JP2004092455A - Output control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機を設けたエンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車の出力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、過給機付きのエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両が知られており、過給機が圧縮した空気をエンジンへ送り込むことでエンジントルクを増加させるとともに、モータ・ジェネレータをモータ駆動させることでエンジントルクにモータトルクを付加することができるようになっている。
【0003】
図5は、従来の過給機付きエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車における、エンジン回転数を一定に保った時の、エンジン負荷に対する出力制御の内容をグラフで示す図である。グラフ上の太実線は、バッテリの充電状態が高い場合の動作を表しており、細実線は、充電状態が低い場合の動作を表している。また、破線は、過給機がない場合のエンジン燃料消費率を表している。
【0004】
まずバッテリの充電状態が低い場合(細実線)は、アクセルペダルが踏み込まれてパワープラント要求負荷が大きくなると、スロットルバルブが徐々に開放され、スロットルバルブ開度に比例して過給圧も増大する。それに対してモータ・ジェネレータトルクは、バッテリの充電状態が十分ではないためモータ・ジェネレータをモータ駆動せず、0のまま変化しない。そのため車両は、エンジントルクのみによって駆動されることになる。
燃料消費率はスロットルバルブ開度に応じて減少し、やや燃費が良くなるが、やがてスロットルバルブの全開付近で再度増大し、燃費が悪化する。
【0005】
一方バッテリの充電状態が高い場合(太実線)は、パワープラント要求負荷が所定負荷(R1)を超えると、モータ・ジェネレータがモータとして働き、エンジントルクを補助するように働くようになっている。そしてスロットルバルブはそれ以上開放されないため、過給圧も一定の値をとる。そのため、R1以上のパワープラント要求負荷範囲の燃料消費率は、充電状態が低い場合に比べて若干改善され、ほぼ一定の値をとる。
【0006】
ここで各々の燃料消費率について、図中破線で示された、過給機がない場合のエンジン燃料消費率と比較すると、パワープラント要求負荷が大きくバッテリの充電状態が高い場合以外は軒並み大きく、燃費が悪い状態にある。これは過給機付きエンジンが、過給機の駆動やその駆動に伴う抵抗でエネルギーを消費するためである。つまり過給機付きエンジンにおいては過給機駆動のロス(過給損失)が発生し、そのためエンジンの燃料消費率が大きく、その分燃費が悪いという問題がある。
【0007】
このような問題に対して、従来の技術では、排気により駆動されるターボチャージャが発電機としての機能を備えたジェネレータ(ターボジェネレータ)を設け、このターボジェネレータにより発生した電力をバッテリへ蓄え、トルクアシストに用いるようになっており、排気エネルギーを利用することで燃料消費率を減少させることができるようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
また、スーパーチャージャを駆動するためのクランキングモータを設け、エンジンの替わりにこのクランキングモータでスーパーチャージャを駆動するように構成することで、過給機の駆動によるエンジントルクの損失を補い、燃料消費率を減少させる技術も開示されている(同、特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−332015号公報(第3−5頁、図1,7)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術のうち前者は、ターボチャージャに発電機としての機能を備えたジェネレータを設けるようになっているため、一般的な過給機付きエンジンには適用できない。またこの技術は、排気エネルギーの再利用と運用に関するものであり、過給機の駆動力によって発電を行い、その発電されたエネルギーを利用して過給機の駆動損失を相殺するように作用するものである。つまり、過給機の駆動損失を減少させる訳ではなく、過給機への付加動力を増加させる技術に過ぎない。
【0011】
また後者の技術は、車両にスーパーチャージャを駆動するためのクランキング用モータを設けるようになっているが、従来の過給機付きエンジンに適用する場合、新たな装置の増設が必要となり、構造も複雑となる。またこの技術は、過給機の駆動損失を減らすためのものではなく、スーパーチャージャ駆動力の負担をエンジンからクランキング用モータへ移すための技術である。つまり、過給機の駆動損失を減少させるのではなく、過給機を駆動する力の負担をエンジン以外へと転嫁する技術に過ぎない。
【0012】
