JP2006132391A - Control device of series type hybrid vehicle - Google Patents

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Tadahito Ihara
忠人 伊原
Takeshi Moriya
猛 森屋
Shiro Shiino
始郎 椎野
Hiroaki Fujita
博昭 藤田
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Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of a series type hybrid vehicle, in which the power generation amount of a generator can be controlled constant at the time of engine working. <P>SOLUTION: The control device of the series type hybrid vehicle is comprised of the generator (16), an internal combustion engine (18) to drive the generator, a battery (4) charged by the output of the generator for running, a motor (6) supplied by electric power from the battery and to drive a wheel for running, a hybrid control means (22) to control the generator and the motor, and an engine control means (24) to control the internal combustion engine. When driving the generator based on an accelerator opening (26), the hybrid control means outputs a required rotational speed for keeping the rotational speed of the internal combustion engine constant to the engine control means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発電専用の内燃機関を用い、モータで車輪を駆動させるシリーズ式ハイブリット車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a series hybrid vehicle that uses an internal combustion engine dedicated to power generation and drives wheels with a motor.

シリーズ式ハイブリット車両には、車両の駆動力源として電動機(モータ)が搭載されている。このモータはバッテリから電力が供給され、バッテリは発電機の出力によって充電される。そして、この発電機は比較的小型の内燃機関(エンジン)により駆動される。
この種の車両は電子制御コントローラにて制御されている。詳しくは、車両には、発電機やモータの制御を行うハイブリッド用ECUと、エンジンの制御を行うエンジン用ECUとが設けられており、これら各ECUの間では車両の運転状態を検出する信号に基づいてそれぞれの管理制御が行われている。例えば、エンジンを駆動させる場合には、ハイブリッド用ECUがアクセルセンサの信号から要求エンジン出力を演算してエンジン用ECUに出力する。そして、エンジン用ECUではこの要求エンジン出力を満たすための燃料噴射量の制御が行われる(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−285823号公報
A series type hybrid vehicle is equipped with an electric motor (motor) as a driving force source of the vehicle. The motor is supplied with power from a battery, and the battery is charged by the output of the generator. The generator is driven by a relatively small internal combustion engine (engine).
This type of vehicle is controlled by an electronic controller. Specifically, the vehicle is provided with a hybrid ECU that controls the generator and the motor, and an engine ECU that controls the engine. A signal for detecting the driving state of the vehicle is provided between these ECUs. Each management control is performed based on this. For example, when the engine is driven, the hybrid ECU calculates a required engine output from the accelerator sensor signal and outputs the calculated engine output to the engine ECU. The engine ECU controls the fuel injection amount to satisfy the required engine output (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-285823 A

ところで、上記エンジン用ECUでは、エンジン回転速度と負荷とで構成されたマップを用い、このマップから要求エンジン出力を満たす燃料噴射量が読み取られ、燃料噴射量の調整が行われ、エンジンを駆動させる。
しかしながら、シリーズ式ハイブリット車両において、前記従来の如くの要求エンジン出力を満たすためのエンジン制御を行えば、仮に、大気温等の環境条件、若しくはエンジンや発電機の暖気条件が変化すれば、エンジンや発電機の回転速度及び負荷の双方が変化して出力の変動範囲が広くなる。これでは、発電機の回転速度が大きく変動してその発電量の変動幅も大きくなり、バッテリの過剰充電や充電不足が生じてモータによる車輪の駆動に悪影響を及ぼすことが懸念される。
By the way, the engine ECU uses a map composed of the engine speed and load, reads the fuel injection amount satisfying the required engine output from this map, adjusts the fuel injection amount, and drives the engine. .
However, in the series type hybrid vehicle, if engine control is performed to satisfy the required engine output as in the conventional case, if the environmental conditions such as the atmospheric temperature or the warm-up conditions of the engine or the generator change, the engine or generator Both the rotational speed of the generator and the load change, and the output fluctuation range becomes wide. As a result, the rotational speed of the generator fluctuates greatly, and the fluctuation range of the power generation amount also increases, and there is a concern that the battery may be overcharged or insufficiently charged to adversely affect the driving of the wheels by the motor.

