JP2009096360A - Hybrid car and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来、バッテリの充電制御方法としては、バッテリ温度が低いときには充放電量が等しいパルス充放電を実施してバッテリを加温するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、短時間に充電と放電とを繰り返すパルス充放電を実施することにより、充放電のロスによってバッテリを加温している。
しかしながら、上述のバッテリの充放電制御方法をハイブリッド車に用いられるバッテリに適用する場合、走行に伴ってバッテリを充放電するため、走行とは無関係にパルス充放電によってバッテリを充放電することはできない。このため、比較的長い時間を用いて充電と放電とを行なうことによりバッテリを加温することになるが、バッテリを充電するタイミングとハイブリッド車に搭載されたエンジンの排気系に取り付けられた排気浄化装置の触媒を暖機するタイミングとが一致すると、触媒暖機を行なう前にエンジンから走行用のパワーとバッテリの充電用のパワーとの和のパワーを出力させることになるため、エミッションが悪化する場合が生じる。 However, when the above-described battery charge / discharge control method is applied to a battery used in a hybrid vehicle, the battery is charged / discharged as the vehicle travels. Therefore, the battery cannot be charged / discharged by pulse charge / discharge regardless of the vehicle travel. . For this reason, the battery is heated by performing charging and discharging over a relatively long time, but the timing of charging the battery and the exhaust purification attached to the exhaust system of the engine mounted on the hybrid vehicle If the timing for warming up the catalyst of the device coincides, the emission power deteriorates because the sum of the power for running and the power for charging the battery is output from the engine before the catalyst warms up. Cases arise.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、二次電池などの蓄電装置の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることを主目的とする。 The main object of the hybrid vehicle and the control method thereof of the present invention is to achieve both the temperature rise of a power storage device such as a secondary battery and the exhaust purification of an internal combustion engine.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention and its control method employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
走行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、
前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine in which an exhaust purification device having an exhaust purification catalyst used to purify exhaust is attached to an exhaust system;
A generator that generates power using at least a portion of the power from the internal combustion engine;
An electric motor capable of outputting driving power;
Power storage means capable of exchanging electric power with the generator and the motor;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the temperature increase request for the power storage means is made, and when the exhaust purification catalyst is not requested to warm up, the vehicle is driven by the set required driving force with the temperature increase of the power storage means due to charge / discharge of the power storage means. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so that when the exhaust purification catalyst is required to be warmed up, the discharge of the power storage means is increased due to charging / discharging of the power storage means, which discharges more than charge. Control means for controlling the internal combustion engine, the generator and the electric motor so as to travel with the set required driving force with temperature;
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド車では、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、蓄電手段を充電するために内燃機関から動力が出力されるのを抑制することができる。これにより、排気浄化触媒の暖機を促進するよう内燃機関を運転することが容易となり、蓄電手段を昇温するときでも、排気浄化触媒の暖機をより速く完了することができる。この結果、蓄電手段の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることができる。もとより、走行に要求される要求駆動力により走行することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when a temperature increase request for the power storage means is made, and when warming up of the exhaust purification catalyst is not requested, the vehicle is required to travel with a temperature increase of the power storage means due to charge / discharge of the power storage means. The internal combustion engine, the generator, and the motor are controlled so that the vehicle travels with the required driving force. When warming up of the exhaust purification catalyst is requested, the storage means is increased by charging / discharging of the storage means, which discharges more than the charge. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so as to travel with the required driving force required for traveling with temperature. Therefore, when the temperature increase request for the power storage means is made and the warming-up of the exhaust purification catalyst is requested, the output of power from the internal combustion engine to charge the power storage means can be suppressed. Thus, it becomes easy to operate the internal combustion engine so as to promote warming up of the exhaust purification catalyst, and warming up of the exhaust purification catalyst can be completed more quickly even when the temperature of the power storage means is increased. As a result, it is possible to achieve both the temperature rise of the power storage means and the exhaust gas purification of the internal combustion engine. Of course, it is possible to travel with the required driving force required for traveling.
