JP2010120582A - Controller for hybrid vehicle - Google Patents
Controller for hybrid vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010120582A JP2010120582A JP2008298038A JP2008298038A JP2010120582A JP 2010120582 A JP2010120582 A JP 2010120582A JP 2008298038 A JP2008298038 A JP 2008298038A JP 2008298038 A JP2008298038 A JP 2008298038A JP 2010120582 A JP2010120582 A JP 2010120582A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- operation line
- valve timing
- valve
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 27
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 23
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えばVVT(Variable Valve Timing:可変バルブタイミング機構)等の可変動弁装置を備えたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a control device for a hybrid vehicle including a variable valve operating device such as a VVT (Variable Valve Timing).
この種の装置として、可変動弁装置を駆動する作動油の温度に応じてエンジンの点火開始回転数を変化させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された動力出力装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、作動油が、該作動油の粘性が低くなる高温状態にある場合に、低温状態にある場合と較べてエンジンの点火開始回転数を大きく設定することにより、可変バルブタイミング機構のロックピンを確実に係止孔から外すことが可能となり、エンジン始動後のバルブタイミングをスムーズに変更することが可能になるとされている。 As this type of device, a device that changes the ignition start rotational speed of the engine in accordance with the temperature of hydraulic oil that drives the variable valve operating device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the power output device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “conventional technology”), when the hydraulic oil is in a high temperature state where the viscosity of the hydraulic oil is low, By setting the engine ignition start speed to a higher value, the lock pin of the variable valve timing mechanism can be reliably removed from the locking hole, and the valve timing after engine startup can be changed smoothly. It is supposed to be.
尚、実吸入空気量と目標吸入空気量との偏差に応じて可変動弁機構の制御目標値を補正する技術も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 A technique for correcting the control target value of the variable valve mechanism according to the deviation between the actual intake air amount and the target intake air amount has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
ハイブリッド車両の中には、内燃機関の動作線(個々の動作点により規定される、内燃機関の制御条件を規定する特性線)を、現実的な制約はあるにせよ自由に制御することが可能なものがある。この種のハイブリッド車両において、吸気弁のバルブタイミングが変更されるに際しては、動作線を、変更後のバルブタイミングに応じて切り替えることによって、内燃機関を可及的に高効率に動作させることが可能である。一方で、動作線の切り替えには機関回転速度の変動が伴うため、効率のみを考慮して動作線の切り替えを行った場合、例えば機関回転速度の変動がドライバビリティの低下となって顕在化する可能性がある。他方、この種のドライバビリティの低下を嫌って、動作線を緩慢に切り替えると、動作線の切り替え期間中において内燃機関の熱効率の低下や非効率な電力消費が生じることとなり、ハイブリッド車両のシステム効率が低下しかねない。即ち、従来の技術には、バルブタイミングの変更がなされるに際してドライバビリティとシステム効率を両立しつつ動作線を切り替えることが困難であるという技術的な問題点がある。 Some hybrid vehicles can freely control internal combustion engine operating lines (characteristic lines that define internal combustion engine control conditions, which are defined by individual operating points), although there are practical restrictions. There is something. In this type of hybrid vehicle, when the valve timing of the intake valve is changed, the internal combustion engine can be operated as efficiently as possible by switching the operation line according to the changed valve timing. It is. On the other hand, since switching of the operation line is accompanied by fluctuations in the engine rotation speed, when switching the operation lines in consideration of only efficiency, for example, fluctuations in the engine rotation speed are manifested as drivability deterioration. there is a possibility. On the other hand, if this type of drivability decline is disliked and the operating line is switched slowly, the thermal efficiency of the internal combustion engine and inefficient power consumption will occur during the switching of the operating line, resulting in the system efficiency of the hybrid vehicle. May decrease. That is, the conventional technique has a technical problem that it is difficult to switch the operation line while achieving both drivability and system efficiency when the valve timing is changed.
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、バルブタイミングの変更に際しドライバビリティの低下を招来しない範囲で内燃機関を可及的に高効率に動作させ得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a control device for a hybrid vehicle capable of operating an internal combustion engine as efficiently as possible without causing a drop in drivability when changing valve timing. The task is to do.
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、動力源として、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な可変動弁装置を有する内燃機関と少なくとも一つの電動機とを備え、前記内燃機関の機関出力軸及び前記少なくとも一つの電動機の出力軸に夫々連結された回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段を更に備えると共に、前記動力分配手段における前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、前記開弁時期に応じて前記動作線を切り替える切り替え手段と、前記ハイブリッド車両の要求出力に基づいた前記内燃機関の機関回転速度の基準値と、該機関回転速度の目標値との偏差を特定する特定手段と、前記開弁時期が遅角側へ変化する場合に、前記特定された偏差に応じて前記動作線の切り替え時間を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine having a variable valve device capable of changing a valve opening timing of an intake valve as a power source, and at least one electric motor. And a power distribution means including a plurality of rotating elements that are differentially rotatable with respect to each other, each including a rotating element coupled to an engine output shaft of the internal combustion engine and an output shaft of the at least one electric motor. A control device for a hybrid vehicle configured to be able to switch an operation line of the internal combustion engine by a differential action of the plurality of rotating elements in the power distribution means, wherein the operation line is switched according to the valve opening timing. The deviation between the switching means, the reference value of the engine speed of the internal combustion engine based on the required output of the hybrid vehicle, and the target value of the engine speed is specified. Specifying means that, when the valve opening timing is changed to the retard side, characterized by a control means for controlling the switching time of the operation line in response to the identified deviation.
本発明に係るハイブリッド車両は、動力源としての内燃機関及び少なくとも一つの電動機と、各々がそれらの出力軸と連結されてなる複数の回転要素を構成要素とする、例えば遊星歯車機構或いは複合型遊星歯車機構等の形態を採り得る動力分配手段とを備えており、特に、内燃機関の動作線を二値的に、段階的に又は連続的に切り替え可能に構成されている。尚、「動作線」とは、例えば機関回転速度とトルク等、内燃機関の出力に相関するパラメータを各軸に配してなる座標平面上において規定される、内燃機関の一動作条件としての動作点を、例えば内燃機関の要求出力毎に繋ぐ等して得られる、内燃機関の制御条件を規定する特性線を意味する。例えば、内燃機関の一要求出力には、その時点で選択されている動作線上の一動作点が対応している。 A hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine as a power source and at least one electric motor, and a plurality of rotating elements each connected to an output shaft thereof, for example, a planetary gear mechanism or a complex planetary planet. Power distribution means that can take the form of a gear mechanism or the like is provided, and in particular, the operation line of the internal combustion engine can be switched in a binary, stepwise or continuous manner. The “operation line” is an operation as one operating condition of the internal combustion engine that is defined on a coordinate plane in which parameters correlated with the output of the internal combustion engine, such as the engine speed and torque, are arranged on each axis. It means a characteristic line that defines control conditions for an internal combustion engine, obtained by connecting points for each required output of the internal combustion engine, for example. For example, one operation point on the operation line selected at that time corresponds to one required output of the internal combustion engine.
ここで、このような動作線の切り替え作用は、動力分配手段における回転要素相互間の差動作用により得られる。別言すれば、動力分配手段は、内燃機関の動作線を自由(物理的、機械的又は電気的な各種制約の範囲で自由であることを含む)に切り替えることが可能となるように、その構成が定められている。例えば、動力分配手段が、回転要素としてサンギア、キャリア及びリングギアを有する遊星歯車機構として構成される場合、例えば、このサンギアを電動機に、キャリアを内燃機関の機関出力軸に、またリングギアを車軸及び他の電動機に連結する構成とすれば、リングギアの回転速度は車速と一義的となるから、当該電動機の回転速度を増減制御することにより、内燃機関の機関回転速度を増減制御することが可能となる。即ち、内燃機関の動作点を自由に選択することが可能となって、必然的に動作線もまた自由に選択することが可能となる。この際、車軸に出力すべき動力の過不足分を当該他の電動機と車軸との間の動力の入出力により補償すれば、ハイブリッド車両全体の要求出力を満たしつつ、内燃機関の動作点を広範囲で自由に選択することが可能となり得る。例えばこのような場合、内燃機関の動作点は、好適な一形態として熱効率が理論的に又は現実的に最大となる(即ち、燃料消費率が最小となる)所謂最適燃費動作点に設定されてもよい。 Here, such an action line switching action is obtained by a differential action between the rotating elements in the power distribution means. In other words, the power distribution means is configured so that the operation line of the internal combustion engine can be freely switched (including being free within a range of physical, mechanical, or electrical restrictions). The structure is defined. For example, when the power distribution means is configured as a planetary gear mechanism having a sun gear, a carrier, and a ring gear as rotating elements, for example, the sun gear is used as an electric motor, the carrier is used as an engine output shaft of an internal combustion engine, and the ring gear is used as an axle. If the motor is connected to another motor, the rotational speed of the ring gear is unambiguous with the vehicle speed. Therefore, the engine rotational speed of the internal combustion engine can be controlled to increase or decrease by controlling the rotational speed of the motor. It becomes possible. That is, it becomes possible to freely select the operating point of the internal combustion engine, and inevitably the operating line can also be freely selected. At this time, if the excess and deficiency of the power to be output to the axle is compensated by the input / output of the power between the other electric motor and the axle, the operating point of the internal combustion engine can be widened while satisfying the required output of the entire hybrid vehicle. It may be possible to select freely. For example, in such a case, the operating point of the internal combustion engine is set to a so-called optimum fuel consumption operating point at which the thermal efficiency is theoretically or practically maximized (that is, the fuel consumption rate is minimized) as a preferred embodiment. Also good.
