JP2010036601A - Hybrid vehicle control device, hybrid vehicle equipped with the same, and hybrid vehicle control method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関と再充電可能な蓄電装置から電力を受けて動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両において燃費を改善するための制御技術に関する。 The present invention relates to a control technique for improving fuel efficiency in a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving electric power from a rechargeable power storage device.
内燃機関と再充電可能な蓄電装置から電力を受けて動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能であり、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置により蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両が知られている。 A hybrid that can run using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving power from a rechargeable power storage device, and that can charge the power storage device with a power generation device that generates power using the power generated by the internal combustion engine Vehicles are known.
このようなハイブリッド車両に関して、特開2000−110604号公報(特許文献1)は、燃費を悪化させることなく、排ガスを浄化するための触媒の暖機を行なうハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、触媒の温度上昇のための暖機要求があると、エンジンに対する要求動力として通常時よりも多くの動力が設定される。これにより、触媒の暖機を行なう際に、通常時に比較してエンジンからより多くの動力を出力されるので、エンジンから排出される排ガスの量を適度に確保することができ、最適な触媒の暖機を行なうことができる。そして、エンジンからより多くの動力が出力されても、その動力は発電機によって電力に変換されてバッテリに十分に充電することができるので、燃費の悪化を防ぐことができる(特許文献1参照)。
上記のようなハイブリッド車両においては、車両の走行パワーが相対的に小さいとき、内燃機関を停止して電動機により走行することが可能である(以下「EV走行」とも称する。)。EV走行により蓄電装置の充電状態(以下「SOC(State Of Charge)」とも称する。)が低下すると、内燃機関が始動し、内燃機関の動力を用いて発電が行なわれ、蓄電装置が充電される。そして、蓄電装置がある程度充電されると、車両の走行パワーが相対的に小さい場合には、再びEV走行となる。このように、内燃機関は間欠的に動作し得る(以下「間欠運転」とも称する。)。 In the hybrid vehicle as described above, when the traveling power of the vehicle is relatively small, it is possible to stop the internal combustion engine and travel with the electric motor (hereinafter also referred to as “EV traveling”). When the state of charge of the power storage device (hereinafter also referred to as “SOC (State Of Charge)”) decreases due to EV traveling, the internal combustion engine is started, power is generated using the power of the internal combustion engine, and the power storage device is charged. . Then, when the power storage device is charged to some extent, EV traveling is performed again when the traveling power of the vehicle is relatively small. Thus, the internal combustion engine can operate intermittently (hereinafter also referred to as “intermittent operation”).
一方、内燃機関の温度が低いと、内燃機関の暖機を行なうために、内燃機関の間欠運転が禁止される(以下「間欠禁止」とも称する。)。すなわち、内燃機関の暖機が要求されている間は、内燃機関は継続的に動作する。しかしながら、間欠禁止の場合、走行パワーが小さいと、内燃機関の効率が悪い低負荷領域で内燃機関が動作するので、燃費が悪化する。このような場合の燃費改善について、上記の特開2000−110604号公報では特に検討されていない。 On the other hand, when the temperature of the internal combustion engine is low, intermittent operation of the internal combustion engine is prohibited in order to warm up the internal combustion engine (hereinafter also referred to as “intermittent prohibition”). That is, while the internal combustion engine is required to be warmed up, the internal combustion engine continuously operates. However, in the case of intermittent prohibition, if the traveling power is small, the internal combustion engine operates in a low load region where the efficiency of the internal combustion engine is poor, and the fuel efficiency deteriorates. The improvement in fuel consumption in such a case is not particularly studied in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-110604.
それゆえに、この発明の目的は、内燃機関の間欠運転および間欠禁止を考慮して燃費を改善可能なハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えたハイブリッド車両を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device capable of improving fuel efficiency in consideration of intermittent operation and intermittent prohibition of an internal combustion engine, and a hybrid vehicle including the same.
また、この発明の別の目的は、内燃機関の間欠運転および間欠禁止を考慮して燃費を改善可能なハイブリッド車両の制御方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control method capable of improving fuel efficiency in consideration of intermittent operation and prohibition of internal combustion engine.