こうした本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関の吸入空気量または該吸入空気量に関連する物理量を積算した積算値が所定値未満のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されているとして制御し、前記積算値が所定値以上のときには前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないとして制御する手段であるものとすることもできる。排気浄化触媒の暖機の完了が、内燃機関の吸入空気量の積算値が大きいほど速くなる傾向があることに基づく。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the control means is required to warm up the exhaust purification catalyst when an integrated value obtained by integrating the intake air amount of the internal combustion engine or a physical quantity related to the intake air amount is less than a predetermined value. It is possible to control that the exhaust purification catalyst is not requested to be warmed up when the integrated value is equal to or greater than a predetermined value. This is based on the fact that the warm-up of the exhaust purification catalyst tends to be faster as the integrated value of the intake air amount of the internal combustion engine is larger.
また、本発明のハイブリッド車において、前記所定値は、前記内燃機関の冷却水温が低いほど大きくなる傾向に設定される値であるものとすることもできる。内燃機関の冷却水温が低いほど排気浄化触媒の温度も低い場合が多く、内燃機関の冷却水温が低いほど排気浄化触媒の暖機の完了が遅くなることに基づく。 In the hybrid vehicle of the present invention, the predetermined value may be a value that tends to increase as the cooling water temperature of the internal combustion engine decreases. The lower the cooling water temperature of the internal combustion engine, the lower the temperature of the exhaust purification catalyst is often, and the lower the cooling water temperature of the internal combustion engine, the slower the completion of warming up of the exhaust purification catalyst.
さらに、本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段が過放電および過充電しない範囲内で充電または放電を行なうことにより前記蓄電手段を昇温する手段であるものとすることもできる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the control means has a range in which the power storage means is not overdischarged and overcharged when a temperature increase request is made for the power storage means and when the exhaust purification catalyst is not warmed up. It can also be a means for raising the temperature of the power storage means by charging or discharging the battery.
本発明のハイブリッド車の制御方法は、
排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関からの動力の一部を用いて発電する発電機と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、を備えるハイブリッド車における前記蓄電手段の昇温要請がなされたときの制御方法であって、
前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle control method of the present invention includes:
An internal combustion engine in which an exhaust gas purification device having an exhaust gas purification catalyst used for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system, a generator that generates electric power using a part of the power from the internal combustion engine, and driving power A control method when a temperature increase request for the power storage means is made in a hybrid vehicle comprising: an electric motor capable of output; and a power storage means capable of exchanging power with the generator and the motor,
When the warming-up of the exhaust purification catalyst is not requested, the internal combustion engine, the generator, and the engine are driven so as to travel with the required driving force required for traveling with a temperature rise of the power storage means due to charging / discharging of the power storage means. When the engine is controlled and warming-up of the exhaust purification catalyst is requested, the required drive required for traveling with the temperature rise of the power storage means due to charging / discharging of the power storage means, which discharges more than charge. Controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor to travel by force,
It is characterized by that.
この本発明のハイブリッド車の制御方法では、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い蓄電手段の充放電による蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する。したがって、蓄電手段の昇温要請がなされたときに、排気浄化触媒の暖機が要請されているときには、蓄電手段を充電するために内燃機関から動力が出力されるのを抑制することができる。これにより、排気浄化触媒の暖機を促進するよう内燃機関を運転することが容易となり、蓄電手段を昇温するときでも、排気浄化触媒の暖機をより速く完了することができる。この結果、蓄電手段の昇温と内燃機関の排気浄化との両立を図ることができる。もとより、走行に要求される要求駆動力により走行することができる。 In this hybrid vehicle control method of the present invention, when a temperature increase request for the power storage means is made, and when warming up of the exhaust purification catalyst is not requested, the vehicle travels with a temperature increase of the power storage means due to charge / discharge of the power storage means. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so that the vehicle travels with the required driving force required by the engine. The internal combustion engine, the generator, and the motor are controlled so as to travel with the required driving force required for traveling with the temperature rise of the means. Therefore, when the temperature increase request for the power storage means is made and the warming-up of the exhaust purification catalyst is requested, the output of power from the internal combustion engine to charge the power storage means can be suppressed. Thus, it becomes easy to operate the internal combustion engine so as to promote warming up of the exhaust purification catalyst, and warming up of the exhaust purification catalyst can be completed more quickly even when the temperature of the power storage means is increased. As a result, it is possible to achieve both the temperature rise of the power storage means and the exhaust gas purification of the internal combustion engine. Of course, it is possible to travel with the required driving force required for traveling.