一方、本発明に係る内燃機関には、吸気弁の開弁時期を変化させることが可能な(必然的にバルブタイミングも変化する)物理的、機械的、電気的又は磁気的機構、装置及びシステムを包括する概念としての、例えばVVT(Variable Valve Timing)等の可変動弁装置が備わっている。尚、この際、吸気弁の開弁時期が可変である限りにおいて、吸気弁のリフト量又は作用角が可変であってもよいし、それに替えて或いは加えて、排気弁の開弁時期、リフト量又は作用角が可変であってもよい。吸気弁の開弁時期は、排気弁の開弁時期が固定されている場合には特に、バルブオーバラップ量(吸排気弁が共に開弁している期間の長さ(好適には、クランク角により規定される角度概念である))を規定する指標となる。バルブオーバラップ量は、気筒内に吸入される空気又は混合気の量たる吸気量と相関しており、定性的には、低回転領域ではバルブオーバラップ量が小さくされ、内部EGRを抑制することによる吸気効率の向上が図られ、高回転領域では逆にバルブオーバラップ量が大きくされ、排気慣性による吸気の導入促進効果によって吸気効率の向上が図られる。 On the other hand, in the internal combustion engine according to the present invention, a physical, mechanical, electrical or magnetic mechanism, apparatus and system capable of changing the valve opening timing of the intake valve (necessarily changing the valve timing). For example, a variable valve operating device such as VVT (Variable Valve Timing) is provided. At this time, as long as the opening timing of the intake valve is variable, the lift amount or operating angle of the intake valve may be variable, or instead of or in addition, the opening timing and lift of the exhaust valve may be variable. The amount or working angle may be variable. The valve opening timing of the intake valve is the valve overlap amount (the length of the period during which both the intake and exhaust valves are open (preferably the crank angle), particularly when the valve opening timing of the exhaust valve is fixed. It is an index that defines the angle concept)). The valve overlap amount correlates with the amount of intake air that is the amount of air or air-fuel mixture sucked into the cylinder, and qualitatively, the valve overlap amount is reduced in the low rotation region, thereby suppressing internal EGR. As a result, the valve overlap amount is increased in the high speed region, and the intake efficiency is improved by the effect of promoting the introduction of the intake air due to the exhaust inertia.
ここで、バルブオーバラップ量の大小が吸気量の大小に影響を与える点に鑑みれば、吸気弁の開弁時期に応じて、内燃機関の採るべき最適な動作点(即ち、一義的に最適な動作線)は変化し得る。より具体的に例示すれば、吸気弁の開弁時期が遅角側の値と進角側の値との間で二値的に切り替えられるとした場合、高回転領域で開弁時期を進角側の値に設定することにより吸気量を増大させトルクの出力上限値が上昇すれば、一般的に内燃機関の熱効率は高トルク側で向上するため、より低回転高トルク側の動作点が選択されるべき合理的理由が生じ得るのである。また、この種の一般論を適用せずとも、吸気弁の開弁時期と内燃機関の最適な動作点との間に相関がなければ係る開弁時期の変更は実質的に意味がなく、大小なり動作線の変更が必要となることは明らかである。 Here, in view of the fact that the magnitude of the valve overlap amount affects the magnitude of the intake air amount, the optimum operating point to be taken by the internal combustion engine (i.e., uniquely optimum) according to the opening timing of the intake valve. The operating line) can vary. More specifically, if the valve opening timing of the intake valve is binary switched between a retarded value and an advanced value, the valve opening timing is advanced in a high rotation range. If the upper limit value of torque is increased by increasing the intake air amount by setting the value on the side, generally the thermal efficiency of the internal combustion engine will improve on the high torque side, so the operating point on the lower rotation high torque side will be selected There can be rational reasons to be done. Even if this kind of general theory is not applied, if there is no correlation between the opening timing of the intake valve and the optimum operating point of the internal combustion engine, the change of the opening timing is substantially meaningless. It is clear that the operation line needs to be changed.
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される切り替え手段により、吸気弁の開弁時期に応じて内燃機関の動作線が切り替えられる。吸気弁の開弁時期に応じた動作線の切り替え態様は特に限定されないが、好適な一形態としては、先述したように、その時点で内燃機関の熱効率が理論的に又は現実的な制約の範囲で最適となる動作点が選択されるように動作線が切り替えられる。 Therefore, according to the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, during its operation, it is configured as various processing units such as an ECU (Electronic Control Unit), various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, or the like. The operating means of the internal combustion engine is switched by the switching means according to the opening timing of the intake valve. The mode of switching the operation line according to the opening timing of the intake valve is not particularly limited. However, as described above, as described above, the thermal efficiency of the internal combustion engine at that time is within the range of theoretical or practical constraints. The operating line is switched so that the optimal operating point is selected.
一方、動作線の切り替えには、大小なり内燃機関の機関回転速度の変動(以下、適宜「回転変動」と称する)が伴い得るが、特に、低回転側から高回転側への回転変動は、ドライバに所謂吹き上がり感として知覚され易く、ドライバビリティを低下させる要因となり得る。また、吸気弁の開弁時期が進角側で設定された場合に吸気量が増大し得る(即ち、高トルクが得られ易く、動作点が低回転側で設定され易い)点に鑑みれば、吹き上がり感を導き得る低回転側から高回転側への回転変動は、吸気弁の開弁時期が遅角側へ変更される場合(例えば、開弁時期が基準値と進角側の値との間で二値的に切り替えられる構成における、進角要求がオフとなる場合等)に顕著に発生する。従って、この種の回転変動に留意することなく動作線の切り替えを遂行するといった技術思想の範疇では、ドライバビリティの低下を確実に抑制することが難しい。 On the other hand, the switching of the operating line may be accompanied by a fluctuation in the engine speed of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “rotational fluctuation” as appropriate), although the rotational fluctuation from the low rotation side to the high rotation side is particularly large. It can be easily perceived by the driver as a so-called blow-up feeling, which can be a factor that reduces drivability. Further, in view of the point that the intake air amount can be increased when the opening timing of the intake valve is set on the advance side (that is, high torque can be easily obtained and the operating point is easily set on the low rotation side), The fluctuation in rotation from the low rotation side to the high rotation side that can lead to a feeling of blow-up can occur when the valve opening timing of the intake valve is changed to the retard side (for example, the valve opening timing is a reference value and an advance side value). In a configuration in which binary switching between the two is performed, for example, when the advance angle request is turned off. Therefore, it is difficult to reliably suppress a decrease in drivability within the scope of the technical idea of switching the operation line without paying attention to this type of rotational fluctuation.
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される特定手段により、機関回転速度の基準値と目標値との偏差が特定される。更に、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される制御手段が、吸気弁の開弁時期が遅角側へ変化する場合に、この特定された偏差に応じて動作線の切り替え時間を制御する。 Therefore, according to the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, at the time of its operation, for example, a reference means for engine rotational speed is provided by specific means configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device. The deviation between the value and the target value is specified. Further, when the control means configured as various processing units such as an ECU, various controllers or various computer systems such as a microcomputer device, the opening timing of the intake valve changes to the retard side, the specified deviation is The operation line switching time is controlled accordingly.
機関回転速度の基準値とは、参照すべき動作線上における、例えば車速及びアクセル開度(即ち、要求負荷と一義的である)等に基づいて決定される内燃機関の要求出力(尚、内燃機関の要求出力は、ハイブリッド車両の要求出力と必ずしも一致しない)に対応する動作点の機関回転速度であり、言わば、過渡的な制御目標値であって、好適には内燃機関の熱効率を理論的に又は現実的な制約の範囲で最大とし得る機関回転速度である。 The reference value of the engine rotational speed is a required output of the internal combustion engine determined based on, for example, the vehicle speed and the accelerator opening (that is, unambiguous with the required load) on the operation line to be referred to (internal combustion engine) Is the engine rotational speed at the operating point corresponding to the hybrid vehicle's required output), which is a transient control target value, preferably theoretically indicating the thermal efficiency of the internal combustion engine. Or, it is the engine speed that can be maximized within the range of realistic constraints.
一方、機関回転速度の目標値とは、このような過渡的な制御目標値としての基準値に機関回転速度を追従させるにあたっての言わば最終的に設定される目標値であり、例えば、電動機及び内燃機関並びにハイブリッド車両を構成する各種部品及び部材或いは各種電気系統及び機械系統の動作上の制約(物理的、機械的又は電気的な或いは制御上の動作限界、或いは予め設定される仕様や制御上の制約を含む)に律束されるため、機関回転速度の上昇時においては基準値に対し一定又は不定の割合で低くなる。従って、この偏差は、定常的な走行状態(例えば、一定速度で平坦路を走行している状態等)等、機関回転速度の時間当たりの変化量が小さい程小さく、また大きい程大きくなる性質を有する。尚、定常状態においては、この目標値は基準値に収束し得る。 On the other hand, the target value of the engine rotational speed is a target value that is finally set when the engine rotational speed follows the reference value as such a transient control target value. Restrictions on the operation of various parts and members constituting the engine and the hybrid vehicle, or various electric and mechanical systems (physical, mechanical, electrical or control operating limits, or preset specifications and control (Including restrictions), the engine speed increases at a constant or indefinite ratio with respect to the reference value. Therefore, this deviation is such that the amount of change in the engine rotational speed per time is smaller and larger as it is larger, such as in a steady traveling state (for example, traveling on a flat road at a constant speed). Have. In the steady state, this target value can converge to the reference value.
ここで、動作線の切り替え時間は、動作線切り替え前後の機関回転速度の基準値が一定であれば動作線の切り替え速度と表現してもよく、少なくとも動作線の切り替え速度を規定する要素であって、動作線の切り替え時における回転変動の度合いを規定し得るが、係る回転変動の度合いに対するドライバビリティの感度は、動作線の切り替え以前の機関回転速度の変化状態に影響される。 Here, the operation line switching time may be expressed as the operation line switching speed if the reference value of the engine rotational speed before and after the operation line switching is constant, and is an element that defines at least the operation line switching speed. Thus, the degree of rotational fluctuation at the time of switching the operating line can be defined, but the sensitivity of drivability to the degree of rotational fluctuation is affected by the change state of the engine rotational speed before switching of the operating line.
