JP7222307B2 - vehicle controller - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両を制御する車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls a hybrid vehicle.
従来、特許文献1に見られるように、エンジンと第1発電電動機及び第2発電電動機の2つの発電電動機と車輪軸とが遊星ギア機構を介して連結されたハイブリッド車両が知られている。こうしたハイブリッド車両では、遊星ギア機構の3つの回転要素のうちの一つにエンジンが、残りの2つの回転要素のうちの一つに第1発電電動機が、最後の一つに第2発電電動機と車輪軸とが、それぞれ連結されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as seen in
こうしたハイブリッド車両では、エンジンを稼働した状態で走行するエンジン走行モードと、エンジンを停止した状態で第2発電電動機の動力で走行するEV走行モードと、を含む複数の走行モードの中から走行モードを選択して走行を行っている。そして、エンジン走行モードの選択中は、走行状況やバッテリの蓄電状況に応じてエンジン回転数の目標値である目標エンジン回転数を設定し、エンジン回転数を目標エンジン回転数に維持するように、第1発電電動機が発生するトルクをフィードバック制御している。 In such a hybrid vehicle, a driving mode can be selected from a plurality of driving modes including an engine driving mode in which the engine is running and an EV driving mode in which the engine is stopped and powered by the second generator motor. Select and run. Then, during the selection of the engine driving mode, the target engine speed, which is the target value of the engine speed, is set according to the driving conditions and the state of charge of the battery, and the engine speed is maintained at the target engine speed. The torque generated by the first generator motor is feedback-controlled.
上記のようなハイブリッド車両では、エンジンが十分なトルクを発生できない状況に陥った場合にも、第1発電電動機のトルクでエンジン回転数を維持することでエンジン走行モードでの走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした状態では、エンジン回転数を維持するために電力が消費されるため、走行を継続可能な距離がその分短くなる。 In the hybrid vehicle as described above, even when the engine cannot generate sufficient torque, it is possible to continue running in the engine running mode by maintaining the engine speed with the torque of the first generator motor. It is possible. However, in such a state, electric power is consumed to maintain the engine speed, so the distance that the vehicle can continue running is shortened accordingly.
上記課題を解決する車両制御装置は、エンジンと、第1発電電動機及び第2発電電動機の2つの発電電動機と、サンギア、リングギア、及びプラネタリキャリアの3つの回転要素を有した遊星ギア機構と、第1発電電動機及び第2発電電動機が発電した電力を蓄えるとともにその蓄えた電力を第1発電電動機及び第2発電電動機に供給するバッテリと、を備えるとともに、上記3つの回転要素のうちの1つにエンジンが、残りの2つのうちの一つに第1発電電動機が、最後の一つに第2発電電動機と車輪軸とが、それぞれ連結されたハイブリッド車両に適用される。そして、同車両制御装置は、エンジンを稼働した状態で走行するエンジン走行モードとエンジンの稼働を停止した状態で第2発電電動機の動力で走行するEV走行モードとを含む複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択してハイブリッド車両の走行制御を行っている。さらに同車両制御装置は、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定し、十分なトルクを発生できない状態にあると判定した場合には、エンジン走行モードの選択を禁止するエンジン走行禁止制御部を備えている。 A vehicle control device for solving the above problems includes an engine, two generator motors of a first generator motor and a second generator motor, a planetary gear mechanism having three rotating elements of a sun gear, a ring gear, and a planetary carrier, a battery that stores electric power generated by the first generator-motor and the second generator-motor and supplies the stored electric power to the first generator-motor and the second generator-motor; and one of the three rotating elements. The engine is connected to the first, the first generator-motor is connected to one of the remaining two, and the second generator-motor and the wheel shaft are connected to the last one, respectively. The vehicle control device selects one of a plurality of driving modes including an engine driving mode in which the vehicle is driven with the engine running and an EV driving mode in which the vehicle is driven by the power of the second generator motor with the engine stopped. Driving control of the hybrid vehicle is performed by selecting one of the driving modes. Further, the vehicle control device determines whether or not the engine is in a state in which it cannot generate sufficient torque, and if it determines that it is in a state in which it cannot generate sufficient torque, it prohibits selection of the engine driving mode. It has a travel prohibition control unit.
エンジン走行モードの選択中に、燃焼不良などによりエンジンが十分なトルクを発生できない状態となると、第1発電電動機の動力でエンジン回転数を維持しつつ、第2発電電動機の動力により走行のための駆動力を確保しなければならなくなる。このときに、EV走行モードに切り替えれば、第1発電電動機の動力によりエンジン回転数を維持する必要が無くなる分、電力消費が少なくなる。よって、上記車両制御装置によれば、エンジンが十分なトルクを発生できない状態となった場合のハイブリッド車両の走行継続期間を延長できる。 If the engine cannot generate sufficient torque due to poor combustion or the like while the engine driving mode is selected, the engine speed is maintained by the power of the first generator-motor, and the power of the second generator-motor is used for driving. Driving force must be secured. At this time, if the vehicle is switched to the EV driving mode, the power consumption is reduced because it is not necessary to maintain the engine speed by the power of the first generator-motor. Therefore, according to the vehicle control device described above, it is possible to extend the running duration of the hybrid vehicle when the engine cannot generate sufficient torque.
なお、エンジンが特定の運転条件では十分なトルクを発生できない状態となっていても、別の運転条件では十分なトルクを発生できる場合がある。そこで上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、複数の運転領域毎に上記判定、及びエンジン走行モードの選択の禁止をそれぞれ個別に行うようにするとよい。こうした場合には、特定の運転領域では十分なトルクを発生できない状態となっても、十分なトルクを発生可能な運転領域では、エンジン走行モードの選択が許容されるため、エンジンが十分なトルクを発生できない状態となってからの車両の走行可能距離を更に延長できる。 Even if the engine cannot generate sufficient torque under certain operating conditions, it may be able to generate sufficient torque under other operating conditions. Therefore, it is preferable that the engine running prohibition control unit in the vehicle control device individually performs the above determination and the prohibition of selection of the engine running mode for each of the plurality of operating regions. In such a case, even if sufficient torque cannot be generated in a specific operating range, the selection of the engine drive mode is permitted in the operating range where sufficient torque can be generated, so that the engine can generate sufficient torque. It is possible to further extend the travelable distance of the vehicle after a state in which it cannot occur.
なお、上記複数の運転領域は、例えばエンジン回転数、エンジン負荷、エンジントルク、燃料の噴射方式、排気再循環の実施の有無、バルブオーバーラップの実施の有無の少なくとも一つ以上に応じて区分けすることができる。 The plurality of operating regions are classified according to at least one of, for example, engine speed, engine load, engine torque, fuel injection method, implementation of exhaust gas recirculation, and implementation of valve overlap. be able to.
また、上記複数の運転領域の中の一定数を超える領域で十分なトルクを発生できない状態となっていると判定された場合には、現在は同判定がなされていない領域でも十分なトルクを発生できない状態となる可能性が高いと考えられる。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジン走行モードの選択を禁止した運転領域の数が既定値を超えた場合には、上記複数の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止するようにしてもよい。 In addition, if it is determined that sufficient torque cannot be generated in more than a certain number of the above operating regions, sufficient torque will be generated even in regions where the same judgment is not currently made. It is highly probable that it will not be possible. Therefore, when the number of operating regions in which the selection of the engine running mode is prohibited exceeds a predetermined value, the engine running prohibition control unit in the vehicle control device prohibits the selection of the engine running mode in all of the plurality of operating regions. It may be prohibited.
エンジンの高負荷運転領域で燃焼不良が発生すると、未燃燃料及び酸素を多く含んだ排気が触媒に流入して触媒の温度が高くなり過ぎる虞がある。こうした燃焼不良の発生が触媒温度の過上昇を招くリスクは、高負荷側の運転領域ほど高くなる。ここで、エンジン負荷が既定値以上の領域を潜在触媒過熱領域とする。このとき、上記車両制御装置において上記複数の運転領域をエンジン負荷に応じて区分けするとともに、エンジン走行禁止制御部を、上記潜在触媒過熱領域内の運転領域において十分なトルクが発生できない状態にあるとの判定がなされた場合、同判定がなされた運転領域、及び同運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てにおいてエンジン走行モードの選択を禁止するものとする。こうした場合、上記判定がなされた運転領域だけでなく、燃焼不良が発生した場合に触媒温度の過上昇を招くリスクがその運転領域よりも高い運転領域の全てでエンジン走行モードの選択が禁止されるため、燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じにくくなる。 If combustion failure occurs in the high-load operating region of the engine, exhaust gas containing a large amount of unburned fuel and oxygen may flow into the catalyst, causing the temperature of the catalyst to become too high. The risk of the occurrence of such poor combustion leading to an excessive rise in the catalyst temperature increases in the operating region on the high-load side. Here, the area where the engine load is equal to or higher than the predetermined value is defined as the latent catalyst overheat area. At this time, the vehicle control device divides the plurality of operating regions according to the engine load, and controls the engine run prohibition control unit to detect that sufficient torque cannot be generated in the operating region within the latent catalyst overheat region. is made, the selection of the engine running mode is prohibited in all of the operating region where the same judgment is made and the operating region on the higher load side than the same operating region. In such a case, selection of the engine running mode is prohibited not only in the operating region where the above determination is made, but also in all operating regions where the risk of causing an excessive rise in catalyst temperature in the event of poor combustion is higher than that operating region. Therefore, an excessive rise in catalyst temperature due to poor combustion is less likely to occur.
エンジンでは、ノッキングの発生状況に応じて同ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角させるノック制御を行うことがある。こうしたノック制御での点火時期の進角量が小さい状態にあるときのエンジンは、ノッキングが発生し易い状態にすなわち排気の温度が上昇し易い状態にある。そのため、こうした場合には、燃焼不良による触媒温度の過上昇が、通常よりも低負荷側の運転領域でも発生する可能性がある。そのため、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大するようにするとよい。 In an engine, knock control may be performed to advance the ignition timing to the limit where knocking can be suppressed depending on the occurrence of knocking. When the advance amount of the ignition timing in such knock control is small, the engine is in a state where knocking is likely to occur, that is, the temperature of the exhaust gas is likely to rise. Therefore, in such a case, an excessive increase in catalyst temperature due to poor combustion may occur even in an operating range on the lower load side than usual. Therefore, when the advance amount of the ignition timing by knock control is small, it is preferable to expand the operating region, which is the region within the latent catalyst overheat region, to the lower engine load side than when the advance amount is large.
エンジンで失火が発生すると、未燃焼の混合気がそのまま触媒に流入するため、触媒温度の過上昇が生じ易くなる。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジンで失火が発生していることが確認されているときには、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域においてエンジン走行モードの選択を禁止することが望ましい。 When a misfire occurs in the engine, unburned air-fuel mixture flows into the catalyst as it is, so the temperature of the catalyst tends to rise excessively. Therefore, the engine run prohibition control unit in the vehicle control device prohibits the selection of the engine run mode in all operating regions within the latent catalyst overheat region when it is confirmed that the engine is misfiring. is desirable.
エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリを充電可能な領域が存在しない状態となったときには、選択が禁止されていない運転領域でエンジン走行モードを選択しても、走行モードを全面的にEV走行モードに切り替えても、走行を継続可能な期間は大きく違わない。そこで、上記のような状態となった場合には、全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしてもよい。 When there is no area in which the battery can be charged in the driving range where the selection of the engine driving mode is not prohibited, even if the engine driving mode is selected in the driving range where the selection is not prohibited, the driving mode is entirely switched to the EV driving mode, the period during which the driving can be continued does not significantly differ. Therefore, when the above state occurs, selection of the engine running mode may be prohibited in all operating regions.
エンジン始動に際して、エンジン回転数を既定値以上とするために前記第1発電電動機のトルクアシストが必要な状態が長く続いた場合には、その後にエンジンを始動できたとしても、十分なトルクを発生できない状態となる可能性が高い。そのため、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジン始動に際して、エンジン回転数を既定値以上とするために第1発電電動機のトルクアシストが必要な状態が既定時間以上継続した場合には、エンジン始動を中止してEV走行モードを選択するようにするとよい。 When starting the engine, if the state in which the torque assist of the first generator-motor is required to increase the engine speed to a predetermined value or more continues for a long time, even if the engine can be started after that, sufficient torque is generated. It is highly likely that it will not be possible. Therefore, when the engine running prohibition control unit in the vehicle control device is in a state in which the torque assist of the first generator motor is required to increase the engine speed to a predetermined value or more when the engine is started, the state continues for a predetermined time or longer, It is preferable to stop the engine start and select the EV driving mode.
上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、ハイブリッド車両の走行状況及びバッテリの蓄電状況に応じて設定されたエンジントルクの目標値である目標エンジントルクと同エンジントルクの実値との比較結果に基づいてエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定するように構成することができる。例えば目標エンジントルクからエンジントルクの実値を引いた差や、目標エンジントルクに対するエンジントルクの実値の比を用いて上記判定を行うことが可能である。 The engine run prohibition control unit in the vehicle control device compares a target engine torque, which is a target value of engine torque set according to the running state of the hybrid vehicle and the state of charge in the battery, with the actual value of the engine torque. Based on this, it can be configured to determine whether or not the engine is in a state where it is unable to generate sufficient torque. For example, the above determination can be made using the difference obtained by subtracting the actual value of the engine torque from the target engine torque, or the ratio of the actual value of the engine torque to the target engine torque.
なお、目標エンジントルクがゼロに近い値に設定されている場合には、上記比較結果に基づく判定を的確に行うことが難しくなる。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、目標エンジントルクが既定値以下の場合は、エンジントルクの実値が既定の判定値以下であることをもってエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定するように構成することが望ましい。また、エンジンの軸トルクがゼロに近い値となっても、その軸トルクにフリクションやポンピングによるトルクの損失分を加えたエンジンの図示トルクはある程度の大きい値となっている。そのため、エンジントルクの実値としてエンジンの図示トルクを用いれば、目標エンジントルクに小さい値が設定されているときにも、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを適切に判定することが可能である。 Note that when the target engine torque is set to a value close to zero, it becomes difficult to make an accurate determination based on the above comparison result. Therefore, when the target engine torque is equal to or less than a predetermined value, the engine running prohibition control section in the vehicle control device puts the engine in a state in which it cannot generate sufficient torque because the actual value of the engine torque is equal to or less than a predetermined judgment value. It is desirable to be configured to determine that there is. Also, even if the shaft torque of the engine is close to zero, the indicated torque of the engine, which is the sum of the torque loss due to friction and pumping added to the shaft torque, is a large value to some extent. Therefore, if the indicated torque of the engine is used as the actual value of the engine torque, it is possible to appropriately determine whether or not the engine is in a state where it cannot generate sufficient torque even when the target engine torque is set to a small value. Is possible.
エンジンの冷間始動の直後などには、燃焼をリーン化して触媒の昇温を促進する触媒暖機促進制御が行われることがある。こうした触媒昇温促進制御の実行中のエンジンは、トルクを出しにくい状態となる。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、エンジンにおいて触媒暖機促進制御が実施されているときには、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定するエンジントルクの閾値を同触媒暖機促進制御が実施されていないときよりも大きい値とすることが望ましい。 Immediately after the engine is cold-started, catalyst warm-up promotion control may be performed to make the combustion lean and promote the temperature rise of the catalyst. The engine under execution of such catalyst temperature increase promotion control is in a state where it is difficult to generate torque. Therefore, the engine running prohibition control unit in the vehicle control device sets the engine torque threshold for determining that the engine is in a state where it cannot generate sufficient torque when catalyst warm-up promotion control is being performed in the engine. It is desirable to set the value to be larger than when the machine promotion control is not implemented.
なお、エンジンが十分なトルクを発生できない状態が一時的なものであって、その後に自然に解消する場合がある。そうした場合にも、エンジン走行モードの選択を直ちに禁止すると、車両の走行可能距離を不要に短くすることになってしまう。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、次のように構成するとよい。すなわち、エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定されたときにはまず、エンジンの吸気量を増量することで、エンジントルクの回復を試みる。そして、その後に同判定を再度行い、その再度の判定でもエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合にエンジン走行モードの選択を禁止するとよい。 It should be noted that there are cases where the state in which the engine cannot generate sufficient torque is temporary and then resolves itself. Even in such a case, immediately prohibiting the selection of the engine running mode will unnecessarily shorten the travelable distance of the vehicle. Therefore, the engine running prohibition control section in the vehicle control device may be configured as follows. That is, when it is determined that the engine is in a state in which it cannot generate sufficient torque, first, an attempt is made to recover the engine torque by increasing the intake air amount of the engine. Then, after that, the same determination is made again, and if it is determined that the engine is in a state where it cannot generate sufficient torque even in the second determination, it is preferable to prohibit selection of the engine running mode.
また、エンジンでは、エンジントルクのフィードバック制御が行われることがある。例えば、アイドルスピード制御では、アイドル運転中のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づくスロットル開度の調整によりエンジントルクのフィードバック制御が行われている。すなわち、アイドルスピード制御では、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも低い場合にはスロットル開度を大きくしてエンジントルクを増大し、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも高い場合にはスロットル開度を小さくしてエンジントルクを減少する制御が行われる。こうしたエンジントルクのフィードバック制御の実施中は、エンジントルクが一時的に低下しても、同フィードバック制御によりエンジントルクを回復できる場合がある。そこで、上記車両制御装置におけるエンジン走行禁止制御部は、次のように構成するとよい。すなわち、エンジンにおいてエンジントルクのフィードバック制御が行われていない状態でエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合には、同フィードバック制御を開始することでエンジントルクの回復を試みる。そして、同フィードバック制御の開始後に同判定を再度行い、その再度の判定でもエンジンが十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合にエンジン走行モードの選択を禁止するようにするとよい。 Further, in the engine, feedback control of engine torque may be performed. For example, in idle speed control, feedback control of engine torque is performed by adjusting the throttle opening based on the deviation between the engine speed during idle operation and the target idle speed. That is, in the idle speed control, when the engine speed is lower than the target idle speed, the throttle opening is increased to increase the engine torque, and when the engine speed is higher than the target idle speed, the throttle is opened. Control is performed to reduce the engine torque by reducing the degree of acceleration. During execution of such feedback control of the engine torque, even if the engine torque temporarily drops, the feedback control may restore the engine torque. Therefore, the engine running prohibition control section in the vehicle control device may be configured as follows. That is, when it is determined that the engine is in a state in which it is not possible to generate sufficient torque while feedback control of the engine torque is not performed in the engine, the feedback control is started to try to recover the engine torque. Then, after the feedback control is started, the same determination is performed again, and when it is determined that the engine is in a state where sufficient torque cannot be generated even by the second determination, selection of the engine running mode is prohibited.
(第1実施形態)
以下、車両制御装置の第1実施形態を、図1~図6を参照して詳細に説明する。ここではまず、図1を参照して、本実施形態の車両制御装置が適用されたハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the vehicle control device will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. Here, first, referring to FIG. 1, the configuration of the drive system of a hybrid vehicle to which the vehicle control system of this embodiment is applied will be described.