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、本発明の一実施例としての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に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両の駆動系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 hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an
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を介して燃焼室に吸入し、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三元触媒134a(以下、単に「触媒」という)を内蔵した浄化装置134を介して外気へ排出される。
The
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26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Tw,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフト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からの吸入空気量Qa,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。なお、エンジンECU24は、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に基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31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、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2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を介してバッテリ50と電力のやり取りを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれか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は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。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を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
Both motor MG1 and motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with
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に取り付けられた温度センサ51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。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを演算したり、演算した残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。図3に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図4にバッテリ50の残容量SOCと入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。
The
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取りを行なっている。
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とに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、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とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ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とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The hybrid vehicle 20 of the embodiment thus configured calculates the required torque to be output to 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5は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 hybrid vehicle 20 of the embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of a drive control routine executed by the hybrid
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の回転数Nm1,Nm2,残容量SOC,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,電池温度Tb,触媒134aの暖機が要請されているか否かを示す暖機要請フラグF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、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2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。また、残容量SOCは、図示しない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演算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、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、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同じくバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、電池温度Tbは、温度センサ51により検出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。暖機要請フラグFは、図6に例示するフラグ設定ルーチンにより設定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。フラグ設定ルーチンは、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。以下、図5の駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図6のフラグ設定ルーチンについて説明する。
When the drive control routine is executed, first, the
フラグ設定ルーチンが実行されると、エンジンECU24のCPU24aは、まず、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaなどデータを入力すると共に(ステップS300)、前回このルーチンを実行したときに計算した積算吸入空気量(前回Qint)に吸入空気量Qaを加えることにより積算吸入空気量Qintを計算する(ステップS310)。ここで、積算吸入空気量Qintは、エンジン22が始動されてからの吸入空気量Qaの積算値に相当するものであり、エンジン22の始動の開始時に値0にリセットされるものとした。
When the flag setting routine is executed, the