本発明はこのような課題を鑑み創案されたもので、過給機を設けたエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車の出力制御装置において、単純な構成の装置で、バッテリ充電状態に応じて過給度合とモータトルクとを制御することで、過給機の駆動損失を低減させ、エンジンの燃料消費率を減少させて燃費を向上させることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置は、過給機を設けたエンジンと、該エンジンの駆動力を補助する電動機としての機能と該エンジンの駆動力を利用してバッテリへの充電を行う発電機としての機能とを併せ持つモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車の出力制御装置において、過給度合調節手段が該過給機の過給度合を調節し、充電状態検出手段が該バッテリの充電状態を検出し、モータ・ジェネレータトルク調節手段がモータ・ジェネレータトルクを調節し、該充電状態検出手段によって検出された該バッテリの充電状態が所定値以上の時には、該過給度合調節手段が該過給機の過給度合を減少させるとともに該モータ・ジェネレータトルク調節手段が該モータ・ジェネレータをモータ駆動させてモータトルクをエンジントルクへ付加し、該充電状態検出手段によって検出された該バッテリの充電状態が所定値未満の時には、該過給度合調節手段が該過給機の過給度合を増加させることを特徴としている。
【0014】
好ましくは、該過給度合調節手段は、ウェストゲートバルブを開閉によって過給度合を調節する(請求項2)。また一方で好ましくは、該過給機が可変容量過給機であり、該過給度合調節手段は該過給機の容量を変更することで過給度合を調節する(請求項3)。
加えて、該バッテリの充電状態が所定値未満の時には、該モータ・ジェネレータトルク調節手段が該モータ・ジェネレータをモータ駆動させないのも好ましく(請求項4)、該バッテリの充電状態が所定値以上の時に、該モータ・ジェネレータトルク調節手段が、要求トルクとエンジントルクとの差の大きさに応じてモータトルクを付加することもより好ましく(請求項5)、さらに該バッテリの充電状態が所定値未満の時に、該過給度合調節手段が、要求トルクの大きさに応じて過給度合を調節することも好ましい(請求項6)。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
図1〜図4は本発明の一実施形態としてのハイブリッド車の出力制御装置を示すもので、図1はこのハイブリッド車の全体構成を示す該略図であり、図2は、本制御装置の制御判断を示すフローチャートであり、図3は本制御装置における制御動作を説明する図であり、図4は本制御装置におけるモータ・ジェネレータと過給機によるエンジントルクの変化を示す図である。
【0016】
本実施形態に係るハイブリッド車両1は主要装置として図1に示すように、エンジン2,モータ・ジェネレータ3,トランスミッション5,コントローラ(出力制御装置)10,ターボチャージャ(過給機)15等を備えている。
エンジン2はターボチャージャ15を搭載した一般的な内燃機関として構成され、その駆動トルクはエンジン出力軸2aを介してモータ・ジェネレータ3へ伝達され、モータ・ジェネレータ出力軸3a,クラッチ4,トランスミッション5及びディファレンシャル装置6を介して左右のドライブシャフト11a,11bへと伝達されて、駆動輪7を駆動するようになっている。またエンジン出力軸2aとモータ・ジェネレータ出力軸3aとは、モータ・ジェネレータ3内部において直接又はギアを介して連結され、一体回転するようになっている。
【0017】
ターボチャージャ15はエンジン2の排気管16を通る排気の圧力を利用して吸気管17内の図示しないコンプレッサと一体回転するタービンを回転させ、吸気管17内の吸入空気を過給するように機能する。また、ターボチャージャ15は、タービンをバイパスさせて排気をタービン下流側に逃がすことにより過給度合を調整する、ウェストゲートバルブ12を備えている。
【0018】
モータ・ジェネレータ3はモータとしての機能とジェネレータとしての機能を併せ持っており、ジェネレータとして機能する時には、エンジン出力軸2aから入力されたトルクを利用して発電を行い、図示しないバッテリへ充電するようになっている。またモータとして機能する時には、図示しないバッテリの電力を利用して駆動力を発生させ、エンジン出力軸2aから入力されたトルクにモータによるトルクを付加してモータ・ジェネレータ出力軸3aへと出力するようになっている。モータ・ジェネレータ出力軸3aは、断接可能なクラッチ4を介してトランスミッション5へ接続されている。
【0019】
コントローラ10は、エンジン2及びモータ・ジェネレータ3を協調制御するための制御装置であり、その内部には図示しない各種センサ,入出力装置,制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM等),中央処理装置(CPU)及びカウンタ等を備えて構成されている。また、コントローラ10の外部入力側には、アクセルペダル9の操作量を検出するアクセルペダルストロークセンサ13,エンジン回転数(所定時間当たりのエンジン回転数、すなわちエンジン回転速度と同義)を検出するエンジン回転速度センサ14,過給圧を検出する過給圧センサ(過給圧検出手段)19等が接続されている。また、コントローラ10の外部出力側にはウェストゲートバルブ12,スロットルバルブ18等が接続されている。
【0020】