この発明によれば、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と再充電可能な蓄電装置から電力を受けて動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、ハイブリッド車両は、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置により蓄電装置を充電可能に構成される。ハイブリッド車両の制御装置は、充電補正部と、動作制御部とを備える。充電補正部は、発電装置を動作させることにより内燃機関の負荷を増加させる。動作制御部は、車両の走行パワーが相対的に小さいとき、EV走行を許可し(以下「間欠許可」とも称する。)、内燃機関の温度が規定温度よりも低い場合には、EV走行を禁止する(間欠禁止)。ここで、充電補正部は、EV走行が禁止されているとき(間欠禁止時)、EV走行が許可されているとき(間欠許可時)よりも走行パワーが小さい領域において、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させる。 According to the present invention, a control device for a hybrid vehicle is a control device for a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving electric power from a rechargeable power storage device. The vehicle is configured such that the power storage device can be charged by a power generation device that generates power using the power generated by the internal combustion engine. The control device for a hybrid vehicle includes a charge correction unit and an operation control unit. The charge correction unit increases the load on the internal combustion engine by operating the power generation device. The operation control unit permits EV traveling when the traveling power of the vehicle is relatively small (hereinafter also referred to as “intermittent permission”), and prohibits EV traveling when the temperature of the internal combustion engine is lower than the specified temperature. Yes (intermittent prohibition). Here, the charge correction unit operates the power generator in a region where the traveling power is smaller than when EV traveling is prohibited (when intermittent driving is prohibited) and when EV traveling is permitted (when intermittent driving is permitted). To increase the load on the internal combustion engine.
好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、学習制御部をさらに備える。学習制御部は、内燃機関のアイドリング回転数が所定の目標値となるように内燃機関のアイドリング状態を学習可能である。そして、充電補正部は、EV走行が禁止され(間欠禁止)、かつ、アイドリング状態の学習を実施しないとき、EV走行が許可されているとき(間欠許可時)よりも走行パワーが小さい領域において、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させる。 Preferably, the hybrid vehicle control device further includes a learning control unit. The learning control unit can learn the idling state of the internal combustion engine so that the idling speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target value. In the region where the traveling power is smaller than when EV traveling is prohibited (intermittent prohibition), and when learning of the idling state is not performed, EV traveling is permitted (when intermittent operation is permitted), The load of the internal combustion engine is increased by operating the power generator.
また、この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置と、発電装置が発生する電力を蓄える再充電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力を受けて走行駆動力を発生する電動機と、上述したいずれかの制御装置とを備える。 According to the invention, the hybrid vehicle includes an internal combustion engine, a power generation device that generates power using the power generated by the internal combustion engine, a rechargeable power storage device that stores the power generated by the power generation device, and the power storage device. An electric motor that receives electric power and generates a driving force and one of the control devices described above are provided.
また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と再充電可能な蓄電装置から電力を受けて動作する電動機との少なくとも一方を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置により蓄電装置を充電可能に構成される。そして、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関の温度が規定温度以上の場合には、車両の走行パワーが相対的に小さいときにEV走行を許可し(間欠許可)、内燃機関の温度が規定温度よりも低い場合にはEV走行を禁止(間欠禁止)するステップと、発電装置を動作させることにより内燃機関の負荷を増加させるステップとを備える。ここで、内燃機関の負荷を増加させるステップは、EV走行が禁止されているとき(間欠禁止時)、EV走行が許可されているとき(間欠許可時)よりも走行パワーが小さい領域において、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させるサブステップを含む。 In addition, according to the present invention, a hybrid vehicle control method is a hybrid vehicle control method capable of traveling using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving electric power from a rechargeable power storage device. The hybrid vehicle is configured such that the power storage device can be charged by a power generation device that generates power using the power generated by the internal combustion engine. In the hybrid vehicle control method, when the temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than the specified temperature, EV travel is permitted (intermittent permission) when the travel power of the vehicle is relatively small, and the temperature of the internal combustion engine is the specified temperature. If it is lower, the method includes a step of prohibiting EV travel (intermittent prohibition) and a step of increasing the load of the internal combustion engine by operating the power generation device. Here, the step of increasing the load of the internal combustion engine is performed in a region where the traveling power is smaller than when EV traveling is prohibited (when intermittent operation is prohibited) and when EV traveling is permitted (when intermittent operation is permitted). Including a sub-step of increasing the load on the internal combustion engine by operating the device.
好ましくは、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関のアイドリング回転数が所定の目標値となるように内燃機関のアイドリング状態を学習する学習制御を実施するか否かを判定するステップをさらに備える。そして、EV走行が禁止され(間欠許可)、かつ、学習制御を実施しないと判定されたとき、サブステップにおいて、EV走行が許可されているとき(間欠許可時)よりも走行パワーが小さい領域にて、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させる。 Preferably, the hybrid vehicle control method further includes a step of determining whether or not to perform learning control for learning the idling state of the internal combustion engine so that the idling speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target value. Then, when it is determined that EV travel is prohibited (intermittent permission) and learning control is not to be performed, in a sub-step, the travel power is smaller than when EV travel is permitted (during intermittent permission). Thus, the load on the internal combustion engine is increased by operating the power generator.