続いて、初期値として値0が設定されると共に後述の閾値Qrefが設定されたときに値1が設定される閾値設定完了フラグGの値を調べ(ステップ320)、閾値設定完了フラグGが値0のときには、水温センサ142からエンジン22を始動したときの冷却水温Twとしての始動時冷却水温Twsを入力し(ステップS330)、入力した始動時冷却水温Twsに基づいて閾値Qrefを設定すると共に(ステップS340)、閾値設定完了フラグGに値1を設定する(ステップS350)。ここで、閾値Qrefは、触媒134aの暖機が完了しているか否かを判定するために用いられるものであり、実施例では、始動時冷却水温Twsと閾値Qrefとの関係を予め定めて閾値設定用マップとしてROM74に記憶しておき、始動時冷却水温Twsが与えられると記憶したマップから対応する閾値Qrefを導出して設定するものとした。図7に閾値設定用マップの一例を示す。図示するように、閾値Qrefは、始動時冷却水温Twsが低いほど大きくなる傾向に設定するものとした。これは、始動時冷却水温Twsが低いほど触媒134aの温度も低い場合が多く、触媒134aの暖機の完了に要する総熱量が大きくなるため、触媒134aの暖機の完了が遅くなることに基づく。閾値設定完了フラグGに値1が設定されると、次回以降にこのルーチンが実行されたときには、ステップS330〜S350の処理を実行することなくステップS360に進む。
Subsequently, a
続いて、積算吸入空気量Qintを閾値Qrefと比較し(ステップS360)、積算吸入空気量Qintが閾値Qref未満のときには、触媒134aの暖機は完了していないと判断し、暖機要請フラグFに値1を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS370)、フラグ設定ルーチンを終了し、積算吸入空気量Qintが閾値Qref以上のときには、触媒134aの暖機は完了していると判断し、暖機要請フラグFに値0を設定すると共にこれをハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS380)、フラグ設定ルーチンを終了する。このように、積算吸入空気量Qintと、始動時冷却水温Twsに基づく閾値Qrefと、に基づいて触媒134aの暖機が完了しているか否かを判定するから、触媒134aの暖機が要請されているか否かをより適切に判定することができる。
Subsequently, the integrated intake air amount Qint is compared with the threshold value Qref (step S360). When the integrated intake air amount Qint is less than the threshold value Qref, it is determined that the warming-up of the
以上、フラグ設定ルーチンについて説明した。図5の駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップS100でデータを入力すると、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トルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と、同じく駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求される駆動軸要求パワーPr*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係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Tr*を導出して設定するものとした。図8に要求トルク設定用マップの一例を示す。駆動軸要求パワーPr*は、設定した要求トルクTr*とリングギヤ軸32aの回転数Nrとの積として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
The flag setting routine has been described above. Returning to the description of the drive control routine of FIG. When data is input in step S100, the required torque Tr * to be output to the
続いて、電池温度Tbを閾値Trefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Trefは、バッテリ50の昇温が要請されているか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、0℃や5℃などを用いることができる。電池温度Tbが閾値Tref以上のときには、バッテリ50の昇温が要請されていない通常時であると判断し、充放電要求パワーPb*を設定する(ステップS130)。ここで、通常時の充放電要求パワーPb*は、実施例では、バッテリ50の残容量SOCと充放電要求パワーPb*との関係を予め定めて通常時充放電要求パワー設定用マップとしてROM74に記憶しておき、残容量SOCが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーPb*を導出して設定するものとした。通常時充放電要求パワー設定用マップの一例を図9に示す。通常時には、充放電要求パワーPb*は、図示するように、残容量SOCが目標残容量SOC*(例えば、60%)よりも低い閾値SL0未満のときには一定の充電パワーPcが設定され、残容量SOCが目標残容量SOC*よりも高い閾値SH0以上のときには一定の放電パワーPdが設定され、残容量SOCが閾値SL0以上で閾値SH0未満のときには目標残容量SOC*で値0(充放電なし)となるように残容量SOCが大きいほど充電パワーPcから放電パワーPdに向けて変化する傾向に設定される。即ち、通常時には、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の残容量SOCが目標残容量SOC*に近づくように設定されるのである。
Subsequently, the battery temperature Tb is compared with a threshold value Tref (step S120). Here, the threshold value Tref is used for determining whether or not the temperature increase of the
こうして充放電要求パワーPb*を設定すると、駆動軸要求パワーPr*から充放電要求パワーPb*を減じてロスLossを加えることにより車両に要求される車両要求パワーP*を設定すると共に(ステップS170)、暖機要請フラグFの値を調べ(ステップS180)、暖機要請フラグFが値0のときには、車両要求パワーP*に基づいてエンジン22を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS190)。エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*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車両要求パワーP*とに基づいて行なわれる。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、動作ラインと車両要求パワー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。
When the required charge / discharge power Pb * is set in this way, the required vehicle power P * required for the vehicle is set by subtracting the required charge / discharge power Pb * from the drive shaft required power Pr * and adding loss Loss (step S170). ), The value of the warm-up request flag F is checked (step S180). When the warm-up request flag F is 0, the target rotational speed Ne * as an operating point at which the
