uncomfortable while stopping the operation of the internal combustion engine and extending the distance traveled by the power from the electric motor.
また、前記機関始動判定手段は、前記内燃機関の運転が停止されているときに前記パラメータとしての前記蓄電手段の充電割合が予め定められた前記閾値としての始動判定充電割合未満であるときに前記内燃機関を始動すべきと判断するものであってもよく、前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用充電割合を大きくするものであってもよい。すなわち、ハイブリッド車両における内燃機関の運転停止中に運転者によりアクセル操作が継続的に実行されたりアクセル操作量が大きくなったりすると、電動機による電力消費が多くなるので、蓄電手段の充電割合は低下していくことになる。従って、内燃機関の運転停止中に潤滑対象の潤滑が要求されたときに蓄電手段の充電割合と比較される閾値である始動判定用充電割合を変更してアクセル操作に応じて内燃機関を始動させやすくすれば、継続的なアクセル操作やアクセル操作量の増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性から内燃機関が始動されたとしても、運転者は内燃機関の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、本来内燃機関の運転停止が継続されるべきであるにも拘わらず内燃機関が始動されたときに生じがちな違和感を良好に抑制することが可能となる。 Further, the engine start determination means is configured when the charge ratio of the power storage means as the parameter is less than a predetermined start determination charge ratio as the threshold when the operation of the internal combustion engine is stopped. It may be determined that the internal combustion engine should be started, and the threshold value changing unit stops the operation of the internal combustion engine when the driving of the lubricating medium supply unit is requested during the operation stop of the internal combustion engine. The start-up charging ratio may be larger than when the drive of the lubricating medium supply means is not required. That is, if the accelerator operation is continuously executed by the driver or the accelerator operation amount is increased while the operation of the internal combustion engine in the hybrid vehicle is stopped, the power consumption by the motor increases, so the charging rate of the power storage means decreases. It will follow. Therefore, the start determination internal combustion engine is started in response to the accelerator operation by changing the start determination charge ratio, which is a threshold value compared with the charge ratio of the power storage means when lubrication of the lubrication target is requested while the internal combustion engine is stopped. In other words, even if the internal combustion engine is started due to the necessity of lubrication of the lubrication target in response to continuous accelerator operation or an increase in accelerator operation amount (acceleration request), the driver is willing to start the internal combustion engine. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the uncomfortable feeling that tends to occur when the internal combustion engine is started even though the operation of the internal combustion engine should be continued. .
この場合、前記ハイブリッド車両は、目的地までの走行ルートを設定するナビゲーションシステムを更に備えてもよく、前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されると共に前記ナビゲーションシステムにより設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用充電割合を大きくするものであってもよい。これにより、潤滑対象の潤滑が要求されるときと要求されないときとで、頻繁に利用される走行ルートにおける内燃機関の運転・停止状態が変化してしまうことや、当該変化に起因した違和感の発生を抑制することができる。 In this case, the hybrid vehicle may further include a navigation system for setting a travel route to a destination, and the threshold value changing unit is required to drive the lubricating medium supply unit while the internal combustion engine is stopped. In addition, when the use frequency of the travel route set by the navigation system is less than a predetermined frequency, the start determination charging is performed as compared with the case where the drive of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine. The ratio may be increased. As a result, the operation / stop state of the internal combustion engine in the frequently used travel route changes depending on whether lubrication of the lubrication target is required or not, and a sense of incongruity due to the change occurs. Can be suppressed.
更に、前記機関始動判定手段は、前記内燃機関の運転が停止されているときに前記要求トルクに基づく走行に要求される要求パワーに所定のパワーを加算して得られる前記パラメータとしての総要求パワーが前記蓄電手段の放電に許容される放電許容電力に基づく前記閾値としての始動判定用出力制限以上であるときに前記内燃機関を始動すべきと判断するものであってもよく、前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用出力制限を小さくするものであってもよい。すなわち、ハイブリッド車両における内燃機関の運転停止中にアクセル操作量が大きくなると、走行に要求される要求パワーに所定のパワーを加算して得られる総要求パワーも大きくなる。従って、内燃機関の運転停止中に潤滑対象の潤滑が要求されたときに総要求パワーと比較される閾値である始動判定用出力制限を変更してアクセル操作量の増加(加速要求)に応じて内燃機関を始動させやすくすれば、アクセル操作量の増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性から内燃機関が始動されたとしても、運転者は内燃機関の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、本来内燃機関の運転停止が継続されるべきであるにも拘わらず内燃機関が始動されたときに生じがちな違和感を良好に抑制することが可能となる。 Further, the engine start determining means is a total required power as the parameter obtained by adding a predetermined power to a required power required for traveling based on the required torque when the operation of the internal combustion engine is stopped. May determine that the internal combustion engine should be started when the value is equal to or greater than the output limit for starting determination as the threshold based on discharge allowable power allowed for discharging of the power storage means, and the threshold changing means Is that when the driving of the lubricating medium supply means is required during the stop of the operation of the internal combustion engine, compared to when the driving of the lubricating medium supply means is not required during the stop of the operation of the internal combustion engine. The output limit may be reduced. That is, when the accelerator operation amount increases while the operation of the internal combustion engine in the hybrid vehicle is stopped, the total required power obtained by adding predetermined power to the required power required for traveling also increases. Accordingly, the start determination output limit, which is a threshold value compared with the total required power when lubrication of the lubrication target is requested while the operation of the internal combustion engine is stopped, is changed to respond to an increase in accelerator operation amount (acceleration request). If it is easy to start the internal combustion engine, even if the internal combustion engine is started due to the need for lubrication in response to an increase in accelerator operation amount (acceleration request), the driver is free to start the internal combustion engine. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress a sense of incongruity that tends to occur when the internal combustion engine is started even though the operation of the internal combustion engine should be continued.