より具体的には、動作線の切り替え速度が一定であるとしても、元々機関回転速度の変化が大きい領域ではドライバビリティに与える影響は小さく、機関回転速度の変化が小さい領域では、ドライバビリティに与える影響は大きくなる。従って、動作線切り替え以前の機関回転速度の変化量と相関する、基準値と目標値との偏差に応じて動作線の切り替え時間が制御されることによって、ドライバビリティを低下させない範囲で、可及的に早期に目標値を基準値に収束させ、内燃機関を然るべき動作点で動作させることが可能となる。即ち、ドライバビリティの低下を招来しない範囲で内燃機関を可及的に高効率に動作させることが可能となるのである。 More specifically, even if the switching speed of the operation line is constant, the influence on the drivability is small in the area where the change in the engine rotation speed is originally large, and the drivability is given in the area where the change in the engine rotation speed is small. The impact will be greater. Therefore, as long as drivability is not reduced by controlling the operation line switching time according to the deviation between the reference value and the target value, which correlates with the amount of change in the engine speed before the operation line switching. Therefore, the target value can be converged to the reference value at an early stage, and the internal combustion engine can be operated at an appropriate operating point. In other words, the internal combustion engine can be operated as efficiently as possible without causing a decrease in drivability.
尚、本発明に係る「特定」とは、特定対象(本発明では、基準値と目標値との偏差)又は特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値を、所定の検出手段を介して直接的に又は間接的に検出すること、当該検出手段を介して直接的に又は間接的に検出された特定対象と相関する物理量、制御量又は指標値に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する値を選択すること、この種の特定対象と相関する物理量、制御量若しくは指標値又は選択された値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された値等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念である。係る概念の範囲において、特定手段は如何にして当該偏差を特定してもよい。 Note that “specific” according to the present invention refers to a specific target (in the present invention, a deviation between a reference value and a target value) or a physical quantity, control amount, or index value correlated with the specific target via a predetermined detection means. Directly or indirectly detected, stored in advance in appropriate storage means based on physical quantity, control amount or index value correlated with specific object detected directly or indirectly via the detection means Selecting a corresponding value from a map, etc., deriving from a physical quantity, control quantity or index value or a selected value correlated with this type of specific target, or in accordance with a preset algorithm or calculation formula, or this Thus, it is a broad concept encompassing simply acquiring the value detected, selected or derived in the form of an electric signal, for example. In the range of the concept, the specifying unit may specify the deviation in any way.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記特定された偏差が所定値以上である場合に、該偏差が該所定値未満である場合と較べて前記切り替え時間を短縮する。 In one aspect of the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, the control means is configured such that when the specified deviation is greater than or equal to a predetermined value, the switching time is greater than when the deviation is less than the predetermined value. To shorten.
この態様によれば、特定された偏差が所定値以上(尚、「以上」とは、基準値の設定次第で容易に「より大きい」と置換し得る概念であり、基準値がいずれの領域に属するかは設計事項であって、発明の本質に影響を与えない)である場合に動作線の切り替え時間が短縮される。即ち、切り替え速度が増速される。従って、本発明に係る実践上の利益を、本質部分については何ら減じることなく且つ比較的簡便に享受することが可能となる。 According to this aspect, the specified deviation is equal to or greater than a predetermined value (“more than” is a concept that can be easily replaced with “greater” depending on the setting of the reference value, and the reference value is in any region. If it belongs to a design matter and does not affect the essence of the invention, the operation line switching time is shortened. That is, the switching speed is increased. Therefore, it is possible to enjoy the practical benefits according to the present invention relatively easily without reducing the essential part.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
<Embodiment of the Invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<Configuration of Embodiment>
First, the configuration of a hybrid vehicle 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle 10.
図1において、ハイブリッド車両10は、ECU100、PCU(Power Control Unit)11、バッテリ12、車速センサ13及びアクセル開度センサ14並びにハイブリッド駆動装置1000を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
In FIG. 1, the hybrid vehicle 10 includes an
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM等を備え、ハイブリッド車両10の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する第1及び第2動作線切り替え制御を実行可能に構成されている。尚、ECU100は、本発明に係る「切り替え手段」、「特定手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
The
PCU11は、バッテリ12から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2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12に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ12と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力(即ち、この場合、バッテリ12を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる)を制御することが可能に構成された制御ユニットである。PCU11は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその動作が制御される構成となっている。
The
バッテリ12は、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電手段である。
The
車速センサ13は、ハイブリッド車両10の車速Vを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ13は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速Vは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
The
アクセル開度センサ14は、ハイブリッド車両10の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Taを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ14は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Taは、ECU100によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
The
ハイブリッド駆動装置1000は、ハイブリッド車両10のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図2を参照し、ハイブリッド駆動装置1000の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、ハイブリッド駆動装置1000の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
The
図2において、ハイブリッド駆動装置1000は、エンジン200、動力分割機構300、モータジェネレータMG1(以下、適宜「MG1」と略称する)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「MG2」と略称する)及び減速機構400を備える。
In FIG. 2, a
エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能するように構成されている。ここで、図3を参照し、エンジン200の詳細な構成について説明する。ここに、図3は、エンジン200の一平面構成を例示する模式図である。尚、同図において、図1及び図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば2サイクル又は4サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも1本の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、エンジン200のものに限定されず各種の態様を有してよい。
The
エンジン200は、シリンダブロック内にシリンダ201が4本直列に配置されてなる直列4気筒エンジンである。エンジン200は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト(いずれも不図示)を介して回転運動に変換可能に構成されている。このクランクシャフトの回転位置は、ECU100と電気的に接続された不図示のクランクポジションセンサによって検出されており、所定の制御バスを介してECU100により一定又は不定の周期で参照され、後述するVVTコントローラやインジェクタ等の各種動作制御に供される構成となっている。
The
エンジン200が動作するに際し、外部から吸入された空気は、吸気管202に導かれ、エアクリーナ203によって浄化された後に、各気筒に連通する吸気マニホールド202aへ供給される。また、吸入された空気に係る吸入空気量は、エアクリーナ203の下流に位置するエアフローメータ204によって検出される。エアフローメータ204は、ECU100と電気的に接続されており、エアフローメータ204によって検出された吸入空気量は、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
When the
吸気管202には、スロットルバルブ205が設けられ、その開度に応じて吸気マニホールド202aに供給される吸入空気量が制御される構成となっている。スロットルバルブ205は、スロットルバルブモータ(不図示)等の電動アクチュエータにより駆動される電子制御式のスロットルバルブであり、ECU100と電気的に接続され、ECU100により、例えば不図司のアクセルペダルの開度に応じて或いはアクセルペダルの開度とは無関係にその開度が制御される構成となっている。また、スロットルバルブ205の開度たるスロットル開度は、スロットルバルブ205近傍に設けられたスロットル開度センサ206により検出される。スロットル開度センサ206は、ECU100と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度は、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
A
シリンダ201内の燃焼室には、吸気マニホールド202aを介して供給される空気と、吸気マニホールド202aに連通する不図示の吸気ポートにおいて、例えば電子制御式のインジェクタ(図示は省略)等から噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ207を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ207の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。尚、係るインジェクタ等の燃料供給系は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によってその噴射量及び噴射時期(噴射クランク角)が制御される構成となっている。
The combustion chamber in the
燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ208による点火動作により混合気が燃焼する。尚、点火プラグ208は、ECU100と電気的に接続されており(制御ラインは不図示)、ECU100によってその点火時期(点火クランク角)が制御されるように構成されている。燃焼室において燃焼済みとなった混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ209の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド210a及び排気管210を介して排出される。
In the combustion chamber, the air-fuel mixture burns by the ignition operation by the
排気管210には、三元触媒211が設けられており、排気管210に排出された排気は、係る三元触媒211により浄化せしめられ、更に後段に設置される他の触媒装置により順次浄化せしめられた後に車外へ排出される構成となっている。また、エンジン200のシリンダブロック内に収容されるウォータジャケットには、冷却水が循環供給されており、係る冷却水の温度たる冷却水温Twは、水温センサ233によって検出され、水温センサ233と電気的に接続されたECU100によって絶えず把握される構成となっている。
The
吸気バルブ207は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された吸気カムシャフト212に各吸気バルブ207に対応付けられて固定された吸気カム213によって、その開閉動作が制御される。一方、排気バルブ209は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された排気カムシャフト214に各排気バルブ209に対応付けられて固定された排気カム215によって、その開閉動作が制御される。ここで、本実施形態では特に、吸気側カムシャフト212の一方の端部付近にVVTコントローラ216が備わり、吸気バルブ207のバルブタイミングが可変に制御される構成となっている。
The opening / closing operation of the
ここで、図4を参照して、VVTコントローラ216の構成について説明する。ここに、図4は、VVTコントローラ216の、吸気カムシャフト212と直交する平面における模式断面図である。
Here, the configuration of the
図4において、VVTコントローラ216は、ハウジング217とロータ218とを備える。
In FIG. 4, the
ハウジング217は、紙面に垂直な方向へ伸長する吸気カムシャフト212の外周に回動可能に支持されたスプロケット(不図示)にボルト等で締め付けられることによって固定されている。この際、エンジン200におけるクランクシャフトの回転は、タイミングチェーン(不図示)を介してスプロケットとハウジング217に伝達されるため、スプロケット及びハウジング214は、クランクシャフトに同期して回転することが可能である。
The housing 217 is fixed by being fastened with a bolt or the like to a sprocket (not shown) rotatably supported on the outer periphery of the
吸気カムシャフト212は、エンジン200のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータ218は、このように支持された吸気カムシャフト212の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング217内に回動可能に収容されている。また、ハウジング217の内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータ218の外周部に形成されたベーン219によって、進角室220及び遅角室221に区画されている。尚、ロータ218に形成された複数のベーン219のうち一つには、ロック孔223が形成されている。ロック孔223の作用については後述する。
The
吸気カムシャフト212の外周部分には、遅角側流路部222が環状に形成されており、遅角室221の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。また、吸気カムシャフト212の外周部には更に、進角側流路部(不図示)が、遅角側流路部222と同様環状に形成されており、進角室220の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。
A retard side channel portion 222 is formed in an annular shape on the outer peripheral portion of the
一方、VVTコントローラ216は、前述した遅角側流路部222及び進角側流路部等の液圧流路を含む液圧伝達系225を備える。ここで、図5を参照して、液圧伝達系225について説明する。ここに、図5は、液圧伝達系225の模式図である。
On the other hand, the
図5において、液圧伝達系225は、スプリング227及びソレノイド228により駆動される液圧制御弁226を備える。液圧制御弁226は、その弁体の位置を、進角室220に液圧を伝達せしめる進角位置、遅角室221に液圧を伝達せしめる遅角位置並びに進角室220及び遅角室221の何れにも液圧を伝達させない非伝達位置のいずれかに切替え可能に構成される。尚、ソレノイド228は、不図示の駆動系を介してECU100と電気的に接続されており、ECU100の上位制御によって制御されるソレノイド電流に応じて、液圧制御弁226の弁体の位置を切替え可能に構成されている。
In FIG. 5, the hydraulic pressure transmission system 225 includes a hydraulic pressure control valve 226 driven by a spring 227 and a solenoid 228. The hydraulic pressure control valve 226 moves the valve body into an advanced position where the hydraulic pressure is transmitted to the advance chamber 220, a retard position where the hydraulic pressure is transmitted to the retard chamber 221 and the advance chamber 220 and the retard chamber. 221 is configured to be switchable to any of the non-transmission positions where the hydraulic pressure is not transmitted to any of them. The solenoid 228 is electrically connected to the
スプリング227は、液圧制御弁226を図示右方向に付勢する弾性部材である。ソレノイド228に電流が供給されない場合、液圧制御弁226は、スプリング227による付勢を受けて、図示するように遅角位置で停止するように構成されている。 The spring 227 is an elastic member that urges the hydraulic pressure control valve 226 in the right direction in the figure. When no current is supplied to the solenoid 228, the hydraulic pressure control valve 226 is configured to stop at the retarded position as shown in the figure by being biased by the spring 227.
