JP2007211737A - Internal combustion engine device and control method thereof, power output device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関装置およびその制御方法,動力出力装置並びに車両に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, a control method therefor, a power output device, and a vehicle.
従来、この種の内燃機関装置としては、効率よく運転できるトルクと回転数とからなる運転ポイントを動作ラインとして予め設定しておき、目標パワーに基づくパワーを出力する運転ポイントをこの動作ラインから求めて設定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、運転しようとしている運転ポイントが装置の共振が生じる共振領域内の運転ポイントであるときには、このような共振領域を回避した動作ラインを用いて運転ポイントを再設定して再設定した運転ポイントで運転することにより、装置の共振による振動や異音が生じるのを抑えることができる。
上述の装置では、特定の運転ポイントで生じる共振を回避することについては考慮されているが、同じ運転ポイントで運転する場合に特定の運転条件によって生じる共振を回避することについては考慮されていない。内燃機関装置においては、特定の運転条件下において内燃機関装置に付属する部品に共振が生じる場合があるが、このような共振については考慮されていない。従って、このように特定の運転条件下で生じる共振などを考慮した制御を行なうことが望ましい。 In the above-described apparatus, consideration is given to avoiding resonance that occurs at a specific operating point, but consideration is not given to avoiding resonance that occurs due to specific operating conditions when operating at the same operating point. In an internal combustion engine device, resonance may occur in components attached to the internal combustion engine device under specific operating conditions, but such resonance is not considered. Therefore, it is desirable to perform control in consideration of resonance that occurs under specific operating conditions.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法,動力出力装置並びに車両は、内燃機関から出力すべきトルクが与えられたときに、所定の運転条件範囲外の運転条件で運転することを目的とする。 It is an object of the present invention to operate an internal combustion engine device, a control method thereof, a power output device, and a vehicle under operating conditions outside a predetermined operating condition range when a torque to be output from the internal combustion engine is applied.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法,動力出力装置並びに車両は、上述の目的のを達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine device, the control method thereof, the power output device, and the vehicle of the present invention employ the following means in order to achieve the above object.
本発明の内燃機関装置は、
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、該目標トルクと所定の制約とに基づいて前記開閉タイミングを含む運転条件を設定すると共に、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲外のときには該設定した運転条件を目標運転条件として設定し、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには該設定した運転条件の少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件を目標運転条件として設定する目標運転条件設定手段と、
前記設定された目標運転条件に基づいて前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device comprising an internal combustion engine capable of changing the opening / closing timing of an intake valve,
When a target torque to be output from the internal combustion engine is given, an operating condition including the opening / closing timing is set based on the target torque and a predetermined constraint, and the set operating condition is outside a predetermined operating condition range. In this case, the set operating condition is set as a target operating condition, and when the set operating condition is within a predetermined operating condition range, an operating condition in which at least the opening / closing timing of the set operating condition is changed is set as a target operating condition. Target operating condition setting means to perform,
Engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine based on the set target operating conditions;
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関装置では、内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、目標トルクと所定の制約とに基づいて吸気バルブの開閉タイミングを含む運転条件を設定すると共に、設定した運転条件が所定の運転条件範囲外のときには設定した運転条件を目標運転条件として設定し、設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには該設定した運転条件の少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件を目標運転条件として設定し、設定された目標運転条件に基づいて内燃機関を運転制御する。設定した運転条件が所定の運転条件範囲外のときには設定した運転条件を目標運転条件とするから、内燃機関を設定した運転条件で運転することができる。一方、設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには設定した運転条件の少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更した運転条件を目標運転条件とするから、内燃機関を所定の運転条件範囲外の運転条件で運転することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, when a target torque to be output from the internal combustion engine is given, an operation condition including an opening / closing timing of the intake valve is set based on the target torque and a predetermined constraint, and the set operation is performed. When the condition is outside the predetermined operating condition range, the set operating condition is set as the target operating condition. When the set operating condition is within the predetermined operating condition range, at least the opening / closing timing of the set operating condition is changed. Is set as a target operating condition, and the internal combustion engine is controlled based on the set target operating condition. When the set operating condition is outside the predetermined operating condition range, the set operating condition is set as the target operating condition, so that the internal combustion engine can be operated under the set operating condition. On the other hand, when the set operating condition is within the predetermined operating condition range, the operating condition in which at least the opening / closing timing of the intake valve is changed is set as the target operating condition, so that the internal combustion engine is operated outside the predetermined operating condition range. You can drive under conditions.