次に、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の目標トルクTe*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*計算する(ステップS200)。ここで、式(1)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。エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を図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Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、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。また、式(2)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(2)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。
Next, using the target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 (Nm1 * -Nm1) + k2∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
そして、要求トルクTr*に計算したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(3)により計算すると共に(ステップS210)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令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)との偏差をモータ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Tm2min,Tm2maxを次式(4)および式(5)により計算すると共に(ステップS220)、設定した仮トルクTm2tmpを式(6)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS230)。ここで、式(6)は、図11の共線図から容易に導くことができる。
Then, the torque command Tm1 * calculated by dividing the required torque Tr * by the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (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のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS240)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*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が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内でエンジン22を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸32aに要求トルクTr*を出力して走行することができる。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS180で暖機要請フラグFが値1のときには、車両要求パワーP*を閾値Prefと比較する(ステップS250)。ここで、閾値Prefは、車両要求パワーP*をモータMG2からの動力だけで賄うことができるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、バッテリ50の出力制限Woutなどを用いることができる。車両要求パワーP*が閾値Pref以上のときには、触媒134aの暖機が要請されているがエンジン22からの動力を必要とすると判断し、上述したステップS190〜S240の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。一方、車両要求パワーP*が閾値Pref未満のときには、触媒134aの暖機が要請されていると共に車両要求パワーP*をモータMG2からの動力だけで賄うことができると判断し、エンジン22の目標回転数Ne*にアイドル回転数Nidl(例えば、1000rpmや1200rpmなど)を設定して目標トルクTe*に値0を設定すると共に(ステップS260)、エンジン22の触媒134a暖機運転指令をエンジンECU24に送信し(ステップS270)、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定して(ステップS280)、設定したエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1のトルク指令Tm1*を用いて上述したステップS210〜S240の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。触媒134a暖機運転指令を受信したエンジンECU24は、例えば、エンジン22の点火時期を触媒134aの暖機を行なわない通常の運転時より遅くしてエンジン22を運転するものとした。エンジン22の点火時期を通常の運転時より遅くするのは、エンジン22の燃焼エネルギの多くを熱として触媒134aに供給して暖機に用いるためである。
When the warm-up request flag F is a
ステップS120で電池温度Tbが閾値Tref未満のときには、暖機要請フラグFの値を調べ(ステップS140)、暖機要請フラグFが値0のときには、バッテリ50の昇温が要請されているが触媒134aの暖機は要請されていない非暖機昇温時であると判断し、残容量SOCと充放電要求パワーPb*との関係として予め定められた非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定すると共に(ステップS150)、設定した充放電要求パワーPb*を用いて車両要求パワーP*を設定し(ステップS170)、暖機要請フラグFの値を調べ(ステップS180)、いま、暖機要請フラグFが値0のときを考えているから、上述したステップS190〜S240の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップおよび後述の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップの一例を図12に示す。図中、実線は非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを示し、一点鎖線は後述する暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを示す。なお、図12には、参考のために、前述した通常時充放電要求パワー設定用マップについても二点鎖線で併せて示した。非暖機昇温時には、充放電要求パワーPb*は、図12中実線で示すように、昇温制御の開始時に残容量SOCが目標残容量SOC*以上のときには一定の放電側のパワーである放電パワーPdが設定され、残容量SOCが目標残容量SOC*未満のときには一定の充電側のパワーである充電パワーPcが設定され、その後は、充放電要求パワーPb*に放電パワーPdが設定されているときには残容量SOCが閾値SL1(例えば、SL1<SL0)未満になったときに充電パワーPcが設定され、充放電要求パワーPb*に充電パワーPcが設定されているときには残容量SOCが閾値SH1(例えば、SH1>SH0)以上になったときに放電パワーPdが設定される。即ち、この場合、充放電要求パワーPb*には、ヒステリシス特性をもって放電パワーPdまたは充電パワーPcが設定され、バッテリ50の充放電のロスを大きくすることができ、バッテリ50をより速く昇温することができる。また、この場合、充放電要求パワーPb*に充電パワーPcまたは放電パワーPdが設定される時間が長くなるため、バッテリ50の充電と放電との頻繁な切り換えも抑制される。
When the battery temperature Tb is lower than the threshold value Tref in step S120, the value of the warm-up request flag F is checked (step S140). When the warm-up request flag F is 0, it is requested that the