また、液圧伝達系225は、ポンプ229を備える。ポンプ229は、エンジン200の動力によって作動するように構成されており、エンジン200における潤滑用のオイルの一部をオイルパン230から汲み上げて、VVTコントローラ216の各部に循環供給することが可能に構成されている。このポンプ229によって循環供給されるオイルは、液圧制御弁226に接続された遅角側デリバリ231及び進角側デリバリ232を介して、更にはこれらに連通する前述した遅角側流路部222や進角側流路部等を介して夫々最終的に遅角室221及び進角室220に供給される構成となっている。
The hydraulic pressure transmission system 225 includes a pump 229. The pump 229 is configured to be operated by the power of the
図2に戻り、モータジェネレータMG1は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータMG2は、本発明に係る「電動機」の他の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータMG1と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータMG1及びMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば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構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。 Returning to FIG. 2, the motor generator MG1 is a motor generator that is an example of the “motor” according to the present invention, and has a power running function that converts electrical energy into kinetic energy and a regeneration function that converts kinetic energy into electrical energy. It has a configuration with. The motor generator MG2 is a motor generator that is another example of the “motor” according to the present invention. Like the motor generator MG1, the motor generator MG2 converts a power running function that converts electrical energy into kinetic energy, and converts kinetic energy into electrical energy. It has a configuration with a regenerative function. Motor generators MG1 and MG2 are configured as, for example, synchronous motor generators, and include, for example, a rotor having a plurality of permanent magnets on an outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. It may have, and may have other composition.
動力分割機構300は、中心部に設けられた、本発明に係る「回転要素」の一例たるサンギア303と、サンギア303の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「回転要素」の他の一例たるリングギア301と、サンギア303とリングギア301との間に配置されてサンギア303の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア305と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「回転要素」の更に他の一例たるプラネタリキャリア306とを備えた、本発明に係る「動力分配手段」の一例たる遊星歯車機構である。
The power split mechanism 300 includes a
ここで、サンギア303は、サンギア軸304を介してMG1のロータ(符合は省略)に結合されており、その回転速度はMG1の回転速度Nmg1と等価である。また、リングギア301は、駆動軸302及び減速機構500を介してMG2の不図示のロータに結合されており、その回転速度はMG2の回転速度Nmg2と等価である。更に、プラネタリキャリア306は、エンジン200のクランクシャフトに結合されており、その回転速度はエンジン200の機関回転速度NEと等価である。
Here, the
一方、駆動軸302は、ハイブリッド車両の駆動輪たる右前輪FR及び左前輪FLを夫々駆動するドライブシャフトSFR及びSFLと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構500を介して連結されている。従って、モータジェネレータMG2から駆動軸302に出力されるモータトルクは、減速機構500を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構500及び駆動軸302を介してモータジェネレータMG2に入力される。即ち、モータジェネレータMG2の回転速度Nmg2は、ハイブリッド車両10の車速Vと一義的な関係にある。
On the other hand, the
動力分割機構300は、係る構成の下で、エンジン200が発する動力を、プラネタリキャリア306とピニオンギア305とによってサンギア303及びリングギア301に所定の比率(各ギア相互間のギア比に応じた比率)で分配し、エンジン200の動力を2系統に分割することが可能となっている。
Under such a configuration, the power split mechanism 300 transmits power generated by the
尚、本発明に係る「動力分配手段」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構300のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分配手段は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構500は、予め設定された減速比に従って駆動軸302の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両10は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。
The configuration of the embodiment relating to the “power distribution means” according to the present invention is not limited to that of the power split mechanism 300. For example, the power distribution means according to the present invention includes a plurality of planetary gear mechanisms, and a plurality of rotating elements provided in one planetary gear mechanism are appropriately connected to each of a plurality of rotating elements provided in another planetary gear mechanism, An integral differential mechanism may be configured. In addition, the speed reduction mechanism 500 according to the present embodiment merely reduces the rotational speed of the
<実施形態の動作>
<バルブタイミング制御>
VVTコントローラ216は、以下に説明する三種類の制御モードに従ってその駆動状態が制御される
<強制最遅角モード>
エンジン200が機関停止状態にある期間或いは始動後暫時の期間については強制最遅角モードが実行される。VVTコントローラ216に供給されるオイルの液圧が、エンジン200の停止に伴って減少すると、ベーン219は、可動部のフリクションによって徐々に遅角側に回動し、最終的には最遅角位置(即ち、ベーン219の可動範囲の中で最も遅角側に相当する位置)で停止する。強制最遅角モードにおいては、ベーン219の位置が係る最遅角位置に強制的に固定される。より具体的には、ロック孔223が形成されたベーン219の最遅角位置に相当する部位には、不図示のロックピンがロック孔223に対し出没可能に設置されている。このロックピンは、通常、コイルバネ(不図示)によってロック孔223の方向に付勢を受けており、ロック孔223に所定の解除液圧(ベーン219を回動させるのに要する液圧よりも高圧である)以上の液圧でオイルが供給され、液圧がコイルバネによる付勢に打ち勝つと、ベーン219の回動を阻害しない所定の収容孔に収容される構成となっている。従って、機関停止状態において、液圧の低下に伴いベーン219が最遅角位置で停止すると、コイルバネによる付勢を受けてロックピン224がロック孔223に嵌合し、ベーン219の回動が機械的に固定、即ちロックされる。
<Operation of Embodiment>
<Valve timing control>
The drive state of the
The forced maximum retardation mode is executed for a period during which the
<フィードバックモード>
エンジン200の始動に伴って液圧が上昇する過程で、ロック孔223に加わる液圧が上述した解除液圧以上となると、上記強制最遅角モードは解除され、ベーン219はその可動範囲において回動可能な状態となる。この状態において、進角室220及び遅角室221における液圧を変化させた場合、ベーン219は所定の可動範囲内で双方の液圧の度合いに応じて図示進角方向及び遅角方向に回動する。この際、ベーン219が形成されるロータ218もベーン219に伴って回動するため、結果的に吸気カムシャフト212の回転位相は、クランクシャフトの回転位相に対して変化し、即ち吸気カムシャフト212のクランクシャフトに対する回転位相差が変化し、吸気カムシャフト212に固定された吸気バルブ207のバルブタイミングが変化する。この際、ECU100は、吸気バルブ207のバルブタイミングの目標変位角を演算し、ソレノイド228を駆動する駆動系に対しフィードバック電流値に相当する信号を供給してソレノイド228を制御する。その結果、F/Bモードでは、吸気カムシャフト212の回転位相差が、所望の値にフィードバック的に収束する。
<Feedback mode>
If the hydraulic pressure applied to the lock hole 223 becomes equal to or higher than the above-described release hydraulic pressure in the process in which the hydraulic pressure increases with the start of the
<保持モード>