こうした本発明の内燃機関装置において、前記所定の運転条件範囲は、前記内燃機関に付属する部品等に共振が生じる領域を含む範囲であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関に付属する部品等に共振が生じるのを抑制することができる。 In such an internal combustion engine apparatus of the present invention, the predetermined operating condition range may be a range including a region where resonance occurs in a component or the like attached to the internal combustion engine. By so doing, it is possible to suppress the occurrence of resonance in the components attached to the internal combustion engine.
また、本発明の内燃機関装置において、前記所定の運転条件範囲は、前記内燃機関の運転に伴って異音が生じる領域を含む範囲であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転に伴って異音が生じるの抑制することができる。 In the internal combustion engine apparatus of the present invention, the predetermined operating condition range may be a range including a region where abnormal noise is generated when the internal combustion engine is operated. By doing so, it is possible to suppress the generation of abnormal noise accompanying the operation of the internal combustion engine.
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記目標運転条件設定手段は、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには該設定した運転条件の少なくとも前記開閉タイミングを進角する方向に変更した運転条件を目標運転条件として設定する手段であるものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the target operating condition setting means changes at least the opening / closing timing of the set operating condition in a direction to advance when the set operating condition is within a predetermined operating condition range. It may be a means for setting the operating condition as the target operating condition.
そして、本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関は、気筒の点火時期および吸気系の吸入空気量を変更可能なものであり、前記目標運転条件設定手段は、前記運転条件として前記内燃機関の点火時期および吸気系の吸入空気量を設定すると共に、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには前記開閉タイミングの変更に応じて前記点火時期および前記吸入空気量の少なくとも一つを変更した運転条件を目標運転条件として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、開閉タイミングに応じて点火時期および吸入空気量の少なくとも一つを変更した運転条件で内燃機関を運転することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, the internal combustion engine is capable of changing the ignition timing of the cylinder and the intake air amount of the intake system, and the target operating condition setting means includes the internal combustion engine as the operating condition. The ignition timing and the intake air amount of the intake system are set, and at least one of the ignition timing and the intake air amount is changed according to the change of the opening / closing timing when the set operating condition is within a predetermined operating condition range It can also be a means for setting the operated condition as the target operating condition. If it carries out like this, an internal combustion engine can be drive | operated on the driving | running condition which changed at least one of the ignition timing and the intake air amount according to the opening / closing timing.
また、本発明の内燃機関装置において、前記所定の制約は、前記内燃機関を効率よく運転する制約であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を効率よく運転することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, the predetermined constraint may be a constraint for efficiently operating the internal combustion engine. In this way, the internal combustion engine can be operated efficiently.
本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、該目標トルクと所定の制約とに基づいて前記開閉タイミングを含む運転条件を設定すると共に、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲外のときには該設定した運転条件を目標運転条件として設定し、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには該設定した運転条件の少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件を目標運転条件として設定する目標運転条件設定手段と、前記設定された目標運転条件に基づいて前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、を備える内燃機関装置と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関装置の与えるべき前記目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記機関制御手段による制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、を備えることを要旨とする。 A power output apparatus according to the present invention is a power output apparatus that outputs power to a drive shaft, and is an internal combustion engine apparatus according to any one of the above-described aspects, that is, basically changes the opening / closing timing of an intake valve. An internal combustion engine device including a possible internal combustion engine, wherein when a target torque to be output from the internal combustion engine is given, an operating condition including the opening / closing timing is set based on the target torque and a predetermined constraint When the set operating condition is outside the predetermined operating condition range, the set operating condition is set as a target operating condition, and when the set operating condition is within the predetermined operating condition range, at least the set operating condition is Target operating condition setting means for setting an operating condition whose opening / closing timing is changed as a target operating condition; and the internal combustion engine based on the set target operating condition. An internal combustion engine device comprising: an engine control means for controlling rotation; and an output shaft and the drive shaft of the internal combustion engine connected to the output shaft and the drive shaft. Electric power drive input / output means for inputting / outputting, an electric motor capable of outputting power to the drive shaft, an electric storage device capable of exchanging electric power with the electric power drive input / output means and the electric motor, and a request required for the drive shaft Based on required driving force setting means for setting driving force, target torque setting means for setting the target torque to be given to the internal combustion engine device based on the set required driving force, and based on the set required driving force The gist of the present invention is to include drive control means for drivingly controlling the electric power drive input / output means and the electric motor together with control by the engine control means so that driving force is output to the drive shaft.
この本発明の動力出力装置では、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を備えるから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、内燃機関を所定の運転条件範囲外の運転条件で運転することができるなどと同様の効果を奏することができる。また、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう機関制御手段による制御と共に電力動力入出力手段と電動機とを駆動制御するから、要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。 Since the power output apparatus of the present invention includes the internal combustion engine apparatus of the present invention according to any one of the aspects described above, the effects exerted by the internal combustion engine apparatus of the present invention, for example, operating conditions outside the predetermined operating condition range of the internal combustion engine. It is possible to achieve the same effect as being able to drive the vehicle. In addition, since the power power input / output means and the motor are driven and controlled together with the control by the engine control means so that the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft, the driving force based on the required driving force is output to the driving shaft be able to.