次に本実施形態の出力制御装置の要部について説明すると、本制御装置は、バッテリの充電状態に応じて過給度合やモータトルクを協調制御して、過給機の過給損失を減少させようとするものであり、コントローラ10は過給度合調節部(過給度合調節手段)20とモータ・ジェネレータトルク調節部(モータ・ジェネレータトルク調節手段)21と充電状態検出部(充電状態検出手段)22とを備え、上記各種センサ13,14,19等の情報に基づき、図2に示すフローチャートに従って、ウェストゲートバルブ12とスロットルバルブ18とモータ・ジェネレータ3とを制御している。
【0021】
以下、図2に示すフローチャートを用いて、過給度合調節部20,モータ・ジェネレータトルク調節部21及び充電状態検出部22により行われる制御について具体的に説明する。なお、この処理は、コントローラ10内部で処理されるメインルーチンに従属するサブルーチンとなっているため、適宜繰り返して処理が行われるようになっている。
【0022】
ステップS10ではまず、アクセルペダルストロークセンサ13によるアクセル開度とエンジン回転速度センサ14によるエンジン回転数(Ne)との情報から、図示しない対応マップを用いてパワープラント要求トルク(Ttq)を決定する。
次のステップS20では、充電状態検出部22で検出されたバッテリ充電量が、所定値よりも大きいかどうかが判断される。この所定値のことを、モータアシスト可能充電量といい、この値はモータ・ジェネレータをモータ作動させるのに十分な充電量を示す指標として、図示しないマップに基づいて予め設定されている。そしてバッテリ充電量がモータアシスト可能充電量以上の場合は、ステップS30へ進む。
【0023】
ステップS30では、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を開き、過給度合を減少させるように制御される。
次のステップS40では、ステップS10で求められたパワープラント要求トルク(Ttq)がウェストゲート開時エンジン最大発生トルク(Tem)より大きいかどうかが判断される。このウェストゲート開時エンジン最大発生トルク(Tem)は、ウェストゲートバルブ12が開放されている時にエンジン2で発生させることのできるトルクの最大値を表している。(Ttq)>(Tem)の場合はステップS50へ進み、モータ・ジェネレータ3をモータ駆動させてエンジントルクへ付加するためのモータ要求トルク(Tqm)を、次式に従って算出し、算出されたモータ要求トルク(Tqm)を出力するよう、モータ・ジェネレータ3がコントローラ10により制御される。
【0024】
(Tqm)=(Ttq)−(Tem) ・・・ (1)
Tqm:モータ要求トルク
Ttq:パワープラント要求トルク
Tem:ウェストゲート開時エンジン最大発生トルク
そしてステップS60で、エンジン要求トルク(Tqe)として、ウェストゲート開時エンジン最大発生トルク(Tem)を設定し、設定されたエンジン要求トルク(Tqe)を出力するよう、エンジン2がコントローラ10により制御されて、このルーチンを終了する。
【0025】
ステップS40で、(Ttq)≦(Tem)であった場合には、ステップS70へ進み、エンジン要求トルク(Tqe)として、パワープラント要求トルク(Ttq)が設定され、設定されたエンジン要求トルク(Tqe)を出力するよう、エンジン2がコントローラ10により制御されて、このルーチンを終了する。
一方で、ステップS20において、バッテリ充電量がモータアシスト可能充電量未満の場合は、モータアシストを行わないため、ステップS80へと進む。
【0026】
ステップS80では、モータ要求トルク(Tqm)が0に設定され、モータ・ジェネレータトルク調節部21がモータアシストを行わないように制御される。
そして、次のステップS90で、ステップS10で求められたパワープラント要求トルク(Ttq)がウェストゲート開判定トルクと比較される。ウェストゲート開判定トルクは、ウェストゲートバルブ12を開いたままでも出力可能なトルクか否かの判断に基づいてウェストゲートバルブ12の開閉を行うために、図示しないマップ上に予め設定された値である。ここでウェストゲート開判定トルクよりも(Ttq)が小さければ、ステップS100へ進み、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を開放するように制御されて、ステップS70へ進む。
【0027】
またステップS90で、(Ttq)がウェストゲート開判定トルク以上の時はステップS110へ進み、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を閉じるように制御されて、ステップS70へ進む。
そしてステップS70で、エンジン要求トルク(Tqe)としてパワープラント要求トルク(Ttq)が設定され、設定されたエンジン要求トルク(Tqe)を出力するよう、エンジン2がコントローラ10により制御されて、このルーチンを終了する。
【0028】
以上のような制御により、本発明装置によれば、次のような作用及び効果が得られる。以下、図3,4を参照しながら本制御装置の作用及び効果について説明する。
図3の本制御装置における、エンジン回転数を一定に保った時の、エンジン負荷に対する基本制御を示す図にあるように、コントローラ10の充電状態検出部22によって検出された充電量がモータアシスト可能充電量以上の場合は、図中太実線に示されているように、過給度合調節部20によって常にウェストゲートバルブ12が開放される。したがって、過給機による過給がほとんど行われず、過給損失がなくなるため、エンジン2の燃料消費率が全般的に減少し、燃費が改善される。また、パワープラント要求負荷が大きく、エンジントルクだけでパワープラント要求トルク(Ttq)を賄うことができないと判断された場合には、モータ・ジェネレータトルク調節部21が、パワープラント要求トルク(Ttq)とウェストゲートバルブ開時エンジン最大発生トルク(Tem)との差を算出してモータ要求トルク(Tqm)として設定し、モータ・ジェネレータ3がこのモータ要求トルク(Tqm)に相当する出力を発生させることで、全体としてパワープラント要求トルク(Ttq)に相当するトルクを正確に出力することができる。