また、出力の変動範囲が広くなり、同一出力の運転ポイントが複数存在すると、制御の収束性が劣り、エンジン制御や発電機制御の信頼性に欠けるとの問題も生ずる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、エンジンの稼働時には発電機の発電量を一定に制御することができるシリーズ式ハイブリット車両の制御装置を提供することを目的とする。
In addition, when the output fluctuation range becomes wide and there are a plurality of operating points with the same output, the convergence of the control is poor, and there is a problem that the reliability of the engine control and the generator control is lacking.
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a series-type hybrid vehicle that can control the power generation amount of a generator to be constant when the engine is operating.

上記の目的を達成するべく、請求項1記載のシリーズ式ハイブリット車両の制御装置は、発電機と、発電機を駆動する内燃機関と、発電機の出力によって充電される走行用のバッテリと、バッテリから電力が供給され、車輪を駆動させる走行用のモータと、発電機及びモータの制御を行うハイブリッド制御手段と、内燃機関の制御を行う機関制御手段とを含み、ハイブリッド制御手段は、アクセル開度に基づき発電機を駆動させる場合には、内燃機関の回転速度を一定にするための要求回転速度を機関制御手段に出力することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a control device for a series hybrid vehicle according to claim 1 includes a generator, an internal combustion engine that drives the generator, a battery for traveling charged by the output of the generator, and a battery A driving motor for driving the wheels, a hybrid control means for controlling the generator and the motor, and an engine control means for controlling the internal combustion engine. When the generator is driven based on the above, a required rotational speed for making the rotational speed of the internal combustion engine constant is output to the engine control means.

また、請求項2記載の発明では、ハイブリッド制御手段は、予混合燃焼を達成させる回転速度を要求回転速度として機関制御手段に出力し、機関制御手段は、要求回転速度に基づいて予混合燃焼制御を行うことを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the hybrid control means outputs the rotational speed for achieving the premixed combustion to the engine control means as the required rotational speed, and the engine control means performs the premixed combustion control based on the required rotational speed. It is characterized by performing.

従って、請求項1記載の本発明のシリーズ式ハイブリット車両の制御装置によれば、ハイブリッド制御手段が、アクセル開度に応じて発電機を駆動させる場合には、機関の回転速度を一定にするための要求回転速度を演算して機関制御手段に出力するので、この機関制御手段では当該要求回転速度を満たすエンジン制御、つまり、常に一定の機関回転速度を維持するための燃料噴射量を読み取り、燃料噴射量の調整が行われる。よって、大気温等の環境条件、及び内燃機関や発電機の暖気条件の変化に拘わらず、機関の稼働時には常に一定の機関回転速度が維持される。この結果、発電機の回転速度が一定に維持され、その発電量の変動幅が非常に小さくなり、バッテリの過剰充電や充電不足が生じないことから、モータによる車輪の駆動に悪影響を及ぼさない。   Therefore, according to the control apparatus for a series hybrid vehicle of the first aspect of the present invention, when the hybrid control means drives the generator in accordance with the accelerator opening, the engine speed is kept constant. Is calculated and output to the engine control means. The engine control means reads the fuel injection amount for maintaining the required engine speed, that is, engine control that satisfies the required speed, The injection amount is adjusted. Therefore, a constant engine speed is always maintained during operation of the engine, regardless of environmental conditions such as atmospheric temperature and changes in warm-up conditions of the internal combustion engine and the generator. As a result, the rotational speed of the generator is kept constant, the fluctuation range of the power generation amount becomes very small, and the battery is not overcharged or insufficiently charged.

また、常に一定の機関回転速度が維持されると、機関や発電機の出力の変動幅が縮小され、同一出力の運転ポイントが一義的に決定可能となる。従って、制御の収束性が良好になり、エンジン制御や発電機制御の信頼性が向上する。
更に、請求項2記載の発明によれば、同一出力の運転ポイントが一義的に決定可能となることから、燃焼の成立ウインドウの狭い予混合燃焼であってもその実行が容易になる。そして、この予混合燃焼の成立が容易になれば、車両への展開が容易になる。
Further, when a constant engine rotation speed is always maintained, the fluctuation range of the output of the engine or the generator is reduced, and the operation point having the same output can be uniquely determined. Therefore, the convergence of control is improved, and the reliability of engine control and generator control is improved.
Furthermore, according to the second aspect of the present invention, since the operating point with the same output can be uniquely determined, even the premixed combustion with a narrow combustion establishment window can be easily executed. And if establishment of this premix combustion becomes easy, deployment to a vehicle will become easy.