一方、液圧伝達系225を介して進角室220及び遅角室221に然るべき液圧が加えられた状態で、液圧制御弁226の弁体が非伝達位置に制御されると、保持モードが作動する。保持モードでは、進角室220及び遅角室221における液圧が保持されるため、進角室220及び遅角室221双方の液圧によってベーン219は固定され、クランクシャフトの回転に伴うハウジング217の回転がオイルを介してロータ218及びベーン219に伝達される。従って、ロータ218に固定された吸気カムシャフト212は、クランクシャフトとの間で一定の回転位相差が保持された状態でロータ218と一体に回転駆動される。ハイブリッド車両10では、エンジン200が稼動している期間においては基本的にフィードバックモードと保持モードとが適宜実行され、吸気バルブ207のバルブタイミングが目標値に維持される。
<Retention mode>
On the other hand, when the valve body of the hydraulic pressure control valve 226 is controlled to the non-transmission position in a state where appropriate hydraulic pressure is applied to the advance chamber 220 and the retard chamber 221 via the hydraulic pressure transmission system 225, the holding mode is set. Operates. In the holding mode, since the hydraulic pressure in the advance chamber 220 and the retard chamber 221 is maintained, the
ここで、本実施形態において、吸気バルブ207のバルブタイミングは、ベーン219が所定の進角位置で停止した状態に対応する進角側バルブタイミングと、ベーン219が所定の遅角位置(上述の最遅角位置よりは進角側であるとする)で停止した状態に対応する遅角側バルブタイミングとの間で二値的に切り替えられるものとする。この際、ECU100は、予め設定されたバルブタイミングマップを参照し、進角側バルブタイミングと遅角側バルブタイミングとのうち、ハイブリッド車両10の運転条件に適合する一方を目標バルブタイミングとして選択する。尚、このバルブタイミングマップは、ハイブリッド車両10のアクセル開度Ta(要求負荷)と車速Vとをパラメータとするマップとして構築されている。即ち、アクセル開度Taと車速Vとの組み合わせ一つ一つに対し、いずれか一方のバルブタイミングが対応付けられた構成を採る。定性的には、アクセル開度Taが大きい領域(即ち、高負荷領域)において進角側バルブタイミングが選択され、それ以外の領域で遅角側バルブタイミングが選択される。尚、このような本実施形態に係る吸気バルブ207のバルブタイミング制御は一例であり、吸気バルブ207のバルブタイミングは、例えばより多段階に又は連続的に可変に制御されてもよい。
Here, in the present embodiment, the valve timing of the
<動作線の制御>
本実施形態に係るハイブリッド車両10では、エンジン200のクランクシャフトの回転速度と駆動軸302の回転速度との比たる変速比を自由に選択することができる。ここで、図6を参照し、係る変速比の制御の仕組みについて説明する。ここに、図6は、ハイブリッド駆動装置1000の各部の動作状態を説明する動作共線図である。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
<Control of operation line>
In the hybrid vehicle 10 according to the present embodiment, a gear ratio that is a ratio between the rotational speed of the crankshaft of the
図6において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左から順にモータジェネレータMG1、エンジン200及びモータジェネレータMG2が表されている。ここで、動力分割機構300は遊星歯車機構であり、サンギア303(即ち、実質的にMG1)、プラネタリキャリア306(即ち、実質的にエンジン200)及びリングギア301(即ち、実質的にMG2)のうち二要素の回転速度が定まれば、残余の一要素の回転速度が必然的に決定される。即ち、共線図上において各要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置1000の一動作状態について、1本の直線として表すことができる。
In FIG. 6, the vertical axis represents the rotational speed, and the horizontal axis represents the motor generator MG1, the
例えば、図6において、モータジェネレータMG2の動作点を図示白丸m1とし、エンジン200の反力トルクを負担するモータジェネレータMG1の動作点が図示白丸m3であるとすれば、エンジン200の動作点は必然的に図示白丸m2となる。ここで、車速V(即ち、MG2の回転速度Nmg2及び駆動軸302の回転速度と一義的である)を一定とすれば、MG1の回転速度Nmg1を制御して、MG1の動作点を図示白丸m4或いは白丸m5に変化させた場合、エンジン200の動作点は、夫々図示白丸m6或いは白丸m7に変化する。このように、ハイブリッド駆動装置1000では、モータジェネレータMG1を回転速度制御装置として利用し、エンジン200を所望の動作点で動作させることが可能である。また、この際、駆動軸302の回転速度は変化しないため、必然的に変速比が無段階に変化するのである。ハイブリッド駆動装置1000によれば、このような所謂電気CVT機能を得ることができる。
For example, in FIG. 6, if the operating point of the motor generator MG2 is the white circle m1 shown in the figure and the operating point of the motor generator MG1 that bears the reaction torque of the
エンジン200の動作点は、ROMに格納された動作点マップに従って設定される。ここで、図7を参照し、係る動作点マップについて説明する。ここに、図7は、動作点マップの構成を概念的に表してなる模式図である。
The operating point of
図7において、エンジン200の動作点は、図示実線で示される、上記進角側バルブタイミングに対応する進角側動作線又は上記遅角側バルブタイミングに対応する遅角側動作線と、エンジン要求出力に対応する等出力線とが交わる座標点として設定される。尚、図7には、等出力線の一例としてエンジン要求出力Pi(i=0,1,・・・,6)に夫々対応する7本の等出力線EPi(i=0,1,・・・,6)が示されている。例えば、現時点のエンジン200の要求出力がP5であるとする。この場合、エンジン200の動作点は、吸気バルブ207のバルブタイミングが進角側バルブタイミングであれば図示動作点M0(機関回転速度NE0且つエンジントルクTE1)に設定され、吸気バルブ207のバルブタイミングが遅角側バルブタイミングであれば図示動作点M1(同様にNE1(NE1>NE0)且つTE0(TE0<TE1))に設定される。
In FIG. 7, the operating point of the
ここで、進角側動作線及び遅角側動作線(いずれも本発明に係る「動作線」の一例である)について説明する。尚、いずれの動作線も、エンジン要求出力に対しエンジン200の熱効率が最大となる(燃料消費率が最小となる)最適燃費動作点を繋げて得られる動作線である。
Here, the advance side operation line and the retard side operation line (both are examples of the “operation line” according to the present invention) will be described. Each of the operation lines is an operation line obtained by connecting the optimum fuel consumption operating point at which the thermal efficiency of the
吸気バルブ207のバルブタイミングが進角側バルブタイミングである場合、吸排気バルブのバルブオーバラップ量は遅角側バルブタイミングが選択される場合と較べて拡大する。このため、高回転領域においては排気慣性による吸気充填効率の向上が見込まれ、最大吸気量が遅角側バルブタイミングと較べて上昇する。従って、遅角側動作線よりも高負荷側(総じて熱効率が高い側)で動作点を設定することが可能である。一方、低回転領域においては、排気の一部が吸気系に戻されるため、進角側バルブタイミングではかえって吸気充填効率が低下し、吸気量は遅角側バルブタイミングと較べて低下する。
When the valve timing of the
一方、吸気バルブ207のバルブタイミングが遅角側バルブタイミングである場合、吸排気バルブのバルブオーバラップ量は進角側バルブタイミングが選択される場合と較べて減少する。従って、高回転領域における吸気充填効率は、進角側バルブタイミングと較べて低下し、進角側動作線よりも軽負荷側で動作点を設定せざるを得なくなる。一方、低回転領域においては、内部EGR量が進角側バルブタイミングと較べて減少するため、吸気充填効率は進角側バルブタイミングよりも高くなる。その結果、遅角側動作線は進角側動作線よりも高トルク側で設定される。
On the other hand, when the valve timing of the
動作点マップは、上記進角側動作線及び遅角側動作線の各々について、エンジン要求出力に対応する各動作点に機関回転速度NE及びエンジントルクTEの値が対応付けられた構成を有しており、ECU100は、その時点で選択されている吸気バルブ207のバルブタイミングに対応する一方の動作線から、エンジン要求出力に対応する一の動作点を選択的に取得して、エンジン200の動作点が係る選択された動作点となるように、MG1、MG2、スロットルバルブ205及びインジェクタ等を制御する。
The operating point map has a configuration in which the values of the engine speed NE and the engine torque TE are associated with each operating point corresponding to the engine required output for each of the advance side operation line and the retard side operation line. The
ここで特に、吸気バルブ207のバルブタイミングを切り替えるに際しては、進角側動作線と遅角側動作線との間で動作線を切り替える必要が生じる。この動作線の切り替えは、以下に説明する第1及び第2動作線切り替え制御により行われる。尚、図7に示される動作線は、ハイブリッド駆動装置1000においてエンジン200が採り得る動作線の一例に過ぎず、また説明を分かり易くするため適宜模式化されている。従って、エンジン200の動作線は、無論図7に例示される以外の態様を有していてよく、その場合も以下に記述する本実施形態に係る効果は担保される。
In particular, when switching the valve timing of the
<第1動作線切り替え制御の詳細>
ここで、図8を参照し、第1動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図8は、第1動作線切り替え制御のフローチャートである。
<Details of first operation line switching control>
Here, the details of the first operation line switching control will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart of the first operation line switching control.