内燃機関は、低負荷領域では効率が悪く、中高負荷領域で効率的に動作するところ、この発明においては、内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置を動作させることにより内燃機関の負荷を増加させ、内燃機関の効率改善を図ることが可能である。一方、この発明においては、車両の走行パワーが相対的に小さいときEV走行が許可されるが(間欠許可)、内燃機関の温度が規定温度よりも低い場合にはEV走行が禁止され(間欠禁止)、内燃機関の暖機が行なわれる。ここで、内燃機関について、低負荷領域と中高負荷領域とでは、低負荷領域の方が効率の改善率が大きいので、この発明においては、EV走行が禁止されているとき(間欠禁止時)、EV走行が許可されているとき(間欠許可時)よりも走行パワーが小さい領域において、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させる。これにより、間欠禁止時において内燃機関の効率改善率を高めることができる(なお、間欠許可時は、低負荷領域では内燃機関は停止する。)。したがって、この発明によれば、内燃機関の間欠運転および間欠禁止を考慮して燃費を改善することができる。 The internal combustion engine is inefficient in the low load region and operates efficiently in the medium and high load region. In the present invention, the load on the internal combustion engine is operated by operating a power generation device that generates power using the power generated by the internal combustion engine. It is possible to improve the efficiency of the internal combustion engine. On the other hand, in the present invention, EV traveling is permitted when the traveling power of the vehicle is relatively low (intermittent permission), but EV traveling is prohibited when the temperature of the internal combustion engine is lower than the specified temperature (intermittent prohibition). ), The internal combustion engine is warmed up. Here, with respect to the internal combustion engine, the efficiency improvement rate is larger in the low load region and in the medium and high load regions. Therefore, in the present invention, when EV traveling is prohibited (when intermittent operation is prohibited), The load of the internal combustion engine is increased by operating the power generator in a region where the traveling power is smaller than when EV traveling is permitted (when intermittent traveling is permitted). As a result, the efficiency improvement rate of the internal combustion engine can be increased when the intermittent operation is prohibited (the internal combustion engine is stopped in the low load region when the intermittent operation is permitted). Therefore, according to the present invention, fuel consumption can be improved in consideration of intermittent operation and intermittent prohibition of the internal combustion engine.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図1を参照して、ハイブリッド車両100は、エンジン10と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割装置20と、車輪30とを備える。また、ハイブリッド車両100は、蓄電装置Bと、昇圧コンバータ40と、インバータ50,60と、ECU(Electronic Control Unit)70と、温度センサ80と、コンデンサC1,C2と、正極線PL1,PL2と、負極線NL1,NL2とをさらに備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall block diagram of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
動力分割装置20は、エンジン10とモータジェネレータMG1,MG2とに結合される。たとえば、動力分割装置20として、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの3つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この3つの回転軸がエンジン10およびモータジェネレータMG1,MG2の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータMG1のロータを中空としてその中心にエンジン10のクランク軸を通すことで動力分割装置20にエンジン10とモータジェネレータMG1,MG2とを機械的に接続することができる。
エンジン10が発生する動力は、動力分割装置20によって、車輪30へ伝達される動力とモータジェネレータMG1へ伝達される動力とに分割される。すなわち、エンジン10は、走行パワーを発生するとともにモータジェネレータMG1を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。そして、モータジェネレータMG1は、エンジン10によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン10の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両100に組込まれる。一方、モータジェネレータMG2が発生する動力は、車輪30へ伝達される。すなわち、モータジェネレータMG2は、車輪30を駆動する動力源としてハイブリッド車両100に組込まれる。そして、このハイブリッド車両100は、エンジン10およびモータジェネレータMG2の少なくとも一方からの動力を用いて走行する。
The power generated by
蓄電装置Bは、正極線PL1および負極線NL1に接続される。コンデンサC1は、正極線PL1と負極線NL1との間に接続される。昇圧コンバータ40は、正極線PL1および負極線NL1と正極線PL2および負極線NL2との間に接続される。コンデンサC2は、正極線PL2と負極線NL2との間に接続される。インバータ50は、正極線PL2および負極線NL2とモータジェネレータMG1との間に接続される。インバータ60は、正極線PL2および負極線NL2とモータジェネレータMG2との間に接続される。
Power storage device B is connected to positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1. Capacitor C1 is connected between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL1.
