JP2010120449A - Controller for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変バルブタイミング機構を有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism.
この種の技術が、例えば特許文献1に提案されている。特許文献1には、エンジンの加速状態が検出された後、排気弁の閉時期が目標時期に移行せしめられるまでの期間において、燃焼室に残留する排気ガスの吸気通路への流出量を少なくするべく、加速時排気弁閉時期移行制御を行うことが提案されている。
This type of technique is proposed in
ところで、ハイブリッド車両においては、バッテリの出力制限時にバルブタイミングを進角から非進角へ切り替える場合に(つまりバルブタイミングの進角を解除する場合に)、トルクショックが発生する場合がある。これは、バッテリの出力制限時には、切り替え時にエンジンのパワー不足が発生する場合があるからである。つまり、バッテリ出力に余裕がある場合には切り替え時に発生するエンジンのパワー不足を補えるが、バッテリに出力制限がかかっている場合には当該パワー不足を適切に補うことができないからである。なお、特許文献1には、このような問題については考慮されていない。
By the way, in the hybrid vehicle, when the valve timing is switched from the advance angle to the non-advance angle when the output of the battery is limited (that is, when the advance timing of the valve timing is canceled), a torque shock may occur. This is because when the battery output is limited, engine power shortage may occur during switching. That is, when there is a margin in battery output, the engine power shortage that occurs at the time of switching can be compensated, but when the battery is output limited, the power shortage cannot be compensated appropriately. Note that
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジントルクを実現する動作線を切り替える場合に、トルクショックの発生を適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a control device for an internal combustion engine that can appropriately suppress the occurrence of torque shock when the operation line for realizing the engine torque is switched. The purpose is to provide.
本発明の1つの観点では、内燃機関、モータジェネレータ、及び前記モータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリを備えるハイブリッド車両に適用される内燃機関の制御装置は、前記内燃機関におけるトルクを実現する動作線を切り替える際に、前記バッテリの出力制限によってトルクショックが発生しないように切り替え時間を設定して、前記動作線を切り替える制御を行う切り替え制御手段を備える。 In one aspect of the present invention, an internal combustion engine control device applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine, a motor generator, and a battery that exchanges power with the motor generator realizes torque in the internal combustion engine. And a switching control unit configured to set a switching time so that a torque shock does not occur due to output limitation of the battery when switching the operating line to perform switching control of the operating line.
上記の内燃機関の制御装置は、内燃機関、モータジェネレータ、及びモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリを備えるハイブリッド車両に好適に適用される。切り替え制御手段は、内燃機関におけるトルクを実現する動作線を切り替える際に、バッテリの出力制限によってトルクショックが発生しないように切り替え時間を設定して、動作線を切り替える制御を行う。具体的には、切り替え制御手段は、バッテリの出力制限である場合、バッテリの出力制限でない場合に設定される切り替え時間よりも遅延させた切り替え時間にて、切り替えを行う。これにより、内燃機関のトルク低下分の発電パワー減少分を適切に低減することができ、バッテリの出力制限時においても、トルクショックの発生を抑制することが可能となる。したがって、例えばスムーズな加速特性を実現することが可能となる。 The above control device for an internal combustion engine is suitably applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine, a motor generator, and a battery that exchanges electric power with the motor generator. The switching control means performs control for switching the operation line by setting a switching time so that a torque shock does not occur due to the output limit of the battery when switching the operation line for realizing the torque in the internal combustion engine. Specifically, the switching control means performs switching at the switching time delayed from the switching time set when the output of the battery is limited and when the output of the battery is not limited. As a result, it is possible to appropriately reduce the power generation power decrease corresponding to the torque decrease of the internal combustion engine, and it is possible to suppress the occurrence of torque shock even when the output of the battery is limited. Therefore, for example, smooth acceleration characteristics can be realized.
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記切り替え制御手段は、前記バッテリの出力制限に応じて、前記切り替え時間を設定する。 In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, the switching control unit sets the switching time according to the output limit of the battery.
この態様によれば、目標の回転数を切り替え後における動作線上の回転数(例えば最適燃費線上の回転数)へ早期に移行させることができ、切り替え時間が不必要に長くなることに起因する、燃費悪化を防止することが可能となる。 According to this aspect, the target number of rotations can be quickly shifted to the number of rotations on the operation line after switching (for example, the number of rotations on the optimum fuel consumption line), resulting in an unnecessarily long switching time. It becomes possible to prevent deterioration in fuel consumption.
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記動作線を切り替える際に、前記切り替えを行わない際と比較して、前記内燃機関における回転数の上昇レートの上限値を低下させる回転数上昇レート上限値設定手段を更に備える。 In another aspect of the control device for an internal combustion engine, when the operation line is switched, the rotational speed that lowers the upper limit value of the rotational speed increase rate in the internal combustion engine compared to when the switching is not performed. Further comprising an increase rate upper limit setting means.
この態様によれば、内燃機関の回転数上昇による慣性分を低減することで、モータジェネレータの発電パワー減少分を適切に抑制することができ、バッテリの出力制限時でも、スムーズな加速特性などを効果的に実現することが可能となる。 According to this aspect, by reducing the inertia due to the increase in the rotational speed of the internal combustion engine, it is possible to appropriately suppress the decrease in the generated power of the motor generator, and smooth acceleration characteristics and the like even when the output of the battery is limited. It can be realized effectively.
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記回転数上昇レート上限値設定手段は、前記内燃機関における回転数の上昇レートの変化により前記モータジェネレータのトルク変化が大きい車速域のみ、前記内燃機関における回転数の上昇レートの上限値を低下させる。 In another aspect of the control device for an internal combustion engine, the rotation speed increase rate upper limit value setting means is provided only in a vehicle speed region in which the torque change of the motor generator is large due to a change in the rotation speed increase rate in the internal combustion engine. The upper limit of the rate of increase in the rotational speed of the internal combustion engine is reduced.
この態様によれば、バッテリ電力の持ち出し量増加によるシステム効率の悪化(燃費の悪化)を適切に抑制することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to appropriately suppress deterioration in system efficiency (deterioration in fuel consumption) due to an increase in the amount of battery power taken out.
好適な実施例では、前記動作線は、最大トルク線と最適燃費線とを有する。 In a preferred embodiment, the operating line includes a maximum torque line and an optimum fuel consumption line.
また、好適な実施例では、前記切り替え制御手段は、可変バルブタイミング機構におけるバルブタイミングを進角から非進角へ切り替えることで、前記動作線を切り替える。 In a preferred embodiment, the switching control means switches the operation line by switching the valve timing in the variable valve timing mechanism from an advance angle to a non-advance angle.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[装置構成]
図1は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されたハイブリッド車両の概略構成図を示す。なお、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
[Device configuration]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle to which the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied. Note that broken line arrows in the figure indicate signal input / output.