以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図1は、シリーズ式ハイブリッド車両の概略構成図である。当該車両には、例えば都市部で低速走行を多用する乗合バス等の大型車両が想定され、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用される。
同図に示されるように、この車両には駆動力源として走行用モータ(モータ)2が搭載されており、この走行用モータ2の回転軸には、減速機8や差動装置10を介して一対の駆動輪12,14が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a series hybrid vehicle. As the vehicle, for example, a large vehicle such as a shared bus that frequently uses low-speed traveling in an urban area is assumed, and the control device according to an embodiment of the present invention is applied.
As shown in the figure, a traveling motor (motor) 2 is mounted as a driving force source in the vehicle, and a rotating shaft of the traveling motor 2 is connected via a speed reducer 8 and a differential device 10. A pair of drive wheels 12 and 14 are connected.

また、走行用モータ2はインバータ6を介して走行用バッテリ(バッテリ)4に電気的に接続され、走行用バッテリ4は走行用モータ2に電力を供給している。なお、この走行用モータ2は、車両の制動時にはエネルギ回生ブレーキ、つまり、制動エネルギを利用した発電機としても機能する。具体的には、車両の運転者がブレーキ(図示しない)を操作すると、走行用モータ2が制動力を発生しながら同時に発電し、この発電電力が走行用バッテリ4に充電される。   The travel motor 2 is electrically connected to a travel battery (battery) 4 via an inverter 6, and the travel battery 4 supplies power to the travel motor 2. The travel motor 2 also functions as an energy regenerative brake, that is, a generator using braking energy when the vehicle is braked. Specifically, when the driver of the vehicle operates a brake (not shown), the traveling motor 2 simultaneously generates power while generating a braking force, and this generated power is charged in the traveling battery 4.

上記インバータ6にはジェネレータ(発電機)16や、エアブレーキ用のエアコンプレッサ等の補機を駆動させる補機モータ(図示しない)も電気的に接続されている。
ジェネレータ16は、その回転軸が発電用エンジン(内燃機関)18の出力軸に接続されている。つまり、ジェネレータ16は発電専用のエンジン18に駆動され、このエンジン18のクランクシャフト(図示しない)を介して同期回転されることで発電する。そして、ジェネレータ16により発電された電力はインバータ6を介して走行用バッテリ4に蓄電される。なお、ジェネレータ16は、発電用エンジン18の停止時には電力が供給されて回転し、クランクシャフトを介して発電用エンジン18を始動させる機能をも有している。なお、発電用エンジン18の始動はスタータで行っても良い。
The inverter 6 is also electrically connected to a generator (generator) 16 and an auxiliary motor (not shown) for driving an auxiliary device such as an air brake air compressor.
The rotating shaft of the generator 16 is connected to the output shaft of a power generation engine (internal combustion engine) 18. That is, the generator 16 is driven by an engine 18 dedicated to power generation, and generates power by being rotated synchronously via a crankshaft (not shown) of the engine 18. The electric power generated by the generator 16 is stored in the traveling battery 4 via the inverter 6. The generator 16 also has a function of rotating by being supplied with electric power when the power generation engine 18 is stopped, and starting the power generation engine 18 via the crankshaft. The power generation engine 18 may be started with a starter.

また、インバータ6では、走行用バッテリ4からの電圧及び電流、又はジェネレータ16若しくは上記の如く走行用モータ2により発電された電圧及び電流を調整し、上記補機モータ又は走行用モータ2若しくは走行用バッテリ4に対して安定した電力を供給する。なお、インバータ6と走行用バッテリ4との間にはリレー・ヒューズ20が介装されている。このリレー・ヒューズ20はインバータ6に電気的に接続されており、インバータ6からの情報を受けて、走行用バッテリ4から走行用モータ2への通電を許容したり、走行用バッテリ4から走行用モータ2に過剰電流が流れるのを防止したり、或いは、ジェネレータ16や回生制動中の走行用モータ2が走行用バッテリ4に過剰充電するのを防止する機能を有している。   Further, the inverter 6 adjusts the voltage and current from the traveling battery 4 or the voltage and current generated by the generator 16 or the traveling motor 2 as described above, and the auxiliary motor, the traveling motor 2 or the traveling motor is adjusted. Stable power is supplied to the battery 4. A relay / fuse 20 is interposed between the inverter 6 and the traveling battery 4. This relay fuse 20 is electrically connected to the inverter 6, receives information from the inverter 6, permits energization from the traveling battery 4 to the traveling motor 2, or travels from the traveling battery 4. It has a function of preventing an excessive current from flowing through the motor 2 or preventing the generator 16 and the traveling motor 2 during regenerative braking from being overcharged by the traveling battery 4.