図1に示すように、本実施形態の適用対象となるハイブリッド車両10には、エンジン11と、第1発電電動機12及び第2発電電動機13の2つの発電電動機と、が駆動源として設けられている。また、ハイブリッド車両には、バッテリ14が搭載されている。第1発電電動機12及び第2発電電動機13は、バッテリ14が放電した電力を受けて動力を発生する電動機としての機能と、外部から動力を受けて発電した電力をバッテリ14に充電する発電機としての機能と、を兼ね備えている。
As shown in FIG. 1, a
また、ハイブリッド車両10には、外歯ギアであるサンギア15、内歯ギアであるリングギア16、サンギア15とリングギア16との間に介設されたピニオンギア17Aが回転可能に軸支されたプラネタリキャリア17の3つの回転要素を有した遊星ギア機構18が設けられている。こうした遊星ギア機構18では、上記3つの回転要素のうちの2つの回転速度により、残りの一つの回転速度が定まる。遊星ギア機構18のサンギア15には、第1発電電動機12が連結されている。また、遊星ギア機構18のプラネタリキャリア17には、エンジン11が連結されている。さらに、遊星ギア機構18のリングギア16にはカウンタドライブギア19が一体に設けられており、そのカウンタドライブギア19にはカウンタドリブンギア20が噛み合わされている。そして、このカウンタドリブンギア20に噛み合わされたリダクションギア21に第2発電電動機13が連結されている。
Also, in the
カウンタドリブンギア20にはファイナルドライブギア22が一体回転可能に連結されており、そのファイナルドライブギア22にはファイナルドリブンギア23が噛み合わされている。そして、ファイナルドリブンギア23には、差動機構24を介して、両車輪25の車輪軸26が連結されている。
A
第1発電電動機12及び第2発電電動機13は、インバータ27を介してバッテリ14に電気的に接続されている。そして、第1発電電動機12に対するバッテリ14の充放電量、第2発電電動機13に対するバッテリ14の充放電量がインバータ27により調整されている。
The
図2に、ハイブリッド車両10の制御系の構成を示す。ハイブリッド車両10の制御系には、パワー管理用ECU29、エンジンECU30、モータECU31、及びバッテリECU32の4つの電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)が設けられている。パワー管理用ECU29はハイブリッド車両10全体の電力及び動力の統括管理を行い、エンジンECU30はエンジン11を制御する。モータECU31は第1発電電動機12及び第2発電電動機13のトルク制御を行い、バッテリECU32はバッテリ14を管理する。本実施形態の車両制御装置は、これら4つの電子制御ユニットにより構成されている。
FIG. 2 shows the configuration of the control system of the
パワー管理用ECU29には、ハイブリッド車両10の車速Vを検出する車速センサ33、運転者によるアクセルペダルの踏込み量であるアクセルペダル開度ACCを検出するアクセルペダルセンサ34、などのハイブリッド車両10の各部に設けられた各種センサの検出結果が入力されている。また、パワー管理用ECU29には、エンジン回転数NEやエンジン負荷KL等のエンジン11の運転状況を示す情報がエンジンECU30から入力されている。さらに、パワー管理用ECU29には、第1発電電動機12の回転数である第1モータ回転数NM1及び第2発電電動機13の回転数である第2モータ回転数NM2がモータECU31から入力されている。加えてパワー管理用ECU29には、バッテリ14の充電状態SOC、及び同バッテリ14の温度であるバッテリ温度TBがバッテリECU32から入力されている。なお、充電状態SOCは、満充電時に対するバッテリ14の蓄電量の比率を表している。
The
パワー管理用ECU29は、入力された情報に基づいて、エンジン回転数NEの目標値である目標エンジン回転数NE*、及びエンジントルクTEの目標値である目標エンジントルクTE*を演算してエンジンECU30に送信する。また、パワー管理用ECU29は、同じく入力された情報に基づいて、第1発電電動機12のトルクの指令値であるMG1指令トルクTM1*、及び第2発電電動機13のトルクの指令値であるMG2指令トルクTM2*を演算してモータECU31に送信する。そして、エンジンECU30が目標エンジン回転数NE*及び目標エンジントルクTE*に従ってエンジン11の運転状態を制御し、モータECU31がMG1指令トルクTM1*及びMG2指令トルクTM2*に従ってインバータ27を制御することで、ハイブリッド車両10の駆動力制御が行われている。
Based on the input information, the
次に、パワー管理用ECU29による目標エンジン回転数NE*、目標エンジントルクTE*、MG1指令トルクTM1*、及びMG2指令トルクTM2*の演算処理の詳細を説明する。パワー管理用ECU29は、アクセルペダル開度ACCや車速Vなどに基づき、ハイブリッド車両10の駆動力の要求値である要求駆動力TP*の演算を演算する。また、パワー管理用ECU29は、要求駆動力TP*やバッテリ14の充電状態SOCなどに基づいて、複数の走行モードの中からいずれかの走行モードを選択している。複数の走行モードには、エンジン11を稼働して走行するエンジン走行モードと、エンジン11の稼働を停止した状態で第2発電電動機13の動力で走行するEV走行モードと、が含まれる。
Next, details of calculation processing of the target engine speed NE*, the target engine torque TE*, the MG1 command torque TM1*, and the MG2 command torque TM2* by the
パワー管理用ECU29は、EV走行モードの選択時には、第2発電電動機13単体で要求駆動力TP*分の駆動力を発生するために必要な同第2発電電動機13のトルクをMG2指令トルクTM2*の値として演算する。また、このときのパワー管理用ECU29は、目標エンジン回転数NE*、目標エンジントルクTE*、及びMG1指令トルクTM1*の値としてそれぞれゼロを演算する。ちなみに、このときのエンジンECU30は、エンジン11の稼働を停止した状態に保持している。
When the EV driving mode is selected, the
一方、パワー管理用ECU29は、エンジン走行モードの選択時には、下記の態様で目標エンジン回転数NE*、目標エンジントルクTE*、MG1指令トルクTM1*、及びMG2指令トルクTM2*を演算している。
On the other hand, the
すなわち、エンジン走行モードの選択時のパワー管理用ECU29はまず、要求駆動力TP*及び車速Vに基づき、現在の車速Vにおいて第2発電電動機13のトルクをゼロとした状態で要求駆動力TP*分の駆動力が得られるエンジン出力をドライバ要求出力PDRV*の値として演算する。また、このときのパワー管理用ECU29は、バッテリ14の充電状態SOCに基づき、充放電要求出力PB*を演算する。本実施形態の車両制御装置では、バッテリ14の充電状態SOCを既定の制御目標範囲内の値に保持するように、同バッテリ14の充放電量を制御している。例えば、充電状態SOCが制御目標範囲の上限値よりも多いときには、バッテリ14から第2発電電動機13への放電を行うことで、すなわちバッテリ14が放電した電力を受けて第2発電電動機13がトルクを発生することで、充電状態SOCを低減させている。また、充電状態SOCが制御目標範囲の下限値よりも少ないときには、第2発電電動機13からバッテリ14への充電を行うことで、すなわち第2発電電動機13が発電を行ってバッテリ14に電力を送ることで充電状態SOCを増加させている。充放電要求出力PB*は、こうした充放電量の制御のために第2発電電動機13が発生する駆動力をエンジン出力に換算した値として演算されている。なお、エンジン出力の一部を使って第2発電電動機13が発電を行う場合の充放電要求出力PB*は負の値となる。
That is, when the engine running mode is selected, the
続いて、このときのパワー管理用ECU29は、ドライバ要求出力PDRV*から充放電要求出力PB*を減算した差を要求エンジン出力PE*の値として演算する。すなわち、上記充放電量の制御が行われている状態で要求駆動力TP*分の駆動力を得るために必要なエンジン出力が要求エンジン出力PE*の値として演算されている。そして、パワー管理用ECU29は、要求エンジン出力PE*の値分のエンジン出力を効率的に発生可能なエンジン11の動作点を求め、その動作点のエンジン回転数NE及びエンジントルクTEをそれぞれ目標エンジン回転数NE*及び目標エンジントルクTE*の値として演算する。
Subsequently, the
さらに、このときのパワー管理用ECU29は、エンジン回転数を目標エンジン回転数NE*とするために必要な第1発電電動機12の回転数をMG1目標回転数NM1*の値として演算する。そして、パワー管理用ECU29は、MG1目標回転数NM1*に基づいてMG1指令トルクTM1*の値を演算する。ここでのMG1指令トルクTM1*の演算は、MG1目標回転数NM1*に対する第1発電電動機12の現在の回転数の偏差に基づき、第1発電電動機12のトルクをフィードバック制御するように行われている。すなわち、前回の演算周期において演算したMG1指令トルクTM1*の値に対して上記偏差に応じたフィードバック補正項を加えた和が、今回の演算周期におけるMG1指令トルクTM1*の値として求められている。
Further, the
また、このときのパワー管理用ECU29は、第1発電電動機12がMG1指令トルクTM1*の値分のトルクを発生している状態においてエンジン11からカウンタドリブンギア20に伝達されるトルクを直達トルクTEQの値として演算する。そして、パワー管理用ECU29は、エンジン11からカウンタドリブンギア20に直達トルクTEQの値分のトルクが伝達されている状態において要求駆動力TP*分の駆動力が得られる第2発電電動機13のトルクをMG2指令トルクTM2*の値として演算する。
Also, at this time, the
さて、上記のようなエンジン走行モードの選択時に、エンジン11の不具合により燃焼不良が発生して、目標エンジントルクTE*の値分のエンジントルクTEをエンジン11が発生できない状態となることがある。エンジン走行モードの選択時には、こうした状態となった場合にも、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NE*となるように第1発電電動機12のトルク制御が行われるため、バッテリ14から第1発電電動機12への給電が続く限り、エンジン走行モードでのハイブリッド車両10の走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした場合には、エンジン回転数NEの維持に電力が使われ、バッテリ14の充電状態SOCの減りが早くなるため、走行を継続できる期間がその分短くなる。
Now, when the above-described engine running mode is selected, combustion failure may occur due to a malfunction of the
これに対して本実施形態の車両制御装置では、下記のエンジン走行禁止制御を行うことで、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態となってからのハイブリッド車両10の走行の継続期間を延長している。
On the other hand, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, by performing the following engine run prohibition control, the duration of running of the
図3は、上記のようなエンジン走行禁止制御のためにパワー管理用ECU29が実行するエンジン走行禁止制御ルーチンのフローチャートを示している。パワー管理用ECU29は、エンジン走行モードの選択中に本ルーチンの処理を規定の制御周期毎に繰り返し実行している。本実施形態の車両制御装置では、こうしたエンジン走行禁止制御を実行するパワー管理用ECU29がエンジン走行禁止制御部に対応する構成となっている。
FIG. 3 shows a flowchart of an engine running prohibition control routine executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において、目標エンジントルクTE*が既定値Aを超過する値であるか否かが判定される。そして、目標エンジントルクTE*が既定値Aを超過する値である場合(YES)には、ステップS110に処理が進められ、目標エンジントルクTE*が既定値A以下の値である場合(NO)にはステップS120に処理が進められる。 When the processing of this routine is started, first, in step S100, it is determined whether or not the target engine torque TE* is a value exceeding the predetermined value A. When the target engine torque TE* exceeds the default value A (YES), the process proceeds to step S110, and when the target engine torque TE* is equal to or less than the default value A (NO). , the process proceeds to step S120.
ステップS110に処理が進められると、そのステップS110において、目標エンジントルクTE*からエンジントルクの実値を引いた差が既定の判定値B以上であるか否かが判定される。そして、上記差が判定値B以上の場合(YES)にはステップS130に処理が進められ、同差が判定値B未満の場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジントルクの実値が目標エンジントルクTE*を大幅に下回る状態となると上記差の値が大きくなる。そこで、同ステップS110では、目標エンジントルクTE*からエンジントルクの実値を引いた差が既定の判定値B以上であることもって、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態にあると判定している。
When the process proceeds to step S110, it is determined in step S110 whether or not the difference obtained by subtracting the actual value of the engine torque from the target engine torque TE* is equal to or greater than a predetermined determination value B. If the difference is greater than or equal to the judgment value B (YES), the process proceeds to step S130, and if the difference is less than the judgment value B (NO), the current routine is terminated. When the actual value of the engine torque falls significantly below the target engine torque TE*, the value of the difference increases. Therefore, in step S110, it is determined that the
なお、上述のようにエンジン走行モードでは、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NE*に維持すべく第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御が行われており、このときのMG1指令トルクTM1*の値からエンジン11の軸トルクを計算することができる。そこで、本実施形態では、ステップS110及び下記のステップS120での判定に用いるエンジントルクの実値として、MG1指令トルクTM1*から計算したエンジン11の軸トルクの値を用いている。
As described above, in the engine running mode, feedback control of the torque of the first generator-
一方、ステップS120に処理が進められた場合には、同ステップS120において、エンジントルクの実値が既定の判定値C以下であるか否かが判定される。そして、エンジントルクの実値が判定値C以下の場合(YES)にはステップS130に処理が進められ、同実値が判定値Cを超過する値である場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。ゼロに近い小さいトルクが目標エンジントルクTE*として設定されている場合には、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態となっていても、目標エンジントルクTE*からエンジン11の軸トルクの実値を引いた差が既定値A以上の大きい値とならないことがある。そこで、本実施形態では、既定値A以下の小さいトルクが目標エンジントルクTE*の値として設定されている場合には、エンジントルクの実値が既定値C以下であることをもってエンジン11が十分なトルクを発生できない状態にあると判定している。
On the other hand, when the process proceeds to step S120, it is determined whether or not the actual value of the engine torque is equal to or less than the predetermined determination value C in step S120. If the actual value of the engine torque is less than or equal to the judgment value C (YES), the process proceeds to step S130. Processing of the routine is terminated. When a small torque close to zero is set as the target engine torque TE*, the actual value of the shaft torque of the
ステップS110又はステップS120においてエンジン11が十分なトルクを発生できない状態にあると判定されてステップS130に処理が進められると、そのステップS130において、エンジンECU30に対してエンジントルクを嵩上げするためのトルク嵩上げ制御の実施が指令される。トルク嵩上げ制御としては、エンジン11の吸気量の増量が行われる。また、エンジンECU30は、エンジン制御の一環として、エンジントルクのフィードバック制御を実行している。例えば、アイドルスピード制御では、アイドル運転中のエンジン回転数NEと目標アイドル回転数との偏差に基づくスロットル開度の調整により、エンジントルクのフィードバック制御が行われている。すなわち、アイドルスピード制御では、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも低い場合にはスロットル開度を大きくしてエンジントルクを増大し、エンジン回転数が目標アイドル回転数よりも高い場合にはスロットル開度を小さくしてエンジントルクを減少する制御が行われる。このようなエンジントルクのフィードバック制御を実行可能な状況において、同フィードバック制御が実行されていない場合には、トルク嵩上げ制御として同フィードバック制御の実施が指令される。このように本実施形態では、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態にあると判定された場合、トルク嵩上げ制御を実施して、低下したエンジントルクの回復を試みている。
If it is determined in step S110 or step S120 that the
その後、ステップS140において、トルク嵩上げ制御の実施によりエンジントルクが回復したか否かの判定が行われる。そして、エンジントルクが回復した場合(YES)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、回復しなかった場合(NO)にはステップS150に処理が進められる。こうしたステップS140でのエンジントルクの回復の有無の判定は、ステップS100~S120の処理と同様の態様で行われる。 After that, in step S140, it is determined whether or not the engine torque has been recovered by the execution of the torque raising control. Then, if the engine torque has recovered (YES), the processing of this routine ends as it is, and if it has not recovered (NO), the processing proceeds to step S150. The determination of whether or not the engine torque is recovered in step S140 is performed in the same manner as in steps S100 to S120.