ハイブリッド車両100は、主に、エンジン(内燃機関)1と、車軸2と、駆動輪3と、第1のモータジェネレータMG1と、第2のモータジェネレータMG2と、動力分割機構4と、インバータ5と、バッテリ6と、ECU(Electronic Control Unit)50と、を備える。
車軸2は、エンジン1及び第2のモータジェネレータMG2の動力を車輪3に伝達する動力伝達系の一部である。車輪3は、ハイブリッド車両100の車輪であり、説明の簡略化のため、図1では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン1は、ガソリンエンジンなどによって構成され、ハイブリッド車両100の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン1は、ECU50によって種々の制御が行われる。
The axle 2 is a part of a power transmission system that transmits the power of the
第1のモータジェネレータMG1は、主としてバッテリ6を充電するための発電機、或いは第2のモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機として機能するように構成されており、エンジン1の出力により発電を行う。第1のモータジェネレータMG1は、例えば制動時(減速時)などにおいて回生ブレーキとして機能して、回生運動を行うことで電力を発生する。また、第2のモータジェネレータMG2は、主としてエンジン1の出力をアシスト(補助)する電動機として機能するように構成されている。これらのモータジェネレータMG1、MG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。動力分割機構4は、サンギヤやリングギヤなどを有して構成されるプラネタリギヤ(遊星歯車機構)に相当し、エンジン1の出力を第1のモータジェネレータMG1及び車軸2へ分配することが可能に構成されている。
The first motor generator MG1 is configured to function mainly as a generator for charging the battery 6 or a generator for supplying electric power to the second motor generator MG2. Generate electricity. The first motor generator MG1 functions as a regenerative brake at the time of braking (deceleration), for example, and generates electric power by performing a regenerative motion. The second motor generator MG2 is mainly configured to function as an electric motor that assists (assists) the output of the
インバータ5は、バッテリ6と、第1のモータジェネレータMG1及び第2のモータジェネレータMG2との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ5は、バッテリ6から取り出した直流電力を交流電力に変換して、或いは第1のモータジェネレータMG1によって発電された交流電力をそれぞれ第2のモータジェネレータMG2に供給すると共に、第1のモータジェネレータMG1によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ6に供給することが可能に構成されている。
バッテリ6は、第1のモータジェネレータMG1及び/又は第2のモータジェネレータMG2を駆動するための電源として機能することが可能に構成されると共に、第1のモータジェネレータMG1及び/又は第2のモータジェネレータMG2が発電した電力を充電可能に構成された蓄電池である。 The battery 6 is configured to be capable of functioning as a power source for driving the first motor generator MG1 and / or the second motor generator MG2, and the first motor generator MG1 and / or the second motor. It is a storage battery configured to be able to charge power generated by the generator MG2.
ECU50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備え、ハイブリッド車両100内の各構成要素に対して種々の制御を行う。詳細は後述するが、ECU50は、本発明における内燃機関の制御装置に相当し、切り替え制御手段及び回転数上昇レート上限値設定手段として機能する。
The
図2は、図1に示したエンジン1の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
エンジン1は、主に、吸気通路11と、スロットルバルブ12と、燃料噴射弁14aと、吸気弁14bと、点火プラグ14cと、排気弁14dと、可変バルブタイミング機構14eと、気筒15aと、ピストン15cと、コンロッド15dと、排気通路16と、を有する。なお、図2においては、説明の便宜上、1つの気筒15aのみを示しているが、実際にはエンジン1は複数の気筒15aを有する。
The
吸気通路11には外部から導入された吸気(空気)が通過し、スロットルバルブ12は吸気通路11を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ12は、ECU50から供給される制御信号によって開度が制御される。吸気通路11を通過した吸気は、燃焼室15bに供給される。また、燃焼室15bには、燃料噴射弁(インジェクタ)14aによって噴射された燃料が供給される。
Intake air (air) introduced from outside passes through the intake passage 11, and the
更に、燃焼室15bには、吸気弁14bと排気弁14dとが設けられている。吸気弁14bは、開閉することによって、吸気通路11と燃焼室15bとの導通/遮断を制御する。吸気弁14bは、可変バルブタイミング機構14eによってバルブタイミング(開弁時期や閉弁時期)などが制御される。例えば、吸気弁14bは、バルブタイミングの進角と非進角との切り替えが行われる。可変バルブタイミング機構14eは、ECU50から供給される制御信号によって制御される。一方、排気弁14dは、開閉することによって、排気通路16と燃焼室15bとの導通/遮断を制御する。
Further, the combustion chamber 15b is provided with an
燃焼室15b内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ14cによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン15cが往復運動し、当該往復運動がコンロッド15dを介してクランク軸(不図示)に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室15bでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路16より排出される。
In the combustion chamber 15b, the air-fuel mixture of intake air and fuel supplied as described above is burned by being ignited by the
なお、以下では、可変バルブタイミング機構のことを「VVT(Variable Valve Timing)」とも表記する。また、上記したバルブタイミングにおける進角のことを「VVT進角」と呼び、バルブタイミングにおける非進角のことを「VVT非進角」と呼ぶ。VVT進角は、基準となるバルブタイミングから所定量だけ進角させたバルブタイミングであり、この進角させる所定量は、エミッションなどを考慮して車種ごとに設定される。VVT進角は、バルブタイミングを進角させる要求(以下、「VVT進角要求」と呼ぶ。)がオンである場合に設定される。これに対して、VVT非進角は、上記した基準となるバルブタイミングに相当し、VVT進角要求がオフである場合に設定される。 Hereinafter, the variable valve timing mechanism is also referred to as “VVT (Variable Valve Timing)”. Further, the advance angle at the valve timing is referred to as “VVT advance angle”, and the non-advance angle at the valve timing is referred to as “VVT non-advance angle”. The VVT advance angle is a valve timing advanced by a predetermined amount from the reference valve timing, and the predetermined amount to advance is set for each vehicle type in consideration of emission and the like. The VVT advance angle is set when a request to advance the valve timing (hereinafter referred to as “VVT advance angle request”) is on. On the other hand, the VVT non-advance angle corresponds to the reference valve timing described above, and is set when the VVT advance angle request is OFF.
[制御方法]
次に、本実施形態においてECU50が行う制御方法について説明する。なお、以下では、バルブタイミングを進角から非進角へ切り替えることで、エンジントルクを実現する動作線を切り替える例について説明する。
[Control method]
Next, a control method performed by the
(第1実施形態)
第1実施形態では、ECU50は、VVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、バッテリ6の出力制限によってトルクショックが発生しないように切り替え時間を設定して、VVT進角からVVT非進角へ切り替えるための制御を行う。言い換えると、ECU50は、バッテリ6の出力制限である場合において、VVT進角要求がオンからオフとなった際に、バッテリ6の出力制限でない場合に設定される切り替え時間よりも遅延させた切り替え時間にて、VVT進角からVVT非進角へ移行させる。即ち、バッテリ6の出力制限である場合には、VVT進角要求のオフの条件が成立しても、切り替え時間中は、VVT進角からVVT非進角へ移行させない(つまりスロットルバルブ12を閉じてバルブタイミングを非進角状態に設定しない)。
(First embodiment)
In the first embodiment, when the
ここで、図3乃至図5を参照して、このような切り替え制御を行う理由について説明する。 Here, the reason why such switching control is performed will be described with reference to FIGS.