また、前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止時間が所定時間以上であるときに、前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されていると判断すると共に前記運転停止時間が前記所定時間未満であるときに比べて前記アクセル操作の増加に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更するものであってもよい。これにより、内燃機関の運転停止中に潤滑対象の潤滑の要否をより適正に判断した上で閾値を変更することが可能となる。 The threshold value changing means determines that the driving of the lubricating medium supply means is requested when the operation stop time of the internal combustion engine is equal to or longer than a predetermined time, and the operation stop time is less than the predetermined time. The threshold value may be changed so that the internal combustion engine is easily started in response to an increase in the accelerator operation compared to a certain time. As a result, it is possible to change the threshold value after more appropriately determining whether lubrication is necessary or not while the operation of the internal combustion engine is stopped.
そして、前記ハイブリッド車両は、動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電用電動機の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段とを更に備えてもよく、前記制御手段は、前記機関始動判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関が運転または停止されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記発電用電動機と前記電動機とを制御するものであってもよい。 The hybrid vehicle is capable of inputting and outputting motive power and capable of exchanging electric power with the power storage means, a drive shaft connected to drive wheels, an output shaft of the internal combustion engine, and the power generation A three-axis power input / output means connected to the three rotation axes of the motor and for inputting / outputting power to / from the remaining shafts based on power input / output to / from any two of these three axes; The control means may include the internal combustion engine and the generator motor so that a torque based on the required torque is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the engine start determination means. The motor may be controlled.
更に、前記蓄電手段は、外部電源からの電力により充電可能なものであってもよい。すなわち、本発明は、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド車両において、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象の潤滑を可能とするのに極めて有用である。 Further, the power storage means may be capable of being charged with electric power from an external power source. That is, the present invention enables lubrication of a lubrication target in a so-called plug-in hybrid vehicle without stopping the operation of the internal combustion engine and extending the distance traveled by the power from the electric motor, without causing the driver to feel uncomfortable. Is extremely useful.
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、該内燃機関からの動力により駆動されて潤滑媒体を所定の潤滑対象に供給する潤滑媒体供給手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、前記内燃機関の運転停止中に、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータと閾値とを比較して前記内燃機関を始動すべきか否か判定する機関始動判定手段と、前記機関始動判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関が運転または停止されると共に走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段とを含むハイブリッド車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記アクセル操作に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更するものである。
The hybrid vehicle control method according to the present invention includes:
An internal combustion engine capable of outputting traveling power, lubricating medium supply means driven by the power from the internal combustion engine to supply a lubricating medium to a predetermined lubrication target, an electric motor capable of outputting traveling power, An electric storage means capable of exchanging electric power with an electric motor, and an engine that determines whether or not the internal combustion engine should be started by comparing a parameter that varies according to a driver's accelerator operation and a threshold value while the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that a torque based on a required torque required for running is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the start determination unit and the engine start determination unit A control method for a hybrid vehicle including control means for
When the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine, the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine, according to the accelerator operation. The threshold value is changed so that the internal combustion engine is easily started.