一方、ステップS140で暖機要請フラグFが値1のときには、バッテリ50の昇温が要請されていると共に触媒134aの暖機が要請されている暖機昇温時であると判断し、残容量SOCと充放電要求パワーPb*との関係として予め定められた前述の図12の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定し(ステップS160)、設定した充放電要求パワーPb*を用いて車両要求パワーP*を設定し(ステップS170)、暖機要請フラグFの値を調べ(ステップS180)、いま、暖機要請フラグFが値1のときを考えているから、上述したステップS250〜S280およびステップS210〜S240の処理を実行して駆動制御ルーチンを終了する。暖機昇温時には、充放電要求パワーPb*は、図12中一点鎖線で示すように、昇温制御の開始時に残容量SOCが閾値SL1より小さい閾値SL2以上のときには放電パワーPdが設定され、その後は、充放電要求パワーPb*に放電パワーPdが設定されているときには残容量SOCが閾値SL2未満になったときに一定の充電パワーPcが設定され、充放電要求パワーPb*に充電パワーPcが設定されているときには残容量SOCが閾値SH2(例えば、SLO<SH2<SOC*)以上になったときに放電パワーPdが設定される。即ち、この場合、充放電要求パワーPb*には、非暖機昇温時充放電パワー設定用マップと同様にヒステリシス特性をもって一定の放電パワーPdまたは充電パワーPcが設定されるが、できるだけ放電パワーPcが設定されるようにするものである。これにより、車両要求パワーP*は、非暖機昇温時に比して小さくなりやすく、ステップS250で車両要求パワーP*が閾値Pref未満であると判定されやすくなる。このため暖機昇温時には、触媒134aの暖機を促進するようエンジン22を運転することが容易となり、バッテリ50を昇温するときでも、触媒134aの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ50の昇温とエンジン22の排気浄化との両立を図ることができる。
On the other hand, when the warm-up request flag F is a value of 1 in step S140, it is determined that the warming-up time when the temperature of the
図13は、触媒134aの暖機が要請されているときにバッテリ50の昇温制御を実行する暖機昇温時に設定される充放電要求パワーPb*と残容量SOCの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、充放電要求パワーPb*は、バッテリの昇温が要請される時刻t0に残容量SOCが閾値SL2以上のときには、一定の放電側のパワーである放電パワーPdが設定されるので残容量SOCは減少し、残容量SOCが閾値SL2に達する時刻t1以降に充電パワーPcが設定されるので残容量SOCは増加する。そして、残容量SOCが閾値SH2に達する時刻t2以降に再び充放電要求パワーPb*は放電パワーPdが設定され、これ以降、バッテリ50の充放電が繰り返されるのである。したがって、暖機昇温時には、充放電要求パワーPb*は、充電パワーPcが設定される時間(時刻t1から時刻t2までの時間)よりも放電パワーPdが設定される時間(時刻t0から時刻t1までの時間)の方が長くなるように、即ち、充電に比して放電が多いように設定されることになる。これにより、上述したエンジン22に要求される車両要求パワーP*の値をできるだけ低減することができる。そして、車両要求パワーP*の値をできるだけ低減することで、車両要求パワーP*が閾値Pref未満であると判定されやすくなり、触媒134aの暖機を促進するようエンジン22を運転することが容易となる。したがって、バッテリ50の昇温をするときでも触媒134aの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ50の昇温とエンジン22の排気浄化との両立を図ることができる。
FIG. 13 shows an example of how the charging / discharging request power Pb * and the remaining capacity SOC that are set during the warm-up temperature increase when the warm-up control 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、エンジン22の積算吸入空気量Qintに基づいて触媒134aの暖機が要請されているか否かを判定し、バッテリ50の昇温が要請されたときに、触媒134aの暖機が要請されていないときには非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いてバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*を設定し、触媒134aの暖機が要請されているときには暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いてできるだけ放電側となるように充放電要求パワーPb*を設定し、設定した充放電要求パワーPb*がバッテリ50に充放電されて走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、触媒134aの暖機が要請されているときには、エンジン22に要求される車両要求パワーP*の値をできるだけ低減することができ、触媒134aの暖機を促進するようエンジン22を運転することが容易となる。したがって、バッテリ50の昇温をするときでも、触媒134aの暖機をより速く完了することができる。この結果、バッテリ50の昇温とエンジン22の排気浄化との両立を図ることができる。
According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, it is determined whether or not the warming-up of the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の吸入空気量Qaの積算値である積算吸入空気量Qintを用いて触媒134aの暖機が要請されているか否かを判定するものとしたが、触媒134aの暖機が要請されているか否かは吸入空気量に関連する物理量、例えば、スロットル開度に基づいて設定される値の積算値により判定するものとしてもよい。また、こうした積算値に拘わらず、例えば、触媒134aに温度センサを取り付け、温度センサにより検出された触媒温度に基づいて触媒134aの暖機が要請されているか否かを判定するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, it is determined whether the warming-up of the
実施例のハイブリッド自動車20では、図7に示したように始動時冷却水温Twsが低いほど大きくなる傾向に閾値Qrefを設定するものとしたが、こうした傾向であればよいから、始動時冷却水温Twsが低いほど曲線的に或いは1段以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に閾値Qrefを設定するものとしてもよい。また、閾値Qrefは始動時冷却水温Twsに拘わらず固定値を用いるものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the threshold value Qref is set so as to increase as the starting coolant temperature Tws decreases as shown in FIG. 7. The threshold value Qref may be set such that the lower the value is, the larger the value becomes in a curve or in steps with one or more steps. The threshold value Qref may be a fixed value regardless of the starting coolant temperature Tws.