図3は、VVT進角からVVT非進角への移行時の動作イメージを示す図である。横軸にエンジン回転数を示しており、縦軸にエンジントルクを示している。VVT進角からVVT非進角への移行する場合、例えば、図3中の符号A1で示す点から符号A2で示す点に、エンジン1の動作点が変化する。なお、VVT進角時における動作線(太実線で示す)は、最大トルクが得られる最大トルク線に相当し、VVT非進角時における動作線(破線で示す)は、燃費が最適となる最適燃費線に相当する。つまり、VVT進角からVVT非進角へ切り替えることによって、使用する動作線を最大トルク線から最適燃費線へ切り替えている。
FIG. 3 is a diagram showing an operation image at the time of transition from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle. The horizontal axis represents the engine speed, and the vertical axis represents the engine torque. When shifting from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle, for example, the operating point of the
このような切り替えを、バッテリ6の出力制限時においてVVT進角要求のオフの条件が成立したと同時に行うと、トルクショックが発生する場合がある。これは、バッテリ6の出力制限時には、切り替え時にエンジン1のパワー不足が発生する場合があるからである。つまり、バッテリ出力に余裕がある場合には切り替え時に発生するエンジン1のパワー不足を適切に補えるが、バッテリ6に出力制限がかかっている場合にはエンジン1のパワー不足を適切に補うことができない可能性があるからである。なお、このようにエンジンパワーが不足するのは、エンジン1側はスロットルバルブ12を閉じてVVT非進角状態へ速やかに移行するが、制御における目標エンジン回転数には切り替え時間や上昇レートの制限があるからである。
If such switching is performed at the same time as the condition for turning off the VVT advance angle request when the output of the battery 6 is limited, a torque shock may occur. This is because when the output of the battery 6 is limited, the
図4は、通常時(バッテリ6の出力制限でない場合)における、VVT進角からVVT非進角への切り替え時のタイムチャートの一例を示している。なお、図4は、本実施形態に係る制御を行わなかった場合、つまりVVT進角要求のオフの条件が成立した同時にVVT非進角へ移行させる制御を行った場合における、タイムチャートの一例を示している。 FIG. 4 shows an example of a time chart at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle at the normal time (when the output of the battery 6 is not limited). FIG. 4 is an example of a time chart when the control according to the present embodiment is not performed, that is, when the control for shifting to the VVT non-advance is performed at the same time when the VVT advance request OFF condition is satisfied. Show.
図4は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー(エンジン要求パワーを示す。以下同じ。)、エンジン回転数、エンジントルク、第1のモータジェネレータMG1の発電パワー(以下、「MG1発電パワー」と呼ぶ。)、バッテリパワー、第2のモータジェネレータMG2の出力トルク(以下、「MG2トルク」と呼ぶ。)、駆動力を示している。なお、図4において、グラフB2はVVT進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフB3はVVT非進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフB4は実際の目標エンジン回転数に相当する。また、グラフB5はVVT進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフB6はVVT非進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフB7は実際のエンジントルクに相当する。更に、グラフB8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフB9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 4 shows, in order from the top, VVT advance request ON / OFF, engine power (shows engine request power, the same applies hereinafter), engine speed, engine torque, and power generated by first motor generator MG1 (hereinafter, “MG1 power generation power”), battery power, output torque of the second motor generator MG2 (hereinafter referred to as “MG2 torque”), and driving force. In FIG. 4, graph B2 corresponds to the target engine speed at the time of VVT advance, graph B3 corresponds to the target engine speed at the time of non-VVT advance, and graph B4 corresponds to the actual target engine speed. To do. Graph B5 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT advance, graph B6 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT non-advance, and graph B7 corresponds to the actual engine torque. Further, the graph B8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph B9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t11において、VVT進角要求のオフの条件が成立し、当該条件の成立と同時にVVT進角からVVT非進角へ移行される。つまり、スロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定される。時刻t11から時刻t12までの切り替え時間T1(エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に移行するまでの時間に相当する)において、エンジン回転数及びエンジントルクは、それぞれグラフB4、B7で示すように変化する。具体的には、VVT進角要求のオフの条件が成立したと同時にスロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定されるため、グラフB7に示すように、エンジントルクが低下する。そのため、グラフB9に示すように、MG1発電パワーも低下する。詳しくは、斜線領域B10で示すように、VVT進角が継続された場合(グラフB8参照)と比較して、MG1発電パワーが大きく減少する。これは、上記したようなエンジントルク低下とエンジン回転慣性増加とによる。
In this case, at time t11, the condition for turning off the VVT advance angle is established, and at the same time as the condition is established, the VVT advance angle is shifted to the VVT non-advance angle. That is, the
また、切り替え時間T1において、バッテリパワーはグラフB11で示すように変化する。この場合、バッテリパワーは、バッテリパワー上限B12によって制限されない。これは、バッテリ6の出力制限時でないため、バッテリパワー上限B12がある程度高い位置にあるからである。更に、上記したようにMG1発電パワーが低下することにより、グラフB13で示すように、供給パワー(具体的にはMG1発電パワーとバッテリパワー上限とを合わせたパワーに相当する。以下同じ。)から定まる上限値が低下する。この場合には、バッテリパワーがバッテリパワー上限B12に制限されないことなどに起因して、グラフB14に示すように、MG2トルクは、供給パワーから定まる上限値によって制限されない。そのため、グラフB15に示すように、駆動力は低下しない(段差が発生しない)。よって、ショックは発生しないと言える。 Further, at the switching time T1, the battery power changes as shown by the graph B11. In this case, the battery power is not limited by the battery power upper limit B12. This is because the battery power upper limit B12 is at a certain high position because the output of the battery 6 is not limited. Furthermore, as described above, as the MG1 power generation power decreases, as shown in the graph B13, from the supply power (specifically, it corresponds to the power combining the MG1 power generation power and the battery power upper limit; the same applies hereinafter). The fixed upper limit value decreases. In this case, due to the fact that the battery power is not limited to the battery power upper limit B12, as shown in the graph B14, the MG2 torque is not limited by the upper limit value determined from the supply power. Therefore, as shown in the graph B15, the driving force does not decrease (no step is generated). Therefore, it can be said that no shock occurs.
図5は、バッテリ6の出力制限時における、VVT進角からVVT非進角への切り替え時のタイムチャートの一例を示している。なお、図5は、本実施形態に係る制御を行わなかった場合、つまりVVT進角要求のオフの条件が成立した同時にVVT非進角へ移行させる制御を行った場合における、タイムチャートの一例を示している。 FIG. 5 shows an example of a time chart when switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle when the output of the battery 6 is limited. FIG. 5 is an example of a time chart when the control according to the present embodiment is not performed, that is, when the control for shifting to the VVT non-advance is performed at the same time when the VVT advance request OFF condition is satisfied. Show.