そして、モータ・ジェネレータ3がこのモータ要求トルク(Tqm)を負担して作動することで、さらにエンジン2の燃料消費率が減少し、燃費が改善される。
【0029】
一方、充電状態検出部22によって検出された充電量がモータアシスト可能充電量に満たない場合は、図中細実線で示されているように、モータ・ジェネレータ3によるモータトルクの付加は行われないが、ウェストゲートバルブ開判定トルクとパワープラント要求トルク(Ttq)との比較によって、過給機による過給が必要でない場合には、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を開放するようになっているため、過給損失がなくなり、エンジン2の燃料消費率が減少し、燃費が改善される。また、過給機による過給が必要な場合には、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を閉じ、従来通りの制御を行うため、過給圧の増大により十分なトルクを確保することができる。
【0030】
また図4の本制御装置における、エンジン回転数とパワープラントトルクとの関係を示す図にあるように、ウェストゲートバルブ12を全開にし、過給機による過給を行わない自然給気エンジンの場合には、エンジン回転数に対してパワープラントトルクは破線Aで表されるように、山なりに変化する。
それに対して本制御装置では、充電状態検出部22によって検出された充電量が低い時、過給度合調節部20がウェストゲートバルブ12を閉じて過給を行うため、過給機によるトルクが付加され、細実線Bのように破線Aを全般的に上回るトルクに制御される。また充電状態検出部22によって検出された充電量が高い場合には、モータ・ジェネレータトルク調節部21がモータ・ジェネレータ3をモータ駆動させるため、モータによるトルクが付加され、太実線Cのようにとりわけエンジン回転数の低い状態において細実線Bを大幅に上回るトルクに制御される。
【0031】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、過給度合調節部(過給度合調節手段)は過給機に取り付けられたウェストゲートバルブの開と閉とのみによって過給度合を調節しているが、過給度合調節部(過給度合調節手段)がウェストゲートバルブの開度を数段階の大きさに調整できるように構成してもよい。具体的には、過給度合調節部(過給度合調節手段)が、図2ステップS20〜30の処理において、バッテリ充電量の大きさに応じて、数段階のウェストゲートバルブ開度を設定して開放する。また図2ステップS90〜100の処理においても同様に、パワープラント要求トルクの大きさに応じて、数段階のウェストゲートバルブ開度を設定して開放する。こうすることで燃料消費率を改善しながらバッテリ電力の消費も抑えることができ、より長時間、モータによるエンジンへのトルク付加を行うことができる。
【0032】
また、上述の実施形態におけるウェストゲートバルブを備えた過給機の替わりに、可変容量過給機を用い、過給度合調節部(過給度合調節手段)は、可変容量過給機の容量を変更することで過給度合を調節するようにしてもよい。このように構成することで、従来の可変容量過給機を設けたエンジンを備えたハイブリッド車に、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、バッテリの充電量が十分な時は、モータによる補助を行うとともに過給機による過給を行わないため、過給損失をなくすことができ、十分なトルクを確保しつつ過給損失分の燃費を改善することができる。また、バッテリの充電量が十分でない場合は、過給機の過給度合を増大させる制御を行うため、過給機による十分なトルクを確保することができる。
【0034】
また、請求項2記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、一般的なウェストゲートバルブを開閉して過給度合を調節することにより、上記請求項1の効果を得ることができる。
また、請求項3記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、一般的な可変容量過給機を用いて過給度合を調節することにより、上記請求項1の効果を得ることができる。
【0035】
また、請求項4記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、充電状態がさらに低下することを防止できる。
また、請求項5記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、エンジントルクが要求トルクに満たない場合に、不足分をモータ・ジェネレータのモータトルクによって補う一方、エンジントルクのみで要求トルクが得られる場合には、上記モータトルクの付加は行われないので、上記請求項1〜4の効果を得ながら常に要求トルクを確保することができる。
【0036】