本発明の車両は、上述した本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置と、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関装置の与えるべき前記目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記機関制御手段による制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に接続されてなることを要旨とする。 The vehicle of the present invention is a power output device of the present invention described above, that is, a power output device that basically outputs power to a drive shaft, and the internal combustion engine device of any one of the above aspects. A power power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft, and for inputting / outputting power to / from the output shaft and the drive shaft with input / output of electric power and power, and to the drive shaft An electric motor capable of outputting power; an electric power input / output means; an electric storage means capable of exchanging electric power with the electric motor; a required driving force setting means for setting a required driving force required for the drive shaft; and the setting Target torque setting means for setting the target torque to be given to the internal combustion engine device based on the set required driving force, and the engine control so that the driving force based on the set required driving force is output to the driving shaft. Control by means Wherein the drive control means for driving and controlling the electric power-mechanical power input output means and the electric motor, equipped with a power output apparatus including the axle is summarized in that made is connected to the drive shaft with.
この本発明の車両では、上述した態様の本発明の動力出力装置を備えるから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、内燃機関を所定の運転条件範囲外の運転条件で運転することができる効果や要求駆動力に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる効果などと同様の効果を奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention includes the power output device according to the present invention of the above-described aspect, the effect of the power output device according to the present invention, for example, that the internal combustion engine can be operated under operating conditions outside a predetermined operating condition range. The same effects as the effects that can be output and the driving force based on the required driving force can be output to the drive shaft can be obtained.
本発明の内燃機関の制御方法は、
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、該目標トルクと所定の制約とに基づく前記開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲外のときには前記運転条件で運転し、前記目標トルクと前記所定の制約とに基づく前記開閉タイミングを含む運転条件が前記所定の運転条件範囲内のときには少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件で運転する
ことを要旨とする。
The internal combustion engine control method of the present invention includes:
A control method for an internal combustion engine capable of changing the opening and closing timing of an intake valve,
When a target torque to be output from the internal combustion engine is given, when the operation condition including the opening / closing timing based on the target torque and a predetermined constraint is out of a predetermined operation condition range, the operation is performed under the operation condition, and the target The gist is that when the operating condition including the opening / closing timing based on the torque and the predetermined constraint is within the predetermined operating condition range, the driving is performed at least under the operating condition in which the opening / closing timing is changed.
この本発明の内燃機関の制御方法では、内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、目標トルクと所定の制約とに基づく吸気バルブの開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲外のときには目標トルクと所定の制約とに基づく運転条件で運転し、目標トルクと所定の制約とに基づく吸気バルブの開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲内のときには少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更した運転条件で運転する。この結果、目標トルクと所定の制約とに基づく吸気バルブの開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲外のときには目標トルクと所定の制約とに基づく運転条件で内燃機関を運転することができる。また、目標トルクと所定の制約とに基づく吸気バルブの開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲内のときには少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更した運転条件で運転するから、所定の運転条件範囲外で内燃機関を運転することができる。 