図5は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー、エンジン回転数、エンジントルク、MG1発電パワー、バッテリパワー、MG2トルク、駆動力を示している。なお、図5において、グラフC2はVVT進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフC3はVVT非進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフC4は実際の目標エンジン回転数に相当する。また、グラフC5はVVT進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフC6はVVT非進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフC7は実際のエンジントルクに相当する。更に、グラフC8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフC9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 5 shows, in order from the top, VVT advance request ON / OFF, engine power, engine speed, engine torque, MG1 generated power, battery power, MG2 torque, and driving force. In FIG. 5, graph C2 corresponds to the target engine speed at the time of VVT advance, graph C3 corresponds to the target engine speed at the time of non-VVT advance, and graph C4 corresponds to the actual target engine speed. To do. Graph C5 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT advance, graph C6 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT non-advance, and graph C7 corresponds to the actual engine torque. Further, the graph C8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph C9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t21において、VVT進角要求のオフの条件が成立し、当該条件の成立と同時にVVT進角からVVT非進角へ切り替えられる。つまり、スロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定される。時刻t21から時刻t22までの切り替え時間T2(エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に移行するまでの時間に相当する)において、エンジン回転数及びエンジントルクは、それぞれグラフC4、C7で示すように変化する。具体的には、VVT進角要求のオフの条件が成立したと同時にスロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定されるため、グラフC7に示すように、エンジントルクが低下する。そのため、グラフC9に示すように、MG1発電パワーも低下する。詳しくは、斜線領域C10で示すように、VVT進角が継続された場合(グラフC8参照)と比較して、MG1発電パワーが大きく減少する。これは、上記したようなエンジントルク低下と、エンジン回転慣性増加とに起因する。
In this case, at time t21, the condition for turning off the VVT advance angle is established, and at the same time as the condition is established, the VVT advance angle is switched to the VVT non-advance angle. That is, the
また、切り替え時間T2において、バッテリパワーはグラフC11で示すように変化する。この場合、バッテリパワーは、バッテリパワー上限C12によって制限される。これは、バッテリ6の出力制限時であるため、バッテリパワー上限C12がある程度低い位置にあるからである。そのため、グラフC13で示すように、供給パワーから定まる上限値が大きく低下することで、グラフC14に示すように、MG2トルクは、供給パワーから定まる上限値によって制限される。これにより、グラフC15に示すように、駆動力が低下する(段差が発生する)。よって、ショックが発生し得る。 Further, at the switching time T2, the battery power changes as indicated by the graph C11. In this case, the battery power is limited by the battery power upper limit C12. This is because the battery power upper limit C12 is at a certain low position because the output of the battery 6 is limited. Therefore, as shown in the graph C13, the upper limit value determined from the supply power is greatly reduced, and as shown in the graph C14, the MG2 torque is limited by the upper limit value determined from the supply power. Thereby, as shown in the graph C15, the driving force is reduced (a step is generated). Thus, a shock can occur.
以上のことから、第1実施形態では、ECU50は、VVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、バッテリ6の出力制限によってトルクショックが発生しないように切り替え時間を設定して、VVT進角からVVT非進角へ切り替えるための制御を行う。具体的には、ECU50は、バッテリ6の出力制限である場合において、VVT進角要求がオンからオフとなった際に、バッテリ6の出力制限でない場合に設定される切り替え時間よりも遅延させた切り替え時間にて、VVT進角からVVT非進角へ移行させる。より具体的には、ECU50は、エンジン回転数がVVT非進角時の目標エンジン回転数に達してから、バルブタイミングを非進角状態に設定する。これにより、バッテリ6の出力制限時においても、エンジンントルク低下分のMG1発電パワー減少分を適切に低減することができ、トルクショックの発生を抑制することが可能となる。したがって、スムーズな加速特性を実現することが可能となる。
From the above, in the first embodiment, when switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle, the
次に、図6及び図7を参照して、第1実施形態における制御方法について具体的に説明する。 Next, the control method in the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 6 and 7.
図6は、バッテリ6の出力制限時において、第1実施形態における制御方法を行った場合におけるタイムチャートの一例を示している。図6は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー、エンジン回転数、エンジントルク、MG1発電パワー、バッテリパワー、MG2トルク、駆動力を示している。なお、図6において、グラフD2はVVT進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフD3はVVT非進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフD4は実際の目標エンジン回転数に相当する。また、グラフD5はVVT進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフD6はVVT非進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフD7は実際のエンジントルクに相当する。更に、グラフD8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフD9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 6 shows an example of a time chart when the control method according to the first embodiment is performed when the output of the battery 6 is limited. FIG. 6 shows, in order from the top, VVT advance request ON / OFF, engine power, engine speed, engine torque, MG1 generated power, battery power, MG2 torque, and driving force. In FIG. 6, graph D2 corresponds to the target engine speed at the time of VVT advance, graph D3 corresponds to the target engine speed at the time of non-VVT advance, and graph D4 corresponds to the actual target engine speed. To do. Graph D5 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT advance, graph D6 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT non-advance, and graph D7 corresponds to the actual engine torque. Further, the graph D8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph D9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t31において、VVT進角要求のオフの条件が成立する。第1実施形態では、ECU50は、VVT進角要求のオフの条件が成立した際に、即座に、VVT進角からVVT非進角へ切り替えない。具体的には、ECU50は、時刻t31の後の時刻t32で、VVT進角からVVT非進角へ切り替える。より具体的には、ECU50は、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達した際(時刻t32)に、スロットルバルブ12を閉じて、バルブタイミングを非進角状態に設定する。
In this case, the condition for turning off the VVT advance request is satisfied at time t31. In the first embodiment, the
切り替え時間T3において、エンジン回転数及びエンジントルクは、それぞれグラフD4、D7で示すように変化する。具体的には、VVT進角要求のオフの条件が成立したと同時にVVT非進角へ移行されないため(言い換えると、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達するまでVVT非進角へ移行されないため)、グラフD7に示すように、エンジントルクは緩やかに低下する。また、切り替え時間T3において、MG1発電パワーはグラフD9で示すように変化する。この場合、斜線領域D10で示すように、VVT進角が継続された場合(グラフD8参照)と比較して、MG1発電パワーが若干減少する。当該斜線領域D10で示すMG1発電パワーの減少量は、図4及び図5に示したMG1発電パワーの減少量と比較して小さいことがわかる。これは、グラフD7で示すようにエンジントルクの急な落ち込みが減少したからである。 At the switching time T3, the engine speed and the engine torque change as indicated by graphs D4 and D7, respectively. Specifically, since the VVT advance request OFF condition is satisfied and the VVT non-advance is not made at the same time (in other words, VVT non-advance until the engine speed reaches the target engine speed at the non-VVT advance). Therefore, the engine torque gradually decreases as shown in the graph D7. Further, at the switching time T3, the MG1 generated power changes as shown by the graph D9. In this case, as indicated by the hatched region D10, the MG1 generated power is slightly reduced as compared with the case where the VVT advance angle is continued (see graph D8). It can be seen that the amount of decrease in the MG1 generated power indicated by the hatched area D10 is smaller than the amount of decrease in the MG1 generated power shown in FIGS. This is because the sudden drop in engine torque has decreased as shown by graph D7.
また、切り替え時間T3において、バッテリパワーはグラフD11で示すように変化する。この場合、バッテリ6の出力制限時であるため、バッテリパワー上限D12がある程度低い位置にあるが、バッテリパワーは、当該バッテリパワー上限D12に制限されない。更に、切り替え時間T3において、MG2トルクはグラフD14のように変化するが、当該MG2トルクは、グラフD13で示す供給パワーから定まる上限値によって制限されない。これは、上記したようなMG1発電パワー減少の低減により、供給パワーから定まる上限値の落ち込みが減少したからである。そのため、グラフD15に示すように、駆動力は低下しない(段差が発生しない)。よって、ショックは発生しないと言える。 Further, at the switching time T3, the battery power changes as indicated by the graph D11. In this case, since the output of the battery 6 is limited, the battery power upper limit D12 is in a position that is somewhat low, but the battery power is not limited to the battery power upper limit D12. Furthermore, at the switching time T3, the MG2 torque changes as shown in the graph D14, but the MG2 torque is not limited by the upper limit value determined from the supply power shown in the graph D13. This is because the drop in the upper limit value determined from the supply power is reduced by the reduction in the MG1 power generation reduction as described above. Therefore, as shown in the graph D15, the driving force does not decrease (no step is generated). Therefore, it can be said that no shock occurs.