また、請求項6記載の本発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、過給機によるトルクが必要な時は、過給度合を増大させて十分なトルクを確保することができ、過給機によるトルクが必要でない時は、過給度合を減少させて過給損失分の燃費を向上させることができる。また、状況に応じて適当な過給度合に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車の出力制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車の出力制御装置の制御判断を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車の出力制御装置のエンジン負荷に対する制御作用を示す図である。
【図4】本発明の実施形態にかかるハイブリッド車の出力制御装置のトルク制御作用を示す図である。
【図5】従来のハイブリッド車の出力制御装置における、エンジン負荷に対する基本制御を示す図である。
【符号の説明】
1 ハイブリッド車両
2 エンジン
3 モータ・ジェネレータ
10 コントローラ(出力制御装置)
12 ウェストゲートバルブ
15 ターボチャージャ(過給機)
20 過給度合検出部(過給度合調節手段)
21 モータ・ジェネレータトルク調節部(モータ・ジェネレータトルク調節手段)
22 充電状態検出部(充電状態検出手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an engine provided with a supercharger, a motor having both a function as an electric motor for assisting the driving force of the engine and a function as a generator for charging a battery using the driving force of the engine. The present invention relates to an output control device for a hybrid vehicle including a generator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hybrid vehicle including an engine with a turbocharger and a motor generator has been known. The turbocharger sends compressed air to the engine to increase the engine torque, and at the same time, drives the motor / generator. By driving the motor, the motor torque can be added to the engine torque.
[0003]
FIG. 5 is a graph showing the contents of output control with respect to engine load when the engine speed is kept constant in a conventional hybrid vehicle equipped with a supercharged engine and a motor generator. The thick solid line on the graph indicates the operation when the state of charge of the battery is high, and the thin solid line indicates the operation when the state of charge is low. The broken line represents the engine fuel consumption rate when there is no supercharger.
[0004]
First, when the state of charge of the battery is low (thin solid line), when the accelerator pedal is depressed and the required power plant load increases, the throttle valve is gradually opened, and the supercharging pressure increases in proportion to the throttle valve opening. . On the other hand, the motor / generator torque does not drive the motor / generator because the state of charge of the battery is not sufficient, and remains at 0. Therefore, the vehicle is driven only by the engine torque.