実施例のハイブリッド自動車20では、非暖機昇温時および暖機昇温時の充放電要求パワー設定用マップは、低残量閾値SL1,SL2未満や高残量閾値SH1,SH2以上になると直ちに充放電を切り替えるものとしたが、充放電の切替は滑らかに行われるものとしてもよく、特に非暖機昇温時には過充電および過放電しない範囲で充電または放電するものであればよいから、例えば、ヒステリシスをもって、現在の残容量SOCにより、目標残容量SOC*の値が変更されるものとしてもよい。また、充放電要求パワーPb*はヒステリシスをもって一定の充電パワーPcまたは放電パワーPdが設定されるものとしたが、ヒステリシスをもって残容量SOCに応じた値が設定されるものとしてもよい。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the charge / discharge required power setting map at the time of non-warm-up temperature rise and warm-up temperature rises immediately after the low remaining amount threshold SL1, less than SL2, or the higher remaining amount threshold SH1, SH2. Although charging / discharging is switched, charging / discharging switching may be performed smoothly, as long as it is charged or discharged within a range not overcharged and overdischarged particularly when the temperature is not warmed up. The value of the target remaining capacity SOC * may be changed according to the current remaining capacity SOC with hysteresis. Further, the charging / discharging required power Pb * is set to a constant charging power Pc or discharging power Pd with hysteresis, but may be set to a value corresponding to the remaining capacity SOC with hysteresis.
実施例のハイブリッド自動車20では、触媒134aの暖機を促進するようエンジン22を運転するときには、エンジン22の目標回転数Ne*にアイドル回転数Nidlを設定すると共に目標トルクTe*に値0を設定するものとしたが、目標トルクTe*としては値0に限定されるものではなく、若干の負荷運転を行なうものとしてもよい。また、エンジン22の目標回転数Ne*としては、アイドル回転数Nidlに限定されるものではなく、Nidlより若干高い回転数としても構わない。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the
実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the motor MG2 is attached to the
実施例ハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、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MG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図13における車輪63c,63dに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the motor MG2 is changed by the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11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と駆動輪63a,63bに動力を出力する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 hybrid vehicle 20 of the embodiment, the power of the
実施例のハイブリッド自動車20では、動力分配統合機構30にエンジン22とモータMG1と駆動軸とを接続すると共に駆動軸に減速ギヤ35を介してモータMG2を接続し、モータMG1,MG2と電力のやり取りをするバッテリ50を備える構成としたが、排気を浄化するのに用いられる触媒134aを有する浄化装置が排気系に取り付けられたエンジンと、エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、走行用の動力を出力可能なモータと、発電機およびモータと電力のやり取りが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車であれば、如何なる構成のハイブリッド車の形態としても構わない。また、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, the
ここで、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、排気を浄化するのに用いられる触媒134aを有する浄化装置134が排気系に取り付けられたエンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する図5の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「要求駆動力設定手段」に相当し、電池温度Tbが閾値Tref以上のときには図9の通常時充放電要求パワー設定用マップを用いて要求パワーPb*を設定し、電池温度Tbが閾値Tref未満で暖機要請フラグFが値1のときには図12の非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定し、電池温度Tbが閾値Tref未満で暖機要請フラグFが値0のときには図12の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定し、設定した充放電要求パワーPb*でバッテリ50が充放電されると共に走行に要求される要求駆動力Tr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定してエンジンECU24に送信すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信する図5の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、エンジン22の積算吸入空気量Qintが閾値Qref以上であるか否かに基づいて暖機要請フラグFを設定してハイブリッド用電子制御ユニット70に送信する図6のフラグ設定ルーチンを実行すると共に目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2を制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiments and the modified examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンとするなど、排気を浄化するのに用いられる排気浄化触媒を有する排気浄化装置が排気系に取り付けられたものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機および発電機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、駆動軸に要求される要求トルクを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン22の積算吸入空気量Qintに基づいて暖機要請フラグFを設定し、電池温度Tbが閾値Tref以上のときには図9の通常時充放電要求パワー設定用マップを用いて要求パワーPb*を設定し、電池温度Tbが閾値Tref未満で暖機要請フラグFが値1のときには図12の非暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定し、電池温度Tbが閾値Tref未満で暖機要請フラグFが値0のときには図12の暖機昇温時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーPb*を設定し、設定した充放電要求パワーPb*でバッテリ50が充放電されると共に走行に要求される要求駆動力Tr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものに限定されるものではなく、前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例や変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, but is an exhaust used for purifying exhaust gas such as a hydrogen engine. As long as the exhaust purification device having the purification catalyst is attached to the exhaust system, any device may be used. The “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of electric motor such as an induction motor that generates electric power using power from an internal combustion engine. I do not care. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that can input and output power, such as an induction motor. The “storage means” is not limited to the
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.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
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)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、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 駆動輪、64a,64b 車輪、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、130 点火プラグ、132 ピストン、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、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、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 モータ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 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 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control Unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit, 72 CPU, 74 R OM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator 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, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow Meter, 149 temperature sensor, 150 variable valve timing mechanism, 230 pair rotor motor, 232 inner Rotor 234 Outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (5)
前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
走行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、
前記蓄電手段の昇温要請がなされたとき、前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。 An internal combustion engine in which an exhaust purification device having an exhaust purification catalyst used to purify exhaust is attached to an exhaust system;
A generator that generates power using at least a portion of the power from the internal combustion engine;
An electric motor capable of outputting driving power;
Power storage means capable of exchanging electric power with the generator and the motor;
A required driving force setting means for setting a required driving force required for traveling;
When the temperature increase request for the power storage means is made, and when the exhaust purification catalyst is not requested to warm up, the vehicle is driven by the set required driving force with the temperature increase of the power storage means due to charge / discharge of the power storage means. The internal combustion engine, the generator, and the electric motor are controlled so that when the exhaust purification catalyst is required to be warmed up, the discharge of the power storage means is increased due to charging / discharging of the power storage means, which discharges more than charge. Control means for controlling the internal combustion engine, the generator and the electric motor so as to travel with the set required driving force with temperature;
A hybrid car with
前記排気浄化触媒の暖機が要請されていないときには前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記排気浄化触媒の暖機が要請されているときには充電に比して放電が多い前記蓄電手段の充放電による該蓄電手段の昇温を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。 An internal combustion engine in which an exhaust gas purification device having an exhaust gas purification catalyst used for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system, a generator that generates electric power using a part of the power from the internal combustion engine, and driving power A control method when a temperature increase request for the power storage means is made in a hybrid vehicle comprising: an electric motor capable of output; and a power storage means capable of exchanging power with the generator and the motor,
When the warming-up of the exhaust purification catalyst is not requested, the internal combustion engine, the generator, and the engine are driven so as to travel with the required driving force required for traveling with a temperature rise of the power storage means due to charging / discharging of the power storage means. When the engine is controlled and warming-up of the exhaust purification catalyst is requested, the required drive required for traveling with the temperature rise of the power storage means due to charging / discharging of the power storage means, which discharges more than charge. Controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor to travel by force,
A control method for a hybrid vehicle.
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