図7は、第1実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing the control processing in the first embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS101では、ECU50は、VVT進角要求のオフの条件が成立したか否かを判定する。例えば、ECU50は、運転状態などに基づいて、VVT進角からVVT非進角に切り替えるべき状態であるか否かを判定する。VVT進角要求のオフの条件が成立した場合(ステップS101;Yes)、処理はステップS102に進み、VVT進角要求のオフの条件が成立していない場合(ステップS101;No)、処理は終了する。
First, in step S101, the
ステップS102では、ECU50は、切り替え時間が経過したか否かを判定する。切り替え時間は、例えば、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達するまでに要する時間に設定される。切り替え時間が経過した場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS103に進む。この場合には、ECU50は、VVT進角からVVT非進角へ移行させる制御を行う。具体的には、ECU50は、エンジン1側へ、VVT進角をオフにする制御信号を送信する(ステップS103)。例えば、ECU50は、進角していないバルブタイミング(基準となるバルブタイミング)に設定されるように、可変バルブタイミング機構14eに対して制御信号を送信する。そして、処理は終了する。これに対して、切り替え時間が経過していない場合(ステップS102;No)、処理は終了する。
In step S102, the
以上説明した第1実施形態によれば、バッテリ6の出力制限時においてVVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、トルクショックの発生を適切に抑制することが可能となる。 According to the first embodiment described above, it is possible to appropriately suppress the occurrence of torque shock when switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle when the output of the battery 6 is limited.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、バッテリ6の出力制限に応じて切り替え時間を変更する点で、第1実施形態と異なる。具体的には、第2実施形態では、ECU50は、目標エンジン回転数をVVT進角時において用いる回転数からVVT非進角時において用いる回転数へ切り替える時間を、バッテリ6の出力制限に応じて設定する。例えば、ECU50は、バッテリ6の出力制限が低いほど、長い時間に切り替え時間を設定し、バッテリ6の出力制限が高いほど、短い時間に切り替え時間を設定する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in that the switching time is changed in accordance with the output limit of the battery 6. Specifically, in the second embodiment, the
図8及び図9を参照して、第2実施形態における制御方法について具体的に説明する。 With reference to FIG.8 and FIG.9, the control method in 2nd Embodiment is demonstrated concretely.
図8は、切り替え時間の設定方法の一例を示す図である。具体的には、図8は、バッテリ出力制限と切り替え時間との関係を表した表を示している。これより、バッテリ出力制限が小さくなるほど、切り替え時間が大きくなり、バッテリ出力制限が大きくなるほど、切り替え時間が小さくなることがわかる。第2実施形態では、ECU50は、このようなバッテリ出力制限と切り替え時間との関係に基づいて、バッテリ出力制限に応じて切り替え時間を設定する。例えば、ECU50は、バッテリ出力制限と切り替え時間との関係を予め定めたマップや、バッテリ出力制限と切り替え時間との関係を規定した演算式などに基づいて、切り替え時間を設定する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a switching time setting method. Specifically, FIG. 8 shows a table showing the relationship between the battery output limit and the switching time. From this, it can be seen that the switching time increases as the battery output limit decreases, and the switching time decreases as the battery output limit increases. In the second embodiment, the
図9は、バッテリ6の出力制限時において、第2実施形態における制御方法を行った場合におけるタイムチャートの一例を示している。図9は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー、エンジン回転数、エンジントルク、MG1発電パワー、バッテリパワー、MG2トルク、駆動力を示している。なお、図9において、グラフE2はVVT進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフE3はVVT非進角時の目標エンジン回転数に相当し、グラフE4は実際の目標エンジン回転数に相当する。また、グラフE5はVVT進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフE6はVVT非進角時の上限のエンジントルクに相当し、グラフE7は実際のエンジントルクに相当する。更に、グラフE8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフE9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 9 shows an example of a time chart when the control method according to the second embodiment is performed when the output of the battery 6 is limited. FIG. 9 shows VVT advance angle request on / off, engine power, engine speed, engine torque, MG1 generated power, battery power, MG2 torque, and driving force in order from the top. In FIG. 9, graph E2 corresponds to the target engine speed at the time of VVT advance, graph E3 corresponds to the target engine speed at the time of non-VVT advance, and graph E4 corresponds to the actual target engine speed. To do. Further, the graph E5 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT advance, the graph E6 corresponds to the upper limit engine torque at the time of VVT non-advance, and the graph E7 corresponds to the actual engine torque. Further, the graph E8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph E9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t41において、VVT進角要求のオフの条件が成立する。第2実施形態においても、ECU50は、VVT進角要求のオフの条件が成立した際に、即座に、VVT進角からVVT非進角へ切り替えない。具体的には、ECU50は、時刻t41の後の時刻t42で、VVT進角からVVT非進角へ移行させる。より具体的には、ECU50は、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達した際に、スロットルバルブ12を閉じて、バルブタイミングを非進角状態に設定する。
In this case, the condition for turning off the VVT advance request is satisfied at time t41. Also in the second embodiment, the
なお、第2実施形態では、ECU50は、バッテリ6の出力制限に応じて、目標エンジン回転数をVVT進角時において用いる回転数からVVT非進角時において用いる回転数へ切り替える時間(時刻t41から時刻t42までの時間T4)を設定する。例えば、ECU50は、バッテリ6の出力制限と切り替え時間との関係を予め定めたマップや、バッテリ6の出力制限と切り替え時間との関係を規定した演算式などに基づいて、切り替え時間T4を設定する。
In the second embodiment, the
上記した切り替え時間T4において、エンジン回転数及びエンジントルクは、それぞれグラフE4、E7で示すように変化する。具体的には、VVT進角要求のオフの条件が成立したと同時にVVT非進角へ移行されないため(言い換えると、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達するまでVVT非進角へ移行されないため)、グラフE7に示すように、エンジントルクは緩やかに低下する。また、切り替え時間T4において、MG1発電パワーはグラフE9で示すように変化する。この場合、斜線領域E10で示すように、VVT進角が継続された場合(グラフE8参照)と比較して、MG1発電パワーが若干減少する。当該斜線領域E10で示すMG1発電パワーの減少量は、図6に示したMG1発電パワーの減少量と比較して小さいことがわかる。これは、バッテリ6の出力制限を考慮して切り替え時間を設定したため、エンジントルクの急な落ち込みとエンジン回転数上昇における慣性分とが適切に減少したからである。 In the switching time T4 described above, the engine speed and the engine torque change as shown by graphs E4 and E7, respectively. Specifically, since the VVT advance request OFF condition is satisfied and the VVT non-advance is not made at the same time (in other words, VVT non-advance until the engine speed reaches the target engine speed at the non-VVT advance). Therefore, the engine torque gradually decreases as shown in the graph E7. Further, at the switching time T4, the MG1 generated power changes as shown by the graph E9. In this case, as indicated by the hatched region E10, the MG1 generated power is slightly reduced as compared with the case where the VVT advance angle is continued (see graph E8). It can be seen that the decrease amount of the MG1 generated power shown by the hatched area E10 is smaller than the decrease amount of the MG1 generated power shown in FIG. This is because the switching time is set in consideration of the output limit of the battery 6, and the sudden drop of the engine torque and the inertia due to the increase of the engine speed are appropriately reduced.