この方法によれば、内燃機関の運転を停止して電動機からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象を潤滑可能となる。 According to this method, the object to be lubricated can be lubricated without making the driver feel uncomfortable while stopping the operation of the internal combustion engine and extending the distance traveled by the power from the electric motor.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22と、エンジン22の出力軸であるクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに連結された減速ギヤ35と、この減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、モータMG1およびMG2と電力をやり取り可能なバッテリ50と、ハイブリッド自動車20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70等とを備えるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
エンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24による燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受ける。エンジンECU24には、エンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。また、エンジン22のクランクシャフト26には、エンジン22からの動力により駆動されて図示しないオイルパンに貯留されているオイル(潤滑媒体)を吸引し、エンジン22の潤滑対象部位や、動力分配統合機構30や減速ギヤ35といったの潤滑対象部位(ギヤ機構)等へと圧送する機械式のオイルポンプ23が連結されている。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31と噛合すると共にリングギヤ32と噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを有し、これら3つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構30の第1要素であるキャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、第2要素であるサンギヤ31にはモータMG1の回転軸が、第3要素であるリングギヤ32には駆動軸としてのリングギヤ軸32aと減速ギヤ35とを介してモータMG2の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ列37およびデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪である車輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびMG2は、いずれも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介して二次電池であるバッテリ50と電力のやり取りを行う。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ50は充放電されないことになる。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流等が入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。更に、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
Each of the motors MG1 and MG2 is configured as a well-known synchronous generator motor that operates as a generator and can operate as a motor, and exchanges power with the
バッテリ50は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理される。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からのバッテリ温度Tb等が入力される。バッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70に出力する。更に、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(充電割合)SOCを算出したり、当該残容量SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*を算出したり、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Woutとを算出したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定すると共に、バッテリ50の残容量SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。図2にバッテリ温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の残容量SOCと入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
The
また、実施例のハイブリッド自動車20は、家庭用電源(AC100V)といった外部電源90の外部電源側コネクタ92に接続される車両側コネクタ62と、車両側コネクタ62と電力ライン54との接続および当該接続の解除を実行可能な充電用リレー64と、外部電源90からの交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ66と、AC/DCコンバータ66からの直流電力の電圧を変換してバッテリ50側に供給するDC/DCコンバータ68と、充電用リレー64やAC/DCコンバータ66、DC/DCコンバータ68を制御する充電用電子制御ユニット(以下、「充電用ECU」という)60とを備える。充電用ECU60は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70との間で必要に応じて各種データをやり取りする。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、走行開始前に予め外部電源90からの電力によりバッテリ50を充電しておくことができる。
In addition, the
ハイブリッドECU70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74や、データを一時的に記憶するRAM76、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ78、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSPを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量(アクセル操作量)を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V、ナビゲーションシステム88からのナビ情報等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52、充電用ECU60等と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52、充電用ECU60等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。なお、ナビゲーションシステム88は、GPSや自律航法装置を利用して取得される車両の現在位置と操作者により指定された目的地とハードディスクやSSDといった記憶媒体(地図情報保持手段)に記憶されるか、あるいは通信により取得される地図情報とに基づいて走行ルートを設定すると共に、ディスプレイ上の表示や音声等を介してルート案内を行なうものである。
The
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動輪である車輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*が計算され、この要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御モードとしては、要求トルクTr*に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクTr*とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止して要求トルクTr*に基づくトルクをリングギヤ軸32aに出力するようにモータMG2を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車20では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン22を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
In the
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にハイブリッド自動車20がモータ運転モードのもとで走行しているときの動作について説明する。図4は、実施例のハイブリッドECU70により実行されるエンジン停止時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22の運転が停止された状態でハイブリッド自動車20が走行している最中にアクセルペダル83が踏み込まれているときに所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行されるものである。
Next, the operation of the
図4のルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPU72は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、バッテリ50の残容量SOC、入出力制限Win,Wout、空調運転フラグFac、ナビゲーションシステム88からの走行ルート情報、エンジン運転停止時間tsといった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータECU40から通信により入力される。また、バッテリ50の残容量SOCや入出力制限Win,Woutは、バッテリECU52から通信により入力される。空調運転フラグFacは、車室内のインストルメントパネル等に設けられたハイブリッド自動車20に搭載された図示しない車室空調ユニットの運転/停止を指示するための空調オンオフスイッチがオフされているときに値0に設定されると共に、当該スイッチがオンされているときに値1に設定されるものであり、車室空調ユニットを制御する図示しない空調用電子制御ユニットから通信により入力される。更に、ステップS100では、ナビゲーションシステム88からの走行ルート情報として、操作者により指定された目的地が入力される。また、エンジン運転停止時間tsは、タイマ78によりエンジン22の運転が停止されてから始動されるまで計時される時間である(車両停止中の時間も含む)。
At the start of the routine of FIG. 4, the
ステップS100のデータ入力処理の後、入力したエンジン運転停止時間tsが所定時間tref(例えば3分)以上であるか否かを判定する(ステップS110)。ここで、実施例のハイブリッド自動車20では、モータ運転モードのもとでエンジン22の運転が停止されていると、オイルポンプ23の駆動も停止されることから、エンジン22やギヤ機構といった潤滑対象に潤滑媒体としてのオイルが供給されなくなり、エンジン運転停止時間tsが長くなると、潤滑対象の潤滑が不充分となってしまうおそれがある。このため、実施例のハイブリッド自動車では、モータ運転モードのもとでエンジン22の運転が停止されている最中にエンジン運転停止時間tsに基づいて潤滑対象の潤滑の要否を判定している。
After the data input process in step S100, it is determined whether or not the input engine operation stop time ts is equal to or longer than a predetermined time tref (for example, 3 minutes) (step S110). Here, in the
エンジン運転停止時間tsが所定時間tref未満であってエンジン22やギヤ機構といった潤滑対象の潤滑が要求されないと判断された場合には、エンジン22の始動判定に用いられる始動判定用残容量Srefを予め定められた一定値S0(例えば20〜40%程度の値)に設定すると共に、同様にエンジン22の始動判定に用いられる始動判定用出力制限WrefをステップS100にて入力した出力制限Woutに設定する(ステップS120)。また、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であってエンジン22やギヤ機構といった潤滑対象の潤滑が要求されると判断された場合には、ステップS100にて入力した走行ルート情報に基づいてナビゲーションシステム88により設定されている走行ルートがハイブリッド自動車20の運転者により頻繁(所定頻度以上)に利用される頻用ルートであるか否かを判定する(ステップS115)。実施例のステップS115では、ステップS100にて入力した目的地が所定回数以上指定されている地点であれば、ナビゲーションシステム88により設定されている走行ルートが頻用ルートであると判断され、ステップS100にて入力した目的地が所定回数以上指定された地点でなければ、ナビゲーションシステム88により設定されている走行ルートが頻用ルートではないと判断される。そして、ステップS115にて走行ルートが頻用ルートであると判断された場合には、始動判定用残容量Srefを予め定められた一定値S0に設定すると共に、始動判定用出力制限WrefをステップS100にて入力した出力制限Woutに設定する(ステップS120)。これに対して、ステップS115にて走行ルートが頻用ルートではないと判断された場合には、その時点で設定されている始動判定用残容量Sref(前回値)に所定値ΔSを加算した値を新たな始動判定用残容量Srefとして設定すると共に、その時点で設定されている始動判定用出力制限Wref(前回値)から所定値ΔWを差し引いた値を新たな始動判定用出力制限Wrefとして設定する(ステップS125)。
When it is determined that the engine operation stop time ts is less than the predetermined time tref and the lubrication of the lubrication target such as the
これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であって潤滑対象の潤滑が要求されると判断され、かつナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であると判断されるたびに、始動判定用残容量Srefが徐々に大きくされると共に、始動判定用出力制限Wrefが徐々に小さくされる。なお、ステップS120では、始動判定用出力制限WrefをステップS100にて入力した出力制限Wout(出力制限の基本値と補正係数との積)に設定しているが、始動判定用出力制限Wrefは、出力制限Woutに基づく値(出力制限Woutを補正した値)、例えばバッテリ50の充放電電流の積算値に基づいて計算されると共に所定の基準値を超えたときにバッテリ50の放電に起因した劣化が開始されることを示す劣化ファクターに基づいて出力制限の基本値と補正係数との積を補正した値に設定されてもよい。
Thereby, in the
ステップS120またはS125の処理の後、設定した始動判定用残容量SrefとステップS100にて入力した残容量SOCとを比較し、残容量SOCが始動判定用残容量Sref以上であるか否かを判定する(ステップS130)。そして、残容量SOCが始動判定用残容量Sref以上であれば、バッテリ残容量SOCとの関係からエンジン22を始動させる必要がないとみなして、ステップS100にて入力した車速Vが予め定められた間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定する(ステップS140)。間欠禁止車速Vrefは、例えばエンジン22の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され、バッテリ50の状態やエンジン22の状態、ハイブリッド自動車20の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。そして、ステップS140にて車速Vが間欠禁止車速Vref未満であると判断された場合には、車速Vとの関係からエンジン22を始動させる必要がないとみなして、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて車輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定した上で、ハイブリッド自動車20の走行(リングギヤ軸32a)に要求される要求走行パワーPr*を設定する(ステップS150)。実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶されており、要求トルクTr*としては、与えられたアクセル開度Accと車速Vとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図5に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、実施例において、要求走行パワーPr*としては、要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じた値が設定される。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除するか、あるいは車速Vに換算係数を乗じることによって求めることができる。
After the process of step S120 or S125, the set remaining capacity for start determination Sref is compared with the remaining capacity SOC input in step S100, and it is determined whether or not the remaining capacity SOC is equal to or greater than the remaining capacity for start determination Sref. (Step S130). If the remaining capacity SOC is equal to or greater than the remaining capacity Sref for starting determination, it is considered that the
次いで、要求走行パワーPr*や空調運転フラグFacの値等に基づく次式(1)に従って、エンジン22の始動判定に際して始動判定用出力制限Wrefと比較される総要求パワーPtotalを計算する(ステップS160)。式(1)は、エンジン22を始動させるためのモータMG1によるクランキングに伴って消費される電力(負の値すなわち発電電力を含む)であるエンジン始動用電力Pcrkと、空調ユニットによる車室内の空調に要求される空調用電力Pac(コンプレッサ駆動用の電力等)と空調運転フラグFacとの積(Fac=0であれば、値0)と、予め定められたマージン分の電力Pmrgとを要求走行パワーPr*に加算することにより、総要求パワーPtotalを導出するものである。なお、エンジン始動用電力Pcrkは、エンジン22をクランキングするモータMG1により入出力される電力と、エンジン22のクランキングに伴ってリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルするためにモータMG2により入出力される電力との和であり、基本的には放電側の値(正の値)となるが、ハイブリッド自動車20の走行状態によっては充電側の値(負の値)にもなり得る。すなわち、実施例のハイブリッド自動車20のエンジン22の始動に際しては、クランキングの開始時における車速Vが高いほど、モータMG1の回転数Nm1が負側に大きくなるのでモータMG1による発電量が増加し、その分だけエンジン22のクランキングに要する電力が低下することになる(場合によっては充電側の値になる)。これを踏まえて、実施例では、車速Vとエンジン始動用電力Pcrkの関係を規定する図示しないマップが予め作成されており、エンジン始動用電力Pcrkとしては、当該マップからステップS100にて入力した車速Vに対応したものが導出される。また、実施例において、車室内の空調に要求される空調用電力Pacは、空調ユニットの性能等を基に実験・解析を経て定められる一定値(例えば、数kW程度)とされる。
Next, in accordance with the following equation (1) based on the required travel power Pr *, the value of the air conditioning operation flag Fac, etc., the total required power Ptotal that is compared with the start determination output limit Wref when the
Ptoral=Pr*+Pcrk+Fac・Pac+Pmrg …(1) Ptoral = Pr * + Pcrk + Fac ・ Pac + Pmrg (1)
総要求パワーPtotalを計算したならば、総要求パワーPtotalがステップS120またはS125にて設定された始動判定用出力制限Wref未満であるか否かを判定する(ステップS170)。そして、総要求パワーPtotalが始動判定用出力制限Wref未満であれば、エンジン22を始動させる必要がないとみなして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をそれぞれに値0に設定すると共に(ステップS180)、モータMG1に対するトルク指令Tm1*を値0に設定する(ステップS190)。次いで、次式(2)および(3)に従って、ステップS100にて入力したバッテリ50の入出力制限Win,WoutからS190にて設定したモータMG1のトルク指令Tm1*と現在のモータMG1の回転数Nm1との積(この場合、値0)として得られるモータMG1の消費電力(発電電力)を減じて得られる偏差をモータMG2の回転数Nm2で除することによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを計算する(ステップS200)。更に、次式(4)に従って要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除することによりモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを計算し(ステップS210)、仮モータトルクTm2tmpをトルク制限Tmin,Tmaxで制限した値をモータMG2のトルク指令Tm2*に設定する(ステップS220)。このようにしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するトルクをバッテリ50の入力制限Winと出力制限Woutとの範囲内に制限することができる。こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS230)、再度ステップS100以降の処理を実行する。この場合、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
If the total required power Ptotal is calculated, it is determined whether or not the total required power Ptotal is less than the start determination output limit Wref set in step S120 or S125 (step S170). If the total required power Ptotal is less than the start determination output limit Wref, it is considered that the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(2)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tm2tmp=Tr*/Gr …(4)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (2)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2tmp = Tr * / Gr (4)
一方、ステップS130にて残容量SOCが始動判定用残容量Sref未満であると判断された場合には、運転停止されているエンジン22を始動させるべく、エンジン始動フラグをオンした上で(ステップS240)、本ルーチンを終了させる。また、ステップS140にてにて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断された場合には、エンジン22からの動力をリングギヤ軸32aに出力可能として加速性能等を確保すべく、エンジン始動フラグをオンした上で(ステップS240)、本ルーチンを終了させる。そして、ステップS170にて総要求パワーPtotalが始動判定用出力制限Wref以上であると判断された場合には、バッテリ50からの電力では総要求パワーPtotalを賄いきれないとみなして、エンジン始動フラグをオンした上で(ステップS240)、本ルーチンを終了させる。こうしてエンジン始動フラグがオンされて図4のエンジン停止時駆動制御ルーチンが終了した場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行される。エンジン始動時駆動制御ルーチンは、モータMG1およびMG2により入出力されるパワーがバッテリ50の入力制限Winと出力制限Woutとの範囲内に収まるようにしながら、モータMG1によりエンジン22をクランキングしてエンジン22を始動させると共に、エンジン22のクランキングに伴ってリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2を駆動制御する処理である。そして、かかるエンジン始動時駆動制御ルーチンが終了するとエンジン始動フラグがオフされることになる。
On the other hand, if it is determined in step S130 that the remaining capacity SOC is less than the start determination remaining capacity Sref, an engine start flag is turned on to start the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、モータ運転モードのもとでエンジン22の運転が停止されている最中に、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータである残容量SOCおよび総要求パワーPtotalをそれぞれに対応した閾値である始動判定用残容量Srefまたは始動判定用出力制限Wrefと比較することによりエンジン22を始動すべきか否かが判定され(ステップS130,S170)、判定結果に応じてエンジン22が運転(始動)または停止(停止状態に維持)されると共にリングギヤ軸32aに要求トルクTr*に基づくトルクが出力されるようにエンジン22とモータMG1およびMG2とが制御される(ステップS180〜S240)。そして、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であってエンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動すなわちエンジン22やギヤ機構といった潤滑対象の潤滑が要求されるときには、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref未満であってエンジン22の運転停止中に潤滑対象の潤滑が要求されないときに比べてアクセル操作に応じてエンジン22が始動されやすくなるように始動判定用残容量Srefや始動判定用出力制限Wrefが変更される(ステップS125)。
As described above, in the
これにより、エンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動が要求されるようになると、運転者による継続的なアクセル操作やアクセル開度Accの増加に応じてエンジン22が始動されることになり、始動されたエンジン22からの動力によりオイルポンプ23を駆動してオイルを潤滑対象に供給することが可能となる。従って、エンジン22の運転停止中に潤滑対象を潤滑するためにバッテリ50からの電力を用いる必要がなくなるので、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力により走行する距離を延ばすことが可能となる。また、継続的なアクセル操作やアクセル開度Accの増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性からエンジン22が始動されたとしても、運転者はエンジン22の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、ハイブリッド自動車20では、本来エンジン22の運転停止が継続されるべきであるにも拘わらずエンジン22が始動されたときに生じがちな違和感を抑制することができる。従って、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象を潤滑することが可能となる。
As a result, when the driving of the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転停止中に運転者によりアクセル操作が継続的に実行されたりアクセル開度Accが大きくなったりすると、モータMG2による電力消費が多くなるので、バッテリ50の残容量SOCは低下していくことになる。このため、実施例では、エンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動すなわち潤滑対象の潤滑が要求されたときに、バッテリ50の残容量SOCと比較される閾値である始動判定用残容量Srefをエンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動が要求されないときに比べて大きくし、それによりアクセル操作に応じてエンジン22を始動させやすくしている。これにより、継続的なアクセル操作やアクセル開度Accの増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性からエンジン22が始動されたとしても、運転者はエンジン22の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、本来エンジン22運転停止が継続されるべきであるにも拘わらずエンジン22が始動されたときに生じがちな違和感を良好に抑制することが可能となる。
Further, in the
更に、上記実施例のように、エンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動が要求されると共にナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であるときに、始動判定用残容量Srefをそれまでの値よりも大きくすれば、潤滑対象の潤滑が要求されるときと要求されないときとで、頻繁に利用される走行ルートにおけるエンジン22の運転・停止状態が変化してしまうことや、当該変化に起因した違和感の発生を抑制することができる。ただし、図4のステップS115の処理を省略して、ステップS110にてオイルポンプ23の駆動すなわち潤滑対象の潤滑が要求されていると判断されたときにステップS125の処理を実行してもよい。また、実施例では、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であると共にナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であるときに、始動判定用残容量Srefを徐々に大きくしているが、これに限られるものではない。すなわち、始動判定用残容量Srefは、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であると共にナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であると判断された時点で、それまでの値よりも所定量だけ大きくされてもよい。
Further, as in the above embodiment, when the driving of the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転停止中にアクセル開度Accが大きくなると、走行に要求される要求走行パワーPr*にエンジン始動用電力Pcrkや空調用電力Pac等を加算して得られる総要求パワーPtotalも大きくなる。このため、実施例では、エンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動すなわち潤滑対象の潤滑が要求されたときに、総要求パワーPtotalと比較される閾値である始動判定用出力制限Wrefをエンジン22の運転停止中にオイルポンプ23の駆動が要求されないときに比べて小さくし、それによりアクセル操作すなわちアクセル開度Accの増加に応じてエンジン22を始動させやすくしている。これにより、アクセル開度Accの増加(加速要求)に応じて潤滑対象の潤滑の必要性からエンジン22が始動されたとしても、運転者はエンジン22の始動が自らの意思に基づくものと認識すると考えられることから、本来エンジン22運転停止が継続されるべきであるにも拘わらずエンジン22が始動されたときに生じがちな違和感を良好に抑制することが可能となる。なお、実施例では、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であると共にナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であるときに、始動判定用出力制限Wrefを徐々に小さくしているが、これに限られるものではない。すなわち、始動判定用出力制限Wrefは、エンジン運転停止時間tsが所定時間tref以上であると共にナビゲーションシステム88により設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であると判断された時点で、それまでの値よりも所定量だけ小さくされてもよい。
Further, in the
また、上記実施例のように、エンジン22の運転停止時間tsが所定時間tref以上であるときに、オイルポンプ23の駆動すなわち潤滑対象の潤滑が要求されていると判断し(ステップS110)、運転停止時間tsが所定時間tref未満であるときに比べてアクセル操作の増加に応じてエンジン22が始動されやすくなるように始動判定用残容量Srefや始動判定用出力制限Wrefを変更すれば、エンジン22の運転停止中に潤滑対象の潤滑の要否をより適正に判断した上で始動判定用残容量Srefや始動判定用出力制限Wrefを変更することが可能となる。ただし、図4のステップS110では、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力により走行する距離(EV走行距離)が所定値以上であるか否かを判定してもよく、当該距離が所定値以上であるときに、オイルポンプ23の駆動すなわち潤滑対象の潤滑が要求されていると判断してもよい。
Further, as in the above-described embodiment, when the operation stop time ts of the
そして、実施例のハイブリッド自動車20に搭載されたバッテリ50は、家庭用電源等の外部電源90からの電力により充電可能なものである。すなわち、本発明は、いわゆるプラグイン方式のハイブリッド自動車20において、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力により走行する距離を延ばしつつ、運転者に違和感を覚えさせることなく潤滑対象の潤滑を可能とするのに極めて有用である。ただし、本発明が外部電源からの電力により充電不能なハイブリッド自動車にも適用され得ることはいうまでもない。
And the
また、上記ハイブリッド自動車20では、リングギヤ軸32aとモータMG2とがモータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤ35を介して連結されているが、減速ギヤ35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有し、モータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。更に、上記ハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力を減速ギヤ35により減速してリングギヤ軸32aとしてのリングギヤ軸32aに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図6に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aに接続された車軸(駆動輪である車輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図6における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。
In the
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例においては、リングギヤ軸32aに動力を出力可能なエンジン22が「内燃機関」に相当し、エンジン22からの動力により駆動されてオイルを潤滑対象に供給するオイルポンプ23が「潤滑媒体供給手段」に相当し、リングギヤ軸32aに動力を出力可能なモータMG2が「電動機」に相当し、モータMG2等と電力をやり取り可能なバッテリ50が「蓄電手段」に相当し、図4のステップS130,S140およびS170の処理を実行するハイブリッドECU70が「機関始動判定手段」に相当し、図4のステップS110,S115,S120およびS125の処理を実行するハイブリッドECU70が「閾値変更手段」に相当し、図4のステップS150の処理を実行するハイブリッドECU70が「要求トルク設定手段」に相当し、図4のステップS180〜S240の処理を実行するハイブリッドECU70、エンジンECU24およびモータECU40の組み合わせが「制御手段」に相当する。また、目的地までの走行ルートを設定するナビゲーションシステム88が「ナビゲーションシステム」に相当し、モータMG1が「発電用電動機」に相当し、動力分配統合機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the above-described embodiments and modifications and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. That is, in the above embodiment, the
ただし、「内燃機関」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「潤滑媒体供給手段」は、内燃機関からの動力により駆動されて潤滑媒体を所定の潤滑対象に供給するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「発電用電動機」は、モータMG1およびMG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、電動機や発電用電動機と電力をやり取り可能なものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「機関始動判定手段」は、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータと閾値とを比較して内燃機関を始動すべきか否か判定するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「閾値変更手段」は、内燃機関の運転停止中に潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、内燃機関の運転停止中に潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べてアクセル操作に応じて内燃機関が始動されやすくなるように閾値を変更するものであれば、如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、走行に要求される要求トルクを設定するものであれば、例えばアクセル開度Accのみに基づいて要求トルクを設定するものといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニットといったようなハイブリッドECU70とエンジンECU24とモータECU40との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「3軸式動力入出力手段」は、動力分配統合機構30以外のダブルピニオン式遊星歯車機構やデファレンシャルギヤといった他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
However, the “internal combustion engine” is not limited to the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 オイルポンプ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、37 ギヤ列、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b,39c,39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 充電用電子制御ユニット(充電用ECU)、62 車両側コネクタ、64 充電用リレー、66 AC/DCコンバータ、68 DC/DCコンバータ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、72 CPU、74 ROM、76 RAM、78 タイマ、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルストロークセンサ、87 車速センサ、88 ナビゲーションシステム、MG1,MG2 モータ。
20, 120 Hybrid vehicles, 22 engines, 23 oil pumps, 24 engine electronic control units (engine ECUs), 26 crankshafts, 28 dampers, 30 power distribution integration mechanisms, 31 sun gears, 32 ring gears, 32a ring gear shafts, 33 pinion gears, 34 Carrier, 35 Reduction gear, 37 Gear train, 38 Differential gear, 39a, 39b, 39c, 39d Wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 Battery , 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 Electric power line, 60 Charging electronic control unit (charging ECU), 62 Vehicle side connector, 64 Charging relay, 66 AC / DC converter, 68 C / DC converter, 70 Hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 78 timer, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator
Claims (8)
前記内燃機関の運転停止中に、運転者のアクセル操作に応じて変動するパラメータと閾値とを比較して前記内燃機関を始動すべきか否か判定する機関始動判定手段と、
前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記アクセル操作に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更する閾値変更手段と、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記機関始動判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関が運転または停止されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。 An internal combustion engine capable of outputting traveling power, lubricating medium supply means driven by the power from the internal combustion engine to supply a lubricating medium to a predetermined lubrication target, an electric motor capable of outputting traveling power, A hybrid vehicle including an electric motor and a power storage means capable of exchanging electric power,
An engine start determining means for comparing whether or not the internal combustion engine should be started by comparing a threshold value with a parameter that varies according to a driver's accelerator operation while the internal combustion engine is stopped;
When the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine, the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine, according to the accelerator operation. Threshold changing means for changing the threshold so that the internal combustion engine is easily started;
Requested torque setting means for setting a requested torque required for traveling;
Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that a torque based on the required torque is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the engine start determination means;
A hybrid vehicle comprising:
前記機関始動判定手段は、前記内燃機関の運転が停止されているときに前記パラメータとしての前記蓄電手段の充電割合が予め定められた前記閾値としての始動判定充電割合未満であるときに前記内燃機関を始動すべきと判断し、
前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用充電割合を大きくするハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The engine start determination means is configured to detect the internal combustion engine when a charge ratio of the power storage means as the parameter is less than a predetermined start determination charge ratio when the operation of the internal combustion engine is stopped. To start
The threshold value changing means is compared with the case where the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine when the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine. A hybrid vehicle that increases the charge ratio for start determination.
目的地までの走行ルートを設定するナビゲーションシステムを更に備え、
前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されると共に前記ナビゲーションシステムにより設定された走行ルートの利用頻度が所定頻度未満であるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用充電割合を大きくするハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to claim 2,
A navigation system for setting a travel route to the destination;
The threshold value changing means is configured such that when the operation of the lubricating medium supply means is requested while the operation of the internal combustion engine is stopped and the use frequency of the travel route set by the navigation system is less than a predetermined frequency, the internal combustion engine A hybrid vehicle in which the charging rate for start determination is made larger than when the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop.
前記機関始動判定手段は、前記内燃機関の運転が停止されているときに前記要求トルクに基づく走行に要求される要求パワーに所定のパワーを加算して得られる前記パラメータとしての総要求パワーが前記蓄電手段の放電に許容される放電許容電力に基づく前記閾値としての始動判定用出力制限以上であるときに前記内燃機関を始動すべきと判断し、
前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記始動判定用出力制限を小さくするハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The engine start determination means has a total required power as the parameter obtained by adding a predetermined power to a required power required for traveling based on the required torque when the operation of the internal combustion engine is stopped. Determining that the internal combustion engine should be started when it is equal to or greater than the output limit for starting determination as the threshold based on the allowable discharge power allowed to discharge the power storage means;
The threshold value changing means is compared with the case where the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine when the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine. A hybrid vehicle that reduces the start determination output limit.
前記閾値変更手段は、前記内燃機関の運転停止時間が所定時間以上であるときに、前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されていると判断すると共に前記運転停止時間が前記所定時間未満であるときに比べて前記アクセル操作の増加に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更するハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The threshold value changing unit determines that the driving of the lubricating medium supply unit is requested when the operation stop time of the internal combustion engine is equal to or longer than a predetermined time, and when the operation stop time is less than the predetermined time. A hybrid vehicle that changes the threshold value so that the internal combustion engine is more easily started in response to an increase in the accelerator operation than
動力を入出力可能であると共に前記蓄電手段と電力をやり取りすることができる発電用電動機と、
駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電用電動機の回転軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記機関始動判定手段による判定結果に応じて前記内燃機関が運転または停止されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記発電用電動機と前記電動機とを制御するハイブリッド車両。 In the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A generator motor capable of inputting and outputting power and capable of exchanging electric power with the power storage means;
Power based on power input to and output from any one of these three shafts, which is connected to three shafts, a drive shaft coupled to the drive wheels, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotation shaft of the generator motor. And a three-axis power input / output means for inputting / outputting to / from the remaining shaft,
The control means includes the internal combustion engine, the generator motor, and the electric motor so that the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the engine start determination means and a torque based on the required torque is obtained. Hybrid vehicle to control.
前記蓄電手段は、外部電源からの電力により充電可能であるハイブリッド車両。 The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 6,
The power storage means is a hybrid vehicle that can be charged with electric power from an external power source.
前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されるときに、前記内燃機関の運転停止中に前記潤滑媒体供給手段の駆動が要求されないときに比べて前記アクセル操作に応じて前記内燃機関が始動されやすくなるように前記閾値を変更するハイブリッド車両の制御方法。 An internal combustion engine capable of outputting traveling power, lubricating medium supply means driven by the power from the internal combustion engine to supply a lubricating medium to a predetermined lubrication target, an electric motor capable of outputting traveling power, An electric storage means capable of exchanging electric power with an electric motor, and an engine that determines whether or not the internal combustion engine should be started by comparing a parameter that varies according to a driver's accelerator operation and a threshold value while the internal combustion engine is stopped. The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that a torque based on a required torque required for running is obtained while the internal combustion engine is operated or stopped according to a determination result by the start determination unit and the engine start determination unit A control method for a hybrid vehicle including control means for
When the driving of the lubricating medium supply means is required during the operation stop of the internal combustion engine, the driving of the lubricating medium supply means is not required during the operation stop of the internal combustion engine, according to the accelerator operation. A control method for a hybrid vehicle, wherein the threshold value is changed so that the internal combustion engine is easily started.
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