図8において、ECU100は、現時点がエンジン200の始動期間に該当するか否かを判別する(ステップS101)尚、第1動作線切り替え制御における「始動期間」とは、エンジン200の始動時点からの経過時間であるエンジン始動後経過時間が、VVTコントローラ216の基準遅延時間Tb未満となる時間領域を指す。
In FIG. 8, the
ここで、基準遅延時間Tbとは、エンジン始動後、VVTコントローラ216の作動制限が解除されるまでの時間である。補足すると、ベーン219は、解除液圧以下の液圧で回動可能であり、解除液圧に達さない時点でベーン219の回動を開始すると、ベーン219が所謂「噛んだ」状態となり、回動不能な状態となり得る。従って、基本的には、液圧が確実に解除液圧以上となるまで(即ち、エンジン始動後、基準遅延時間Tbが経過するまで)VVTコントローラ216の作動を制限する必要が生じる。従って、係る基準遅延時間Tbの値は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、エンジン始動後、ロック孔223に確実に解除液圧以上の液圧が供給される時間として設定されている。
Here, the reference delay time Tb is the time from when the engine is started until the operation restriction of the
エンジン200が機関停止状態にあるか、或いは既にエンジン200の始動期間が過ぎた場合(ステップS101:NO)、ECU100は、処理をステップS101で待機させると共に、エンジン200が始動し且つ始動後経過時間が上記基準遅延時間Tb未満である場合(ステップS101:YES)、ECU100は、VVT進角要求の有無を判別する(ステップS102)。
When the
ここで、「VVT進角要求」とは、吸気バルブ207のバルブタイミングを先述した進角側バルブタイミングに設定すべき旨の要求であり、ECU100は、ハイブリッド車両10の運転条件と先述したバルブタイミングマップとに基づいてその有無を判別する。尚、本実施形態において、吸気バルブ207のバルブタイミングは、進角側バルブタイミングと遅角側バルブタイミングとの間で二値的に切り替えられるため、係るVVT進角要求が生じていない状態とは、即ち吸気バルブ207のバルブタイミングを遅角側バルブタイミングに設定すべき旨の要求が生じている状態と等価である。VVT進角要求がない場合(ステップS102:NO)、ECU100は、処理をステップS101に戻し、一連の処理を繰り返す。
Here, the “VVT advance request” is a request that the valve timing of the
尚、第1動作線切り替え制御は、エンジン200の始動期間内においてなされる制御であり、エンジン始動期間外においてVVT進角要求が発生した場合は、公知の各種制御態様を伴ってVVTコントローラ216は制御される。補足すると、エンジン始動期間外においてVVT進角要求が発生した場合は、既にロック孔223には解除液圧以上の液圧が加わっていることになるから、強制最遅角モードは既に解除されているか、或いは即座に解除可能な状態にある。従って、VVT進角要求に応じて即座にVVTコントローラ216を駆動制御することが可能である。
The first operation line switching control is control performed during the start period of the
ステップS102においてVVT進角要求が有る場合(ステップS102:YES)、ECU100は、エンジン200が始動する以前に停止していた期間たるエンジン停止期間Teが、基準値Te0以下であるか否かを判別する(ステップS103)。尚、ハイブリッド車両10では、内燃機関のみを動力源として備える車両と異なり、電動機(本実施形態で言えば、主としてMG2)の動力のみにより所謂EV走行を行うことが可能である。従って、エンジン200は、例えばイグニッションオン時等の他に、EV走行中にハイブリッド車両10の運転条件が変化してEV走行を継続し得ないと判断された場合(物理的、機械的若しくは電気的な制約又は制御上の制約等、その判断要素は各種存在してよい)等においても、その始動が適宜要求され得る。エンジン始動期間にVVT進角要求が発生する状態は、顕著には、このように走行中にエンジン200が始動する場合(例えば、アクセルが踏み増しされてハイブリッド車両10が加速状態となり、ハイブリッド車両10の車速或いは要求出力がEV走行可能な範囲を越えた場合等)に生じ得る。
If there is a VVT advance request in step S102 (step S102: YES), the
ここで、エンジン200が機関停止してより相応に長い時間が経過した定常的な機関停止状態においては、VVTコントローラ216に供給される液圧は十分に低下しており、エンジン200のフリクションによりベーン219が最遅角位置まで回動するため、ロックピンがロック孔223に嵌合することとなって、VVTコントローラ216の制御モードは、先述した強制最遅角モードとなっている。従って、少なくとも上述した基準遅延時間Tbが経過するまでは、VVTコントローラ216の駆動を開始することが実践上不可能となる。
Here, in a steady engine stop state in which a correspondingly long time has elapsed since the
一方、エンジン200の停止後に、液圧がベーン219を回動せしめるのに要する液圧未満に低下するまでには、或いはベーン219が最遅角位置まで回動するには、夫々相応の経過時間を要するから、例えばエンジン200が機関停止後十分なインタバルを経ることなく再始動する場合(特に、EV走行中には十分に起こり得る)等には、液圧の上昇を待つことなくバルブタイミングの制御が可能となり得る。ステップS102に係る基準値Te0とは、このように、VVTコントローラ216に対し未だベーン219を回動させるのに十分な液圧が残存していると推定される時間値として、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定されている。
On the other hand, after the
エンジン停止期間Teが基準値Te0よりも長い場合(ステップS102:NO)、ECU100は、VVT作動インタバルΔTvをΔTv1に設定する(ステップS106)と共に、エンジン停止期間Teが基準値Te0以下である場合(ステップS102:YES)、ECU100は、VVT作動インタバルΔTvをΔTv0に設定する(ステップS104)。
When the engine stop period Te is longer than the reference value Te0 (step S102: NO), the
ここで、VVT作動インタバルΔTvとは、VVT進角要求が生じた時点からECU100がVVTコントローラ216の駆動制御を開始する時点までの遅延時間である。ここで特に、エンジン始動時点からVVT進角要求が発生する(オンとなる)までの経過時間をTpとすると、VVT作動インタバルΔTv1は、下記(1)式により規定される。尚、経過時間Tpの上限値は無論、基準遅延時間Tbである(基準遅延時間よりも大きい値を採ると、エンジン始動期間外となり、第1動作線切り替え制御の制御範囲から逸脱して通常のVVT制御がなされる)。
Here, the VVT operation interval ΔTv is a delay time from the time when the VVT advance angle request is generated to the time when the
ΔTv1=ΔTv0+(Tb−Tp)・・・(1)
即ち、VVT作動インタバルΔTv1は、最小値としてΔTv0を採り且つ最大値としてΔTv0+Tbを採る、経過時間Tpに応じて連続的に可変な値である。尚、ΔTv0はゼロに設定されていてもよいし、有意な時間値が設定されていてもよいが、迅速にVVTコントローラ216の作動を開始させる観点から言えば、ゼロ或いはそれに順ずる小さい値が設定されるのが望ましい。ステップS104又はステップS106において、VVT作動インタバルΔTvが設定されると、ECU100は、この設定されたVVT作動インタバルΔTvに従ってVVTコントローラ216を駆動制御する一方で、この設定されたVVT作動インタバルΔTvに同期させる形でエンジン200の動作線を切り替える(ステップS105)。動作線の切り替えがなされると、処理はステップS101に戻される。第1動作線切り替え制御は、このようにして実行される。
ΔTv1 = ΔTv0 + (Tb−Tp) (1)
That is, the VVT operation interval ΔTv1 is a continuously variable value according to the elapsed time Tp, which takes ΔTv0 as the minimum value and ΔTv0 + Tb as the maximum value. ΔTv0 may be set to zero or may be set to a significant time value. However, from the viewpoint of quickly starting the operation of the
ここで、図9を参照し、係る第1動作線切り替え制御の効果について説明する。ここに、図9は、第1動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。 Here, the effect of the first operation line switching control will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic timing chart conceptually showing the operation of each unit when the first operation line switching control is executed.
図9において、上段から順にエンジン200の動作状態、VVT進角要求の有無、VVT進角量及びエンジン出力の夫々時間推移が示されている。
In FIG. 9, the operation state of the
時刻T1において、エンジン200が始動し、時刻T2においてVVT進角要求が発生したとする。また、VVT進角量及びエンジン出力について、エンジン停止期間Teが基準値Te0以下である場合の時間特性(以下、適宜「第1の特性」とする)を実線、エンジン停止期間Teが基準値よりも長い場合の時間特性(以下、適宜「第2の特性」とする)を破線として表すものとする。
It is assumed that
ここで、第1の特性によれば、VVTコントローラ216に十分な液圧が加わっているとの判断の下、ECU100は、時刻T2から上記ΔTv0が経過した時刻T3においてVVTコントローラ216の駆動制御を開始する。その結果、時刻T3を境にベーン219は回動を開始し、時刻T4において、VVT進角量が、進角側バルブタイミングを規定するベーン219の進角位置に相当する図示A1に収束する。また、エンジン200の動作線も、VVT作動インタバルΔTvに同期して切り替えられるため、エンジン出力もまた時刻T3において増加し始め、時刻T4において要求出力たるPe0に収束する。尚、実際には、ECU100が駆動制御を開始してからVVTコントローラ216のベーン219が回動を開始するまでには、VTコントローラ216の物理的、機械的又は電気的構成上生じ得る動作遅延が生じ得るが、ここでは、説明の煩雑化を防ぐ目的から省略する。
Here, according to the first characteristic, based on the determination that sufficient fluid pressure is applied to the
一方、第2の特性によれば、VVTコントローラ216が強制最遅角モードにあると判断されるため、上記(1)式に従って、VVT作動インタバルΔTvが設定される。ここで、時刻T4と時刻T1との偏差を上記基準遅延時間Tbとすると、VVTコントローラ216は、時刻T4から、上記ΔTv0が経過した時刻T5において作動を開始し、時刻T5を境にベーン219は回動を開始し、時刻T6において、VVT進角量が、進角側バルブタイミングを規定するベーン219の進角位置に相当する図示A1に収束する。また、エンジン200の動作線も、VVT作動インタバルΔTvに同期して切り替えられるため、エンジン出力もまた時刻T5において増加し始め、時刻T6において要求出力たるPe0に収束する。
On the other hand, according to the second characteristic, since it is determined that the
このように、本実施形態に係る第1動作線切り替え制御によれば、エンジン始動期間にVVT進角要求が生じた場合に、信頼性を損なうことなく可及的に早期にVVTコントローラ216の駆動制御を開始することが可能となる。この際、エンジン200の動作線も、吸気バルブ207のバルブタイミングに同期するため、エンジン出力を早期に向上させることが可能となるのである。尚、第1動作線切り替え制御は、エンジン停止期間が比較的短い場合には、VVTコントローラ216を再度始動するために要する時間が短くて済む点に着眼した、エンジン停止期間に応じてVVTコントローラ216の始動タイミングを可変とする技術思想に基づいたものであり、図8及び図9はその一例を示すに過ぎず、その実践的制御態様は、上記に限らず各種態様を採り得る。
As described above, according to the first operation line switching control according to the present embodiment, when the VVT advance angle request is generated during the engine start period, the
<第2動作線切り替え制御の詳細>
次に、図10を参照し、第2動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図10は、第2動作線切り替え制御のフローチャートである。
<Details of second operation line switching control>
Next, details of the second operation line switching control will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of the second operation line switching control.