また、切り替え時間T4において、バッテリパワーはグラフE11で示すように変化する。この場合、バッテリ6の出力制限時であるため、バッテリパワー上限E12がかなり低い位置にあるが、バッテリパワーは、当該バッテリパワー上限E12に制限されない。これは、前述したように、バッテリ6の出力制限に基づいて切り替え時間を設定したからである。更に、切り替え時間T4において、MG2トルクはグラフE14のように変化するが、当該MG2トルクは、グラフE13で示す供給パワーから定まる上限値によって制限されない。これは、上記したようなMG1発電パワー減少の低減により、供給パワーから定まる上限値の落ち込みが減少したからである。そのため、グラフE15に示すように、駆動力は低下しない(段差が発生しない)。よって、ショックは発生しないと言える。 Further, at the switching time T4, the battery power changes as indicated by the graph E11. In this case, since the output of the battery 6 is limited, the battery power upper limit E12 is at a considerably low position, but the battery power is not limited to the battery power upper limit E12. This is because the switching time is set based on the output limit of the battery 6 as described above. Furthermore, at the switching time T4, the MG2 torque changes as shown in the graph E14, but the MG2 torque is not limited by the upper limit value determined from the supply power shown in the graph E13. This is because the drop in the upper limit value determined from the supply power is reduced by the reduction in the MG1 power generation reduction as described above. Therefore, as shown in the graph E15, the driving force does not decrease (no step is generated). Therefore, it can be said that no shock occurs.
以上説明した第2実施形態によれば、バッテリ6の出力制限に応じて切り替え時間を設定するため、目標エンジン回転数をVVT非進角時における目標エンジン回転数(最適燃費線)へ早期に移行させることができ、スムーズな加速特性を実現しつつ、燃費悪化を防止することが可能となる。 According to the second embodiment described above, since the switching time is set according to the output limit of the battery 6, the target engine speed is quickly shifted to the target engine speed (optimum fuel consumption line) when the VVT is not advanced. This makes it possible to prevent deterioration in fuel consumption while realizing smooth acceleration characteristics.
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、VVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、当該切り替えを行わない際と比較して、エンジン1における回転数の上昇レートの上限値(以下、「エンジン回転数上昇レート上限値」と呼ぶ。)を低下させる点で、前述した第1及び第2実施形態と異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, when switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle, the upper limit value of the engine speed increase rate in the engine 1 (hereinafter referred to as “engine speed increase rate”) is compared to when the switch is not performed. This is different from the first and second embodiments described above in that the upper limit is called.
このようにエンジン回転数上昇レート上限値を低下させる理由は、以下の通りである。VVT進角からVVT非進角へ切り替える場合には目標エンジン回転数が変化するが、このように目標エンジン回転数が変化すると、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差が増加する傾向にある。その場合、目標エンジン回転数に設定するためのフィードバック制御においては、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差が増加すると、エンジン回転数上昇レートが増加される。これにより、エンジン回転数上昇レートの増加に起因してエンジン回転数が上昇して、当該エンジン回転数上昇による慣性分によってMG1発電パワーが減少することで、スムーズな駆動力特性が実現できない可能性がある。したがって、第3実施形態では、VVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させる。 The reason why the engine speed increase rate upper limit value is lowered in this way is as follows. When switching from VVT advance to VVT non-advance, the target engine speed changes, but when the target engine speed changes in this way, the deviation between the target engine speed and the actual engine speed tends to increase. It is in. In that case, in the feedback control for setting the target engine speed, if the deviation between the target engine speed and the actual engine speed increases, the engine speed increase rate increases. As a result, the engine speed increases due to an increase in the engine speed increase rate, and the MG1 generated power decreases due to the inertia due to the engine speed increase, so that smooth driving force characteristics may not be realized. There is. Therefore, in the third embodiment, when switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle, the engine speed increase rate upper limit value is decreased.
図10は、バッテリ6の出力制限時において、エンジン回転数上昇レート上限値を上記のように変化させなかった場合における、VVT進角からVVT非進角への切り替え時のタイムチャートの一例を示している。図10は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー、エンジン回転数、エンジン回転数上昇レート、MG1発電パワー、バッテリパワー、MG2トルク、駆動力を示している。なお、図10において、グラフF2は目標エンジン回転数に相当し、グラフF3は実際のエンジン回転数に相当する。また、グラフF5はエンジン回転数上昇レート上限値に相当し、グラフF6は実際のエンジン回転数上昇レートに相当する。更に、グラフF8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフF9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 10 shows an example of a time chart at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle when the upper limit value of the engine speed increase rate is not changed as described above when the output of the battery 6 is limited. ing. FIG. 10 shows VVT advance angle request on / off, engine power, engine speed, engine speed increase rate, MG1 power generation, battery power, MG2 torque, and driving power in order from the top. In FIG. 10, a graph F2 corresponds to the target engine speed, and a graph F3 corresponds to the actual engine speed. The graph F5 corresponds to the engine speed increase rate upper limit value, and the graph F6 corresponds to the actual engine speed increase rate. Further, the graph F8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph F9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t51において、VVT進角要求のオフの条件が成立し、時刻t51から切り替え時間T5経過後の時刻t52において、VVT進角からVVT非進角へ移行される。つまり、スロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定される。切り替え時間T5において、実際のエンジン回転数は、グラフF3で示すように変化する。実際のエンジン回転数と目標エンジン回転数との偏差に応じて、グラフF6で示すように、エンジン回転数上昇レートが変化する。具体的には、期間T51において、エンジン回転数上昇レートが上昇して低下する。この場合、エンジン回転数上昇レート上限値F5がある程度高い位置に設定されているため(具体的にはVVT進角要求のオフの条件が成立する前の値から変化されないため)、そのようなエンジン回転数上昇レートの変化が許容される。
In this case, the condition for turning off the VVT advance request is established at time t51, and the transition is made from the VVT advance to the VVT non-advance at time t52 after the switching time T5 has elapsed from time t51. That is, the
このようなエンジン回転数上昇における慣性分の増加に起因して、期間T51において、グラフF9で示すように、MG1発電パワーが減少する。また、期間T51において、グラフF11で示すように、バッテリパワーはバッテリパワー上限F12の制限を受ける。したがって、期間T51において、グラフF13で示すように、供給パワーから定まる上限値が大きく低下することで、グラフF14に示すように、MG2トルクは、供給パワーから定まる上限値によって制限される。これにより、グラフF15に示すように、駆動力が低下する(段差が発生する)。よって、ショックが発生し得る。 Due to the increase in the inertia due to the increase in the engine speed, the MG1 generated power decreases in the period T51 as shown by the graph F9. In the period T51, as shown by the graph F11, the battery power is limited by the battery power upper limit F12. Therefore, in the period T51, as shown by the graph F13, the upper limit value determined from the supply power is greatly reduced, and as shown in the graph F14, the MG2 torque is limited by the upper limit value determined from the supply power. Thereby, as shown in the graph F15, the driving force is reduced (a step is generated). Thus, a shock can occur.