ステップS150に処理が進められると、そのステップS150において、禁止領域設定処理が実施される。そしてその実施後に、今回の本ルーチンの処理が終了される。禁止領域設定処理では、エンジン11の運転状態に応じて区分けされた複数の運転領域の中でエンジン走行モードの選択を禁止する運転領域を決定する処理が行われる。
When the process proceeds to step S150, a prohibited area setting process is performed in step S150. After the execution, the processing of this routine is terminated. In the prohibited area setting process, a process of determining an operating area in which selection of the engine running mode is prohibited from among a plurality of operating areas divided according to the operating state of the
図4に示すように、本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数NE及びエンジン負荷KLに応じて8つの運転領域R1~R8が設定されている。なお、パワー管理用ECU29は、エンジン走行モードの選択時の目標エンジン回転数NE*及び目標エンジントルクTE*の演算後、それらの演算値が示すエンジン11の動作点が、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域内の動作点であった場合、エンジン11の稼働を停止して走行モードをEV走行モードに切り替える。
As shown in FIG. 4, in the vehicle control system of this embodiment, eight operating regions R1 to R8 are set according to the engine speed NE and the engine load KL. After calculating the target engine speed NE* and the target engine torque TE* at the time of selection of the engine running mode, the
なお、エンジン11で燃焼不良が発生すると、排気通路に設置された排気浄化用の触媒に未燃燃料及び余剰酸素を多量に含んだ排気が流入する。そして、触媒内で未燃燃料と余剰酸素とが反応して同触媒の温度を上昇させる。エンジン11の高負荷運転域では、燃焼不良により、許容可能な最大温度を超えて触媒温度が上昇する場合がある。以下の説明では、燃焼不良により触媒温度が高くなり過ぎる可能性がある運転領域を潜在触媒過熱領域と記載する。図4には、潜在触媒過熱領域の範囲がハッチングにより示されている。同図に示すように、上記8つの運転領域の中で高負荷側の3つの運転領域R6~R8は、潜在触媒過熱領域内に位置している。
When combustion failure occurs in the
一方、エンジンECU30は、エンジン制御の一環としてノック制御を行っている。ノック制御では、ノッキングの発生状況に基づき、同ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角する。より詳しくは、ノック制御では、エンジン11のトルクの発生効率が最大となる点火時期である最適点火時期からの点火時期の遅角量であるKCS遅角量を、ノッキングの発生が確認されていないときには徐減し、ノッキングの発生が確認されると増加することで、ノッキングを抑制可能な限界まで点火時期を進角している。最適点火時期から点火時期が遅角されると、エンジン11の熱損失が増加して排気の温度が上がるため、ノック制御においてKCS遅角量が増大されると触媒温度が高くなる。そこで、本実施形態では、KCS遅角量が既定値よりも大きい値とされている場合には、運転領域R6~R8に加えて運転領域R5も含まれるように、潜在触媒過熱領域を拡大している。すなわち、本実施形態では、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大している。
On the other hand, the
図5には、禁止領域設定処理においてパワー管理用ECU29が実行する禁止領域設定ルーチンのフローチャートが示されている。本ルーチンの処理は、上述のエンジン走行禁止制御ルーチンのステップS130の処理としてパワー管理用ECU29により実行される。
FIG. 5 shows a flowchart of a prohibited area setting routine executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、現在運転中の運転領域におけるエンジン走行モードの選択が禁止される。このように、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態にあると判定されたときに運転中の運転領域では、エンジン走行モードの選択が禁止される。
When the processing of this routine is started, first, in step S200, the selection of the engine running mode in the current operating region is prohibited. In this manner, selection of the engine running mode is prohibited in the operating region during operation when it is determined that the
続いてステップS210において、エンジン11で失火が発生しているか否かが判定される。そして、失火が発生していると判定された場合(YES)には、ステップS220に処理が進められ、失火が発生していないと判定された場合(NO)には、ステップS230に処理が進められる。なお、エンジンECU30は、エンジン回転数NEの変動パターンなどに基づいて失火が発生しているか否かを判定しており、その判定結果をパワー管理用ECU29に通知している。ステップS210での判定は、エンジンECU30が通知する失火の発生の有無の判定結果に基づいて行われている。
Subsequently, in step S210, it is determined whether a misfire has occurred in the
失火の発生が確認されており、ステップS220に処理が進められた場合にはそのステップS220において、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域R5~R8でのエンジン走行モードの選択が禁止された後、ステップS250に処理が進められる。このように失火が発生していることが確認されている場合には、現在運転中の運転領域に加えて、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域で、エンジン走行モードの選択が禁止される。 If the occurrence of a misfire has been confirmed and the process proceeds to step S220, in step S220, after prohibiting the selection of the engine running mode in all the operating regions R5 to R8 within the latent catalyst overheat region. , the process proceeds to step S250. When it is confirmed that a misfire has occurred in this way, selection of the engine running mode is prohibited in all operating regions within the latent catalyst overheat region in addition to the operating region currently being operated. .
一方、失火の発生が確認されておらず、ステップS230に処理が進められた場合には、そのステップS230において現在運転中の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域であるか否かが判定される。現在運転中の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域である場合(YES)には、ステップS240において現在運転中の運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択が禁止された後、ステップS250に処理が進められる。これに対して、現在の運転領域が潜在触媒過熱領域内の運転領域でない場合(NO)には、そのままステップS250に処理が進められる。 On the other hand, if the occurrence of a misfire has not been confirmed and the process proceeds to step S230, it is determined in step S230 whether or not the current operating region is within the latent catalyst overheating region. be done. If the operating region currently being operated is within the latent catalyst overheat region (YES), in step S240, the engine running mode can be selected in all of the operating regions on the higher load side than the operating region currently being operated. After being prohibited, the process proceeds to step S250. On the other hand, if the current operating region is not within the latent catalyst overheating region (NO), the process proceeds directly to step S250.
ステップS250に処理が進められると、そのステップS250において、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中に、バッテリ14の充電を実施可能な運転領域が存在しているか否かが判定される。そして、そうした運転領域が存在する場合(YES)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、存在しない場合(NO)にはステップS260において、全ての運転領域R1~R8でのエンジン走行モードの選択が禁止された後に今回の本ルーチンの処理が終了される。
When the process proceeds to step S250, it is determined in step S250 whether or not there is an operating range in which the
なお、上記フローチャートでは省略されているが、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域の数が一定数を超えた場合には、全ての運転領域R1~R8でのエンジン走行モードの選択を禁止している。これは、広範な運転領域でトルク低下状態となっている場合には、エンジン11に何らかの重大な不具合が生じている可能性が高いため、そうした状態ではエンジン11を稼働しないようにするためである。
Although omitted in the above flow chart, when the number of operating regions in which the selection of the engine running mode is prohibited exceeds a certain number, the selection of the engine running mode is prohibited in all the operating regions R1 to R8. are doing. This is to prevent the
ところで、ハイブリッド車両10では、第1発電電動機12のトルクでエンジン11を回転して同エンジン11を始動している。こうした始動における第1発電電動機12のトルクによるエンジン11の回転維持、すなわちクランキングは、エンジン11が自立運転可能な状態となるまで継続される。エンジン11の吸気系や点火系、燃料系などに不具合があり、燃焼不良が生じる場合には、クランキングの期間が長くなる。そうした場合、エンジン11の始動を完了できても、その後も燃料不良が継続して十分なトルクを発生できない状態となり易い。そして、本実施形態の車両制御装置では、そうした場合には、上述のエンジン走行禁止制御によりエンジン走行モードの選択が禁止されてEV走行モードに移行するため、エンジン11の始動に費やした電力が無駄となってしまう。これに対して、本実施形態の車両制御装置におけるパワー管理用ECU29は、そうした場合の不要な電力消費を抑えるため、下記の始動時ルーチンの処理を実行している。
By the way, in the
図5に、始動時ルーチンのフローチャートを示す。パワー管理用ECU29は、エンジン11の始動の開始から完了又は中止までの期間、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行する。
FIG. 5 shows a flow chart of the startup routine. The
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS400において、上述のクランキング開始からの経過時間が既定の判定値E以上となったか否かが判定される。判定値Eには、エンジン11が適切に機能している場合のクランキングの完了に要する時間の想定最大値よりも若干長い時間が値として設定されている。そして、上記経過時間が判定値E未満の場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して上記経過時間が判定値E以上の場合(YES)、すなわち上記経過時間が判定値Eに達するまでにエンジン11の始動が完了しなかった場合には、ステップS310に処理が進められる。そして、そのステップS310においてエンジン11の始動が中止されるとともに走行モードがEV走行モードに切り替えられた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
When the processing of this routine is started, first, in step S400, it is determined whether or not the elapsed time from the start of cranking has reached a predetermined determination value E or more. The judgment value E is set to a value that is slightly longer than the estimated maximum time required for the completion of cranking when the
本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両10は、エンジン11を稼働した状態で走行するエンジン走行モードと、エンジン11の稼働を停止した状態で第2発電電動機13の動力で走行するEV走行モードと、で走行が可能とされている。エンジン走行モードでのエンジン11の稼働中に、吸気系や点火系、燃料系などの不具合により燃焼不良が発生して、エンジン11が十分なトルクを発生できない状態となることがある。以下の説明では、この状態をトルク低下状態と記載する。
The operation of this embodiment will be described.
The
本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両10では、エンジン11がトルク低下状態となっているときにも、第1発電電動機12がエンジン11の回転を下支えするため、バッテリ14から第1発電電動機12への給電を継続できる間はエンジン走行モードでの走行を継続することが可能である。しかしながら、そうした状態では、エンジン11のトルク低下により不足する分の駆動力を第2発電電動機13に発生させるために電力が使われる上、エンジン11の回転を維持するために第1発電電動機12にも給電が必要となる。そのため、そうした場合には、トルク低下状態となったエンジン11の稼働を続けてエンジン走行モードでの走行を継続するよりも、エンジン11を停止してEV走行モードでの走行に切り替えた方が、走行を継続可能な期間が長くなる。
In the
そこで、本実施形態の車両制御装置におけるパワー管理用ECU29は、エンジン11がトルク低下状態となっていることが確認されると、その時運転中の運転領域におけるエンジン走行モードの選択を禁止する。これにより、トルク低下状態となったエンジン11の稼働による不要な電力消費の増加が抑えられる。
Therefore, when it is confirmed that the
なお、エンジン11で燃焼不良が発生すると、同エンジン11の排気通路に設置された触媒に未燃の燃料と酸素とが流入するようになる。そして、流入した燃料と酸素が触媒内で反応して触媒温度を上昇させる。エンジン11の高負荷運転域では、燃焼不良が発生すると、許容可能な最大温度を超えて触媒温度が上昇する虞がある。こうした燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じる可能性は、エンジン負荷が高いほど高くなる。また、ある運転領域でトルク低下状態が確認された場合には、エンジン11に何らかの不具合が生じている可能性があり、他の運転領域でも燃焼不良が発生することが考えられる。
When combustion failure occurs in the
これに対して本実施形態では、燃焼不良による触媒温度の過上昇が生じる可能性がある高負荷運転域を潜在触媒過熱領域に設定している。そして、潜在触媒過熱領域内の運転領域でトルク低下状態が確認された場合には、その確認がなされた運転領域に加えて、それよりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止している。そのため、燃焼不良による触媒の過昇温が発生し難くなる。 On the other hand, in the present embodiment, the high-load operating range, in which the catalyst temperature may excessively rise due to poor combustion, is set as the latent catalyst overheat range. Then, when a torque reduction state is confirmed in the operating region within the latent catalyst overheat region, in addition to the confirmed operating region, the engine running mode is selected in all of the higher load side operating regions. is prohibited. Therefore, excessive temperature rise of the catalyst due to poor combustion is less likely to occur.
一方、エンジン11ではノック制御により、点火時期のフィードバック制御が行われている。こうしたノック制御により点火時期が遅角されると排気温度が、ひいては触媒温度が高くなる。これに対して本実施形態では、ノック制御による点火時期の進角量が小さいときには、同進角量が大きいときよりも、潜在触媒過熱領域内の領域となる運転領域をエンジン負荷が低い側に拡大している。
On the other hand, in the
さらに、エンジン11の燃焼状態が悪化して失火が発生すると、燃焼室に導入された混合気がそのまま触媒に流入することから、失火に至らない燃焼不良の場合よりも触媒温度が上昇し易くなる。そのため、本実施形態では、エンジン11で失火が発生していることが確認されているときには、潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域においてエンジン走行モードの選択を禁止するようにしている。
Furthermore, when the combustion state of the
以上のように本実施形態では、トルク低下状態の確認時にエンジン走行モードの選択を禁止する運転領域の範囲を触媒の過昇温のリスクに応じて定めている。そのため、燃焼不良による触媒の過昇温の発生を効果的に抑制できる。 As described above, in this embodiment, the range of the operating region in which the selection of the engine running mode is prohibited when confirming the torque reduction state is determined according to the risk of excessive temperature rise of the catalyst. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of excessive temperature rise of the catalyst due to poor combustion.
なお、エンジン11がトルク低下状態にあることが確認された場合にも、その状態が一時的なものであって、その後に自然に解消する場合がある。そうした場合にも、エンジン走行モードの選択を直ちに禁止すると、走行を継続可能な期間を不要に短くすることになる。これに対して本実施形態では、トルク低下状態が確認された場合、まず吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施により、エンジントルクの回復を試みている。そして、その実施によってもエンジントルクが回復しなかった場合にエンジン走行モードの選択を禁止している。
Note that even when it is confirmed that the
なお、本実施形態では、目標エンジントルクTE*が既定値Aを超過する値である場合には、目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてエンジン11がトルク低下状態にあるか否かを判定している。また、本実施形態では、上記エンジントルクの実値として、MG1指令トルクTM1*などから計算したエンジン11の軸トルクを用いている。こうした場合にも、目標エンジントルクTE*がある程度よりも大きい値に設定されている場合には、エンジン11がトルク低下状態となると目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との差がある程度の大きい値となるため、的確に判定を行うことができる。ただし、目標エンジントルクTE*としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときには、失火によりエンジン11の軸トルクがゼロとなっても、目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との差は大きい値とならないため、上記比較結果からはトルク低下状態を適切に判定できない虞がある。これに対して本実施形態では、既定値A以下の小さいトルクが目標エンジントルクTE*として設定されている場合には、エンジントルクの実値が判定値C以下であるか否かにより判定を行っている。そのため、目標エンジントルクTE*としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときにも、エンジン11がトルク低下状態にあることを的確に判定できる。
Note that in the present embodiment, when the target engine torque TE* is a value exceeding the default value A, the
なお、エンジン11の運転領域R1~R8の中には、バッテリ14の充電を殆ど実施できない領域が存在する。一方、エンジン走行禁止制御の結果、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリ14を充電可能な運転領域が残されていない状態となることがある。こうした場合には、選択が禁止されていない運転領域でエンジン11を稼働しても電力を消費する一方となるため、エンジン走行モードの選択を全面的に禁止してEV走行モードだけを使用した場合と走行を継続可能な期間は大きく違わない。一方、上記のような場合には、エンジン11に何らかの不具合が生じている可能性が高く、そうした状態でエンジン11を稼働し続けると不具合が更に悪化する虞がある。そのため、本実施形態の車両制御装置では、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリ14を充電可能な領域が存在しない状態となったときには、全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止して、EV走行モードだけで走行を行うようにしている。
It should be noted that, among the operating regions R1 to R8 of the
(第1実施形態の変形例)
エンジン11が冷間始動された直後に、理論空燃比よりもリーンな空燃比で燃焼を行って排気の温度を高くすることで、排気浄化用の触媒の活性化を促進する触媒昇温促進制御を実行することがある。こうした触媒昇温促進制御の実行時には、理論空燃比で燃焼を行う場合よりも燃焼が緩慢となってエンジントルクが出にくい状態となる。そのため、触媒昇温促進制御の実行中は、エンジン11に不具合が無くても、エンジン11がトルク低下状態にあると誤判定される虞がある。こうした誤判定は、触媒昇温促進制御の実行の有無により、トルク低下状態の判定値B、Cの値を変更することで抑制が可能である。
(Modified example of the first embodiment)
Immediately after the
図7に、触媒昇温促進制御の実行の有無に応じて判定値B、Cの値を変更するための判定値設定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、図3に示したエンジン走行禁止制御ルーチンの実行に先立ってパワー管理用ECU29により実行されるものとなっている。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS400において、触媒昇温促進制御の実行中であるか否かが判定される。触媒昇温促進制御の実行中でない場合(NO)には、ステップS410において、既定の値B1が判定値Bの値として、既定の値C1が判定値Cの値として、それぞれ設定される。これに対して触媒昇温促進制御の実行中である場合(YES)には、ステップS420において、上記値B1よりも大きい既定の値B2が判定値Bの値として、上記値C1よりも小さい既定の値C2が判定値Cの値として、それぞれ設定される。
FIG. 7 shows a flow chart of a determination value setting routine for changing the values of the determination values B and C depending on whether or not the catalyst temperature increase promotion control is executed. The processing of this routine is executed by the
こうした場合には、触媒昇温促進制御の実行中は、実行中でない場合に比べて、エンジン11が低トルク状態にあると判定されるエンジントルクの閾値が小さい値となる。そのため、エンジントルクが出にくい触媒昇温促進制御の実行中にも、エンジン11の低トルク状態を適切に判定できる。
In such a case, the engine torque threshold at which it is determined that the
さらに本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、エンジン11がトルク低下状態にあると判定された場合に吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施によるトルク嵩上げ制御を実施し、その実施後にもトルク低下状態が解消しなかった場合にエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。このときのトルク嵩上げ制御として、吸気量の増量やトルクフィードバック制御の実施以外の制御を採用してもよい。
Furthermore, this embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above embodiment, when it is determined that the
・エンジン11がトルク低下状態にあると判定されたときに、トルク嵩上げ制御を実施せずに直ちにエンジン走行モードを禁止するようにしてもよい。
・上記実施形態では、目標エンジントルクTE*が既定値Aを超える場合のトルク低下状態の判定を、目標エンジントルクTE*からエンジントルクの実値を引いた差に基づいて行っていた。こうした判定を、目標エンジントルクTE*に対するエンジントルクの実値の比に基づいて行うようにしてもよい。目標エンジントルクTE*に対するエンジントルクの実値の比は、エンジン11がトルク低下状態でない場合には上記比が1に近い値となり、トルク低下状態にある場合には1よりも小さい正の値となる。よって、1よりも小さい正の値を判定値として設定し、上記比がその判定値以下であることをもってエンジン11がトルク低下状態にあると判定することができる。こうした場合にも、目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてトルク低下状態の判定が行われることになる。
- When it is determined that the
In the above embodiment, the determination of the torque reduction state when the target engine torque TE* exceeds the predetermined value A is performed based on the difference obtained by subtracting the actual value of the engine torque from the target engine torque TE*. Such determination may be made based on the ratio of the actual value of the engine torque to the target engine torque TE*. The ratio of the actual value of the engine torque to the target engine torque TE* is a value close to 1 when the
・上記実施形態では、目標エンジントルクTE*が既定値A以下の場合には、エンジントルクの実値が判定値C以下であることをもってエンジン11がトルク低下状態にあると判定していた。目標エンジントルクTE*が既定値A以下の場合にも、既定値Aを超える場合と同様に、目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との比較結果に基づいてトルク低下状態の判定を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, when the target engine torque TE* is equal to or less than the predetermined value A, it is determined that the
・上記実施形態では、トルク低下状態の判定に際して、MG1指令トルクTM1*などから計算したエンジン11の軸トルクをエンジントルクの実値として使用していた。ポンピングやフリクションによるエンジン11の内部でのトルクの損失分を軸トルクに加えた図示トルクを求め、その値をエンジントルクの実値として用いてトルク低下状態の判定を行うようにしてもよい。エンジン11の軸トルクがゼロ近傍の値となるときにも、図示トルクはある程度の大きい値となる。そのため、こうした場合には、目標エンジントルクTE*としてゼロ近傍の小さいトルクが設定されているときにも、目標エンジントルクTE*とエンジントルクの実値との比較結果に基づくトルク低下状態の判定を的確に行えるようになる。
- In the above embodiment, the shaft torque of the
・始動時ルーチンの処理を行わないようにしてもよい。
・上記実施形態では、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域の中にバッテリを充電可能な領域が存在しない状態となった場合には全ての運転領域R1~R8でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。こうした処理を行わず、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域が存在する限り、そうした領域でのエンジン11の稼働を許容するようにしてもよい。
- The processing of the startup routine may be omitted.