In the control method for an internal combustion engine according to the present invention, when a target torque to be output from the internal combustion engine is given, the operation condition including the opening / closing timing of the intake valve based on the target torque and a predetermined constraint is out of the predetermined operation condition range. Is operated under the operating conditions based on the target torque and the predetermined constraints, and when the operating conditions including the opening / closing timing of the intake valve based on the target torque and the predetermined constraints are within the predetermined operating condition range, at least the opening / closing timing of the intake valve Operate under the changed operating conditions. As a result, the internal combustion engine can be operated under the operating conditions based on the target torque and the predetermined constraints when the operating conditions including the opening / closing timing of the intake valve based on the target torque and the predetermined constraints are outside the predetermined operating condition range. . In addition, when the operating condition including the opening / closing timing of the intake valve based on the target torque and the predetermined constraint is within the predetermined operating condition range, the operation is performed at least in the operating condition in which the opening / closing timing of the intake valve is changed. The internal combustion engine can be operated outside.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である内燃機関装置が搭載されたハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続されると共にギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して前輪63a,63bの前軸64に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されたモータMG2と、デファレンシャルギヤ65を介して後輪66a,66bの後軸67に接続された回転軸68に減速ギヤ48を介して接続されたモータMG3と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。
The
また、エンジン22は、吸気バルブ128の開閉タイミングを連続的に変更可能な可変バルブタイミング機構150を備える。図3および図4に、可変バルブタイミング機構150の構成の概略を示す構成図を示す。可変バルブタイミング機構150は、図示するように、排気バルブ131を開閉するエキゾーストカムシャフト133をクランクシャフト26にタイミングベルト162を介して接続されたタイミングプーリー164により駆動すると共に吸気バルブ128を開閉するインテークカムシャフト129をエキゾーストカムシャフト133に取り付けられたドライブギヤ133aにサブギヤ129aと共に噛合するドリブンギヤ129bにより駆動するカムシャフト駆動機構に取り付けられており、インテークカムシャフト129のドリブンギヤ129bに固定されたハウジング部152aと、インテークカムシャフト129に固定されたベーン部152bとからなるベーン式VVTコントローラ152と、VVTコントローラ152の進角室152cおよび遅角室152dに油圧を作用させるオイルコントロールバルブ156とを備え、オイルコントロールバルブ156を介してVVTコントローラ152の進角室152cおよび遅角室152dに作用させる油圧を調整することによりハウジング部152aに対してベーン部152bを相対的に回転させて吸気バルブ128の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト129の角度を連続的に変更する。インテークカムシャフト129の角度を進角させたときの吸気バルブ128の開閉タイミングおよびインテークカムシャフト129の角度を遅角させたときの吸気バルブ128の開閉タイミングの一例を図5に示す。実施例では、エンジン22から効率よく動力が出力される吸気バルブ128の開閉タイミングにおけるインテークカムシャフト129の角度を基準角とし、インテークカムシャフト129の角度をその基準角よりも進角させることによりエンジン22から高トルクが出力可能な運転状態とすることができ、インテークカムシャフト129の角度を最遅角させることによりエンジン22の気筒内の圧力変動を小さくしてエンジン22の運転の停止や始動に適した運転状態とすることができるよう構成されている。
The
また、VVTコントローラ152のベーン部152bには、ハウジング部152aとベーン部152bとの相対回転を固定するロックピン154が取り付けられている。図6にロックピン154の構成の概略を示す構成図を示す。ロックピン154は、図示するようにロックピン本体154aと、ロックピン本体154aがハウジング部152aの方向に付勢されるよう取り付けられたスプリング154bとを備え、インテークカムシャフト129の角度が最遅角に位置されたときにスプリング154bのスプリング力によりハウジング部152aに形成された溝158に嵌合しベーン部152bをハウジング部152aに固定する。また、ロックピン154は、油路159を介してスプリング154bのスプリング力に打ち勝つ油圧を作用させることにより溝158に嵌合されたロックピン本体154aを引き抜くことができるよう図示しない油圧式のアクチュエータが設けられている。
Further, a
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト23の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室内に取り付けられた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128のインテークカムシャフト129や排気バルブ131を開閉するエキゾーストカムシャフト133の回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号AF,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の前輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1,MG2,MG3は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42,43を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42,43とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42,43が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2,MG3のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2,MG3のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2,MG3により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2,MG3は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2,MG3を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2,MG3の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ44,45,46からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2,MG3に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42,43へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2,MG3を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2,MG3の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Each of the motors MG1, MG2, and MG3 is configured as a well-known synchronous generator motor that can be driven as a generator and driven as an electric motor, and exchanges electric power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両から出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とモータMG3とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2とモータMG3との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2およびモータMG3の一方または両方とによってトルク変換されて出力されるようモータMG1,MG2,MG3を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2およびモータMG3の一方または両方とによるトルク変換を伴って要求動力が出力されるようモータMG1,MG2,MG3を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2およびモータMG3の一方または両方から要求動力に見合う動力が出力されるよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図7は、実施例のハイブリッド自動車20のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the thus configured