蓄電装置Bは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Bは、直流電力を昇圧コンバータ40へ出力する。また、蓄電装置Bは、昇圧コンバータ40から出力される電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Bとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。コンデンサC1は、正極線PL1と負極線NL1との間の電圧変動成分を平滑化する。
The power storage device B is a rechargeable DC power source, and includes, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. Power storage device B outputs DC power to boost
昇圧コンバータ40は、ECU70からの駆動信号に基づいて、正極線PL2と負極線NL2との間の電圧を蓄電装置Bの電圧以上の電圧に調整する。昇圧コンバータ40は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。コンデンサC2は、正極線PL2と負極線NL2との間の電圧変動成分を平滑化する。
インバータ50,60は、正極線PL2および負極線NL2から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれモータジェネレータMG1,MG2へ出力する。また、インバータ50,60は、それぞれモータジェネレータMG1,MG2が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として正極線PL2および負極線NL2へ出力する。なお、各インバータ50,60は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。そして、各インバータ50,60は、ECU70からの駆動信号に応じてスイッチング動作を行なうことにより、対応のモータジェネレータを駆動する。
モータジェネレータMG1,MG2は、三相交流電動機であり、たとえば三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータMG1は、エンジン10の動力を用いて三相交流電力を発生し、その発生した三相交流電力をインバータ50へ出力する。また、モータジェネレータMG1は、インバータ50から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン10の始動を行なう。モータジェネレータMG2は、インバータ60から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータMG2は、車両の制動時、車輪30からの回転力を用いて三相交流電力を発生し、その発生した三相交流電力をインバータ60へ出力する。
Motor generators MG1 and MG2 are three-phase AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors. Motor generator MG <b> 1 generates three-phase AC power using the power of
温度センサ80は、エンジン10の温度を指示可能なエンジン10の冷却水の温度Teを検出し、その検出値をECU70へ出力する。なお、温度センサ80は、エンジン10の温度を検出するためのセンサであり、冷却水の温度に代えて、たとえばエンジン10の表面の温度を検出するなどしてもよい。
The temperature sensor 80 detects the temperature Te of the cooling water of the
ECU70は、アクセルペダルの踏込量を示すアクセル開度信号ACCをアクセルポジションセンサ(図示せず)から受け、車両の速度を示す車速信号SVを車速センサ(図示せず)から受ける。また、ECU70は、温度センサ80から温度Teの検出値を受ける。そして、ECU70は、これらの各信号に基づいて、エンジン10、モータジェネレータMG1,MG2および昇圧コンバータ40を駆動するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号をエンジン10、インバータ50,60および昇圧コンバータ40へ出力する。
The
図2は、図1に示したECU70のエンジン制御に関する部分の機能ブロック図である。図2を参照して、ECU70は、走行パワー算出部110と、間欠運転制御部120と、充電補正部130と、エンジン要求パワー算出部140と、エンジン制御部150とを含む。走行パワー算出部110は、アクセル開度信号ACCおよび車速信号SVに基づいて、車両の走行パワーPsを算出する。
FIG. 2 is a functional block diagram of a portion related to engine control of the
間欠運転制御部120は、走行パワー算出部110によって算出された走行パワーPsと温度センサ80によって検出された温度Teとに基づいて、エンジン10の間欠運転を制御する。具体的には、間欠運転制御部120は、車両の走行パワーPsが予め定められた所定値よりも小さいときエンジン10を停止してモータジェネレータMG2により走行するEV走行を許可し(間欠許可)、温度Teが所定値よりも低い場合には、エンジン10の暖機を行なうためにEV走行を禁止する(間欠禁止)。そして、間欠運転制御部120は、間欠禁止時、エンジン10の暖機が要求されていることを示す暖機中信号を充電補正部130へ出力する。
The intermittent
充電補正部130は、走行パワー算出部110によって算出された走行パワーPsと間欠運転制御部120から受ける暖機中信号とに基づいて、モータジェネレータMG1を動作させることによりエンジン10の負荷を増加させるための充電補正量Pbを算出する。詳しく説明すると、エンジン10は、低負荷領域では効率が悪く、中高負荷領域で効率的に動作する。ここで、エンジン10が発生する動力は、動力分割装置20によって、車両の走行パワーとモータジェネレータMG1による発電パワー(蓄電装置Bへの充電量に相当する。)とに分割される。すなわち、エンジンパワーPeは、次式にて表される。
Charging
エンジンパワーPe=走行パワーPs+充電補正量Pb …(1)
走行パワーPsは自由に調整することはできないが、充電補正量Pbを調整することによってエンジンパワーPeを調整することができる。そこで、充電補正部130は、エンジン10が高効率に動作する負荷領域よりもエンジン10の負荷が小さいとき(エンジン10の停止時を除く。)、モータジェネレータMG1による充電補正を行なうことによってエンジン10の負荷を増加させ、エンジン10の効率改善を図る。
Engine power Pe = running power Ps + charge correction amount Pb (1)