The fuel consumption rate decreases in accordance with the opening degree of the throttle valve, and the fuel efficiency is slightly improved. However, the fuel consumption rate increases again near the full opening of the throttle valve, and the fuel efficiency deteriorates.
[0005]
On the other hand, when the state of charge of the battery is high (thick solid line), when the required load of the power plant exceeds a predetermined load (R 1 ), the motor-generator functions as a motor and functions to assist the engine torque. . Since the throttle valve is not opened any more, the boost pressure also takes a constant value. Therefore, the fuel consumption rate of the R 1 or more power plant required load range is slightly improved as compared with the case of low charge state, it takes an almost constant value.
[0006]
Here, for each fuel consumption rate, compared to the engine fuel consumption rate without a supercharger, indicated by the broken line in the figure, the power plant required load is large and the entire battery is large except when the battery charge state is high, Fuel economy is poor. This is because the supercharged engine consumes energy due to the driving of the supercharger and the resistance accompanying the driving. That is, in the supercharged engine, there is a problem that a loss in supercharger driving (supercharge loss) occurs, and therefore, the fuel consumption rate of the engine is large and the fuel consumption is correspondingly poor.
[0007]
In order to solve such a problem, in the related art, a turbocharger driven by exhaust gas is provided with a generator (turbo generator) having a function as a generator, and the electric power generated by the turbo generator is stored in a battery, and the torque is reduced. It is designed to be used for assisting, and the fuel consumption rate can be reduced by using exhaust energy (for example, see Patent Document 1).
[0008]
In addition, a cranking motor for driving the supercharger is provided, and the supercharger is driven by this cranking motor instead of the engine. A technique for reducing the consumption rate is also disclosed (see Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-332015 (pages 3-5, FIGS. 1, 7)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the former technique cannot be applied to a general turbocharged engine because a turbocharger is provided with a generator having a function as a generator. This technology also relates to the reuse and operation of exhaust energy, which generates power by the driving force of the turbocharger and acts to offset the driving loss of the turbocharger by using the generated energy. Things. That is, this is not a technique for reducing the drive loss of the supercharger, but merely for increasing the additional power to the supercharger.
[0011]
In the latter technology, the vehicle is provided with a cranking motor for driving the supercharger.However, when applied to a conventional turbocharged engine, additional equipment is required, Is also complicated. This technique is not for reducing the drive loss of the supercharger, but for transferring the load of the supercharger driving force from the engine to the cranking motor. In other words, this is merely a technique for transferring the burden of the power for driving the supercharger to other than the engine, instead of reducing the drive loss of the supercharger.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and is an output control device of a hybrid vehicle having an engine provided with a supercharger and a motor / generator. By controlling the supercharging degree and the motor torque, the drive loss of the supercharger is reduced, and the fuel consumption rate of the engine is reduced to improve the fuel efficiency.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the output control device for a hybrid vehicle according to the first aspect of the present invention utilizes an engine provided with a supercharger, a function as an electric motor for assisting the driving force of the engine, and the driving force of the engine. In an output control device for a hybrid vehicle including a motor generator having a function as a generator for charging a battery, a supercharge degree adjusting means adjusts a supercharge degree of the supercharger to detect a charge state. Means for detecting the state of charge of the battery; motor / generator torque adjusting means for adjusting the motor / generator torque; and when the state of charge of the battery detected by the state of charge detection means is equal to or higher than a predetermined value, the supercharging is performed. The degree adjusting means reduces the supercharging degree of the supercharger and the motor / generator torque adjusting means drives the motor / generator to a motor. When the state of charge of the battery detected by the state-of-charge detecting means is less than a predetermined value, the supercharge degree adjusting means increases the supercharge degree of the supercharger. And
[0014]
Preferably, the supercharging degree adjusting means adjusts the supercharging degree by opening and closing the waste gate valve (claim 2). On the other hand, preferably, the supercharger is a variable capacity supercharger, and the supercharge degree adjusting means adjusts the supercharge degree by changing the capacity of the supercharger (claim 3).