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2,MG3の回転数Nm1,Nm2,Nm3,エンジン22の回転数Ne,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクシャフト26に取り付けられたクランクポジションセンサ140からの信号に基づいて計算されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。また、回転数Nm1,Nm2,Nm3は、回転位置検出センサ44,45,46からのモータMG1,MG2,MG3の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求される要求トルクT*と要求パワーP*とを設定する(ステップS110)。ここで、要求トルクT*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクT*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクT*を導出して設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図8に示す。また、要求パワーP*は、設定した要求トルクT*に車速Vを乗じたものと充放電要求パワーPb*とロスLossとの和により計算したものを設定するものとした。
When the data is thus input, the required torque T * and required power P * required for the vehicle are set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V (step S110). Here, in the embodiment, the required torque T * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque T * in the
続いて、要求トルクT*を前輪63a,63bおよび後輪66a,66bに配分するために配分比Dに設定する(ステップS120)。ここで、値Dは、要求トルクT*に対する後輪66a,66bに出力するトルクの割合として車両の走行状態に基づいて値0〜値1の値が用いられる。例えば、通常走行時には前輪63a,63bだけにトルクが出力されるよう値0.0を値Dとして用いたり、坂路走行時や発進走行時には前輪63a,63bと後輪66a,66bとの両方にトルクが出力されるよう値0.2や値0.3などを値Dとして用いたり、前輪63a,63bと後輪66a,66bの一方にスリップが発生したスリップ発生時にはスリップが発生した輪に出力されるトルクの割合が小さくなると共にスリップが発生していない輪に出力されるトルクの割合が大きくなるような値Dを用いたりすることができる。
Subsequently, the required torque T * is set to the distribution ratio D in order to distribute it to the
配分比Dを設定すると、値1から配分比Dを減じたものに要求トルクT*を乗じることにより前輪63a,63b側に出力すべき前輪側トルクTf*を設定すると共に配分比Dに要求トルクT*を乗じることにより後輪66a,66b側に出力すべき後輪側トルクTr*を設定する(ステップS130)。
When the distribution ratio D is set, a value obtained by subtracting the distribution ratio D from the
そして、次式(1)に示すように、設定した後輪側トルクTr*を換算係数Grで除したものを減速ギヤ48のギヤ比Gbで除することによりモータMG3から出力すべき仮モータトルクTm3tmpを設定する(ステップS140)と共に設定した仮モータトルクTm3tmpをモータMG3の定格最大トルクTm3maaxで制限することによりモータMG3のトルク指令Tm3*を設定する(ステップS150)。ここで、換算係数Grは、後輪66a,66bに作用するトルクを回転軸68に作用するトルクに換算するための係数である。また、モータMG3の定格最大トルクTm3maxは、モータMG3の回転数Nm3に基づいて設定することができる。モータMG3の回転数Nm3とモータMG3から出力可能な最大トルクとしての定格最大トルクTm3maxとの関係の一例を図9に示す。図中、実線は定格最大トルクTm3maxを示す。図9に示すように、定格最大トルクTm3maxは、モータMG3の回転数Nm3が大きいほど小さくなる傾向に設定される。このようにモータMG3のトルク指令Tm3*を設定することにより、モータMG3を定格最大トルクTm3max以下のトルクで駆動することができる。
Then, as shown in the following equation (1), the provisional motor torque to be output from the motor MG3 is obtained by dividing the set rear wheel torque Tr * by the conversion coefficient Gr by the gear ratio Gb of the
Tm3tmp=Tr*/Gr/Gb (1) Tm3tmp = Tr * / Gr / Gb (1)
次に、要求パワーP*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS160)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーP*とに基づいて目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図10に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインと要求パワーP*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
Next, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると、設定した目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Ga;「Ga」は減速ギヤ35のギヤ比)と動力分配統合機構30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を設定すると共に設定した目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS170)。ここで、式(2)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図11に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Gaで除したリングギヤ32(リングギヤ軸32a)の回転数Nrを示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(3)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(3)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。なお、R軸上の上向きの2つの太線矢印は、エンジン22を目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントで定常運転したときにエンジン22から出力されるトルクTe*がリングギヤ軸32aに伝達されるトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2*が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。
When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Ga・ρ) (2)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Ga ・ ρ) (2)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)