更に、インバータ6はハイブリッド用ECU(ハイブリッド制御手段)22に相互通信可能に接続されている。なお、同図に示されるように、このインバータ6は、走行用モータ2やジェネレータ16にも相互通信可能に接続されている。
このハイブリッド用ECU22の入力側には運転者の出力要求が取り込まれる。つまり、アクセルペダル26の操作量を検出するアクセルセンサ28、車速を検出する車速センサ(図示しない)や、バッテリ管理装置30等が接続されている。このバッテリ管理装置30は、走行用バッテリ4のバッテリ状態を管理しており、蓄電量等の情報をハイブリッド用ECU22に出力している。そして、ハイブリッド用ECU22ではインバータ6を介してジェネレータ16や走行用モータ2を制御する。
Further, the inverter 6 is connected to a hybrid ECU (hybrid control means) 22 so as to be able to communicate with each other. As shown in the figure, the inverter 6 is also connected to the traveling motor 2 and the generator 16 so that they can communicate with each other.
A driver's output request is captured on the input side of the hybrid ECU 22. That is, an accelerator sensor 28 that detects the operation amount of the accelerator pedal 26, a vehicle speed sensor (not shown) that detects the vehicle speed, a battery management device 30, and the like are connected. The battery management device 30 manages the battery state of the traveling battery 4, and outputs information such as the storage amount to the hybrid ECU 22. The hybrid ECU 22 controls the generator 16 and the traveling motor 2 via the inverter 6.

また、本実施形態のハイブリッド用ECU22は、後述するように、ジェネレータ16がアクセルペダル26の操作量に基づいて駆動して走行用バッテリ4を充電する場合には、発電用エンジン18を稼働させ、この発電用エンジン18の回転速度を一定にするための要求回転速度Neをエンジン用ECU(機関制御手段)24に出力している。これは、ジェネレータ16の回転速度が一定の回転速度となるように制御するためである。   Further, as will be described later, the hybrid ECU 22 of the present embodiment operates the power generation engine 18 when the generator 16 is driven based on the operation amount of the accelerator pedal 26 to charge the traveling battery 4. A required rotational speed Ne for making the rotational speed of the power generation engine 18 constant is output to an engine ECU (engine control means) 24. This is for controlling the rotational speed of the generator 16 to be a constant rotational speed.

そして、エンジン用ECU24では、この要求回転速度Neに応じて回転速度を一定に維持するとともに、車両の運転状態に応じてディーゼル燃焼や予混合圧縮着火燃焼(HCCI燃焼)の制御を行う。詳しくは、本実施形態のディーゼル燃焼では、燃料噴射時期を圧縮上死点近傍(約20°BTDCから5°ATDCの範囲)に設定する。一方、HCCI燃焼では120°BTDC程度に進角させる。   The engine ECU 24 keeps the rotational speed constant according to the required rotational speed Ne, and controls diesel combustion and premixed compression ignition combustion (HCCI combustion) according to the operating state of the vehicle. Specifically, in the diesel combustion of the present embodiment, the fuel injection timing is set in the vicinity of the compression top dead center (a range of about 20 ° BTDC to 5 ° ATDC). On the other hand, in HCCI combustion, the angle is advanced to about 120 ° BTDC.

なお、これら各ECU22,24の間では車両の運転状態を検出する信号に基づいてそれぞれの管理制御が行われている。
このように構成されたハイブリッド車両では、車両走行時には、アクセルペダル26の操作量に対応した要求モータトルク信号がハイブリッド用ECU22からインバータ6に出力され、走行用バッテリ4からの電圧や電流が調整される。これにより、走行用モータ2が所望のモータトルクを発生させる。ここで、本実施形態においては、上記走行用バッテリ4の蓄電量は、アクセルペダル26の操作量に基づくジェネレータ16の発電によって担保されている(要求アクセル開度制御)。
In addition, each management control is performed between these ECU22,24 based on the signal which detects the driving | running state of a vehicle.
In the hybrid vehicle configured as described above, when the vehicle travels, a required motor torque signal corresponding to the operation amount of the accelerator pedal 26 is output from the hybrid ECU 22 to the inverter 6, and the voltage and current from the travel battery 4 are adjusted. The As a result, the traveling motor 2 generates a desired motor torque. Here, in the present embodiment, the charged amount of the traveling battery 4 is secured by the power generation of the generator 16 based on the operation amount of the accelerator pedal 26 (required accelerator opening control).