図11は、バッテリ6の出力制限時において、第3実施形態における制御方法を行った場合におけるタイムチャートの一例を示している。図11は、上から順に、VVT進角要求のオン/オフ、エンジンパワー、エンジン回転数、エンジン回転数上昇レート、MG1発電パワー、バッテリパワー、MG2トルク、駆動力を示している。なお、図11において、グラフG2は目標エンジン回転数に相当し、グラフG3は実際のエンジン回転数に相当する。また、グラフG5はエンジン回転数上昇レート上限値に相当し、グラフG6は実際のエンジン回転数上昇レートに相当する。更に、グラフG8はVVT進角が継続された場合のMG1発電パワーを示し、グラフG9はVVT進角からVVT非進角への切り替え時におけるMG1発電パワーを示している。 FIG. 11 shows an example of a time chart when the control method according to the third embodiment is performed when the output of the battery 6 is limited. FIG. 11 shows VVT advance angle request on / off, engine power, engine speed, engine speed increase rate, MG1 power generation, battery power, MG2 torque, and driving power in order from the top. In FIG. 11, a graph G2 corresponds to the target engine speed, and a graph G3 corresponds to the actual engine speed. Graph G5 corresponds to the engine speed increase rate upper limit value, and graph G6 corresponds to the actual engine speed increase rate. Further, the graph G8 shows the MG1 generated power when the VVT advance angle is continued, and the graph G9 shows the MG1 generated power at the time of switching from the VVT advance angle to the VVT non-advance angle.
この場合、時刻t61において、VVT進角要求のオフの条件が成立し、時刻t61から切り替え時間T6経過後の時刻t62において、VVT進角からVVT非進角へ移行される。つまり、スロットルバルブ12が閉じられて、バルブタイミングが非進角状態に設定される。切り替え時間T6において、グラフG3で示すように、実際のエンジン回転数は変化する。また、切り替え時間T6において、グラフG5で示すように、エンジン回転数上昇レート上限値が設定される。具体的には、第3実施形態では、ECU50は、VVT進角要求のオフの条件が成立する前における上限値よりも少なくとも低い値に、エンジン回転数上昇レート上限値を設定する。これにより、グラフG2、G3で示すように実際のエンジン回転数と目標エンジン回転数との間にある程度の偏差があるにも関わらず、グラフG6で示すように、エンジン回転数上昇レートがエンジン回転数上昇レート上限値G5によって制限され、エンジン回転数上昇レートが大きく変化しない。
In this case, the condition for turning off the VVT advance request is established at time t61, and the transition is made from the VVT advance to the VVT non-advance at time t62 after the switching time T6 has elapsed from time t61. That is, the
これにより、切り替え時間T6において、グラフG9で示すように、MG1発電パワーが変化する。この場合、斜線領域G10で示すように、VVT進角が継続された場合(グラフG8参照)と比較して、MG1発電パワーが若干減少する。当該斜線領域G10で示すMG1発電パワーの減少量は、図10に示したMG1発電パワーの減少量と比較して小さいことがわかる。これは、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させたため、エンジン回転数上昇による慣性分が減少したからである。 As a result, at the switching time T6, as shown by the graph G9, the MG1 generated power changes. In this case, as indicated by the hatched region G10, the MG1 generated power is slightly reduced as compared with the case where the VVT advance angle is continued (see graph G8). It can be seen that the amount of decrease in the MG1 generated power indicated by the hatched region G10 is smaller than the amount of decrease in the MG1 generated power shown in FIG. This is because the inertia due to the increase in engine speed has decreased because the engine speed increase rate upper limit value has been decreased.
また、切り替え時間T6において、バッテリパワーはグラフG11で示すように変化する。この場合、バッテリ6の出力制限時であるため、バッテリパワー上限G12がある程度低い位置にあるが、バッテリパワーは、当該バッテリパワー上限G12に制限されない。更に、切り替え時間T6において、MG2トルクはグラフG14のように変化するが、当該MG2トルクは、グラフG13で示す供給パワーから定まる上限値によって制限されない。これは、上記したようなMG1発電パワー減少の低減により、供給パワーから定まる上限値の落ち込みが減少したからである。そのため、グラフG15に示すように、駆動力は低下しない(段差が発生しない)。よって、ショックは発生しないと言える。 Further, at the switching time T6, the battery power changes as indicated by the graph G11. In this case, since the output of the battery 6 is limited, the battery power upper limit G12 is at a position that is somewhat low, but the battery power is not limited to the battery power upper limit G12. Furthermore, at the switching time T6, the MG2 torque changes as shown in the graph G14, but the MG2 torque is not limited by the upper limit value determined from the supply power shown in the graph G13. This is because the drop in the upper limit value determined from the supply power is reduced by the reduction in the MG1 power generation reduction as described above. Therefore, as shown in the graph G15, the driving force does not decrease (no step is generated). Therefore, it can be said that no shock occurs.
以上説明した第3実施形態によれば、エンジン回転数上昇による慣性分を低減することによって、MG1発電パワー減少分を適切に抑制することができ、バッテリ6の出力制限時でも、トルクショックの発生を抑制することが可能となる。したがって、スムーズな加速特性を実現することが可能となる。 According to the third embodiment described above, by reducing the inertia due to the increase in the engine speed, it is possible to appropriately suppress the decrease in the MG1 generated power, and the occurrence of torque shock even when the output of the battery 6 is limited. Can be suppressed. Therefore, smooth acceleration characteristics can be realized.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態では、エンジン回転数の上昇レートの変化によるMG2トルク変化が大きい車速域のみ、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させる点で、第3実施形態と異なる。具体的には、ECU50は、低車速域のみ、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させて、低車速域でない場合には、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させない(つまり通常時に用いる上限値に設定する)。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that the engine speed increase rate upper limit value is reduced only in the vehicle speed range where the MG2 torque change is large due to the engine speed increase rate change. Specifically, the
こうする理由は、以下の通りである。前述したようにエンジン回転数上昇レート上限値を低下させると、エンジン回転数の上昇レートが制限されることで、実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数に達するまでに必要以上に時間がかかる場合がある。この場合には、バッテリ6の電力を持ち出す量が増えて、システム効率が悪化する可能性がある。したがって、第4実施形態では、このようなシステム効率の悪化を抑制すべく、エンジン回転数上昇レートの変化によるMG2トルク変化が大きい車速域(低車速域)のみ、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させ、エンジン回転数上昇レートの変化によるMG2トルク変化が比較的小さい車速域(低車速域以外の車速域)では、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させない。 The reason for this is as follows. If the engine speed increase rate upper limit is reduced as described above, the engine speed increase rate is limited, and it takes more time than necessary to reach the target engine speed. There is. In this case, there is a possibility that the amount of power taken out from the battery 6 increases and the system efficiency deteriorates. Therefore, in the fourth embodiment, in order to suppress such deterioration of system efficiency, the engine speed increase rate upper limit value is set only in the vehicle speed range (low vehicle speed range) in which the MG2 torque change is large due to the change in the engine speed increase rate. In the vehicle speed range where the MG2 torque change due to the change in the engine speed increase rate is relatively small (vehicle speed range other than the low vehicle speed range), the engine speed increase rate upper limit value is not decreased.
ここで、図12及び図13を参照して、第4実施形態における制御方法について具体的に説明する。 Here, with reference to FIG.12 and FIG.13, the control method in 4th Embodiment is demonstrated concretely.