こうしてモータMG1の目標回転数Nm1*とトルク指令Tm1*とを計算すると、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと計算したモータMG1のトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)とモータMG3のトルク指令Tm3*に現在のモータMG3の回転数Nm3を乗じて得られるモータMG3の消費電力との差をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(4)および式(5)により計算すると共に(ステップS180)、前輪側トルクTf*を換算係数Gfで除したものからエンジン22からリングギヤ軸32aに直接伝達されるトルク(−Tm1*/ρ)を減じこれを更に減速ギヤ35のギヤ比Gaで除することにより式(6)によりモータMG2から出力すべき仮モータトルクTm2tmpを計算し(ステップS190)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS200)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。ここで、換算係数Gfは、前輪63a,63b側に作用するトルクをリングギヤ軸32aに作用するトルクに換算するための係数である。なお、式(5)は、前述した図11の共線図から容易に導き出すことができる。
When the target rotational speed Nm1 * and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus calculated, the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2tmp=(T*/Gf+Tm1*/ρ)/Ga (6)
Tmin = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tmax = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2tmp = (T * / Gf + Tm1 * / ρ) / Ga (6)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2,MG3のトルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2,MG3のトルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS210)、駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*,Tm3*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動され、トルク指令Tm3*でモータMG3が駆動されるようインバータ41,42,43のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
When the target rotational speed Ne * and target torque Te * of the
次に、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とが設定されたときのエンジン22の動作について説明する。図12は、実施例のエンジンECU24により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット70から送信されたエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とをエンジン24が受信したときに実行される。
Next, the operation of the
運転制御ルーチンが実行されると、エンジンECU24のCPU24aは、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*など制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS300)。ここで、目標回転数Ne*や目標トルクTe*は、ハイブリッド用電子制御ユニット70で設定されたものを通信より入力するものとした。
When the operation control routine is executed, the
続いて、入力された目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22の運転条件として吸気バルブ128の目標開閉タイミングVT*やスロットルバルブ124の目標開度TH*,イグニッションコイル138への制御信号のタイミングとしての目標点火時期Tfire*を設定する(ステップS310)。この設定は、実施例では、目標回転数Ne*および目標トルクTe*の運転ポイントでエンジン22を効率よく運転できる開閉タイミングVTとスロットル開度THと点火時期Tfireとを予め実験などで求めてマップとして記憶しておき、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とが与えられたときにマップから対応する開閉タイミングVTやスロットル開度TH,点火時期Tfireを導出して、それぞれを目標開閉タイミングVT*や目標スロットル開度TH*,目標点火時期Tfire*として設定することにより行なうものとした。
Subsequently, based on the input target rotational speed Ne * and the target torque Te *, the operating conditions of the
続いて、設定された運転条件のうち目標開閉タイミングVT*が異音発生領域内の開閉タイミングであるか否かを判定する(ステップS320)。異音発生領域は、エンジン22を効率よく運転する開閉タイミングVTのうちカムシャフト駆動機構のタイミングベルト162やタイミングプーリー164などの部品に共振が生じてドライブギヤ133aと噛合するサブギヤ129aやドリブンギヤ129bで異音が発生する開閉タイミングVTの範囲として設定され、予め実験などで求めておくものとする。ここで、ステップS320の判定において、ステップS310の処理で設定された運転条件のうち目標開閉タイミングVT*のみを用いて判定するのは、発生する異音がカムシャフト駆動機構の部品の共振に起因したものであるからである。
Subsequently, it is determined whether or not the target opening / closing timing VT * among the set operating conditions is the opening / closing timing in the abnormal sound generation region (step S320). The abnormal noise generation region is caused by the sub-gear 129a and the driven
設定された開閉タイミングが異音発生領域外の開閉タイミングであるときには、エンジン22を設定された運転条件で運転しても異音が発生しないと判断して、吸気バルブ128の開閉タイミングが目標開閉タイミングVT*になるようオイルコントロールバルブ156を駆動制御すると共にスロットルバルブ146の開度が目標開度TH*になるようスロットルモータ136を駆動制御して、エンジン22が目標点火時期Tfireで点火するようイグニッションコイル138への制御信号を送信する(ステップS350)。こうすれば、エンジン22を効率よく運転すると共に目標トルクTe*を出力することができる。
When the set opening / closing timing is an opening / closing timing outside the abnormal noise generation region, it is determined that no abnormal noise is generated even if the
一方、設定された開閉タイミングが異音発生領域内の開閉タイミングであると判定されたときには(ステップS320)、設定された運転条件で運転すると異音が発生すると判断して、設定された運転条件のうち目標開閉タイミングVT*を進角させた値に再設定する(ステップS330)。このように目標開閉タイミングVT*を再設定するのは、通常設定された目標開閉タイミングVT*を進角させることにより再設定された目標開閉タイミングVT*が異音発生領域外の開閉タイミングになるからである。 On the other hand, when it is determined that the set opening / closing timing is the opening / closing timing within the abnormal noise generation region (step S320), it is determined that abnormal noise is generated when the driving is performed under the set operating conditions, and the set operating conditions are set. Of these, the target opening / closing timing VT * is reset to a value advanced (step S330). In this way, the target opening / closing timing VT * is reset by setting the target opening / closing timing VT * reset by advancing the normally set target opening / closing timing VT * to be an opening / closing timing outside the abnormal sound generation region. Because.
このように目標開閉タイミングVT*が再設定されると、再設定された目標開閉タイミングVT*でエンジン22を運転したときにエンジン22が目標トルクTe*を出力するようスロットルバルブ124の目標開度TH*,目標点火時期Tfire*を再設定して(ステップS340)、再設定された目標開閉タイミングVT*,目標開度TH*,目標点火時期Tfire*でエンジン22が運転されるようオイルコントロールバルブ156やスロットルモータ136,イグニッションコイル138への駆動信号のタイミングを制御する(ステップS350)。このように目標開閉タイミングVT*を設定することにより、エンジン22を異音発生領域外の開閉タイミングで運転することができるから、異音の発生を抑えることができる。また、エンジン22が目標トルクTe*で運転されるよう開閉タイミングに応じてスロットルバルブ124の開度や点火時期を変更するから、エンジン22を目標トルクTeで運転することができる。
When the target opening / closing timing VT * is thus reset, the target opening of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、設定した吸気バルブ128の目標開閉タイミングVT*が異音発生領域内の開閉タイミングであるときには、目標開閉タイミングVT*を進角させた値に再設定して、再設定した目標開閉タイミングVT*でエンジン22を運転するからエンジン22を異音発生領域外の運転条件で運転することができる。この結果、異音の発生を抑えることができる。また、再設定された目標開閉タイミングVT*に応じてスロットル開度THや点火時期Tfireなどの開閉タイミング以外の運転条件をエンジン22から目標トルクTe*が出力されるよう設定するから、エンジン22を目標トルクTe*および目標回転数Ne*の運転ポイントで運転することができ、要求駆動力P*に基づく駆動力を駆動軸に出力することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS330の処理で目標開閉タイミングVT*を進角する方向に変更するものとしたが、遅角する方向に変更したほうが異音の発生を抑えることができなら遅角する方向に変更するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS340の処理で再設定された目標開閉タイミングVT*でエンジン22を運転したときにエンジン22が目標トルクTe*を出力するようスロットルバルブ124の目標開度TH*,目標点火時期Tfire*とを再設定するものとしたが、目標開度TH*および目標点火時期Tfire*のいずれか一方のみを再設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS310の処理でエンジン22の運転条件をエンジン22を効率よく運転できる条件に設定するものとしたが、エンジン22の運転条件は動力性能やエミッションなど他の条件を考慮して設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS310の処理でエンジン22の運転条件として吸気バルブ128の開閉タイミングやスロットルバルブ124のスロットル開度,点火時期を設定するものとしたが、少なくとも吸気バルブ128の開閉タイミングを含む運転条件であればどのような条件を設定してもよく、スロットル開度や点火時期とは異なる運転条件を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22をカムシャフト駆動機構の部品に共振により異音の生じる異音発生領域内の運転条件で運転するものとしたが、カムシャフト駆動機構以外のエンジン22に付属する部品の共振や振動、異音などが発生する所定の運転条件範囲外で運転するものとしてもよい。こうすれば、カムシャフト駆動機構以外のエンジン22に付属する部品の共振や振動、異音などの発生を抑えることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、後輪66a,66bの後軸67に動力を出力するモータMG3を備えるものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG3を備えないものとしてもよい。
The
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して前輪63a,63bの前軸64に接続されたリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図14の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と前輪63a,63bの前軸64に連結された駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例では、内燃機関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力可能なハイブリッド自動車に適用したが、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、内燃機関からの動力を出力可能な装置であれば如何なるものにも適用することができ、例えば、内燃機関からの動力と電動機からの動力とを駆動軸に出力する動力出力装置を自動車以外の車両や航空機,船舶などに搭載するものとしてもよいし、内燃機関からの動力のみを駆動軸に出力する通常の自動車や自動車以外の車両や航空機,船舶などに搭載するものとしてもよい。 In the embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle capable of outputting the power from the internal combustion engine and the power from the electric motor to the drive shaft. However, the present invention is not limited to such a hybrid vehicle, and a device capable of outputting the power from the internal combustion engine. As long as the power output device that outputs the power from the internal combustion engine and the power from the electric motor to the drive shaft is mounted on a vehicle other than an automobile, an aircraft, a ship, etc. Alternatively, it may be mounted on a normal automobile that outputs only the power from the internal combustion engine to the drive shaft, a vehicle other than the automobile, an aircraft, a ship, or the like.
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42,43 インバータ、44,45,46 回転位置検出センサ、48 減速ギヤ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 前輪、64 前軸、65 デファレンシャルギヤ、66a,66b 後輪、67 後軸、68 回転軸、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、129 インテークカムシャフト、129a サブギヤ、129b ドリブンギヤ、130 点火プラグ、131 排気バルブ、132 ピストン、133 エキゾーストカムシャフト、133a ドライブギヤ、134 浄化装置、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、152 VVTコントローラ、152a ハウジング部、152b ベーン部、152c 進角室、152d 遅角室、154 ロックピン、154a ロックピン本体、154b スプリング、156 オイルコントロールバルブ、158 溝、159 油路、162 タイミングベルト、164 タイミングプーリー、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2,MG3 モータ。
20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier , 35 reduction gear, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42, 43 inverter, 44, 45, 46 rotational position detection sensor, 48 reduction gear, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU) , 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b front wheel, 64 front shaft, 65 differential gear, 66a, 66b rear wheel, 67 rear shaft, 68 rotary shaft, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 4 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accel pedal, 84 Accel pedal position sensor, 85 Brake pedal, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 122 Air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 129 Intake camshaft, 129a Sub gear, 129b Driven gear, 130 Spark plug, 131 Exhaust valve, 132 Piston, 133 Exhaust camshaft, 133a Drive gear, 134 Purifier, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 143 Pressure sensor, 144 Cam position sensor, 46 throttle valve position sensor, 148 air flow meter, 149 temperature sensor, 150 variable valve timing mechanism, 152 VVT controller, 152a housing part, 152b vane part, 152c advance angle chamber, 152d retard angle chamber, 154 lock pin, 154a lock pin body 154b spring, 156 oil control valve, 158 groove, 159 oil passage, 162 timing belt, 164 timing pulley, 230 pair rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2, MG3 motor.