In addition, when the state of charge of the battery is less than a predetermined value, it is preferable that the motor / generator torque adjusting means does not drive the motor / generator by motor (claim 4), and the state of charge of the battery is not less than a predetermined value. In some cases, it is more preferable that the motor / generator torque adjusting means adds the motor torque according to the magnitude of the difference between the required torque and the engine torque (claim 5), and furthermore, the state of charge of the battery is less than a predetermined value. In this case, it is preferable that the supercharging degree adjusting means adjusts the supercharging degree in accordance with the magnitude of the required torque (claim 6).
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 4 show an output control device for a hybrid vehicle as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the hybrid vehicle, and FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating the determination, and FIG. 3 is a diagram illustrating a control operation in the present control device. FIG.
[0016]
As shown in FIG. 1, the
The
[0017]
The
[0018]
The motor / generator 3 has both a function as a motor and a function as a generator. When functioning as a generator, the motor / generator 3 generates electric power using torque input from the
[0019]
The
[0020]
Next, the main part of the output control device of the present embodiment will be described.The present control device controls the supercharging degree and the motor torque in accordance with the state of charge of the battery to reduce the supercharging loss of the supercharger. The
[0021]
Hereinafter, the control performed by the supercharging
[0022]
In step S10, first, a power plant required torque (T tq ) is determined from information on the accelerator opening by the accelerator
In the next step S20, it is determined whether or not the battery charge detected by the
[0023]
In step S30, the supercharging
In the next step S40, it is determined whether or not the power plant required torque (T tq ) obtained in step S10 is larger than the maximum engine generated torque (T em ) when the wastegate is opened. The engine maximum generated torque when the wastegate is open (T em ) represents the maximum value of the torque that can be generated by the
[0024]
(T qm) = (T tq ) - (T em) ··· (1)
T qm: required motor torque T tq: Power plant required torque T em: at the maximum opening wastegate when the engine torque and the step S60, the engine required torque (T qe), when open wastegate maximum engine torque (T em) Is set, and the
[0025]
If (T tq ) ≦ (T em ) in step S40, the process proceeds to step S70, where the power plant required torque (T tq ) is set as the engine required torque (T qe ), and the set engine is set. The
On the other hand, if the battery charge is less than the motor assistable charge in step S20, the process proceeds to step S80 because the motor assist is not performed.
[0026]
In step S80, the required motor torque (T qm ) is set to 0, and the motor / generator
Then, in the next step S90, the power plant required torque (T tq ) obtained in step S10 is compared with the wastegate opening determination torque. The wastegate opening determination torque is a value set in advance on a map (not shown) in order to open and close the
[0027]
If (T tq ) is equal to or greater than the wastegate opening determination torque in step S90, the process proceeds to step S110, in which the supercharging
Then at step S70, the set power plant required torque as an engine required torque (T qe) (T tq) is, to output the set required engine torque (T qe), the
[0028]
With the above-described control, according to the present invention, the following operation and effect can be obtained. Hereinafter, the operation and effect of the present control device will be described with reference to FIGS.
As shown in the diagram showing the basic control on the engine load when the engine speed is kept constant in the present control device of FIG. 3, the amount of charge detected by the charge
When the motor / generator 3 operates with the required motor torque (T qm ), the fuel consumption rate of the
[0029]
On the other hand, when the charge amount detected by the charge
[0030]
Further, as shown in the diagram showing the relationship between the engine speed and the power plant torque in the present control device in FIG. 4, in the case of a naturally-supplied engine in which the
On the other hand, in the present control device, when the charge amount detected by the charge
[0031]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, the supercharging degree adjusting section (supercharging degree adjusting means) adjusts the supercharging degree only by opening and closing the wastegate valve attached to the supercharger. The degree adjusting section (supercharging degree adjusting means) may be configured so that the opening degree of the wastegate valve can be adjusted to several levels. Specifically, the supercharging degree adjusting unit (supercharging degree adjusting means) sets the wastegate valve opening in several stages according to the magnitude of the battery charge amount in the processing of steps S20 to S30 in FIG. Open. Similarly, in the processing of steps S90 to S100 in FIG. 2, the wastegate valve opening in several stages is set and opened according to the magnitude of the power plant required torque. By doing so, it is possible to suppress the consumption of battery power while improving the fuel consumption rate, and it is possible to apply torque to the engine by the motor for a longer time.