図12は、エンジン回転数上昇レート上限値を規定するマップを示した図である。具体的には、図12(a)は、切り替え時に用いるマップ(以下、「切り替え時エンジン回転数上昇レート上限マップ」と呼ぶ。)を示している。図12(b)は、VVT進角からVVT非進角への切り替えを行わないような、通常時に用いるマップ(以下、「通常時エンジン回転数上昇レート上限マップ」と呼ぶ。)を示している。それぞれのマップは、回転数偏差(目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差に相当する。以下同じ。)とエンジン回転数上昇レート上限値との関係を示している。 FIG. 12 is a diagram showing a map defining the engine speed increase rate upper limit value. Specifically, FIG. 12A shows a map used at the time of switching (hereinafter referred to as “switching engine speed increase rate upper limit map”). FIG. 12B shows a map used during normal time (hereinafter referred to as “normal engine speed increase rate upper limit map”) that does not switch from VVT advance to non-VVT advance. . Each map shows the relationship between the rotational speed deviation (corresponding to the deviation between the target engine rotational speed and the actual engine rotational speed; the same applies hereinafter) and the engine rotational speed increase rate upper limit value.
図12に示すように、切り替え時エンジン回転数上昇レート上限マップを用いた場合には、回転数偏差によらずに、小さな値を有するエンジン回転数上昇レート上限値に設定されることがわかる。これに対して、通常時エンジン回転数上昇レート上限マップを用いた場合には、回転数偏差に応じたエンジン回転数上昇レート上限値に設定されることがわかる。具体的には、回転数偏差が大きくなるほど、大きな値を有するエンジン回転数上昇レート上限値に設定され、回転数偏差が小さくなるほど、小さな値を有するエンジン回転数上昇レート上限値に設定される。 As shown in FIG. 12, when the engine speed increase rate upper limit map at the time of switching is used, it is understood that the engine speed increase rate upper limit value having a small value is set regardless of the rotational speed deviation. In contrast, when the normal engine speed increase rate upper limit map is used, it is understood that the engine speed increase rate upper limit value corresponding to the engine speed deviation is set. Specifically, the engine speed increase rate upper limit value having a larger value is set as the rotation speed deviation becomes larger, and the engine speed increase rate upper limit value having a smaller value is set as the rotation speed deviation becomes smaller.
第4実施形態では、ECU50は、このような切り替え時エンジン回転数上昇レート上限マップ及び通常時エンジン回転数上昇レート上限マップのいずれかに基づいて、エンジン回転数上昇レート上限値を設定する。具体的には、ECU50は、VVT進角からVVT非進角へ切り替える際に、車速が低車速である場合には切り替え時エンジン回転数上昇レート上限マップを用い、車速が低車速でない場合には通常時エンジン回転数上昇レート上限マップを用いる。なお、上記のようなマップを用いてエンジン回転数上昇レート上限値を設定することに限定はされず、回転数偏差とエンジン回転数上昇レート上限値との関係を規定した演算式などに基づいて、エンジン回転数上昇レート上限値を設定することも可能である。
In the fourth embodiment, the
図13は、第4実施形態における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU50によって所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 13 is a flowchart showing a control process in the fourth embodiment. This process is repeatedly executed by the
まず、ステップS201では、ECU50は、VVT進角要求のオフの条件が成立したか否かを判定する。例えば、ECU50は、運転状態などに基づいて、VVT進角からVVT非進角に切り替えるべき状態であるか否かを判定する。VVT進角要求のオフの条件が成立した場合(ステップS201;Yes)、処理はステップS202に進み、VVT進角要求のオフの条件が成立していない場合(ステップS201;No)、処理は終了する。
First, in step S201, the
ステップS202では、ECU50は、切り替え時間が経過したか否かを判定する。切り替え時間は、例えば、エンジン回転数がVVT非進角時における目標エンジン回転数に達するまでに要する時間に設定され、バッテリ6の出力制限を考慮して設定される。切り替え時間が経過した場合(ステップS202;Yes)、処理はステップS203に進む。この場合には、ECU50は、VVT進角からVVT非進角へ移行させる制御を行う。具体的には、ECU50は、エンジン1側へ、VVT進角をオフにする制御信号を送信する(ステップS203)。例えば、ECU50は、進角していないバルブタイミング(基準となるバルブタイミング)に設定されるように、可変バルブタイミング機構14eに対して制御信号を送信する。そして、処理は終了する。これに対して、切り替え時間が経過していない場合(ステップS202;No)、処理はステップS204に進む。
In step S202, the
ステップS204では、ECU50は、車速が低車速であるか否かを判定する。低車速である場合(ステップS204;Yes)、処理はステップS205に進む。この場合、ECU50は、切り替え時エンジン回転数上昇レート上限マップを用いて、エンジン回転数上昇レート上限値を設定する(ステップS205)。つまり、エンジン回転数上昇による慣性分を低減することでMG1発電パワー減少分を適切に抑制すべく、エンジン回転数上昇レート上限値を低下させる。そして、処理は終了する。
In step S204, the
これに対して、低車速でない場合(ステップS204;No)、つまり中車速や高車速である場合、処理はステップS206に進む。この場合、ECU50は、通常時エンジン回転数上昇レート上限マップを用いて、エンジン回転数上昇レート上限値を設定する(ステップS206)。つまり、バッテリ電力の持ち出し量増加によるシステム効率の悪化を抑制すべく、エンジン回転数上昇レート上限値を通常時における上限値から変化させない。そして、処理は終了する。
On the other hand, if the vehicle speed is not low (step S204; No), that is, if the vehicle speed is medium or high, the process proceeds to step S206. In this case, the
以上説明した第4実施形態によれば、バッテリ6の出力制限時においてもスムーズな加速特性を実現しつつ、システム効率の悪化(燃費の悪化)を適切に抑制することが可能となる。 According to the fourth embodiment described above, it is possible to appropriately suppress deterioration of system efficiency (deterioration of fuel consumption) while realizing smooth acceleration characteristics even when the output of the battery 6 is limited.
[変形例]
本発明は、吸気弁14bにおけるバルブタイミングの進角/非進角を切り替える場合に適用することに限定されず、排気弁14dにおけるバルブタイミングの進角/非進角を切り替える場合にも適用することができる。
[Modification]
The present invention is not limited to the case of switching the advance / non-advance angle of the valve timing in the
また、本発明は、バルブタイミングの進角/非進角を切り替える場合に適用することに限定はされない。本発明は、バルブタイミングの進角/非進角を切り替える場合以外にも、エンジントルクを実現する動作線を切り替える場合であれば適用可能である。 Further, the present invention is not limited to being applied when the advance / non-advance angle of the valve timing is switched. The present invention can be applied to a case where the operation line for realizing the engine torque is switched, in addition to the case where the advance / non-advance angle of the valve timing is switched.
1 エンジン(内燃機関)
3 駆動輪
4 動力分割機構
5 インバータ
6 バッテリ
12 スロットルバルブ
14b 吸気弁
14d 排気弁
14e 可変バルブタイミング機構
50 ECU
MG1 第1のモータジェネレータ
MG2 第2のモータジェネレータ
100 ハイブリッド車両
1 engine (internal combustion engine)
3 Drive Wheel 4
MG1 first motor generator MG2
Claims (6)
前記内燃機関におけるトルクを実現する動作線を切り替える際に、前記バッテリの出力制限によってトルクショックが発生しないように切り替え時間を設定して、前記動作線を切り替える制御を行う切り替え制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine, a motor generator, and a battery that exchanges power with the motor generator,
When switching an operation line for realizing torque in the internal combustion engine, a switching control unit is provided for setting a switching time so as not to generate a torque shock due to output limitation of the battery and performing control for switching the operation line. A control device for an internal combustion engine characterized by the above.
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-
2008
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