Claims (9)
前記内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、該目標トルクと所定の制約とに基づいて前記開閉タイミングを含む運転条件を設定すると共に、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲外のときには該設定した運転条件を目標運転条件として設定し、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには該設定した運転条件の少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件を目標運転条件として設定する目標運転条件設定手段と、
前記設定された目標運転条件に基づいて前記内燃機関を運転制御する機関制御手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device comprising an internal combustion engine capable of changing the opening / closing timing of an intake valve,
When a target torque to be output from the internal combustion engine is given, an operating condition including the opening / closing timing is set based on the target torque and a predetermined constraint, and the set operating condition is outside a predetermined operating condition range. In this case, the set operating condition is set as a target operating condition, and when the set operating condition is within a predetermined operating condition range, an operating condition in which at least the opening / closing timing of the set operating condition is changed is set as a target operating condition. Target operating condition setting means to perform,
Engine control means for controlling the operation of the internal combustion engine based on the set target operating conditions;
An internal combustion engine device comprising:
前記目標運転条件設定手段は、前記運転条件として前記内燃機関の点火時期および吸気系の吸入空気量を設定すると共に、前記設定した運転条件が所定の運転条件範囲内のときには前記開閉タイミングの変更に応じて前記点火時期および前記吸入空気量の少なくとも一つを変更した運転条件を目標運転条件として設定する手段である
請求項1ないし4いずれか記載の内燃機関装置。 The internal combustion engine is capable of changing the ignition timing of the cylinder and the intake air amount of the intake system,
The target operating condition setting means sets the ignition timing of the internal combustion engine and the intake air amount of the intake system as the operating conditions, and changes the opening / closing timing when the set operating conditions are within a predetermined operating condition range. The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine device is a means for setting, as a target operating condition, an operating condition in which at least one of the ignition timing and the intake air amount is changed accordingly.
請求項1ないし6いずれか記載の内燃機関装置と、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づいて前記内燃機関装置の与えるべき前記目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記機関制御手段による制御と共に前記電力動力入出力手段と前記電動機とを駆動制御する駆動制御手段と、
を備える動力出力装置。 A power output device that outputs power to a drive shaft,
An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 6,
An electric power motive power input / output means connected to the output shaft of the internal combustion engine and the drive shaft for inputting / outputting power to / from the output shaft and the drive shaft together with input / output of electric power and motive power;
An electric motor capable of outputting power to the drive shaft;
A power storage means capable of exchanging power with the electric power drive input / output means and the electric motor;
Required driving force setting means for setting required driving force required for the drive shaft;
Target torque setting means for setting the target torque to be given by the internal combustion engine device based on the set required driving force;
Drive control means for driving and controlling the power power input / output means and the electric motor together with control by the engine control means so that a drive force based on the set required drive force is output to the drive shaft;
A power output device comprising:
前記内燃機関から出力すべき目標トルクが与えられたとき、該目標トルクと所定の制約とに基づく前記開閉タイミングを含む運転条件が所定の運転条件範囲外のときには前記運転条件で運転し、前記目標トルクと前記所定の制約とに基づく前記開閉タイミングを含む運転条件が前記所定の運転条件範囲内のときには少なくとも前記開閉タイミングを変更した運転条件で運転する
内燃機関の制御方法。
A control method for an internal combustion engine capable of changing the opening and closing timing of an intake valve,
When a target torque to be output from the internal combustion engine is given, when the operation condition including the opening / closing timing based on the target torque and a predetermined constraint is out of a predetermined operation condition range, the operation is performed under the operation condition, and the target A control method for an internal combustion engine that operates under at least an operating condition in which the opening / closing timing is changed when an operating condition including the opening / closing timing based on torque and the predetermined constraint is within the predetermined operating condition range.
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JP2011007132A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toyota Motor Corp | Valve timing control device for internal combustion engine |
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- 2006-02-13 JP JP2006035115A patent/JP2007211737A/en active Pending
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