[0032]
Further, a variable capacity supercharger is used instead of the supercharger provided with the wastegate valve in the above-described embodiment, and the supercharge degree adjusting unit (supercharge degree adjusting means) adjusts the capacity of the variable capacity supercharger. The supercharging degree may be adjusted by changing it. With this configuration, the present invention can be applied to a hybrid vehicle having an engine provided with a conventional variable-capacity supercharger, and similar effects can be obtained.
[0033]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the output control device for a hybrid vehicle of the present invention, when the charge amount of the battery is sufficient, the assist by the motor and the supercharge by the supercharger are not performed. Therefore, the supercharging loss can be eliminated, and the fuel efficiency corresponding to the supercharging loss can be improved while securing a sufficient torque. When the charge amount of the battery is not sufficient, control is performed to increase the degree of supercharging of the supercharger, so that sufficient torque by the supercharger can be secured.
[0034]
Further, according to the output control device for a hybrid vehicle of the present invention described in
According to the third aspect of the present invention, the effect of the first aspect can be obtained by adjusting the degree of supercharging using a general variable-capacity supercharger. it can.
[0035]
Further, according to the output control device for a hybrid vehicle according to the present invention, it is possible to prevent the state of charge from further lowering.
According to the output control device for a hybrid vehicle of the present invention, when the engine torque is less than the required torque, the shortage is supplemented by the motor torque of the motor / generator, while the required torque is obtained only by the engine torque. Is obtained, the addition of the motor torque is not performed, so that the required torque can always be secured while obtaining the effects of
[0036]
Further, according to the output control device for a hybrid vehicle of the present invention, when the torque by the supercharger is required, the degree of supercharging can be increased to secure a sufficient torque. When the torque by the machine is not required, the degree of supercharging can be reduced to improve the fuel efficiency corresponding to the supercharging loss. Further, the degree of supercharging can be adjusted to an appropriate degree according to the situation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an output control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing control judgment of an output control device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a control action on an engine load of the output control device for the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a torque control operation of the output control device for the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing basic control on engine load in a conventional hybrid vehicle output control device.
[Explanation of symbols]
12
20 Supercharging degree detector (supercharging degree adjusting means)
21 Motor / generator torque adjustment unit (motor / generator torque adjustment means)
22 Charge state detection unit (charge state detection means)
Claims (6)
該バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段と、
該過給機の過給度合を調節する過給度合調節手段と、
モータ・ジェネレータトルクを調節するモータ・ジェネレータトルク調節手段とを備え、
該充電状態検出手段によって検出された該バッテリの充電状態が所定値以上の時には、該過給度合調節手段が該過給機の過給度合を減少させるとともに、該モータ・ジェネレータトルク調節手段が該モータ・ジェネレータをモータ駆動させてモータトルクをエンジントルクへ付加し、
該充電状態検出手段によって検出された該バッテリの充電状態が所定値未満の時には、該過給度合調節手段が該過給機の過給度合を増加させることを特徴とする、ハイブリッド車の出力制御装置。An engine provided with a supercharger, and a motor generator having both a function as an electric motor for assisting the driving force of the engine and a function as a generator for charging a battery using the driving force of the engine. In the output control device of the hybrid vehicle equipped with
Charge state detection means for detecting a charge state of the battery;
Supercharging degree adjusting means for adjusting the supercharging degree of the supercharger,
Motor / generator torque adjusting means for adjusting the motor / generator torque,
When the state of charge of the battery detected by the state-of-charge detection means is equal to or greater than a predetermined value, the supercharge degree adjusting means reduces the supercharge degree of the supercharger and the motor / generator torque adjust means Drive the motor generator to add the motor torque to the engine torque,
When the state of charge of the battery detected by the state-of-charge detection means is less than a predetermined value, the supercharge degree adjusting means increases the supercharge degree of the supercharger, wherein the output control of the hybrid vehicle is performed. apparatus.
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