図10において、ECU100は、吸気バルブ207のバルブタイミングが進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングへ切り替えられたか否か(近未来的に切り替えられることが明らかなタイミングを含む)を判別する(ステップS201)。この種の切り替えタイミングではない場合(ステップS201:NO)、ECU100は、ステップS201で処理を待機させると共に、この種の切り替えタイミングである場合(ステップS201:YES)、ECU100は、VVTコントローラ216の駆動制御による吸気バルブ207のバルブタイミングを進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングに切り替えると共に、下記(2)式により機関回転速度偏差ΔNEを算出し、この機関回転速度ΔNEが閾値A以上であるか否かを判別する(ステップS202)。
In FIG. 10, the
ΔNE=NEbase−NEtag・・・(2)
(2)式において、NEbaseは、基準機関回転速度であり、エンジン要求出力に応じて設定される動作点(尚、ステップS201の判別が「YES」側に分岐する場合、進角側動作線上の動作点である)の機関回転速度である。基準機関回転速度NEbaseは、エンジン200の機関回転速度の過渡的な目標値であり、本発明に係る「基準値」の一例である。また、NEtagは、目標回転速度であり、機関回転速度を基準機関回転速度へ収束させるにあたっての、機関回転速度の最終的な目標値である。目標回転速度NEtagは、本発明に係る「目標値」の一例である。尚、閾値Aは、本発明に係る「所定値」の一例であるが、閾値Aの詳細については後述する。
ΔNE = NEbase−NEtag (2)
In equation (2), NEbase is a reference engine speed, and is an operating point set according to the engine required output (if the determination in step S201 branches to “YES” side, Engine speed). The reference engine speed NEbase is a transient target value of the engine speed of the
ECU100は、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A未満である場合(ステップS202:NO)、動作線切り替え時間TmをTm2に設定し(ステップS204)、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A以上である場合(ステップS202:YES)動作線切り替え時間TmをTm1(Tm1<Tm2)に設定する(ステップS203)。ステップS203又はステップS204において動作線切り替え時間Tmが設定されると、ECU100は、設定された動作線切り替え時間Tmでエンジン200の動作線を切り替える(ステップS205)。動作線の切り替えが終了すると、処理はステップS201に戻される。第2動作線切り替え制御はこのようにして実行される。
When the engine speed deviation ΔNE is less than the threshold A (step S202: NO), the
ここで、図11を参照し、第2動作線切り替え制御の詳細について説明する。ここに、図11は、第2動作線切り替え制御の実行時における各部の動作を概念的に表してなる模式的なタイミングチャートである。尚、同図において、図9と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。 Here, the details of the second operation line switching control will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic timing chart conceptually showing the operation of each unit during the execution of the second operation line switching control. In the figure, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 9, and the description thereof will be omitted as appropriate.
図11を参照する前に図7を参照して補足すると、進角側動作線から遅角側動作線へ動作線を切り替える際、エンジン動作点は、エンジン要求出力が例えば図示P5であれば、図示動作点M0から動作点M1へ切り替えられる。この場合、機関回転速度はNE0からNE1へと上昇することとなる。進角側動作線から遅角側動作線への動作線の切り替えは、定性的には高回転領域で生じ得るため、このように切り替えに際しては、基本的に機関回転速度NEの上昇を伴い得る。尚、図11を参照した説明では、動作線切り替え前の基準機関回転速度NEbaseをNE0、動作線切り替え後の基準機関回転速度NEbaseをNE1とする。 When referring to FIG. 7 before referring to FIG. 11, when the operation line is switched from the advance side operation line to the retard side operation line, the engine operating point is, for example, if the engine required output is P5 in the figure, The operating point M0 is switched to the operating point M1. In this case, the engine speed increases from NE0 to NE1. The switching of the operation line from the advance side operation line to the retard side operation line may occur qualitatively in the high speed region, and thus, in such a switching, the engine rotational speed NE may be basically increased. . In the description with reference to FIG. 11, the reference engine rotational speed NEbase before the operation line switching is NE0, and the reference engine rotational speed NEbase after the operation line switching is NE1.
図11において、上段から順に、VVT進角要求の有無、ΔNEが閾値A以上である場合の基準機関回転速度NEbase及び目標機関回転速度NEtagの時間特性(以下、適宜「第1の時間特性」と称する)並びにΔNEが閾値A未満である場合の基準機関回転速度NEbase及び目標機関回転速度NEtagの時間特性(以下、適宜「第2の時間特性」と称する)が示されている。また、第1及び第2の時間特性の各々において、実線は基準機関回転速度NEbaseに、破線は目標機関回転速度NEtagに夫々対応している。 In FIG. 11, in order from the top, whether there is a VVT advance request, time characteristics of the reference engine speed NEbase and the target engine speed NEtag when ΔNE is equal to or greater than the threshold value A (hereinafter referred to as “first time characteristics” as appropriate). And time characteristics of the reference engine speed NEbase and the target engine speed NEtag (hereinafter referred to as “second time characteristics” as appropriate) when ΔNE is less than the threshold A. In each of the first and second time characteristics, the solid line corresponds to the reference engine speed NEbase, and the broken line corresponds to the target engine speed NEtag.
図11において、時刻T10にVVT進角要求がオフとなり、吸気バルブ207のバルブタイミングが進角側バルブタイミングから遅角側バルブタイミングに切り替えられたとする。この進角要求がオフとなった時点から基準機関回転速度NEbaseを最終目標であるNE1に設定するまでの時間を動作線の切り替え時間Tmと定義すると、第1の特性によれば、時刻T10から動作線切り替え時間Tm1が経過した時刻T11において動作線の切り替えが終了する。
In FIG. 11, it is assumed that the VVT advance angle request is turned off at time T10 and the valve timing of the
ここで、目標機関回転速度NEtagは、VVT進角要求がオフになる以前から機関回転速度NEが上昇傾向にあるため、時刻T10において基準機関回転速度NEbase(即ち、NE0)未満のNE4であり、最終的にNE1に収束するのは、時刻T11よりも遅い時刻T12となっている。即ち、目標回転速度NEtagが設定されてからモータジェネレータMG1の回転制御により実際にエンジン200の機関回転速度NEがそれに追従するまでの時間を無視すれば、この場合、実際にエンジン200の動作点が切り替わるのは、時刻T12となる。
Here, the target engine speed NEtag is NE4 that is less than the reference engine speed NEbase (that is, NE0) at time T10 because the engine speed NE tends to increase before the VVT advance request is turned off. It finally converges to NE1 at time T12 later than time T11. That is, if the time from when the target rotational speed NEtag is set to when the engine rotational speed NE of the
一方、第2の特性によれば、時刻T10から動作線切り替え時間Tm2が経過した時刻T13において動作線の切り替えが終了する。第1の特性と同様に、目標機関回転速度NEtagは、VVT進角要求がオフになる以前から機関回転速度NEが上昇傾向にあるため、時刻T10において基準機関回転速度NEbase(即ち、NE0)未満のNE5であり、最終的にNE1に収束するのは、時刻T13よりも遅い時刻T14となっている。即ち、目標回転速度NEtagが設定されてからモータジェネレータMG1の回転制御により実際にエンジン200の機関回転速度NEがそれに追従するまでの時間を無視すれば、この場合、実際にエンジン200の動作点が切り替わるのは、時刻T14となり、動作点が切り替わるまでに、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A以上である場合と較べて、時刻T14と時刻T12との偏差に相当する時間遅延が発生することとなる。
On the other hand, according to the second characteristic, the operation line switching ends at time T13 when the operation line switching time Tm2 has elapsed from time T10. Similar to the first characteristic, the target engine speed NEtag is less than the reference engine speed NEbase (ie, NE0) at time T10 because the engine speed NE tends to increase before the VVT advance request is turned off. NE5, and finally converges to NE1 at time T14 later than time T13. That is, if the time from when the target rotational speed NEtag is set to when the engine rotational speed NE of the
エンジン200の動作点は、既に述べたように、エンジン200の熱効率が可及的に大きくなるように(或いは、ハイブリッド駆動装置1000のシステム効率が可及的に大きくなるように)設定されており、動作点の切り替えに要する時間は、ハイブリッド車両10の燃費に直結する。従って、第2の特性は、第1の特性と較べて、ハイブリッド車両10の燃費の観点からは、実践上有意な差異として顕在化し得るか否かは別として劣る特性となる。
As described above, the operating point of the
このように、動作線切り替え時間Tmは、基本的に短い方が好ましいことは明らかであるが、その一方で、動作線切り替え時間Tmの短縮方向への変化は、動作線(動作点でも同様である)切り替え期間中における機関回転速度NEの変動の度合いを増大させる方向に作用する。 Thus, it is clear that the operation line switching time Tm is basically preferably shorter, but on the other hand, the change in the operation line switching time Tm in the shortening direction is similar to the operation line (the operation point is the same). It acts in a direction to increase the degree of fluctuation of the engine speed NE during the switching period.
上記例で言えば、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A以上である場合、動作線の切り替え速度は(NE1−NE0)/Tm1となり、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A未満である場合の切り替え速度たる(NE1−NE0)/Tm2よりも高くなる。この種の過渡的な回転変動は、ドライバビリティの低下を招来する要因となる。即ち、定性的には、この種の動作線の切り替え期間において、燃費とドライバビリティとは背反の関係となる。 In the above example, when the engine speed deviation ΔNE is greater than or equal to the threshold A, the operating line switching speed is (NE1−NE0) / Tm1 and is the switching speed when the engine speed deviation ΔNE is less than the threshold A. It becomes higher than (NE1-NE0) / Tm2. This type of transient rotational fluctuation is a factor that causes a decrease in drivability. That is, qualitatively, fuel consumption and drivability are in a trade-off relationship during this type of operation line switching period.
一方、動作線の切り替え期間中に回転変動が生じたとしても、動作線の切り替え以前に既に相応の回転変動が生じている場合、回転変動の度合い自体に変化はなくとも、ドライバビリティに与える影響は軽減される。 On the other hand, even if the rotation fluctuation occurs during the operation line switching period, if the corresponding rotation fluctuation has already occurred before the operation line switching, the effect on the drivability even if the degree of rotation fluctuation itself does not change. Is alleviated.