In the above embodiment, when there is no battery chargeable region in the operating regions where the selection of the engine driving mode is not prohibited, the engine driving mode is selected in all the operating regions R1 to R8. was prohibited. As long as there is an operating region in which the selection of the engine running mode is not prohibited without performing such processing, the operation of the
・上記実施形態では、エンジン走行モードの選択が禁止された運転領域の数が一定数に達すると、全ての運転領域R1~R8でエンジン走行モードの選択を禁止するようにしていた。こうした処理を行わず、エンジン走行モードの選択が禁止されていない運転領域が存在する限り、そうした領域でのエンジン11の稼働を許容するようにしてもよい。
In the above embodiment, when the number of operating regions in which the selection of the engine driving mode is prohibited reaches a certain number, the selection of the engine driving mode is prohibited in all the driving regions R1 to R8. As long as there is an operating region in which the selection of the engine running mode is not prohibited without performing such processing, the operation of the
・上記実施形態では、失火が発生していることが確認された場合には潜在触媒過熱領域内の全ての運転領域でエンジン走行モードの選択を禁止していたが、こうした処理は割愛してもよい。 ・In the above embodiment, when it is confirmed that a misfire has occurred, the selection of the engine running mode is prohibited in all operating regions within the latent catalyst overheat region, but such processing may be omitted. good.
・上記実施形態では、潜在触媒過熱領域内の運転領域においてエンジン11がトルク低下状態にあると判定された場合には、同判定がなされた運転領域に加えて、同運転領域よりも高負荷側の運転領域の全てでエンジン走行モードの選択を禁止していたが、こうした処理は割愛してもよい。
In the above-described embodiment, when it is determined that the
・上記実施形態では、トルク低下状態の判定やエンジン走行モードの選択禁止の単位となる運転領域R1~R8の区分けを、エンジン回転数NE及びエンジントルクTEに応じて行っていたが、エンジン11の運転状態を示すそれら以外のパラメータを用いて運転領域の区分けを行うようにしてもよい。そうしたパラメータとしては、エンジン負荷や燃料の噴射方式、排気再循環の実施の有無、バルブオーバーラップの実施の有無などがある。 In the above embodiment, the operation regions R1 to R8, which are units for determining the torque reduction state and prohibiting the selection of the engine driving mode, were divided according to the engine speed NE and the engine torque TE. The operating regions may be classified using parameters other than those that indicate the operating state. Such parameters include engine load, fuel injection method, whether exhaust gas recirculation is implemented, and whether valve overlap is implemented.
・上記実施形態では、複数の運転領域毎にトルク低下状態の判定、及びエンジン走行モードの選択禁止を行っていたが、エンジン11の運転領域全体で一括してそれらを行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the determination of the torque reduction state and the prohibition of the selection of the engine running mode are performed for each of a plurality of operating regions, but these may be performed collectively for the entire operating region of the
・上記実施形態の車両制御装置の適用対象となるハイブリッド車両10は、遊星ギア機構18のサンギア15に第1発電電動機12が、プラネタリキャリア17にエンジン11が、リングギア16に第2発電電動機13及び車輪軸26が、それぞれ連結されていた。同実施形態の車両制御装置は、エンジン11、第1発電電動機12、及び第2発電電動機13と、それらが連結された遊星ギア機構18の回転要素との組合せが異なるハイブリッド車両にも同様に適用することができる。
The
(第2実施形態)
次に、車両制御装置の第2実施形態を、図8~図10を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the vehicle control device will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 10 as well. In addition, in this embodiment, the same reference numerals are given to the configurations common to those of the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
従来、特許文献1に見られるように、エンジンと第1発電電動機及び第2発電電動機の2つの発電電動機とを走行用の駆動源として備え、かつサンギア、プラネタリキャリア、及びリングギアの3つの回転要素を有した遊星ギア機構が設けられたハイブリッド車両が知られている。遊星ギア機構におけるプラネタリキャリアには、サンギア及びリングギアの双方に噛み合わされたピニオンギアが回転可能に軸支されている。そして、遊星ギア機構のサンギアにエンジンが、プラネタリキャリアに第1発電電動機が、リングギアに第2発電電動機及び車輪軸が、それぞれ連結されている。
Conventionally, as seen in
遊星ギア機構では、3つの回転要素の回転速度の関係によりピニオンギアの回転数が定まる。こうした遊星ギア機構が設けられたハイブリッド車両では、ピニオンギアの回転数が許容可能な最大回転数を超えることがないようにエンジンや発電電動機の駆動制御が行われている。しかしながら、エンジンに不具合が発生してエンジン回転数を適切に制御できない状態となった場合には、ピニオンギアの回転数が許容可能な最大回転数を超えてしまい、プラネタリキャリアにおけるピニオンギアの軸受部分等の遊星ギア機構の構成部品の耐久性が低下する虞がある。 In the planetary gear mechanism, the rotation speed of the pinion gear is determined by the relationship between the rotation speeds of the three rotating elements. In a hybrid vehicle provided with such a planetary gear mechanism, drive control of the engine and the generator motor is performed so that the rotation speed of the pinion gear does not exceed the allowable maximum rotation speed. However, if an engine malfunction occurs and the engine speed cannot be properly controlled, the pinion gear speed will exceed the allowable maximum speed, and the pinion gear bearings in the planetary carrier will There is a possibility that the durability of the component parts of the planetary gear mechanism, such as a planetary gear mechanism, may deteriorate.
本実施形態の車両制御装置は、このようなピニオンギアの過回転による耐久性の低下から遊星ギア機構を保護するためのピニオン保護制御を行うものとなっている。なお、本実施形態の車両制御装置が適用されるハイブリッド車両10の駆動系及び制御系の構成は、図1及び図2に示した第1実施形態におけるものと同様となっている。また、本実施形態の車両制御装置は、第1実施形態と同様の態様でハイブリッド車両10の駆動力制御を行っている。
The vehicle control device of the present embodiment performs pinion protection control for protecting the planetary gear mechanism from deterioration in durability due to such excessive rotation of the pinion gear. The configurations of the drive system and control system of the
図8に示すように、以下の説明では、遊星ギア機構18におけるプラネタリキャリア17の回転数をキャリア回転数NC、リングギア16の回転数をリングギア回転数NR、プラネタリキャリア17上でのピニオンギア17Aの回転数をピニオン差回転数NPと記載する。また、ピニオンギア17Aのギア歯の数を「ZP」、リングギア16のギア歯の数を「ZR」とする。このとき、キャリア回転数NC、ピニオン差回転数NP、及びリングギア回転数NRの間には式(1)の関係が成立する。なお、ハイブリッド車両10では、エンジン11の出力軸がプラネタリキャリア17に一体回転するように連結されており、エンジン回転数NEはキャリア回転数NCと等しくなる(NE=NC)。
As shown in FIG. 8, in the following description, the rotation speed of the
なお、上述のようにパワー管理用ECU29は、ハイブリッド車両10の駆動力制御に際して目標エンジン回転数NE*の演算を行っている。このときの目標エンジン回転数NE*の演算は、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX以下となるエンジン回転数NEの範囲内の回転数となるように演算されている。すなわち、目標エンジン回転数NE*は、上記最大値MAXよりも低く、かつ上記最小値MINよりも高い回転数となるように演算されている。
As described above, the
図9及び図10に、ピニオン保護制御のためにパワー管理用ECU29が実行するピニオン保護制御ルーチンのフローチャートを示す。パワー管理用ECU29は、エンジン11の稼働中、既定の制御周期毎に同ルーチンの処理を繰り返し実行する。なお、本実施形態の車両制御装置では、こうしたピニオン保護制御ルーチンの処理を実行するパワー管理用ECU29がピニオン保護制御部に対応している。
9 and 10 show a flowchart of a pinion protection control routine executed by the
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS500において、第2モータ回転数NM2からリングギア回転数NRが計算される。さらにステップS500では、計算したリングギア回転数NRに基づいて、上述の式(2)、(3)の関係を満たす値として上記最大値MAX及び最小値MINの値が計算される。 When the processing of this routine is started, first, in step S500, the ring gear rotation speed NR is calculated from the second motor rotation speed NM2. Furthermore, in step S500, based on the calculated ring gear rotation speed NR, the maximum value MAX and the minimum value MIN are calculated as values that satisfy the above-described equations (2) and (3).
続いて、ステップS510において、最大値MAXが第1閾値NEP1の値として、最小値MINが第3閾値NEP3の値としてそれぞれ設定される。さらにステップS510では、最大値MAXから既定値Fを引いた差が第2閾値NEP2の値として、最小値MINに既定値Gを加えた和が第4閾値NEP4の値としてそれぞれ設定される。 Subsequently, in step S510, the maximum value MAX is set as the value of the first threshold value NEP1, and the minimum value MIN is set as the value of the third threshold value NEP3. Further, in step S510, the difference obtained by subtracting the default value F from the maximum value MAX is set as the value of the second threshold value NEP2, and the sum of the minimum value MIN plus the default value G is set as the value of the fourth threshold value NEP4.
続くステップS520では、エンジン回転数NEが第2閾値NEP2以上であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数NEが第2閾値NEP2以上の場合(YES)にはステップS530に、第2閾値NEP2未満の場合(NO)にはステップS600にそれぞれ処理が進められる。エンジン回転数NEが第2閾値NEP2以上であってステップS530に処理が進められた場合には、そのステップS530においてエンジン11の燃料噴射の停止がエンジンECU30に指令された後、ステップS540に処理が進められる。
In subsequent step S520, it is determined whether or not the engine speed NE is greater than or equal to the second threshold value NEP2. Then, if the engine speed NE is equal to or greater than the second threshold value NEP2 (YES), the process proceeds to step S530, and if it is less than the second threshold value NEP2 (NO), the process proceeds to step S600. When the engine speed NE is equal to or greater than the second threshold value NEP2 and the process proceeds to step S530, the
ステップS540に処理が進められると、そのステップS540においてエンジン回転数NEが第1閾値NEP1以上であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数NEが第1閾値NEP1以上の場合(YES)にはステップS550に、第1閾値NEP1未満の場合(NO)にはステップS560にそれぞれ処理が進められる。エンジン回転数NEが第1閾値NEP1以上であってステップS550に処理が進められた場合には、そのステップS550においてエンジン11の点火の停止がエンジンECU30に指令された後、ステップS560に処理が進められる。
When the process proceeds to step S540, it is determined in step S540 whether or not the engine speed NE is greater than or equal to the first threshold value NEP1. If the engine speed NE is greater than or equal to the first threshold value NEP1 (YES), the process proceeds to step S550, and if it is less than the first threshold value NEP1 (NO), the process proceeds to step S560. When the engine speed NE is equal to or greater than the first threshold value NEP1 and the process proceeds to step S550, after the
なお、パワー管理用ECU29は、第1閾値NEP1未満の値となるように目標エンジン回転数NE*を設定している。よって、エンジン回転数NEが第1閾値NEP1以上となっている場合には、スロットルバルブの開固着などの不具合がエンジン11で発生している可能性がある。一方、ステップS600に処理が進められると、エンジン11においてエンジン回転数NEの過上昇を招く不具合が発生しており、かつその不具合が一時的なものではないことが確認されているか否かが、すなわち上記のような不具合がその後も継続するか否かが判定される。ここで、不具合が継続しないと判定された場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して不具合が継続すると判定された場合(YES)には、ステップS560において走行モードがEV走行モードに切り替えられた後、今回の本ルーチン処理が終了される。すなわち、このときには、エンジン11の稼働を停止するとともに同エンジン11の再始動が禁止されることになる。
The
一方、上述のステップS520においてエンジン回転数NEが第2閾値NEP2未満であると判定されてステップS600に処理が進められた場合には、そのステップS600においてエンジン11がアイドル運転中であるか否かが判定される。そして、アイドル運転中である場合(YES)にはステップS610に処理が進められ、アイドル運転中でない場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、エンジン11のアイドル運転中にエンジンECU30は、エンジン回転数NEを目標アイドル回転数とすべくスロットル開度をフィードバック制御するアイドルスピード制御を実行している。なお、通常のアイドル運転時には、エンジン11の軸トルクがゼロとなるエンジン回転数NEである軸トルクゼロ回転数が目標アイドル回転数として設定されている。
On the other hand, when it is determined in step S520 that the engine speed NE is less than the second threshold value NEP2 and the process proceeds to step S600, it is determined whether the
エンジン11がアイドル運転中であってステップS610に処理が進められると、そのステップS610においてエンジン回転数NEが第4閾値NEP4以下であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数NEが第4閾値NEP4以下の場合(YES)にはステップS620に処理が進められ、第4閾値NEP4を超えている場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジン回転数NEが第4閾値NEP4以下であってステップS620に処理が進められた場合には、そのステップS620において、軸トルクゼロ回転数と第4閾値NEP4との2つの値のうちでいずれか大きい方の値が目標アイドル回転数として設定された後、ステップS630に処理が進められる。
When the
ステップS630に処理が進められると、そのステップS630においてエンジン回転数NEが第3閾値NEP3以下であるか否かが判定される。そして、エンジン回転数NEが第3閾値NEP3以下の場合(YES)にはステップS640に処理が進められ、第3閾値NEP3を超えている場合(NO)にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。エンジン回転数NEが第3閾値NEP3以下であってステップS640に処理が進められた場合には、そのステップS640において第1発電電動機12の力行運転が可能であるか否かが判定される。なお、第1発電電動機12の力行運転が可能でない状況としては、例えばバッテリ14の充電状態SOCが低下して第1発電電動機12への給電を行えない場合や、第1発電電動機12の温度が高くなり過ぎている場合がある。
When the process proceeds to step S630, it is determined in step S630 whether or not the engine speed NE is equal to or lower than the third threshold value NEP3. If the engine speed NE is equal to or less than the third threshold value NEP3 (YES), the process proceeds to step S640, and if it exceeds the third threshold value NEP3 (NO), the process of this routine ends. be done. When the engine speed NE is equal to or lower than the third threshold value NEP3 and the process proceeds to step S640, it is determined in step S640 whether or not the power running operation of the
第1発電電動機12の力行運転が可能な場合(S640:YES)には、ステップS650に処理が進められて、そのステップS650において第1発電電動機12によるエンジン回転数NEのフィードバック制御が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、このときの実施されるフィードバック制御では、第3閾値NEP3を超える回転数までエンジン回転数NEを引き上げるようにMG1指令トルクTM1*のフィードバック制御が実施される。
When the power running operation of the
これに対して、第1発電電動機12の力行運転が可能でない場合(S640:NO)には、ステップS660に処理が進められて、そのステップS660において燃料カットの禁止がエンジンECU30に指令された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、エンジンECU30は、通常は、エンジン11の吸気量が失火域まで減少した場合に燃料カットを実施しているが、燃料カットの禁止が指令されるとそうした場合にも燃料カットの実施を見合わせる。
On the other hand, if the power running operation of the first generator-
本実施形態の作用について説明する。
上述のように本実施形態の車両制御装置では、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX以下となるエンジン回転数NEの範囲内の値として目標エンジン回転数NE*を設定している。よって、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NE*に維持されるようにエンジン11が適切に制御されていれば、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXを超える状況となることはない。しかしながら、スロットルバルブの開固着のようなエンジントルクの低下を阻害する不具合がエンジン11に発生した場合には、エンジン回転数NEが目標エンジン回転数NE*を超えて上昇することがある。
The operation of this embodiment will be described.
As described above, in the vehicle control system of the present embodiment, the target engine speed NE* is set as a value within the range of the engine speed NE in which the pinion differential speed NP is equal to or less than the allowable maximum differential speed NPMAX. Therefore, if the
本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数NEが第2閾値NEP2以上となるとエンジン11の燃料噴射が停止される。なお、この時点ではエンジン11の点火は継続されている。そのため、燃料噴射を停止する直前に噴射した燃料が燃焼室内に残留していても、その残留燃料の燃焼は行われることになる。上述のように第2閾値NEP2は、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX未満となるエンジン回転数NEの範囲の最大値MAXよりも既定値F分低い回転数に設定されている。本実施形態では、残留燃料の燃焼によるエンジン回転数NEの上昇量の想定最大値よりも大きい値を既定値Fとして設定している。そのため、燃焼室内の残留燃料が燃焼して、それによりエンジン回転数NEが多少上昇しても、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXに達することはない。
In the vehicle control device of the present embodiment, fuel injection of the
その後、エンジン回転数NEが更に上昇して第1閾値NEP1に達すると、燃料噴射に加えてエンジン11の点火も停止される。よって、エンジン回転数NEが第1閾値NEP1に達すると、燃焼室内の未燃燃料の残留の有無に拘わらず、その時点でエンジン11の燃焼が直ちに停止される。上述のように第1閾値NEP1は、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX未満となるエンジン回転数NEの範囲の最大値MAXに設定されている。
Thereafter, when the engine speed NE further increases and reaches the first threshold value NEP1, ignition of the
このように本実施形態では、エンジン11の不具合等によりエンジン回転数NEが過上昇した場合には、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXよりも低い回転数にあるうちに、エンジン11の点火を継続したまま、燃料噴射を停止する。このときの燃焼室には、燃料噴射の停止直前に噴射した燃料が残留していることがあるが、点火は継続されているため、その残留燃料の燃焼は行われることになる。そのため、未燃の燃料がそのまま排気通路に排出されて、排気通路に設置された排気浄化用の触媒の温度が上昇したり、同触媒で処理し切れずに未燃燃料が外気放出されたり、することが避けられる。一方、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXに達するまでエンジン回転数NEが上昇すると、燃料噴射に加えて点火も停止されるため、燃焼室内の残留燃料の有無に拘わらず、エンジン11の燃焼が直ちに停止される。そのため、排気通路への未燃燃料の排出を抑えつつ、許容最大差回転数NPMAXを超えるピニオン差回転数NPの上昇を抑制できる。
As described above, in the present embodiment, when the engine speed NE excessively increases due to a malfunction of the
なお、スロットルバルブの開固着のようなエンジントルクの低下を阻害する不具合がエンジン11で発生している場合には、燃料噴射や点火の停止によりエンジン回転数NEを低下させても、その後に燃焼を再開すれば、エンジン回転数NEが上昇してしまう。よって、そうしたエンジン11の不具合がその後も継続することが確認されている場合には、走行モードをEV走行モードに切り替えて、エンジン11を稼働しないようにしている。
Note that if a problem such as a stuck open throttle valve occurs in the
ところで、上述のようにエンジン11が負荷運転されているときには、エンジン回転数NEを目標エンジン回転数NE*に維持すべく第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御が行われている。一方、上述のように目標エンジン回転数NE*は、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX以下となるエンジン回転数NEの範囲の最小値MINよりも高い回転数となるように設定されている。そのため、エンジン11の負荷運転中には、エンジン11に不具合が生じていても、第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御が適正に行われている限りは、エンジン回転数NEが上記最小値MIN未満に低下してピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXを超えるはない。しかしながら、エンジン11のアイドル運転中は、アイドルスピード制御によりエンジン11が自力で回転数を維持している。そのため、アイドル運転中には、エンジン11に不具合が生じていると、エンジン回転数NEが上記最小値MIN未満に低下してピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXを超えることがある。
By the way, as described above, when the
これに対して本実施形態の車両制御装置では、エンジン11のアイドル運転中にエンジン回転数NEが第4閾値NEP4以下に低下すると、軸トルクゼロ回転数、及び第4閾値NEP4のうちでより大きい方の値が、アイドルスピード制御のエンジン回転数の目標値である目標アイドル回転数の値として設定される。そして、これにより、第4閾値NEP4へのエンジン回転数NEの維持が図られる。
On the other hand, in the vehicle control device of the present embodiment, when the engine speed NE drops below the fourth threshold value NEP4 during idling of the
ただし、エンジン11に不具合が生じている場合には、アイドルスピード制御ではエンジン回転数NEを維持できずに、エンジン回転数NEが更に低下してしまうことがある。上述のように第4閾値NEP4は、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAX以下となるエンジン回転数NEの範囲の最小値MINよりも既定値G分高い回転数に設定されている。そのため、この時点では未だ、エンジン回転数NEの多少の低下は許容できる状態にある。
However, if there is a problem with the
一方、エンジン回転数NEが第3閾値NEP3まで低下してピニオン差回転数NPは許容最大差回転数NPMAXに達すると、エンジン回転数NEを第3閾値NEP3以上に引き上げるべく第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御が開始される。そのため、エンジン11に不具合が生じており、エンジン11の自力ではエンジン回転数NEの低下を抑えられない場合にも、許容最大差回転数NPMAXを超えるピニオン差回転数NPの上昇を抑制できる。
On the other hand, when the engine speed NE decreases to the third threshold value NEP3 and the pinion difference speed NP reaches the allowable maximum difference speed NPMAX, the
なお、バッテリ14の充電状態SOCの低下や第1発電電動機12の過熱などのため、このときの第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御を行えない場合がある。一方、エンジン11では、通常の運転時には、燃焼を正常に行えない量まで、すなわち失火域まで吸気量が減少すると、燃料カットを実施して、排気通路への未燃燃料の排出を抑えている。本実施形態の車両制御装置では、エンジン回転数NEが第3閾値NEP3以下に低下し、かつ第1発電電動機12の力行運転を行えない場合、すなわち同第1発電電動機12のトルクのフィードバック制御によりエンジン回転数NEを維持できない場合には、燃料カットを禁止している。これにより、吸気量が失火域まで低下しても可能な限り燃焼を継続して、エンジン回転数NEの低下を少しでも抑えるようにしている。
Note that feedback control of the torque of the first generator-
このように本実施形態の車両制御装置では、アイドル運転中にエンジン回転数NEが低下した場合には、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXよりも低い回転数にあるうちに、アイドルスピード制御を通じてエンジン11の自力でのエンジン回転数NEの維持を図るようにしている。そして、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXに達するまでエンジン回転数NEが低下したときに、第1発電電動機12のトルクアシストでエンジン回転数NEを維持するようにしている。このように本実施形態では、エンジン回転数NEの低下による許容最大差回転数NPMAXへのピニオン差回転数NPの上昇を、可能な限り、電力を消費せずにエンジン11が自力で抑えるようにしている。そのため、ピニオン差回転数NPの過上昇の抑制のための電力消費の増加を抑えられる。
As described above, in the vehicle control system of the present embodiment, when the engine speed NE decreases during idling, the idling is started while the pinion difference speed NP is lower than the allowable maximum difference speed NPMAX. Through speed control, the engine speed NE of the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、アイドル運転中にエンジン回転数NEが第3閾値NEP3以下となり、かつ第1発電電動機12の力行運転が不能な状態となったときには、エンジン11の燃料カットを禁止するようにしていたが、燃料カットの禁止以外の処理を行うようにしてもよい。
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above embodiment, when the engine speed NE becomes equal to or less than the third threshold value NEP3 during idling and the power running operation of the first generator-
・上記実施形態では、エンジントルクの低下を阻害するエンジン11の不具合が継続することが確認されている場合には走行モードをEV走行モードに切り替えていたが、そうした場合にもエンジン走行モードを継続するようにしてもよい。
・In the above embodiment, the driving mode is switched to the EV driving mode when it is confirmed that the failure of the
・アイドル運転中にも、ピニオン差回転数NPが許容最大差回転数NPMAXに達するまでエンジン回転数NEが低下する状況とならない場合などには、ピニオン保護制御ルーチンにおけるステップS600以降の処理を割愛してもよい。 If the engine speed NE does not drop until the pinion differential speed NP reaches the allowable maximum differential speed NPMAX even during idling, the processing after step S600 in the pinion protection control routine is omitted. may
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
(イ)エンジンに連結されたサンギア、車輪軸に連結されたリングギア、前記サンギア及び前記リングギアの双方に噛み合わされたピニオンギアを有して発電電動機に連結されたプラネタリキャリア、の3つの回転要素を有した遊星ギア機構を備えるハイブリッド車両に適用される車両制御装置において、前記車輪軸の回転数、及び前記発電電動機の回転数に基づき、前記プラネタリキャリア上での前記ピニオンギアの回転数が既定値以下となるエンジン回転数の範囲の最大値を第1閾値として、同第1閾値よりも低いエンジン回転数を第2閾値としてそれぞれ演算するとともに、前記エンジン回転数が前記第2閾値以上となったときに前記エンジンの燃料噴射を停止し、かつ前記エンジン回転数が前記第1閾値以上となったときに前記エンジンの点火を停止するピニオン保護制御部と、を備える車両制御装置。
Technical ideas that can be grasped from the above embodiment and modifications will be described.
(b) Three rotations of a sun gear connected to an engine, a ring gear connected to a wheel shaft, and a planetary carrier having a pinion gear meshed with both the sun gear and the ring gear and connected to a generator motor. In a vehicle control device applied to a hybrid vehicle having a planetary gear mechanism having elements, the number of rotations of the pinion gear on the planetary carrier is increased based on the number of rotations of the wheel shaft and the number of rotations of the generator motor. The maximum value of the engine speed range that is equal to or less than a predetermined value is calculated as a first threshold, and the engine speed lower than the first threshold is calculated as a second threshold, and the engine speed is equal to or higher than the second threshold. a pinion protection control unit that stops fuel injection of the engine when the engine speed becomes equal to or higher than the first threshold value, and stops ignition of the engine when the engine speed becomes equal to or greater than the first threshold value.
上記車両制御装置では、ピニオンギアの回転数が上記既定値よりも低い回転数にあるうちにエンジンの点火を継続したまま、燃料噴射を停止する。このときのエンジンの燃焼室には、燃料噴射を停止する直前に噴射した燃料が残留していることがあるが、点火は継続されているため、その残留燃料の燃焼は行われることになる。そのため、未燃の燃料がそのまま排気通路に排出されて、排気通路に設置された排気浄化用の触媒の温度が上昇したり、同触媒で処理し切れずに未燃燃料が外気放出されたり、することが避けられる。一方、ピニオンギアの回転数が既定値に達するまでエンジン回転数が上昇すると、燃料噴射に加えて点火も停止されるため、燃焼室内の残留燃料の有無に拘わらず、エンジンの燃焼が直ちに停止される。そのため、排気通路への未燃燃料の排出を抑えつつ、ピニオンギアの回転数の過上昇を抑制できる。 In the vehicle control device described above, fuel injection is stopped while ignition of the engine is continued while the rotational speed of the pinion gear is lower than the predetermined value. At this time, the fuel injected immediately before the fuel injection is stopped may remain in the combustion chamber of the engine, but the ignition is continued, so the remaining fuel is burned. As a result, unburned fuel is directly discharged into the exhaust passage, and the temperature of the exhaust purification catalyst installed in the exhaust passage rises. can be avoided. On the other hand, when the engine speed increases until the pinion gear speed reaches a predetermined value, ignition is stopped in addition to fuel injection, so engine combustion is immediately stopped regardless of the presence or absence of residual fuel in the combustion chamber. be. Therefore, it is possible to suppress an excessive increase in the rotational speed of the pinion gear while suppressing discharge of unburned fuel into the exhaust passage.
(ロ)前記ピニオン保護制御部は、前記エンジンにおいて前記エンジン回転数の過上昇を招く不具合が継続することが確認されたときに、前記エンジンの稼働を停止するとともに同エンジンの再始動を禁止する上記(イ)に記載の車両制御装置。 (b) The pinion protection control unit stops the operation of the engine and prohibits restarting of the engine when it is confirmed that the engine continues to have a problem that causes an excessive increase in the engine speed. The vehicle control device according to (b) above.
燃料噴射や点火の停止によりエンジン回転数を低下しても、エンジン回転数の過上昇を招く不具合が継続していれば、その後に燃焼を再開するとエンジン回転数が再び上昇してしまう。よって、そうした場合には、エンジンの稼働を停止するとともに同エンジンの再始動を禁止することが望ましい。 Even if the engine speed is lowered by stopping fuel injection or ignition, if the problem causing the excessive increase in the engine speed continues, the engine speed will rise again when combustion is restarted. Therefore, in such a case, it is desirable to stop the operation of the engine and prohibit the engine from restarting.
(ハ)前記エンジンは、前記エンジン回転数を目標アイドル回転数とするための吸気量のフィードバック制御であるアイドルスピード制御をアイドル運転時に実施するものであって、前記ピニオン保護制御部は、前記車輪軸の回転数、及び前記発電電動機の回転数に基づき、前記ピニオンギアの回転数が前記既定値以下となる前記エンジン回転数の範囲の最小値を第3閾値として、同第3閾値よりも高いエンジン回転数を第4閾値としてそれぞれ演算するとともに、前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第4閾値以下となったときには前記第4閾値以上の回転数を前記目標アイドル回転数として設定し、かつ前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第3閾値以下となったときには前記エンジン回転数が前記第3閾値を超えるように前記発電電動機の駆動制御を行う上記(イ)又は(ロ)に記載の車両制御装置。 (C) The engine performs idle speed control, which is feedback control of an intake air amount for setting the engine speed to a target idle speed, during idle operation, and the pinion protection control unit controls the wheel Higher than the third threshold, which is the minimum value of the engine speed range at which the pinion gear speed is equal to or less than the predetermined value based on the shaft speed and the generator motor speed. The engine speed is calculated as a fourth threshold, and when the engine speed is equal to or lower than the fourth threshold during idling of the engine, the target idle speed is set to be equal to or higher than the fourth threshold. and performing drive control of the generator motor so that the engine speed exceeds the third threshold when the engine speed falls below the third threshold during idling of the engine, or The vehicle control device according to (b).
上記車両制御装置では、アイドル運転中にエンジン回転数が低下した場合には、ピニオンギアの回転数が既定値よりも低い回転数にあるうちに、アイドルスピード制御を通じてエンジンの自力でのエンジン回転数の維持を図るようにしている。そして、ピニオンギアの回転数が既定値に達するまでエンジン回転数が低下したときに、第1発電電動機の駆動制御によりエンジン回転数を維持するようにしている。このように上記車両制御装置では、エンジン回転数の低下によるピニオンギアの回転数の過上昇を、可能な限り、電力を消費せずにエンジンが自力で抑えるようにしている。そのため、ピニオンギアの回転数の過上昇の抑制のための電力消費の増加を抑えられる。 In the above vehicle control device, when the engine speed decreases during idling, while the speed of the pinion gear is lower than the predetermined value, the engine speed is controlled by the engine itself through idle speed control. We are trying to maintain Then, when the engine speed decreases until the pinion gear speed reaches a predetermined value, the engine speed is maintained by drive control of the first generator-motor. As described above, in the vehicle control device, the engine itself suppresses an excessive increase in the rotation speed of the pinion gear due to a decrease in the engine rotation speed as much as possible without consuming electric power. Therefore, it is possible to suppress an increase in power consumption for suppressing an excessive increase in the rotational speed of the pinion gear.
(ニ)前記エンジンのアイドル運転中に前記エンジン回転数が前記第3閾値以下、かつ前記発電電動機の力行運転が不能な状態となったときには、前記エンジンの燃料カットを禁止する上記(ハ)に記載の車両制御装置。 (d) prohibiting fuel cut of the engine when the engine speed is equal to or lower than the third threshold value during idling of the engine and power running operation of the generator-motor becomes impossible; Vehicle controller as described.
上記車両制御装置では、発電電動機の駆動制御によりエンジン回転数の低下を抑えられない状態となった場合には、本来は燃料カットが行われる状況でもエンジンの燃焼が継続されるため、エンジン回転数の低下が抑えられる。 In the vehicle control device described above, when a decrease in engine speed cannot be suppressed by drive control of the generator motor, engine combustion continues even in a situation in which fuel cut should be performed. decrease in
10…ハイブリッド車両、11…エンジン、12…第1発電電動機、13…第2発電電動機、14…バッテリ、15…サンギア、16…リングギア、17…プラネタリキャリア、17A…ピニオンギア、18…遊星ギア機構、19…カウンタドライブギア、20…カウンタドリブンギア、21…リダクションギア、22…ファイナルドライブギア、23…ファイナルドリブンギア、24…差動機構、25…車輪、26…車輪軸、27…インバータ、29…エンジン走行禁止制御部、ピニオン保護制御部としてのパワー管理用ECU、30…学習制御部としてのエンジンECU、31…モータECU、32…バッテリECU、33…車速センサ、34…アクセルペダルセンサ。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記エンジンが十分なトルクを発生できない状態にあるか否かを判定し、十分なトルクを発生できない状態にあると判定した場合には、前記エンジン走行モードの選択を禁止するエンジン走行禁止制御部を備え、
前記エンジン走行禁止制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて区分けされた複数の運転領域毎に、前記判定及び前記エンジン走行モードの選択の禁止をそれぞれ個別に行う
車両制御装置。 An engine, two generator motors of a first generator motor and a second generator motor, a planetary gear mechanism having three rotating elements of a sun gear, a ring gear, and a planetary carrier, the first generator motor and the second generator a battery that stores electric power generated by the electric motor and supplies the stored electric power to the first generator-motor and the second generator-motor, the engine being one of the three rotating elements; The first generator-motor is connected to one of the two, and the second generator-motor and the wheel shaft are connected to the last one. One of a plurality of driving modes including an engine driving mode in which operation of the engine is stopped and an EV driving mode in which driving is performed by the power of the second generator-motor with the engine stopped, is selected to drive the hybrid vehicle. In a vehicle control device that performs travel control,
It is determined whether or not the engine is in a state in which sufficient torque cannot be generated, and when it is determined that it is in a state in which sufficient torque cannot be generated, an engine running prohibition control unit that prohibits selection of the engine running mode prepared ,
The engine running prohibition control unit individually performs the determination and the prohibition of selection of the engine running mode for each of a plurality of operating regions divided according to the operating state of the engine.
Vehicle controller.
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