The travel power Ps cannot be freely adjusted, but the engine power Pe can be adjusted by adjusting the charge correction amount Pb. Therefore, when the load of
さらにここで、充電補正部130は、モータジェネレータMG1による充電補正を行なうことによってエンジン10の負荷を増加させる領域を間欠許可時と間欠禁止時とで変更する。具体的には、間欠禁止時は、間欠許可時よりも走行パワーPsが小さい領域において、モータジェネレータMG1による充電補正が行なわれる。これにより、エンジン10の効率改善率を高めることができる。以下、これについて説明する。
Further, here, charging
図3は、間欠許可時のエンジンパワーPeを示した図である。図3を参照して、縦軸はエンジンパワーPeを示し、横軸は走行パワーPsを示す。走行パワーPsが小さい領域では、エンジン10は停止する。すなわち、ハイブリッド車両100はEV走行を行なう。そして、走行パワーPsが増大すると、エンジン10が始動してエンジンパワーPeが要求される。ここで、エンジン10が効率的に動作する中高負荷領域でエンジン10を動作させるために、領域S1に相当する充電補正量Pbが要求される。この充電補正量Pbは、上述のように、エンジン10の動力を用いてモータジェネレータMG1により発電される電力であり、蓄電装置Bに充電される。このように、間欠許可時においては、走行パワーPsが小さい領域ではハイブリッド車両100はEV走行を行ない、走行パワーPsが比較的大きい領域においてエンジン10の効率改善が図られる。
FIG. 3 is a diagram showing the engine power Pe at the time of intermittent permission. Referring to FIG. 3, the vertical axis indicates engine power Pe, and the horizontal axis indicates travel power Ps. In the region where the traveling power Ps is small, the
図4は、間欠許可時におけるエンジン10の効率改善を説明するための図である。図4を参照して、縦軸はエンジン10のトルクを示し、横軸はエンジン10の回転数を示す。点線は、エンジン10の効率の等高線であり、円の中心に近いほど効率が高い。点P12は、間欠許可時におけるエンジン10の動作点を示し、点P11は、充電補正量Pbによる充電補正を仮に行なわなかった場合のエンジン10の動作点を示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the efficiency improvement of the
図5は、間欠禁止時のエンジンパワーPeを示した図である。図5を参照して、縦軸はエンジンパワーPeを示し、横軸は走行パワーPsを示す。間欠禁止時は、走行パワーPsが小さい領域においても、エンジン10の暖機を行なうためにエンジンパワーPeが要求され、エンジン10が動作する。そして、エンジン10を効率的に動作させるためにモータジェネレータMG1による充電補正が要求されるところ、間欠禁止時は、図3に示した間欠許可時よりも走行パワーPsが小さい領域において、領域S2に相当する充電補正量Pbが要求される。すなわち、間欠禁止時においては、間欠許可時に比べて走行パワーPsが小さい領域においてモータジェネレータMG1による充電補正が行なわれ、エンジン10の効率改善が図られる。
FIG. 5 is a diagram showing the engine power Pe when intermittent is prohibited. Referring to FIG. 5, the vertical axis represents engine power Pe, and the horizontal axis represents travel power Ps. When the intermittent operation is prohibited, the engine power Pe is required to warm up the
図6は、間欠禁止時におけるエンジン10の効率改善を説明するための図である。図6を参照して、縦軸はエンジン10のトルクを示し、横軸はエンジン10の回転数を示す。点線は、エンジン10の効率の等高線であり、円の中心に近いほど効率が高い。点P22は、間欠禁止時におけるエンジン10の動作点を示し、点P21は、充電補正量Pbによる充電補正を仮に行なわなかった場合のエンジン10の動作点を示す。間欠禁止時においては、間欠許可時に比べて低負荷領域においてエンジン10の効率改善が図られる。
FIG. 6 is a diagram for explaining an improvement in the efficiency of the
図7は、エンジン効率とエンジンパワーとの関係を示した図である。図7を参照して、縦軸はエンジン効率を示し、横軸はエンジンパワーを示す。図示されるように、エンジン効率は、エンジン10が中高負荷領域で極大となり、低負荷領域では悪い。そして、エンジン効率の改善率(曲線の傾き)は、極大点から離れるほど大きい。すなわち、中高負荷領域での効率改善幅を示すΔE1よりも、低負荷領域での効率改善幅を示すΔE2の方が大きい。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between engine efficiency and engine power. Referring to FIG. 7, the vertical axis represents engine efficiency, and the horizontal axis represents engine power. As shown in the figure, the engine efficiency becomes maximum in the middle and high load region of the
そして、この実施の形態1では、上述したように、間欠禁止時においては、間欠許可時に比べて低負荷領域において充電補正によるエンジン10の効率改善が図られるので、間欠禁止時におけるエンジン10の効率改善率が向上する。
In the first embodiment, as described above, when the intermittent operation is prohibited, the efficiency of the
再び図2を参照して、上記のようにして、充電補正部130は、充電補正量Pbを算出し、その算出した充電補正量Pbをエンジン要求パワー算出部140へ出力する。
Referring to FIG. 2 again, as described above,
エンジン要求パワー算出部140は、走行パワー算出部110によって算出された走行パワーPsと、充電補正部130によって算出された充電補正量Pbとを受ける。そして、エンジン要求パワー算出部140は、走行パワーPsに充電補正量Pbを加算することによってエンジンパワーPeを算出し、その算出されたエンジンパワーPeをエンジン制御部150へ出力する。
The engine required
エンジン制御部150は、エンジン要求パワー算出部140によって算出されたエンジンパワーPeをエンジン10が出力するように、エンジン10を駆動するための駆動信号を生成し、その生成した駆動信号をエンジン10へ出力する。
The
図8は、ECU70により実行される充電補正に関する処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
FIG. 8 is a flowchart for explaining processing relating to charge correction executed by the
図8を参照して、ECU70は、エンジン10の冷却水の温度Teの検出値を温度センサ80から取得する(ステップS10)。次いで、ECU70は、その取得された温度Teに基づいて、エンジン10の暖機要求が発生しているか否かを判定する(ステップS20)。なお、エンジン10の暖機要求は、エンジン10の暖機を行なうためにエンジン10の動作を要求するものであり、ここでは、エンジン10の間欠禁止の要求と等価である。
Referring to FIG. 8,
ステップS20においてエンジン10の暖機要求が発生していると判定されると(ステップS20においてYES)、すなわち間欠禁止時においては、ECU70は、図5に示した関係に従って、車両の走行パワーPsに基づいて暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正(図5の領域S2で示される充電補正量Pbの生成)を実行する(ステップS30)。
If it is determined in step S20 that a warm-up request for
一方、ステップS20においてエンジン10の暖機要求が発生していないと判定されると(ステップS20においてNO)、すなわち間欠許可時においては、ECU70は、図3に示した関係に従って、車両の走行パワーPsに基づいて通常時(間欠許可時)の充電補正(図3の領域S1で示される充電補正量Pbの生成)を実行する(ステップS40)。
On the other hand, when it is determined in step S20 that a warm-up request for
以上のように、エンジン10は、低負荷領域では効率が悪く、中高負荷領域で効率的に動作するところ、この実施の形態1においては、モータジェネレータMG1を動作させることによりエンジン10の負荷を増加させ、エンジン10の効率改善を図ることが可能である。一方、この実施の形態1においては、車両の走行パワーPsが相対的に小さいときEV走行が許可されるが(間欠許可)、エンジン10の温度を指示可能な温度Teが規定温度よりも低い場合には、間欠禁止となり、エンジン10の暖機が行なわれる。ここで、エンジン10について、低負荷領域と中高負荷領域とでは、低負荷領域の方が効率の改善率が大きいので、この実施の形態1においては、間欠禁止時、間欠許可時よりも走行パワーPsが小さい領域において、モータジェネレータMG1を動作させることによってエンジン10の負荷を増加させる。これにより、間欠禁止時においてエンジン10の効率改善率を高めることができる(なお、間欠許可時は、低負荷領域ではエンジン10は停止する。)。したがって、この実施の形態1によれば、エンジン10の間欠運転および間欠禁止を考慮して燃費を改善することができる。
As described above,
[実施の形態2]
実施の形態2では、エンジン10がアイドリング状態(無負荷状態)のときのエンジン回転数を所定の目標値に調整するアイドル回転数制御(以下「ISC」とも称する。)が実施される。ISCにおいては、エンジン10の経年変化によって変化するアイドリング状態を学習し、エンジン10が経年変化してもエンジン回転数を所定の目標値に制御することが可能である。しかしながら、ISC学習時は、エンジン10をアイドリング状態にして学習することが必要である。そこで、この実施の形態2においては、ISC学習が実施される場合には、上述した暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正を実施しないこととする(すなわち、中高負荷領域にて充電補正が実施される。)。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, idle speed control (hereinafter also referred to as “ISC”) for adjusting the engine speed to a predetermined target value when the
図9は、実施の形態2におけるECU70Aのエンジン制御に関する部分の機能ブロック図である。図9を参照して、ECU70Aは、図2に示した実施の形態1におけるECU70の構成において、ISC部160をさらに含み、充電補正部130に代えて充電補正部130Aを含む。
FIG. 9 is a functional block diagram of a portion related to engine control of
ISC部160は、エンジン10の回転数Neの検出値を図示されないセンサから受ける。そして、ISC部160は、エンジン10がアイドリング状態(無負荷状態)のときのエンジン10の回転数Neを所定の目標値に調整する。たとえば、スロットルバルブに並列にISCバルブが設けられ、ISC部160は、エンジンパワーが零の状態(アイドリング状態)においてエンジン10の回転数Neが所定の目標値になるようにISCバルブの開度を調整する。
The ISC unit 160 receives a detected value of the rotational speed Ne of the
また、ISC部160は、エンジン10の経年変化によって変化するアイドリング状態を学習し、エンジン10が経年変化してもエンジン回転数を所定の目標値に制御することができる。たとえば、ISC部160は、エンジン10の回転数Neが所定の目標値に調整されたときのISCバルブの開度を学習し、次回の制御に反映させることができる。
Further, the ISC unit 160 can learn the idling state that changes with the aging of the
充電補正部130Aは、ISCの学習が行われることを示すISC学習ON信号をISC部160から受けているとき(あるいは同信号が活性化されているとき)、通常時(間欠許可時)の充電補正を実施する。一方、充電補正部130Aは、ISC学習ON信号を受けていないときは(あるいはあるいは同信号が非活性化されているとき)、間欠禁止中であれば、暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正を実施する。すなわち、ISCの学習は、エンジンパワーが零の状態(アイドリング状態)において実施されるので、低負荷領域において実施される暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正は行なわないこととしたものである。なお、ECU70Aのその他の機能は、実施の形態1におけるECU70と同じである。
Charging
図10は、実施の形態2におけるECU70Aにより実行される充電補正に関する処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
FIG. 10 is a flowchart for illustrating processing related to charge correction executed by
図10を参照して、このフローチャートは、図8に示したフローチャートにおいて、ステップS25をさらに含む。すなわち、ステップS20において、エンジン10の暖機要求が発生していると判定されると(ステップS20においてYES)、すなわち間欠禁止時、ECU70Aは、ISC学習は非実施か否かを判定する(ステップS25)。そして、ISC学習は非実施であると判定されると(ステップS25においてYES)、ECU70Aは、ステップS30へ処理を進め、暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正が実行される。
Referring to FIG. 10, this flowchart further includes step S25 in the flowchart shown in FIG. That is, when it is determined in step S20 that a warm-up request for
一方、ステップS25においてISC学習は実施されると判定されると(ステップS25においてNO)、ECU70Aは、ステップS40へ処理を進め、通常時(間欠許可時)の充電補正が実行される。
On the other hand, if it is determined in step S25 that ISC learning is to be performed (NO in step S25),
以上のように、この実施の形態2においては、エンジンパワーを零にする必要があるISC学習が実施されるときは、低負荷領域でエンジンパワーを増加させる暖機要求時(間欠禁止時)の充電補正を実行せず、通常時(間欠許可時)の充電補正が実行される。したがって、この実施の形態2によれば、ISC学習と充電補正とが干渉するのを防止することができる。 As described above, in the second embodiment, when the ISC learning that requires the engine power to be zero is performed, the warm-up request for increasing the engine power in the low load region (when intermittent is prohibited) is performed. Charging correction at normal time (when intermittent is permitted) is executed without executing charging correction. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to prevent ISC learning and charge correction from interfering with each other.
なお、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両100は、動力分割装置20によりエンジン10の動力を分割して車輪30とモータジェネレータMG1とに伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、エンジン10の動力を走行分と充電分とに分け、充電分を調整することによってエンジン10の負荷を調整可能なその他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータMG1を駆動するためにのみエンジン10を用い、モータジェネレータMG2でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン10を主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。
In each of the above-described embodiments,
また、図2および図9において説明したECU70,70Aの機能を複数のECUに分けて構成してもよい。たとえば、走行パワー算出部110、間欠運転制御部120、充電補正部130,130Aおよびエンジン要求パワー算出部140については、車両の全体制御を行なうHV−ECU上に構成し、エンジン制御部150およびISC160については、エンジン10の制御を行なうエンジンECU上に構成するようにしてもよい。
Further, the functions of the
また、この発明は、昇圧コンバータ40を備えないハイブリッド車両にも適用可能である。
The present invention is also applicable to a hybrid vehicle that does not include
なお、上記において、エンジン10は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータMG2は、この発明における「電動機」に対応する。また、モータジェネレータMG1およびインバータ50は、この発明における「発電装置」に対応し、間欠運転制御部120は、この発明における「動作制御部」に対応する。また、ISC部160は、この発明における「学習制御部」に対応する。
In the above,
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 エンジン、20 動力分割装置、30 車輪、40 昇圧コンバータ、50,60 インバータ、70,70A ECU、80 温度センサ、100 ハイブリッド車両、110 走行パワー算出部、120 間欠運転制御部、130,130A 充電補正部、140 エンジン要求パワー算出部、150 エンジン制御部、160 ISC部、MG1,MG2 モータジェネレータ、B 蓄電装置、C1,C2 コンデンサ、PL1,PL2 正極線、NL1,NL2 負極線。 10 engine, 20 power split device, 30 wheels, 40 step-up converter, 50, 60 inverter, 70, 70A ECU, 80 temperature sensor, 100 hybrid vehicle, 110 travel power calculation unit, 120 intermittent operation control unit, 130, 130A charge correction Part, 140 engine required power calculation part, 150 engine control part, 160 ISC part, MG1, MG2 motor generator, B power storage device, C1, C2 capacitor, PL1, PL2 positive line, NL1, NL2 negative line.
Claims (5)
前記発電装置を動作させることにより前記内燃機関の負荷を増加させる充電補正部と、
車両の走行パワーが相対的に小さいとき、前記内燃機関を停止して前記電動機により走行するEV走行を許可し、前記内燃機関の温度が規定温度よりも低い場合には、前記EV走行を禁止する動作制御部とを備え、
前記充電補正部は、前記EV走行が禁止されているとき、前記EV走行が許可されているときよりも前記走行パワーが小さい領域において、前記発電装置を動作させることによって前記内燃機関の負荷を増加させる、ハイブリッド車両の制御装置。 A control device for a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving electric power from a rechargeable power storage device, wherein the hybrid vehicle uses power generated by the internal combustion engine The power storage device is configured to be able to be charged by a power generation device that generates power,
A charge correction unit that increases the load of the internal combustion engine by operating the power generation device;
When the traveling power of the vehicle is relatively low, the internal combustion engine is stopped and EV traveling that travels by the electric motor is permitted. When the temperature of the internal combustion engine is lower than a specified temperature, the EV traveling is prohibited. An operation control unit,
The charge correction unit increases the load on the internal combustion engine by operating the power generation device in a region where the traveling power is smaller when the EV traveling is prohibited than when the EV traveling is permitted. A control device for a hybrid vehicle.
前記充電補正部は、前記EV走行が禁止され、かつ、前記アイドリング状態の学習を実施しないとき、前記EV走行が許可されているときよりも前記走行パワーが小さい領域において、前記発電装置を動作させることによって前記内燃機関の負荷を増加させる、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 A learning control unit capable of learning the idling state of the internal combustion engine such that the idling speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target value;
The charging correction unit operates the power generation device in a region where the traveling power is smaller than when EV traveling is permitted when the EV traveling is prohibited and learning of the idling state is not performed. The control device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the load on the internal combustion engine is increased accordingly.
前記内燃機関が発生するパワーを用いて発電する発電装置と、
前記発電装置が発生する電力を蓄える再充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
請求項1または請求項2に記載の制御装置とを備えるハイブリッド車両。 An internal combustion engine;
A power generator that generates power using the power generated by the internal combustion engine;
A rechargeable power storage device for storing the power generated by the power generation device;
An electric motor that receives electric power from the power storage device and generates a driving force;
A hybrid vehicle comprising the control device according to claim 1.
前記内燃機関の温度が規定温度以上の場合には、車両の走行パワーが相対的に小さいときに前記内燃機関を停止して前記電動機により走行するEV走行を許可し、前記内燃機関の温度が前記規定温度よりも低い場合には前記EV走行を禁止するステップと、
前記発電装置を動作させることにより前記内燃機関の負荷を増加させるステップとを備え、
前記内燃機関の負荷を増加させるステップは、前記EV走行が禁止されているとき、前記EV走行が許可されているときよりも前記走行パワーが小さい領域において、前記発電装置を動作させることによって前記内燃機関の負荷を増加させるサブステップを含む、ハイブリッド車両の制御方法。 A method of controlling a hybrid vehicle that can travel using at least one of an internal combustion engine and an electric motor that operates by receiving electric power from a rechargeable power storage device, wherein the hybrid vehicle uses power generated by the internal combustion engine The power storage device is configured to be able to be charged by a power generation device that generates power,
When the temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a specified temperature, the internal combustion engine is stopped when the running power of the vehicle is relatively low, and EV running is allowed to run by the electric motor, and the temperature of the internal combustion engine is Prohibiting the EV running when the temperature is lower than the specified temperature;
Increasing the load on the internal combustion engine by operating the power generation device,
The step of increasing the load of the internal combustion engine is performed by operating the power generation device in a region where the traveling power is smaller when the EV traveling is prohibited than when the EV traveling is permitted. A method for controlling a hybrid vehicle, including a sub-step of increasing an engine load.
前記EV走行が禁止され、かつ、前記学習制御を実施しないと判定されたとき、前記サブステップにおいて、前記EV走行が許可されているときよりも前記走行パワーが小さい領域にて、前記発電装置を動作させることによって前記内燃機関の負荷を増加させる、請求項4に記載のハイブリッド車両の制御方法。 Determining whether or not to implement learning control for learning the idling state of the internal combustion engine such that the idling speed of the internal combustion engine becomes a predetermined target value;
When it is determined that the EV traveling is prohibited and the learning control is not performed, the power generation device is set in a region where the traveling power is smaller than that when the EV traveling is permitted in the substep. The hybrid vehicle control method according to claim 4, wherein the load on the internal combustion engine is increased by operating the hybrid vehicle.
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