また、上記ハイブリッド車両では、一般的な作用として、車両走行時には、エアコンプレッサ等の補機を駆動させるため、走行用バッテリ4からの電力によって補機モータが適宜駆動される。
一方、車両が制動状態にあり、アクセルペダル26の操作量が零とされる場合には、走行用モータ2により回生制動が行われる。この場合には走行用モータ2によって発電され、走行用バッテリ4に充電される。
Further, in the hybrid vehicle, as a general action, an auxiliary motor such as an air compressor is driven when the vehicle is traveling, so that the auxiliary motor is appropriately driven by electric power from the traveling battery 4.
On the other hand, when the vehicle is in a braking state and the operation amount of the accelerator pedal 26 is zero, regenerative braking is performed by the traveling motor 2. In this case, electric power is generated by the traveling motor 2 and the traveling battery 4 is charged.

更に、例えば、走行用バッテリ4の充電レベル(SOC)の低下が検出された場合には、エンジン用ECU24からの信号により発電用エンジン18が始動される。そして、発電用エンジン18がジェネレータ16を作動させて発電させ、SOCに応じて走行用バッテリ4を充電する。なお、走行用バッテリ4のSOCが低い場合には、走行用モータ2の消費電力相当分の電力がジェネレータ16から直接に走行用モータ2に給電され、ジェネレータ16の発電余剰分が走行用バッテリ4に充電される。   Further, for example, when a decrease in the charge level (SOC) of the traveling battery 4 is detected, the power generation engine 18 is started by a signal from the engine ECU 24. Then, the power generation engine 18 operates the generator 16 to generate power, and charges the traveling battery 4 according to the SOC. When the SOC of the traveling battery 4 is low, power corresponding to the power consumption of the traveling motor 2 is directly supplied from the generator 16 to the traveling motor 2, and the power generation surplus of the generator 16 is the traveling battery 4. Is charged.

図2は、本実施形態の制御装置におけるジェネレータ16のエンジン始動制御及び要求アクセル開度制御のタイミングチャートである。以下、上記の如く構成された制御装置の作用について説明する。
発電用エンジン18の停止時にはエンジン始動制御、具体的には、まず、ジェネレータ16が駆動される。つまり、発電用エンジン18の停止を解除する信号がハイブリッド用ECU22に入力されると、ジェネレータ16が発電用エンジン18を始動させる。すなわち、このジェネレータ16を逆にモータとして使用する。このときには、ジェネレータ16の負荷が無負荷状態から走行用バッテリ4を放電させる負荷状態に一旦移行され、回転速度がアイドル回転に達するまで発電用エンジン18を駆動させる。
FIG. 2 is a timing chart of engine start control and required accelerator opening control of the generator 16 in the control device of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the control device configured as described above will be described.
When the power generation engine 18 is stopped, engine start control, specifically, the generator 16 is first driven. That is, when a signal for releasing the stop of the power generation engine 18 is input to the hybrid ECU 22, the generator 16 starts the power generation engine 18. That is, the generator 16 is used as a motor. At this time, the load of the generator 16 is temporarily shifted from the no-load state to the load state in which the traveling battery 4 is discharged, and the power generation engine 18 is driven until the rotation speed reaches the idle rotation.

発電用エンジン18の回転速度がアイドル回転に達した後、このアイドル回転にて一定させるべく、ハイブリッド用ECU22がエンジン用ECU24に要求回転速度や要求燃料噴射量を出力する。これにより、アイドル回転が維持され、ジェネレータ16の負荷は無負荷状態に移行する。このように、エンジン停止から充電可能な回転速度に直ちには至らせず、まずはアイドル回転にて回転速度を維持することにより、発電用エンジン18に対する外乱を排除して制御の安定化を図る。   After the rotational speed of the power generation engine 18 reaches the idle speed, the hybrid ECU 22 outputs the required rotational speed and the required fuel injection amount to the engine ECU 24 so as to be constant at the idle speed. Thereby, idle rotation is maintained and the load of the generator 16 shifts to a no-load state. As described above, the rotation speed that can be charged is not immediately reached after the engine is stopped, but the rotation speed is first maintained by idle rotation, thereby eliminating disturbance to the power generation engine 18 and stabilizing the control.

次いで、エンジン始動制御から要求アクセル開度制御、つまり、ジェネレータ16によるアクセルペダル26の操作量に基づいた発電制御に移行すると、発電用エンジン18の回転速度を発電回転にすべく、ハイブリッド用ECU22がエンジン用ECU24に要求回転速度や要求燃料噴射量を更に出力する。そして、エンジン用ECU24は、発電用エンジン18に燃料噴射を行わせ、PID制御によって回転速度を発電回転に上昇させる。なお、ガバナ特性による回転上昇や噴射量制限(ブースト圧マップ等)も併用可能である。   Next, when the engine start control is shifted to the required accelerator opening control, that is, the power generation control based on the operation amount of the accelerator pedal 26 by the generator 16, the hybrid ECU 22 sets the rotational speed of the power generation engine 18 to the power generation rotation. The required rotational speed and the required fuel injection amount are further output to the engine ECU 24. Then, the engine ECU 24 causes the power generation engine 18 to inject fuel and raises the rotation speed to the power generation rotation by PID control. Note that it is possible to use a rotation increase or injection amount restriction (boost pressure map or the like) due to the governor characteristics.

続いて、この要求アクセル開度制御では、発電用エンジン18の駆動力を用いてジェネレータ16を駆動して発電させる。つまり、ハイブリッド用ECU22がエンジン用ECU24に要求燃料噴射量を更に出力し、発電用エンジン18の負荷の上昇に伴って走行用バッテリ4が充電される。このとき、ハイブリッド用ECU22からエンジン用ECU24に要求回転速度Neの指示がなされる。より具体的には、発電用エンジン18の回転速度が上記発電回転に達した時点にて、ハイブリッド用ECU22が、発電用エンジン18の回転速度を発電回転にて一定に維持するための要求回転速度Neをエンジン用ECU24に出力している。これにより、ジェネレータ16の回転速度も一定に維持される。   Subsequently, in the required accelerator opening degree control, the generator 16 is driven using the driving force of the power generation engine 18 to generate power. That is, the hybrid ECU 22 further outputs the required fuel injection amount to the engine ECU 24, and the traveling battery 4 is charged as the load of the power generation engine 18 increases. At this time, the required rotational speed Ne is instructed from the hybrid ECU 22 to the engine ECU 24. More specifically, when the rotational speed of the power generation engine 18 reaches the power generation rotation, the hybrid ECU 22 requires a required rotational speed for maintaining the rotational speed of the power generation engine 18 constant at the power generation rotation. Ne is output to the engine ECU 24. Thereby, the rotational speed of the generator 16 is also maintained constant.

そして、ジェネレータ16の負荷が発電ポイントとなる発電負荷状態に達すると、ハイブリッド用ECU22は、上記発電回転の他、エンジン用ECU24に上記発電負荷をも一定に維持させる。これにより、ジェネレータ16の発電量は一定に推移し、走行用バッテリ4では安定した充電が行われる。
次いで、図示されていないが、ハイブリッド用ECU22からエンジン用ECU24に発電用エンジン18の停止指示がなされ、要求アクセル開度制御からエンジン停止制御に移行した場合には、まず、発電用エンジン18の回転速度を発電回転からアイドル回転に一旦下げ、このアイドル回転を一定に維持させる。そして、このアイドリング運転が所定時間を経過した後、吸気スロットルを絞ってから発電用エンジン18を停止させる。このように、発電回転からエンジン停止に直ちには至らせず、アイドル回転にて維持させることにより、エンジン停止時の振動防止を図る。
When the load of the generator 16 reaches a power generation load state that becomes a power generation point, the hybrid ECU 22 causes the engine ECU 24 to keep the power generation load constant in addition to the power generation rotation. As a result, the power generation amount of the generator 16 remains constant, and the traveling battery 4 is stably charged.
Next, although not shown, when the hybrid ECU 22 instructs the engine ECU 24 to stop the power generation engine 18 and shifts from the required accelerator opening degree control to the engine stop control, first, the rotation of the power generation engine 18 is performed. The speed is once lowered from the power generation rotation to the idle rotation, and this idle rotation is kept constant. Then, after this idling operation has passed for a predetermined time, the power generation engine 18 is stopped after the intake throttle is throttled. In this way, the engine is not immediately stopped from the power generation rotation but is maintained at the idle rotation, thereby preventing vibration when the engine is stopped.

以上のように、本実施形態では、シリーズ式ハイブリット車両のジェネレータ16の発電量を一定に制御することに着目したものである。
そして、本実施形態によれば、ジェネレータ16がアクセルペダル26の操作量に基づいて発電し、走行用バッテリ4を充電する場合には、ハイブリッド用ECU22が、エンジン回転速度を一定にするための要求回転速度Neを演算してエンジン用ECU24に出力する。よって、このエンジン用ECU24では当該要求回転速度Neを満たす発電用エンジン18の制御、つまり、常に一定のエンジン回転速度を維持するための燃料噴射量を読み取り、燃料噴射量の調整が行われる。これにより、大気温等の環境条件及び発電用エンジン18やジェネレータ16の暖気条件の変化に拘わらず、発電用エンジン18の稼働時には常に一定のエンジン回転速度が維持されることになる。この結果、ジェネレータ16の回転速度が一定となり、その発電量の変動幅が非常に小さく、つまり、ジェネレータ16の発電量がほぼ一定になり、走行用バッテリ4の過剰充電や充電不足が生じない。従って、走行用モータ2による車輪12,14の駆動に悪影響を及ぼさなくなる。
As described above, the present embodiment focuses on controlling the power generation amount of the generator 16 of the series hybrid vehicle to be constant.
According to the present embodiment, when the generator 16 generates electric power based on the operation amount of the accelerator pedal 26 and charges the traveling battery 4, the hybrid ECU 22 is required to make the engine rotation speed constant. The rotational speed Ne is calculated and output to the engine ECU 24. Therefore, the engine ECU 24 controls the power generation engine 18 that satisfies the required rotational speed Ne, that is, reads the fuel injection amount for always maintaining a constant engine rotational speed, and adjusts the fuel injection amount. As a result, a constant engine speed is always maintained when the power generation engine 18 is operated, regardless of environmental conditions such as the atmospheric temperature and changes in the warm-up conditions of the power generation engine 18 and the generator 16. As a result, the rotational speed of the generator 16 is constant, and the fluctuation range of the power generation amount is very small, that is, the power generation amount of the generator 16 is substantially constant, so that the traveling battery 4 is not excessively charged or insufficiently charged. Therefore, the driving of the wheels 12 and 14 by the traveling motor 2 is not adversely affected.

また、常に一定のエンジン回転速度が維持されると、発電用エンジン18やジェネレータ16の出力の変動幅が負荷の変動のみに依存して出力の変動範囲が狭くなり、同一出力の運転ポイントが一義的に決定可能となる。よって、制御の収束性が良好になり、エンジン制御やジェネレータ制御の信頼性が向上する。
更に、同一出力の運転ポイントが一義的に決定可能となれば、燃焼の成立ウインドウの狭いHCCI燃焼であってもその実行が容易になる。
Further, if a constant engine speed is maintained at all times, the output fluctuation range of the power generation engine 18 and the generator 16 depends only on the load fluctuation, and the output fluctuation range becomes narrower. Can be determined automatically. Therefore, the convergence of the control is improved, and the reliability of engine control and generator control is improved.
Furthermore, if an operation point with the same output can be uniquely determined, even the HCCI combustion with a narrow combustion establishment window can be executed easily.

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記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の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、エンジン用ECU24がディーゼル燃焼やHCCI燃焼の制御を行っているが、このHCCI燃焼に代えて、ディーゼル燃焼とHCCI燃焼との間に位置する予混合的な燃焼の制御を行うことも可能である。
The description of one embodiment of the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the engine ECU 24 controls diesel combustion and HCCI combustion, but instead of this HCCI combustion, control of premixed combustion located between diesel combustion and HCCI combustion is performed. It is also possible to do this.

詳しくは、エンジン用ECU24では、ハイブリッド用ECU22の要求回転速度Neに応じて、燃料噴射時期を30°BTDC、つまり、上記ディーゼル燃焼(約20°BTDCから5°ATDCの範囲)に比して進角させるが、HCCI燃焼の如くの約120°BTDCよりは遅角させる。また、圧縮比を上記ディーゼル燃焼(約16から18)に比して約12から14の範囲内に下げる。更に、EGR率を上記ディーゼル燃焼(約20%以内)に比して約50%程度に上げる。また、空気過剰率を上記ディーゼル燃焼(約1.6)に比して約1.25近傍に下げている。   Specifically, in the engine ECU 24, the fuel injection timing is advanced by 30 ° BTDC, that is, compared with the above-described diesel combustion (range of about 20 ° BTDC to 5 ° ATDC) in accordance with the required rotational speed Ne of the hybrid ECU 22. However, it is retarded from about 120 ° BTDC as in HCCI combustion. Further, the compression ratio is lowered to a range of about 12 to 14 as compared with the diesel combustion (about 16 to 18). Furthermore, the EGR rate is increased to about 50% as compared with the diesel combustion (within about 20%). Further, the excess air ratio is lowered to about 1.25 compared to the diesel combustion (about 1.6).

当該燃焼方式もまた燃焼の成立ウインドウが狭い方式であるが、本実施形態の制御装置によれば成立可能であり、この結果、車両への展開が容易になる。また、この燃焼方式によれば、燃料の希薄な混合気が形成され、その燃焼が低温で行われることからNOxやスモークの発生が抑えられる。なお、この燃焼方式の場合にはエンジン負荷が制限され得るため、エンストを回避すべく、例えば回転速度の低下時には燃焼噴射量を増大させても良い。   The combustion method is also a method in which the combustion establishment window is narrow, but can be established according to the control device of the present embodiment, and as a result, deployment to the vehicle is facilitated. Further, according to this combustion method, a lean fuel-air mixture is formed, and the combustion is performed at a low temperature, so that the generation of NOx and smoke is suppressed. In the case of this combustion method, the engine load can be limited. Therefore, in order to avoid engine stall, for example, the combustion injection amount may be increased when the rotational speed is reduced.

本発明の一実施形態に係るシリーズ式ハイブリット車両の制御装置が適用されるシステム構成図である。1 is a system configuration diagram to which a control device for a series hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is applied. 図1の制御装置における発電機の機関始動制御及び要求アクセル開度制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of the engine starting control of a generator and required accelerator opening control in the control device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 走行用モータ(モータ)
4 走行用バッテリ(バッテリ)
6 インバータ
16 ジェネレータ(発電機)
18 発電用エンジン(内燃機関)
22 ハイブリッド用ECU(ハイブリッド制御手段)
24 エンジン用ECU(機関制御手段)
28 アクセルセンサ
2 Traveling motor (motor)
4 Battery for travel (battery)
6 Inverter 16 Generator (generator)
18 Power generation engine (internal combustion engine)
22 Hybrid ECU (hybrid control means)
24 ECU for engine (engine control means)
28 Accelerator sensor

Claims (2)

発電機と、
該発電機を駆動する内燃機関と、
前記発電機の出力によって充電される走行用のバッテリと、
該バッテリから電力が供給され、車輪を駆動させる走行用のモータと、
前記発電機及び前記モータの制御を行うハイブリッド制御手段と、
前記内燃機関の制御を行う機関制御手段と
を含み、
前記ハイブリッド制御手段は、アクセル開度に基づき前記発電機を駆動させる場合には、前記内燃機関の回転速度を一定にするための要求回転速度を前記機関制御手段に出力することを特徴とするシリーズ式ハイブリット車両の制御装置。
A generator,
An internal combustion engine that drives the generator;
A battery for traveling that is charged by the output of the generator;
A motor for running that is powered by the battery and drives the wheels;
Hybrid control means for controlling the generator and the motor;
Engine control means for controlling the internal combustion engine,
The hybrid control means outputs a required rotational speed for making the rotational speed of the internal combustion engine constant to the engine control means when the generator is driven based on an accelerator opening. Type hybrid vehicle control device.
前記ハイブリッド制御手段は、予混合燃焼を達成させる回転速度を前記要求回転速度として前記機関制御手段に出力し、
該機関制御手段は、前記要求回転速度に基づいて予混合燃焼制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のシリーズ式ハイブリット車両の制御装置。
The hybrid control means outputs a rotational speed for achieving premixed combustion as the required rotational speed to the engine control means,
2. The control apparatus for a series hybrid vehicle according to claim 1, wherein the engine control means performs premixed combustion control based on the required rotational speed.
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