ここで特に、機関回転速度偏差ΔNEの大きさは、動作線切り替え要求が生じる以前における機関回転速度NEの変動の度合いと一義的な関係があり、基準機関回転速度NEbaseの変化が大きい場合、目標機関回転速度NEtagの追従が遅れるため、ΔNEもまた大きくなる。即ち、ΔNEの大小は、当該回転変動の度合いの大小に夫々一対一、一対多、多対一又は多対多に対応する。 Here, in particular, the magnitude of the engine rotational speed deviation ΔNE is uniquely related to the degree of fluctuation of the engine rotational speed NE before the operation line switching request is generated, and when the change in the reference engine rotational speed NEbase is large, Since the follow-up of the engine speed NEtag is delayed, ΔNE also increases. That is, the magnitude of ΔNE corresponds to the magnitude of the degree of rotational fluctuation on a one-to-one, one-to-many, many-to-one, or many-to-many basis.
例えば、図11を参照すれば、機関回転速度偏差ΔNEが閾値A以上である場合に対応する第1の特性において、動作線切り替え以前における機関回転速度の変化率は、(NE0−NE3)/dt1=(NE4−NE2)/dt1であり、ΔNEが閾値A未満である場合に対応する第2の特性における当該変化率たる、(NE0−NE7)/dt1=(NE5−NE6)/dt1よりも大きい。 For example, referring to FIG. 11, in the first characteristic corresponding to the case where the engine speed deviation ΔNE is equal to or greater than the threshold value A, the rate of change of the engine speed before the operation line switching is (NE0−NE3) / dt1. = (NE4-NE2) / dt1, and is greater than (NE0-NE7) / dt1 = (NE5-NE6) / dt1, which is the rate of change in the second characteristic corresponding to the case where ΔNE is less than the threshold A. .
このため、機関回転速度偏差ΔNEと閾値Aとの比較判別結果に基づいて動作線の切り替え時間を適切に制御することが可能となるのである。本実施形態において、閾値Aは、それ以上の領域が、動作線切り替え時間Tm1に従って早期に動作線を切り替えてもドライバビリティの低下が少なくとも実践的にみて顕在化しない程度の機関回転速度の変動が生じている場合に対応するように、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて設定されている。 Therefore, it is possible to appropriately control the operation line switching time based on the comparison determination result between the engine rotation speed deviation ΔNE and the threshold value A. In the present embodiment, the threshold A has a fluctuation of the engine speed such that a decrease in drivability is not manifested at least practically even when the operating line is switched early in accordance with the operating line switching time Tm1. In order to correspond to the case where it occurs, it is set in advance experimentally, empirically, theoretically, or based on simulation.
このように、第2動作線切り替え制御によれば、ドライバビリティの低下を招来しない範囲で可及的に早期に動作線を切り替えることが可能となり、エンジン200を可及的に高効率に動作させることが可能となるのである。
As described above, according to the second operation line switching control, it is possible to switch the operation line as early as possible without causing a decrease in drivability, and to operate the
尚、ここでは、動作線切り替え時間TmはTm1とTm2との間で二値的に切り替えられる構成としたが、VVT進角要求がオンからオフに変化した時点のエンジン要求出力或いは基準機関回転速度NEbaseの値によっては、動作線切り替え時間Tmが同一でも動作線切り替え速度は変化し得る。係る点に鑑みれば、動作線切り替え時間Tmは、多段階に又は連続的に切り替えられてもよい。即ち、本発明の本質的な技術思想は、動作線切り替え前後における機関回転速度の過度な変動を防止した上で可及的に早期に動作線を切り替える点にあり、一の目標偏差(動作線切り替え前後の基準機関回転速度の偏差)について、機関回転速度偏差ΔNEの大小が動作線切り替え時間Tmの小大に夫々対応する限りにおいて、目標偏差毎の動作線切り替え時間又は機関回転速度偏差ΔNEに係る閾値の設定態様はどのようなものであってもよく、いずれにせよ本発明に係る「特定された偏差に応じて動作線の切り替え時間を制御する」動作の範疇である。 Here, the operation line switching time Tm is binary switched between Tm1 and Tm2, but the engine required output or the reference engine speed at the time when the VVT advance request changes from on to off. Depending on the value of NEbase, the operating line switching speed may change even if the operating line switching time Tm is the same. In view of this point, the operation line switching time Tm may be switched in multiple stages or continuously. That is, the essential technical idea of the present invention is to switch the operating line as early as possible after preventing excessive fluctuations in the engine speed before and after switching the operating line. As long as the magnitude of the engine rotational speed deviation ΔNE corresponds to the magnitude of the operating line switching time Tm, respectively, the operation line switching time or engine rotational speed deviation ΔNE for each target deviation is determined. Any threshold setting mode may be used, and in any case, it is a category of the operation of “controlling the operation line switching time in accordance with the specified deviation” according to the present invention.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and control of a hybrid vehicle involving such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.
10…エンジンシステム、100…ECU、200…エンジン、201…シリンダ、216…VVTコントローラ、217…ハウジング、218…ロータ、219…ベーン、220…進角室、221…遅角室、223…ロック孔、225…液圧伝達系、226…液圧制御弁、227…スプリング、228…ソレノイド、300…動力分割機構、1000…ハイブリッド駆動装置、MG1、MG2…モータジェネレータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine system, 100 ... ECU, 200 ... Engine, 201 ... Cylinder, 216 ... VVT controller, 217 ... Housing, 218 ... Rotor, 219 ... Vane, 220 ... Advance angle chamber, 221 ... Delay angle chamber, 223 ... Lock hole DESCRIPTION OF SYMBOLS 225 ... Fluid pressure transmission system, 226 ... Fluid pressure control valve, 227 ... Spring, 228 ... Solenoid, 300 ... Power split mechanism, 1000 ... Hybrid drive unit, MG1, MG2 ... Motor generator.
Claims (2)
前記内燃機関の機関出力軸及び前記少なくとも一つの電動機の出力軸に夫々連結された回転要素を含む、相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力分配手段を更に備えると共に、
前記動力分配手段における前記複数の回転要素の差動作用により前記内燃機関の動作線を切り替え可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記開弁時期に応じて前記動作線を切り替える切り替え手段と、
前記ハイブリッド車両の要求出力に基づいた前記内燃機関の機関回転速度の基準値と、該機関回転速度の目標値との偏差を特定する特定手段と、
前記開弁時期が遅角側へ変化する場合に、前記特定された偏差に応じて前記動作線の切り替え時間を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 As a power source, comprising an internal combustion engine having a variable valve gear capable of changing the opening timing of the intake valve and at least one electric motor,
And further comprising power distribution means including a plurality of rotating elements capable of differentially rotating with each other, including rotating elements respectively connected to an engine output shaft of the internal combustion engine and an output shaft of the at least one electric motor.
A control device for a hybrid vehicle configured to be able to switch an operation line of the internal combustion engine by a differential action of the plurality of rotating elements in the power distribution means,
Switching means for switching the operation line according to the valve opening timing;
A specifying means for specifying a deviation between a reference value of the engine speed of the internal combustion engine based on a required output of the hybrid vehicle and a target value of the engine speed;
A control device for a hybrid vehicle, comprising: a control unit that controls a switching time of the operation line according to the specified deviation when the valve opening timing changes to the retard side.
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 2. The hybrid according to claim 1, wherein when the specified deviation is equal to or greater than a predetermined value, the control unit shortens the switching time compared to a case where the deviation is less than the predetermined value. Vehicle control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008298038A JP5217954B2 (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Control device for hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008298038A JP5217954B2 (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Control device for hybrid vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010120582A true JP2010120582A (en) | 2010-06-03 |
JP5217954B2 JP5217954B2 (en) | 2013-06-19 |
Family
ID=42322297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008298038A Expired - Fee Related JP5217954B2 (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Control device for hybrid vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5217954B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012224220A (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Toyota Motor Corp | Drive control device of hybrid vehicle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11159311A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Toyota Motor Corp | Adjuster for internal combustion engine |
JP2002017005A (en) * | 1997-03-24 | 2002-01-18 | Toyota Motor Corp | Power outputting device and controlling method thereof |
JP2005105943A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Toyota Motor Corp | Operating point control device, hybrid vehicle carrying the device, and operating point control method |
JP2006226131A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Toyota Motor Corp | Power output device, automobile provided with it, and control method for power output device |
-
2008
- 2008-11-21 JP JP2008298038A patent/JP5217954B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002017005A (en) * | 1997-03-24 | 2002-01-18 | Toyota Motor Corp | Power outputting device and controlling method thereof |
JPH11159311A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Toyota Motor Corp | Adjuster for internal combustion engine |
JP2005105943A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Toyota Motor Corp | Operating point control device, hybrid vehicle carrying the device, and operating point control method |
JP2006226131A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Toyota Motor Corp | Power output device, automobile provided with it, and control method for power output device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012224220A (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Toyota Motor Corp | Drive control device of hybrid vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5217954B2 (en) | 2013-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6004106B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4548374B2 (en) | Powertrain of hybrid electric vehicle and powertrain control method | |
US8509979B2 (en) | Control apparatus for hybrid vehicle | |
US7958868B2 (en) | Control device for vehicle | |
US7588013B2 (en) | Engine system and method for controlling the same | |
US9517760B2 (en) | Hybrid vehicle | |
JP2009154624A (en) | Controller for hybrid drive device | |
US9302670B2 (en) | Control apparatus for vehicle | |
JP2009234359A (en) | Control device for hybrid driving device | |
JP4876953B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
KR20160067745A (en) | Automobile | |
JP2014092066A (en) | EGR valve fault detection device | |
JP5949369B2 (en) | Stop control device for internal combustion engine | |
JP2014051153A (en) | Valve opening control unit for internal combustion engines | |
JP2010158979A (en) | Control device for vehicle | |
JP5217954B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP2010143281A (en) | Control device for hybrid drive device | |
JP2010137723A (en) | Controller of hybrid vehicle | |
US9889842B2 (en) | Hybrid vehicle, controller for hybrid vehicle, and control method for hybrid vehicle | |
JP2008286003A (en) | Operation control device of vehicle | |
JP2014077363A (en) | Control device of hybrid vehicle | |
JP6194906B2 (en) | Vehicle control device | |
JP6020281B2 (en) | vehicle | |
JP5831359B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP2010143282A (en) | Controller for hybrid vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121009 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5217954 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |