JP2012153287A - Hybrid vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の走行のための駆動力源として内燃機関と発電機能のある電動機とを備えているハイブリッド車両に関し、特に、電動機によって内燃機関の回転数を制御することができるように構成されたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor having a power generation function as a driving force source for traveling of the vehicle, and is particularly configured to be able to control the rotational speed of the internal combustion engine by the electric motor. The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
ハイブリッド車両は、複数の駆動力源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、およびモータ・ジェネレータなどの電動機を搭載した車両であり、内燃機関と電動機とが持つそれぞれの特性を生かしつつ、燃費を向上し、かつ排気ガスの低減を図ることが可能である。すなわち、駆動力源として内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド車両は、内燃機関を燃焼効率の良い運転点で運転し、かつ車両に要求される駆動トルクを電動機で付加することができ、さらに減速時にエネルギー回生を行いその際に発生させた電力を走行のために使用することもできる。そのため、走行に対する要求を満たしつつ、燃費を向上させることができ、また排気ガスの低減を図ることができる。そのようなハイブリッド車両に関する発明の一例が特許文献1に記載されている。
A hybrid vehicle is a vehicle in which an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and an electric motor such as a motor / generator are mounted as a plurality of driving force sources, and fuel consumption is improved while taking advantage of the characteristics of the internal combustion engine and the electric motor. It is possible to improve and reduce exhaust gas. In other words, a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor as driving force sources can operate the internal combustion engine at an operating point with good combustion efficiency, and can add the driving torque required for the vehicle with the electric motor. Sometimes the energy is regenerated and the electric power generated at that time can be used for running. Therefore, the fuel efficiency can be improved while satisfying the demand for traveling, and the exhaust gas can be reduced. An example of an invention relating to such a hybrid vehicle is described in
この特許文献1に記載された発明は、内燃機関とモータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、内燃機関への燃料供給を停止した状態でモータに駆動トルクを発生させるEVモードと、内燃機関にトルクを発生させるHVモードとを適宜切り替えるとともに、バッテリの充電状態を検出し、その充電状態が良好である場合は、EVモードの下で内燃機関を連れ回し、充電状態が悪い場合には、内燃機関の連れ回しを禁止するように構成されている。また、この特許文献1には、EVモードからHVモードへの切り替え後に内燃機関の回転数を速やかに目標回転数に到達させるために、EVモードにおいて内燃機関の燃焼を止めたままその内燃機関に連れ回しを生じさせる点や、例えばナビゲーション装置から取得する情報に基づいて現在の走行路が坂道に該当すると判別された場合に、以降の走行においてHVモードへの切り替えが頻繁に繰り返される頻度が高いと判断して、EVモードにおいて内燃機関の連れ回しが実行される点、あるいは、HVモードへの切り替え頻度に応じて、内燃機関の連れ回しを行う際の連れ回し回転数の高低を調整する点などが開示されている。
The invention described in
また、特許文献2にも、モータ走行時にエンジンの燃焼を開始させてエンジンを立ち上げる際に、そのエンジン回転数を早期に立ち上げるために、燃焼停止中のエンジンを所定回転数で回転させておく点や、ナビゲーション情報により車両が登坂路を走行しているかもしくは登坂路の近くを走行しているか否かを判別する点、バッテリのSOCが所定値以下になった場合にエンジンを始動させる点、運転者の要求に基づいてエンジン連れ回しとエンジン回転停止とを切り替える点、などが開示されている。 Patent Document 2 also discloses that when starting an engine by starting combustion of the engine during running of the motor, the engine stopped at combustion is rotated at a predetermined rotational speed in order to start up the engine speed early. Points to be determined, whether the vehicle is traveling on or near an uphill road by navigation information, and starting the engine when the battery SOC falls below a predetermined value In addition, a point that switches between engine rotation and engine rotation stop based on a driver's request is disclosed.
なお、特許文献3には、エンジンと発電機とが作動してトルクを出力している場合に、その場合のトルク変動をモータが出力する補正トルクによって吸収させることにより、トルク変動による走行フィーリングの悪化を抑制する技術が開示されている。
In
上記の特許文献1および特許文献2に記載されているようなハイブリッド車両によれば、電動機の出力のみにより車両を駆動するいわゆるEV走行と、内燃機関の出力もしくは内燃機関および電動機の両方の出力により車両を駆動するいわゆるHV走行とを、適宜切り替えて車両を走行させることができる。そして、EV走行時に、電動機(特許文献1に記載されているハイブリッド車両では、モータジェネレータ14およびモータ16)の回転数を適切に制御することにより、内燃機関の燃焼を止めたまま内燃機関を空転させること、すなわち内燃機関に連れ回しを生じさせることができる。したがって、例えば、EV走行中の車両に対して加速要求があったことにより、内燃機関にトルクを発生させるために車両の走行状態をEV走行からHV走行に切り替える際に、電動機の回転数を制御して内燃機関を空転させ、その空転回転数(すなわち、連れ回し回転数)を予め所定の回転数以上に保持しておくことにより、加速要求に対し内燃機関の出力によって車両を再加速させる際の応答遅れを回避もしくは抑制することができる。
According to the hybrid vehicle as described in
しかしながら、上記のような再加速時の応答遅れを回避するために、内燃機関の空転回転数を設定する際の基準となる所定の回転数を、例えば、車両が平坦路を走行している状態をベースに算出すると、車両が登坂路で再加速する際に必要な回転数および出力が不足してしまう場合がある。反対に、上記の所定の回転数を、車両が登坂路を走行している状態をベースに算出すると、車両が平坦路や降坂路で再加速する際に回転数が過剰に高くなってしまう場合がある。その結果、再加速時の応答遅れを適切に回避できなくなり、車両のドライバビリティが低下してしまったり、あるいは内燃機関の回転数を過剰に高く上昇させた分、電力を無駄に消費してしまう場合がある。さらに、内燃機関の空転回転数によっては、燃料供給を停止した状態で内燃機関を空転させるよりも、内燃機関に燃料を供給しその内燃機関の出力により電動機を駆動して回生を行った方が、結果的にエネルギ効率が良い場合もある。 However, in order to avoid the response delay at the time of reacceleration as described above, for example, a state in which the vehicle is traveling on a flat road is set to a predetermined rotational speed that serves as a reference when setting the idling rotational speed of the internal combustion engine. If the vehicle is calculated based on the above, the rotational speed and output required when the vehicle re-accelerates on the uphill road may be insufficient. On the other hand, if the above-mentioned predetermined rotational speed is calculated based on the state where the vehicle is traveling on an uphill road, the rotational speed becomes excessively high when the vehicle is reaccelerated on a flat road or a downhill road. There is. As a result, response delays during re-acceleration cannot be properly avoided, and the drivability of the vehicle is reduced, or power is wasted due to the excessive increase in the rotational speed of the internal combustion engine. There is a case. Furthermore, depending on the idling speed of the internal combustion engine, it may be necessary to regenerate by supplying fuel to the internal combustion engine and driving the electric motor with the output of the internal combustion engine rather than idling the internal combustion engine with the fuel supply stopped. As a result, energy efficiency may be good.
このように、内燃機関と電動機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両において、電動機の出力によりEV走行している際に、例えば車両に対する加速要求や減速要求があった場合などでも、車両のドライバビリティを損なうことなく、常に最適なエネルギ効率で車両を走行させるためには、未だ改良の余地があった。 As described above, in a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor as driving force sources, the vehicle driver is driven even when an acceleration request or a deceleration request is made to the vehicle, for example, when EV traveling is performed by the output of the electric motor. There is still room for improvement in order to allow the vehicle to always run with optimum energy efficiency without sacrificing performance.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、内燃機関と電動機とを駆動力源として備えたハイブリッド車両を、ドライバビリティを低下させることなく、常にエネルギ効率が最良の状態で走行させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and in a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor as driving force sources, the energy efficiency is always in the best state without reducing drivability. An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can be driven.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、内燃機関および電動機を駆動力源として備え、前記内燃機関への燃料供給を停止して前記電動機のみに駆動トルクを発生させて車両を走行させるEV走行と、前記内燃機関へ燃料を供給して該内燃機関に駆動トルクを発生させて車両を走行させるHV走行とを選択的に実行可能であるとともに、前記EV走行中に前記内燃機関を空転させてその際の空転回転数を制御可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の走行状態を前記EV走行から前記HV走行へ切り替える場合に、前記内燃機関の前記空転回転数を、前記HV走行を開始する際に前記内燃機関に要求される目標トルクを出力するために必要な目標回転数との乖離を縮めるように上昇させた保持回転数で保持する空転回転数保持手段と、前記内燃機関に燃料を供給して該内燃機関を燃焼運転させた場合の燃焼効率を推定する燃焼効率推定手段と、前記内燃機関の回転を前記保持回転数で保持する場合に、前記内燃機関を前記保持回転数で燃焼運転させた場合に推定される推定燃焼効率に基づいて前記内燃機関を空転させるかもしくは燃焼運転させるかを判断する燃料供給判断手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
In order to achieve the above object, an invention according to
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記燃料供給判断手段が、前記推定燃焼効率と前記内燃機関を前記保持回転数で燃焼運転した場合の理論上の最適燃焼効率との偏差が予め設定した所定の閾値よりも小さい場合に、前記内燃機関を燃焼運転させる手段を含むことを特徴とする制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fuel supply determining means is configured to calculate the estimated combustion efficiency and the theoretical optimum combustion efficiency when the internal combustion engine is operated at the holding rotational speed. The control device includes means for performing a combustion operation of the internal combustion engine when the deviation is smaller than a predetermined threshold value set in advance.
請求項1の発明によれば、ハイブリッド車両を電動機の出力によりEV走行させている状態から内燃機関を燃焼運転させてHV走行の状態に切り替える場合、内燃機関の燃焼運転を開始する以前に、その内燃機関の回転数が燃焼運転開始時の目標回転数に向けて上昇させられ保持回転数で保持される。そのため、EV走行からHV走行への切り替えの際の内燃機関回転数の応答遅れを解消してスムーズな切り替えを実現することができ、その結果、ドライバビリティの低下を回避することができる。そして、上記のようにしてHV走行を開始する際に内燃機関の回転数を保持回転数で保持する場合、内燃機関を保持回転数で燃焼運転させたときの燃焼効率が考慮されて、その内燃機関が空転もしくは燃焼運転させられる。そのため、ハイブリッド車両の走行状態の切り替え時であっても、常に効率が良い状態で内燃機関を回転させることができ、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the hybrid vehicle is switched from the state in which the hybrid vehicle is EV driven by the output of the electric motor to the state of HV traveling by the combustion operation, before the combustion operation of the internal combustion engine is started, The rotational speed of the internal combustion engine is increased toward the target rotational speed at the start of the combustion operation and is held at the holding rotational speed. Therefore, it is possible to eliminate the response delay of the internal combustion engine speed when switching from EV traveling to HV traveling and realize smooth switching, and as a result, it is possible to avoid a decrease in drivability. When the internal combustion engine is held at the holding rotational speed when starting the HV traveling as described above, the combustion efficiency when the internal combustion engine is burned at the holding rotational speed is taken into consideration. The engine is idled or burned. Therefore, even when the traveling state of the hybrid vehicle is switched, the internal combustion engine can be rotated in a state where the efficiency is always good, and the energy efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
また、請求項2の発明によれば、内燃機関を保持回転数で燃焼運転させた場合に予測される推定燃焼効率と、理論上の最適燃焼効率とが比較されて、内燃機関の回転数を保持回転数で保持する際にその内燃機関を空転させるか燃焼運転させるかが判断される。そのため、効率の良い状態を適切に判断して内燃機関を回転させることができハイブリッド車両のエネルギ効率を適切に向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the estimated combustion efficiency predicted when the internal combustion engine is burned at the holding rotational speed is compared with the theoretical optimum combustion efficiency, and the rotational speed of the internal combustion engine is reduced. It is determined whether the internal combustion engine is idling or burning when held at the holding speed. Therefore, the internal combustion engine can be rotated by appropriately determining an efficient state, and the energy efficiency of the hybrid vehicle can be appropriately improved.
つぎに、この発明を図を参照して具体的に説明する。図6は、この発明に係るハイブリッド車両の構成例であって、いわゆる2モータタイプのハイブリッド車両の構成を模式的に示している。すなわち、この図6に示すハイブリッド車両は、駆動力源として内燃機関1と2基の電動機2,3とを備えており、内燃機関1の動力を電動機2と出力軸4とに分割するように構成されている。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 6 is a configuration example of a hybrid vehicle according to the present invention, and schematically shows a configuration of a so-called two-motor type hybrid vehicle. That is, the hybrid vehicle shown in FIG. 6 includes the
内燃機関1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する動力機関であり、この図6に示す例では、スロットル開度などの負荷を電気的に制御することが可能な電子制御式のスロットルバルブ、もしくは電子制御式の燃料噴射装置を備えていて、所定の負荷に対して回転数を電気的に制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できるガソリンエンジンが搭載されている。以下、この実施例の説明では、内燃機関1をエンジン1と記す。
The
電動機2,3は、いずれも、モータおよび発電機のいずれか一方もしくは両方の機能を有する電動機であり、この図6に示す例では、モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータが搭載されている。以下、この実施例の説明では、電動機2,3を、第1モータ・ジェネレータ(MG1)2、および、第2モータ・ジェネレータ(MG2)3と記す。
Each of the
エンジン1の動力を第1モータ・ジェネレータ2と出力軸4とに分割するための動力分割機構として差動作用のある遊星歯車機構5が設けられており、この図6に示す例では、サンギヤ5sとリングギヤ5rとの間に配置したピニオンギヤをキャリヤ5cによって自転および公転が可能に保持したシングルピニオン型の遊星歯車機構が採用されている。そのキャリヤ5cにエンジン1が連結され、かつサンギヤ5sに第1モータ・ジェネレータ2が連結され、さらにリングギヤ5rに出力軸4が連結されている。
A
上述のように第1モータ・ジェネレータ2は、発電機能のある電動機であって、動力分割機構すなわち遊星歯車機構5が差動作用をなすことにより、第1モータ・ジェネレータ2の回転数に応じてエンジン1の回転数が変化し、したがって第1モータ・ジェネレータ2によってエンジン1のエンジン回転数を制御できるように構成されている。例えば、エンジン1に対する燃料の供給を停止し、第1モータ・ジェネレータ2および/または第2モータ・ジェネレータ3のみの出力により車両を走行させるいわゆるEV走行時に、エンジン1が連れ回されて空転している場合であっても、その際のエンジン1の回転数(すなわち空転回転数)を調整することができる。すなわち、第1モータ・ジェネレータ2および/または第2モータジェネレータ3の回転数を制御することによりエンジン1の空転回転数を制御することができる。
As described above, the first motor / generator 2 is an electric motor having a power generation function, and the power split mechanism, that is, the
また、第1モータ・ジェネレータ2は、インバータ6を介して蓄電装置7に連結されている。すなわち、インバータ6によって第1モータ・ジェネレータ2の発電量や第1モータ・ジェネレータ2が電動機として機能する場合のトルクあるいは回転数を制御するように構成されている。さらに、出力軸4に、前述の第2モータ・ジェネレータ3が連結されており、この第2モータ・ジェネレータ3は他のインバータ8を介して蓄電装置7に接続されている。
The first motor / generator 2 is connected to the
さらに、各モータ・ジェネレータ2,3の間で電力を相互に供給できるように構成されている。すなわち、第1モータ・ジェネレータ2が発電機として機能した場合には、その電力を第2モータ・ジェネレータ3に供給して第2モータ・ジェネレータ3を電動機として機能させ、エンジン1が出力した動力の一部を電力に一旦変換した後、その動力を出力軸4に伝達するように構成されている。
Further, the
そして、上記のエンジン1、および各モータ・ジェネレータ2,3の動作状態を制御するための電子制御装置(ECU)9が設けられている。この電子制御装置9には、例えば車輪速センサなどの車速を検出するセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、アクセル開度センサなどの加速要求を検出するセンサ、ブレーキスイッチなど制動要求を検出するセンサ、エンジン1のエンジン回転数を検出するセンサ、蓄電装置7の充電量を検出するセンサ、各モータ・ジェネレータ2,3の回転数をそれぞれ検出するセンサ、出力軸4の回転数を検出するセンサなどの各種センサ装置からの検出信号が入力される。これに対して、電子制御装置9からは、エンジン1を制御する信号、各モータ・ジェネレータ2,3(すなわちインバータ6,8)を制御する信号などが出力されるように構成されている。
An electronic control unit (ECU) 9 for controlling the operating state of the
前述したように、この発明で制御の対象としている車両は、内燃機関および電動機の複数の駆動力源を有し、電動機のみに駆動トルクを発生させて車両を走行させるEV走行と、内燃機関に燃料を供給していわゆる燃焼運転させその内燃機関に駆動トルクを発生させて車両を走行させるHV走行とを選択的に切り替えて実行することが可能なハイブリッド車両である。そのようなハイブリッド車両では、例えばEV走行からHV走行への切り替え時に、内燃機関の空転回転数を制御できることから、EV走行からHV走行への切り替えの際の内燃機関回転数の応答遅れを解消してスムーズな切り替えを実現することができる。しかしながら、従来のように制御した場合は、内燃機関を空転させるよりも、内燃機関を燃焼運転させてその内燃機関の出力により電動機を駆動して回生を行った方が、全体のエネルギ効率が良くなる可能性があった。 As described above, the vehicle to be controlled in the present invention has a plurality of driving force sources of the internal combustion engine and the electric motor, generates EV driving torque only in the electric motor, and travels the vehicle. This is a hybrid vehicle capable of selectively switching between HV traveling in which fuel is supplied and so-called combustion operation is performed to generate driving torque in the internal combustion engine and the vehicle travels. In such a hybrid vehicle, for example, the idling speed of the internal combustion engine can be controlled at the time of switching from EV travel to HV travel, so that the response delay of the internal combustion engine speed at the time of switching from EV travel to HV travel is eliminated. And smooth switching can be realized. However, when the control is performed as in the prior art, the overall energy efficiency is better when the internal combustion engine is operated by combustion and the electric motor is driven by the output of the internal combustion engine to perform regeneration than by idling the internal combustion engine. There was a possibility.
そこで、この発明に係る制御装置では、ドライバビリティを低下させることなく、常にエネルギ効率を最良の状態で走行させる制御が実行できるように構成されている。その制御の一例を、図1のフローチャートに示してある。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図1において、先ず、必要加速度(予測加速度)Gestが算出され(ステップS1)、次いで、その必要加速度Gestを得るために必要なエンジン1の出力(予測必要出力)Pouttgtが算出される(ステップS2)。これは、EV走行中の車両における必要加速度を予測し、その必要加速度を得るために必要なトルクをエンジン1で出力することが可能なエンジン回転数にそのエンジン1の回転状態を保持するための制御である。
In view of this, the control device according to the present invention is configured such that control for always traveling in the best state of energy efficiency can be executed without reducing drivability. An example of the control is shown in the flowchart of FIG. The routine shown in this flowchart is repeatedly executed every predetermined short time. In FIG. 1, first, a required acceleration (predicted acceleration) G est is calculated (step S1), and then an output (predicted required output) P outtgt necessary for obtaining the required acceleration G est is calculated. (Step S2). This is to predict the necessary acceleration in the vehicle during EV traveling, and to maintain the rotational state of the
ここで、車両重量をM、現在走行中の車速における走行負荷抵抗をFrlとすると、上記の必要加速度Gestを得るために必要な駆動力Ftgは、
Ftg=M・Gest+Frl ・・・・・・・(1)
として表される。この(1)式から必要加速度Gestを算出することも可能であるが、車両が例えば傾斜角がθ度の登坂路を走行している場合に、その車両を定速走行させるのに必要な駆動力を求める際には、走行負荷抵抗FrlにM・g・tanθ分を上乗せする必要がある。すなわち、上記の(1)式における「Frl」を「Frl+M・g・tanθ」で置き換えた計算式から求められる駆動力Ftgによって得られる必要加速度をGest’とすると、
Gest’=(Ftg−Frl)/M−g・tanθ ・・・・・・・(2)
となり、この必要加速度Gest’と(1)式から得られる必要加速度Gestとを比較すると、必要加速度Gest’は必要加速度Gestよりも「g・tanθ」分加速度が低下することになる。したがって、車両が傾斜角θ度の登坂路を走行している際に、上記の(1)式に基づき必要加速度を算出すると、実際に必要な加速度に対して「g・tanθ」分不足することになる。
Here, assuming that the vehicle weight is M and the running load resistance at the current running vehicle speed is Frl, the driving force Ftg necessary to obtain the required acceleration G est is:
F tg = M ・ G est + F rl・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (1)
Represented as: Although it is possible to calculate the necessary acceleration G est from this equation (1), it is necessary to drive the vehicle at a constant speed when the vehicle is traveling on an uphill road having an inclination angle of θ degrees, for example. When determining the driving force, it is necessary to add M, g, and tan θ to the traveling load resistance Frl . That is, if the required acceleration obtained by the driving force F tg obtained from the formula obtained by replacing “F rl ” in the above equation (1) with “F rl + M · g · tan θ” is G est ′,
G est '= (F tg −F rl ) / M−g · tan θ (2)
Next, 'when compared with the (1) the required acceleration G est obtained from the equation, the required acceleration G est' This requires acceleration G est will decrease the "g · tan .theta" partial acceleration than the required acceleration G est . Therefore, when the required acceleration is calculated based on the above equation (1) when the vehicle is traveling on an uphill road with an inclination angle of θ degrees, the actual required acceleration is insufficient by “g · tanθ”. become.
このように、ここで求められる必要加速度が低下すると、その分エンジン1の回転数を上昇させなければならず、それが制御の応答遅れの要因となってしまう。それに対して、必要加速度Gestを算出する際には、走行路の傾斜角θに応じて「g・tanθ」分を加算して必要加速度Gestを算出することにより、制御の応答遅れを回避できる適切な必要加速度Gestを求めることができる。
Thus, if the required acceleration calculated | required here falls, the rotation speed of the
上述のステップS1,S2で、必要加速度Gestおよび必要出力Pouttgtが算出されると、現在車両が走行している走行路の勾配gradeが求められるとともに、その勾配gradeの絶対値が予め設定した所定の閾値grdthよりも大きいか否かが判断される(ステップS3)。勾配gradeの絶対値が閾値grdthよりも大きいことにより、このステップS3で肯定的に判断された場合は、ステップS4へ進み、勾配分補正出力Poutadjgdが算出される。 When the required acceleration G est and the required output P outtgt are calculated in the above-described steps S1 and S2, the gradient grade of the travel path on which the vehicle is currently traveling is obtained, and the absolute value of the gradient grade is preset. It is determined whether or not it is larger than a predetermined threshold grdth (step S3). If the absolute value of the gradient grade is larger than the threshold value grdth, if the determination in step S3 is affirmative, the process proceeds to step S4, and the gradient correction output P outadjgd is calculated.
ここで、上記の勾配gradeは、例えば、エンジン1の出力軸トルクを検出するトルクセンサ、出力軸の回転数を検出する回転数センサ、ならびに車輪速センサなどの検出値を基に走行中の車両の前後加速度を検出し、その前後加速度に基づいて走行路面の勾配gradeを推定することができる。また、車両に勾配センサを設けることにより、その勾配センサの検出値を基に勾配gradeを求めることもできる。
Here, the gradient grade is, for example, a vehicle that is running based on detection values such as a torque sensor that detects the output shaft torque of the
勾配gradeの絶対値が閾値grdthを超える場合は、前述したように、必要加速度Gestを算出する際に走行路の勾配gradeから受ける影響が大きく、その勾配gradeの傾斜角θに応じた補正が必要と判断される。したがって、このステップS4では、前述の「g・tanθ」分を考慮し補正する加速度分を生じさせるために必要なエンジン1の出力として、勾配分補正出力Poutadjgdが求められる。
When the absolute value of the gradient grade exceeds the threshold value grdth, as described above, when the required acceleration G est is calculated, it is greatly affected by the gradient grade of the traveling road, and correction according to the inclination angle θ of the gradient grade is performed. It is judged necessary. Therefore, in this step S4, the gradient correction output P outadjgd is obtained as the output of the
続いて、予測エンジン回転数Neouttgtが算出される(ステップS5)。この予測エンジン回転数Neouttgtは、上記のステップS4で求められた勾配分補正出力Poutadjgd分を加えた出力(すなわち「Pouttgt+Poutadjgd」)をエンジン1により出力する際に必要なエンジン回転数として求められる。
Subsequently, a predicted engine speed Ne outtgt is calculated (step S5). The predicted engine speed Ne outtgt is the engine speed required when the
一方、現在車両が走行している走行路の勾配gradeの絶対値が閾値grdth以下であることにより、前述のステップS3で否定的に判断され場合には、ステップS4を飛ばし、上記のステップS5の制御が同様に実行される。すなわち、勾配gradeの絶対値が閾値grdth以下である場合は、必要加速度Gestを算出する際に走行路の勾配gradeから受ける影響は小さく、補正の必要はないと判断できるため、ステップS4での補正は行われず、前述のステップS2で求められた必要出力Pouttgtをエンジン1により出力する際に必要なエンジン回転数として、予測エンジン回転数Neouttgtが求められる。
On the other hand, if the absolute value of the gradient grade of the travel path on which the vehicle is currently traveling is equal to or less than the threshold value grdth, the determination in the above step S3 is negative, the step S4 is skipped, and the above step S5. Control is performed in the same way. That is, when the absolute value of the gradient grade is less than or equal to the threshold value grdth, it can be determined that there is little influence from the gradient grade of the travel path when calculating the required acceleration G est and no correction is necessary. Correction is not performed, and the predicted engine speed Ne outtgt is determined as the engine speed required when the
予測エンジン回転数Neouttgtが求められると、その予測エンジン回転数Neouttgtとエンジン1の現在のエンジン回転数Necurとが比較されて、現在のエンジン回転数Necurが予測エンジン回転数Neouttgtよりも高いか否かが判断される(ステップS6)。現在のエンジン回転数Necurが予測エンジン回転数Neouttgt以下であることにより、このステップS6で否定的に判断された場合は、ステップS7へ進み、現在のエンジン回転数Necurすなわちエンジン1の実際の空転回転数Necurが予測エンジン回転数Neouttgtに一致するように制御される。例えば、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を制御することにより、エンジン回転数Necurが予測エンジン回転数Neouttgtに一致するように上昇させられるとともに、その予測エンジン回転数Neouttgtで保持される。すなわち、この予測エンジン回転数Neouttgtが、この発明における保持回転数に相当するものである。
When the predicted engine speed Ne outtgt is obtained, the predicted engine speed Ne outtgt is compared with the current engine speed Ne cur of the
なお、上記のようなエンジン1の空転回転数Necurの制御は、第1モータ・ジェネレータ2によるもの以外に、第2モータジェネレータ3の回転数を制御することにより、エンジン1の空転回転数Necurを制御することもできる。あるいは、第1モータ・ジェネレータ2の回転数と第2モータジェネレータ3の回転数とを共に制御することにより、エンジン1の空転回転数Necurを制御することもできる。さらに、例えば、エンジン1のクランク軸と第1モータ・ジェネレータ2の回転軸との間に、変速比を変更して制御することが可能な変速機構や、スリップ制御が可能なクラッチ機構などを設け、それら変速機構の変速比や、クラッチ機構の係合状態を制御することにより、エンジン1の空転回転数Necurを制御することも可能である。
Note that the idling speed Ne cur of the
上記のようにして、エンジン1の実際のエンジン回転数すなわち空転回転数Necurが、第1モータ・ジェネレータ2によって制御され、予め予測エンジン回転数Neouttgtに一致させられることにより、車両に対する出力の増大要求に応じてエンジン1に燃料を供給してエンジン1の燃焼運転を開始する際に、エンジン回転数の上昇を待つ必要がなくなり、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3のみの出力により車両を走行させるEV走行の状態から、エンジン1を燃焼運転させて車両を走行させるHV走行への切り替えを、速やかにかつスムーズに行うことができる。
As described above, the actual engine speed of the
また、上記の予測エンジン回転数Neouttgtを算出する場合には、エンジン1の空転回転数Necurを上昇させるために第1モータ・ジェネレータ2の回転を制御する際の電力消費量およびエンジン1の燃料消費量を考慮し、それら第1モータ・ジェネレータ2の電力消費量やエンジン1の燃料消費量が最少となるように予測エンジン回転数Neouttgtを求めることにより、このハイブリッド車両を走行させる際のエネルギ効率を向上させることができる。
Further, when calculating the predicted engine speed Ne outtgt described above, the power consumption when controlling the rotation of the first motor / generator 2 in order to increase the idling speed Ne cur of the
一方、現在のエンジン回転数Necurが予測エンジン回転数Neouttgtよりも高いことにより、上述のステップS6で肯定的に判断された場合には、それ以上エンジン回転数Necurを上昇させる必要がないので、上記のステップS7を飛ばし、次のステップS8以降の制御が実行される。 On the other hand, if the current engine speed Ne cur is higher than the predicted engine speed Ne outtgt , it is not necessary to further increase the engine speed Ne cur if the determination in step S6 is affirmative. Therefore, the above step S7 is skipped, and the control after the next step S8 is executed.
前述したように、上記のようなEV走行からHV走行への切り替え時におけるエンジン1の空転回転数Necurを上昇させる制御を行う場合、従来の制御では、常にエネルギ効率が最良の状態で制御できるとは限らなかった。すなわち、エンジン1を空転させるよりも、エンジン1を燃焼運転させそのエンジン1の出力により第1モータ・ジェネレータ2を駆動して回生を行った方が、ハイブリッド車両全体としてエネルギ効率が良くなる場合があった。そこで、この発明に係る制御装置では、次のステップS8以降の制御が実行されるように構成されている。
As described above, when the control for increasing the idling rotational speed Ne cur of the
ステップS8では、エンジン1に対する燃料噴射が停止中であるか否かが判断される。すなわち、エンジン1への燃料供給が停止されている状態かもしくはエンジン1へ燃料が供給されている状態かが判断される。言い換えると、エンジン1が空転されている状態かもしくは燃焼運転されている状態かが判断される。
In step S8, it is determined whether fuel injection to the
既にエンジン1へ燃料が供給されている状態であること、すなわちエンジン1が燃焼運転中であることにより、このステップS8で否定的に判断された場合は、既にEV走行からHV走行への切り替えが行われた状態であるので、以降の制御を実行する必要がなく、したがって、以降のステップS9,S10の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
If the determination is negative in step S8 because the fuel has already been supplied to the
これに対して、エンジン1への燃料供給が停止されている状態であること、すなわちエンジン1が空転中であることにより、ステップS8で肯定的に判断された場合には、ステップS9へ進み、エンジン1を予測エンジン回転数NeouttgtおよびトルクTtlで燃焼運転させた場合の燃焼効率fcefと、予測エンジン回転数Neouttgtにおける理論上の最適燃焼効率fcidとの偏差が、エンジン1の燃費最適運転状態を判定するために予め設定した所定の閾値fcthrよりも小さいか否かが判断される。なお、ここで、トルクTtlは、運転者による要求駆動トルクT1と、エンジン1を予測エンジン回転数Neouttgtで保持するために必要なトルクT2とを合計したトルクである。なお、上記の燃焼効率fcefおよび最適燃焼効率fcidは、例えば図2に示すような、エンジントルクとエンジン回転数をパラメータとして各運転点におけるエンジン1の燃焼効率を燃焼効率等高線および最適燃焼効率線(燃費最適運転線)で示した燃焼効率マップを予め設定しておき、その燃焼効率マップに基づいて求めることができる。
On the other hand, when the fuel supply to the
燃焼効率fcefと最適燃焼効率fcidとの偏差が閾値fcthrよりも小さいことにより、このステップS9で肯定的に判断された場合は、ステップS10へ進み、エンジン1に対して燃料が供給され、エンジン1の燃焼運転が開始もしくは再開される。例えば、エンジン1が電子制御式の燃料噴射装置を備えている場合には、エンジン1に対する燃料噴射が行われ、エンジン1が燃焼運転される。すなわちこの場合は、予測エンジン回転数NeouttgtおよびトルクTtlで燃焼運転させた場合に予測される燃焼効率fcefと、理論上最適の燃焼効率fcidとの乖離が小さく、エンジン1の回転数を予測エンジン回転数Neouttgtで保持するのにあたり、エンジン1を空転させるよりも、燃料を供給して燃焼運転させた方が効率が高くなると判断できるので、エンジン1に燃料が供給され、燃焼運転が開始される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
If the difference between the combustion efficiency fcef and the optimum combustion efficiency fcid is smaller than the threshold value fcthr, if the determination in step S9 is affirmative, the process proceeds to step S10 where fuel is supplied to the
これに対して、燃焼効率fcefと最適燃焼効率fcidとの偏差が閾値fcthr以上であることにより、ステップS9で否定的に判断された場合には、ステップS10の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわちこの場合は、エンジン1を予測エンジン回転数NeouttgtおよびトルクTtlで燃焼運転させた場合に推測される燃焼効率fcefと、理論上最適の燃焼効率fcidとの乖離が大きく、そのエンジン1の回転数を予測エンジン回転数Neouttgtで保持するのにあたってエンジン1に燃料を供給して燃焼運転させると効率が悪くなると判断できるので、エンジン1には燃料は供給されず、車両の慣性力および第1モータ・ジェネレータ2の出力によってエンジン1が空転させられる。
On the other hand, if the deviation between the combustion efficiency fcef and the optimum combustion efficiency fcid is equal to or greater than the threshold value fcthr, and if a negative determination is made in step S9, the routine does not execute the control in step S10. Is temporarily terminated. That is, in this case, there is a large difference between the combustion efficiency fcef estimated when the
このように、上記のステップS7ないしステップS10での制御においては、要求駆動トルクT1と予測エンジン回転数Neouttgtを保持するためのトルクT2との合計トルクTtlと、目標のエンジン回転数Netagとの関係が、エンジン1への燃料供給を開始した場合に、前述の図2に示すエンジン1の燃焼効率マップの燃焼効率線上において取り得る燃焼効率がfcefであり、そのエンジン回転数(もしくはエンジントルク)における最適燃焼効率がfcidである。そして、それら燃焼効率fcefと最適燃焼効率fcidとが等しいもしくはほぼ等しい場合には、第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3によって上記のトルクT1,T2を出力することが可能な場合であっても、エンジン1に対する燃料供給を開始するとともに、第1モータ・ジェネレータ2の運転状態を力行から回生へ切り替えることにより、モータトルクを減少させることができ、燃料消費および電力消費を共に最少の状態で上記の制御を実行することができる。
Thus, in the control in step S7 to step S10 in the above, the total torque T tl between the torque T 2 of the order to hold the predicted engine speed Ne Outtgt the required driving torque T 1, an engine rotational speed of the target When the fuel supply to the
なお、前述の図1のフローチャートにおけるステップS1ないしS7に示す制御において、必要加速度Gestを求める場合、最適な必要加速度Gestは、車両の走行条件や運転状態などによって変化する。例えば、傾斜角θが大きな登坂路を走行している場合には、走行抵抗による車速の変化が大きくなるため、車速調整のための必要加速度Gestは傾斜角θの大きさに応じて大きくする。したがって、傾斜角θが小さければ、それに応じて必要加速度Gestも小さくすればよい。 Incidentally, in the control shown to step S7 to not step S1 in the flowchart of FIG. 1 described above, when obtaining the necessary acceleration G est, best necessary acceleration G est varies depending on the driving conditions and the operating conditions of the vehicle. For example, when the vehicle travels on an uphill road with a large inclination angle θ, the change in the vehicle speed due to the running resistance increases, and therefore the required acceleration G est for adjusting the vehicle speed is increased according to the magnitude of the inclination angle θ. . Therefore, if the inclination angle θ is small, the necessary acceleration G est may be reduced accordingly.
また、低速走行時には、例えば30〜40km/h程度のある一定水準の車速までは車両に加速度が要求される可能性が高いので、必要加速度Gestを大きく設定し、その一定水準以上の車速域では、必要加速度Gestを一定にすることにより、運転環境に即した制御が可能になる。より具体的には、例えば図3に示すように、30〜40km/h程度の車速aまでの低車速域では、相対的に大きな必要加速度Gestを設定し、車速aから例えば100km/h前後の車速bまでの中車速域では、相対的に小さな必要加速度Gestを設定し、車速b以上の高車速域では、必要加速度Gestを一定に設定することにより、より適切に制御を実行することができる。 Further, when traveling at a low speed, there is a high possibility that the vehicle is required to have an acceleration up to a certain level of vehicle speed, for example, about 30 to 40 km / h. Therefore, the required acceleration G est is set large, and the vehicle speed range above the certain level. Then, by making the necessary acceleration G est constant, control according to the driving environment becomes possible. More specifically, for example, as shown in FIG. 3, in a low vehicle speed range up to a vehicle speed a of about 30 to 40 km / h, a relatively large necessary acceleration G est is set, and for example, around 100 km / h from the vehicle speed a. Control is executed more appropriately by setting a relatively small required acceleration G est in the medium vehicle speed range up to the vehicle speed b, and by setting the required acceleration G est constant in the high vehicle speed range above the vehicle speed b. be able to.
ただし、例えば10km/h程度以下の極低車速走行時には、エンジン回転数が高くなると運転者に違和感を与えてしまう可能性があることから、また電力消費や燃料消費が悪化し易い走行域であることから、さらにモータが最大トルクを発生し易い走行域であることから、エンジン回転数保持のためのエンジン回転数の上昇制御は実行しない方が好ましい。 However, when driving at an extremely low vehicle speed of, for example, about 10 km / h or less, there is a possibility that the driver may feel uncomfortable if the engine speed becomes high. Therefore, since the motor is in a travel region where the maximum torque is likely to be generated, it is preferable not to execute the engine speed increase control for maintaining the engine speed.
また、例えば、カーナビゲーション情報や道路交通情報通信システム(VICS)情報などから走行路の制限車速を入力し、その制限車速と実際の車速との差に応じて必要加速度Gestを変更して設定するのが好ましい。例えば図4に示すように、現在の車速が制限車速よりも低い場合は、制限車速まで短時間の内に車両が加速させられることが予測されるので、その車速差に応じて、すなわち車速差が大きいほど、必要加速度Gestが大きくなるように設定される。そして、現在の車速が制限車速を超えている場合には、それ以上車両が加速させられる可能性は低くなるので、必要加速度Gestは小さくもしくは0に設定される。そうすることにより、運転者の意図を適切に制御に反映させることができる。さらに、カメラやレーダ装置などから前走車との車間距離を判断し、その車間距離が大きい場合は、必要加速度Gestを大きく設定し、車間距離が小さい場合には、必要加速度Gestを小さく設定することができる。 In addition, for example, the vehicle speed limit information is input from the car navigation information or road traffic information communication system (VICS) information, and the required acceleration G est is changed and set according to the difference between the vehicle speed limit and the actual vehicle speed. It is preferable to do this. For example, as shown in FIG. 4, when the current vehicle speed is lower than the limit vehicle speed, it is predicted that the vehicle will be accelerated within a short time until the limit vehicle speed. Therefore, according to the vehicle speed difference, that is, the vehicle speed difference The required acceleration G est is set so as to increase as the value increases. When the current vehicle speed exceeds the limit vehicle speed, the possibility that the vehicle is further accelerated is reduced, so the necessary acceleration G est is set to be small or zero. By doing so, the driver's intention can be appropriately reflected in the control. Further, the inter-vehicle distance from the preceding vehicle is determined from a camera, a radar device, etc., and if the inter-vehicle distance is large, the necessary acceleration G est is set large, and if the inter-vehicle distance is small, the necessary acceleration G est is decreased. Can be set.
また、エンジン1の回転数を予測エンジン回転数Neouttgtで保持する場合、例えば、平坦路を走行している状態から登坂路に差し掛かる際には、事前にその登坂路走行に必要な駆動力を推測して算出し、車両が登坂路走行に入る前に、その推測した駆動力を得るのに必要なエンジン1の出力を実現するためのエンジン回転数でエンジン1の回転数を保持することが好ましい。そうすることにより、登坂路走行に必要な駆動力を応答遅れなく得ることが可能になる。反対に、傾斜角θがマイナスになる降坂路に車両が差し掛かる際には、その場合に必要となる駆動力は小さくて済むので、車両が降坂路走行に入る前に、エンジン1の回転数を低下させることが好ましい。そうすることにより、不必要な電力消費を抑制することができる。
Further, when the
また、前述の説明では、走行路面の傾斜角θの影響を考慮するため、現在走行中の走行路面の勾配gradeを求めて制御に反映させていたが、これを走行予定路の所定距離前方の勾配情報gradeestに置き換えることにより、走行環境を予測したいわゆる先読み制御を実行することが可能である。さらに、この発明におけるエンジン回転数制御の実行時から実際の勾配路に到達する時間を一定にするために、前記の所定距離を到達時間が一定になるように現在の車速に応じて変更してもよい。 In the above description, in order to consider the influence of the inclination angle θ of the traveling road surface, the gradient grade of the currently traveling road surface is obtained and reflected in the control. By replacing with the gradient information gradeest, it is possible to execute so-called look-ahead control that predicts the traveling environment. Further, in order to make the time to reach the actual gradient road from the time of executing the engine speed control in the present invention constant, the predetermined distance is changed according to the current vehicle speed so that the arrival time becomes constant. Also good.
また、走行路の制限車速が切り替わるような場面においても、前述の制御の考え方を応用することができる。すなわち、カーナビゲーション情報やVICS情報などから、走行予定路の制限車速が切り替わり、走行予定路の制限車速が現在の制限車速よりも高くなる場合は、必要加速度Gestを大きく設定し、反対に、走行予定路の制限車速が現在の車速よりも低くなる場合には、必要加速度Gestを小さく設定することにより、より高い制御効果を得ることができる。 In addition, the above-described control concept can be applied even in a situation where the vehicle speed limit of the travel path is switched. That is, when the vehicle speed limit of the planned travel route is switched from the car navigation information or the VICS information, and the vehicle speed limit of the planned travel route is higher than the current vehicle speed limit, the required acceleration G est is set to be large. When the vehicle speed limit on the planned travel path is lower than the current vehicle speed, a higher control effect can be obtained by setting the required acceleration G est small.
また、必要駆動力を予測し、その必要駆動力を出力するために必要なエンジン回転数(すなわち予測エンジン回転数Neouttgt)にエンジン1の回転数を上昇させて保持する際に、第1モータ・ジェネレータ2を用いてエンジン回転数を上昇させた場合、エンジン回転数の変化速度に応じたイナーシャトルクが発生する(エンジン回転数を低下させた場合には、上昇させた場合とは逆向きのイナーシャトルクが発生する)。この場合のエンジン回転数の上昇は、運転者の操作によるものではないため、このイナーシャトルクによる駆動力の変動は運転者に違和感を与えてしまう要因となる。そこで、エンジン1以外のエンジン回転数に依存しない他の動力源を用いて、上記のイナーシャトルクによる駆動力の減少(もしくは増大)分を相殺するトルクを発生させることにより、上記のような違和感の発生を回避することができる。
Further, when the required driving force is predicted and the engine speed required to output the required driving force (that is, the predicted engine speed Ne outtgt ) is increased and held, the first motor When the engine speed is increased using the generator 2, an inertia torque corresponding to the changing speed of the engine speed is generated (if the engine speed is decreased, the direction opposite to that when the engine speed is increased is generated. Inert shuttle is generated). In this case, the increase in the engine speed is not caused by the driver's operation, and thus the fluctuation of the driving force due to the inertia torque causes the driver to feel uncomfortable. Therefore, by using another power source that does not depend on the engine speed other than the
具体的には、エンジン1の回転イナーシャをIe、角加速度をω’とすると、エンジン1のエンジン回転数が変化することにより発生するイナーシャトルクは「Ie・ω’」となる。図6に示すハイブリッド車両の構成においては、第1モータ・ジェネレータ2によってエンジン1の回転数を変化させる場合、エンジン1の出力軸に発生するイナーシャトルクをIe・ω’、遊星歯車機構5のギヤ比をρとすると、出力軸に「Ie・ω’/(1+ρ)」の反力が発生する。これが前述の違和感の要因となるため、この反力分を相殺することができるトルクTtgiを、上記のイナーシャトルクの発生に対して遅延することなくモータにより発生させることにより、車両の加速度への影響なくエンジン1のエンジン回転数を変化させることができる。
Specifically, when the rotational inertia of the
上記の制御を実行した場合のエンジン回転数およびモータトルクならびに車両加速度(減速度)の挙動を、図5のタイムチャートに示してある。時刻t1の時点でエンジン回転数の増大要求に基づきエンジン回転数の増大が開始されると、それと同時にモータトルクが増大させられる。そしてこのモータトルクの増大が、エンジン回転数の増大が完了する時刻t2の時点まで継続される。比較例として破線で示すこの発明を適用しない従来例では、エンジン回転数が上昇させられている間、減速度の落ち込みが見られるが、実線で示すこの発明の適用例では、減速度の落ち込みが解消されている。すなわち、違和感の発生を回避することができる。 FIG. 5 is a time chart showing the behavior of the engine speed, motor torque, and vehicle acceleration (deceleration) when the above control is executed. When increasing the engine speed based on the increased demand of the engine speed at time t 1 is started, the same motor torque is increased at the same time. This increase in motor torque is continued until time t 2 when the increase in engine speed is completed. In the conventional example to which the present invention indicated by a broken line is not applied as a comparative example, a decrease in deceleration is observed while the engine speed is increased. However, in the application example of the present invention indicated by a solid line, there is a decrease in deceleration. It has been resolved. That is, it is possible to avoid the occurrence of an uncomfortable feeling.
また、上記のようなエンジン1のイナーシャトルクやフリクショントルクは、エンジン1の個体差や経時変化等の影響によって変化する可能性がある。そのため、上記のようにイナーシャトルクを相殺させるためのトルクTtgiを発生させた際の車両加速度をモニターしておき、その車両加速度が変化した場合にはその加速度の変化分が0となるように、エンジン1の回転イナーシャIe、次回以降の制御ルーチンで補正学習を行うことが好ましい。
Further, the inertia torque and friction torque of the
例えば、モータがイナーシャトルクを相殺するトルクTtgiを発生したことにより車両加速度がα分変化した場合は、駆動力として「M・α」分だけ相殺トルクが大きい(αが負の場合には小さい)ことが想定される。すなわち、タイヤの動荷重半径をr、デファレンシャルギヤのデフ比をifとすると、「M・α・r/if」分トルクが大きく(もしくは小さく)なっていることが想定される。したがって、次回以降の制御ルーチンで、「Ttgi−M・α・r/if」の相殺トルクを出力すればよいが、このとき、角加速度ω’が変数であるため、本来は定数項であるエンジン1の回転イナーシャIeに補正を加えた補正イナーシャIe’を適用することにより、学習効果を得ることができる。具体的には、補正後の相殺トルクをTtgi’とすると、その補正後の相殺トルクTtgi’は、
Ttgi’=Ie’・ω’/(1+ρ)=Ie・ω’/(1+ρ)−M・α・r/if
として算出することができる。
For example, when the vehicle acceleration changes by α due to the motor generating torque T tgi that cancels the inertia torque, the cancellation torque is large by “M · α” as the driving force (small when α is negative). ) Is assumed. That is, assuming that the dynamic load radius of the tire is r and the differential gear differential ratio is if, it is assumed that the torque is increased (or decreased) by “M · α · r / if”. Therefore, it is only necessary to output a canceling torque of “T tgi −M · α · r / if” in the next and subsequent control routines. However, since the angular acceleration ω ′ is a variable at this time, it is originally a constant term. A learning effect can be obtained by applying a corrected inertia Ie ′ obtained by correcting the rotation inertia Ie of the
T tgi '= Ie' · ω '/ (1 + ρ) = Ie · ω' / (1 + ρ) -M · α · r / if
Can be calculated as
また、必要加速度Gestは、運転者の嗜好や癖などによって異なることが考えられる。そのため、そのような運転者の嗜好や癖などを判断し、各運転者に応じて必要加速度Gestを設定することが好ましい。具体的には、前述した制限車速と現在の車速との差から必要加速度Gestを変更して設定する場合に、例えば、運転者が制限車速を遵守して車両を走行させる場合と、運転者が制限車速よりも低い車速を維持して車両を走行させる場合とで、必要加速度Gestが異なることになる。そこで、運転者の平均走行車速と制限車速との車速差を求め、その車速差が予め設定した規定値よりも大きい場合は、走行速度が高い運転者であると判断し、通常よりも必要加速度Gestを大きく設定する。反対に、車速差が規定値よりも小さい場合(もしくはマイナスの場合)には、走行速度が低い運転者であると判断し、通常よりも必要加速度Gestを小さく設定する。制限車速と走行速度との差は、例えば、運転者が制限車速を遵守して走行した場合のデータを基準として判断することができる。あるいは、定速走行状態を車両加速度から判定し、その定速走行時の平均車速と制限車速との差から、運転者の走行速度に対する嗜好を判断することができる。あるいは、加速時の運転者による平均アクセル開度を基に、運転者の加速に対する嗜好を判断することができる。 Further, the required acceleration G est may be different depending on the driver's preference, habit, and the like. Therefore, it is preferable to determine such a driver's preference and habit and set the necessary acceleration G est according to each driver. Specifically, when the required acceleration G est is changed and set based on the difference between the above-described limited vehicle speed and the current vehicle speed, for example, when the driver drives the vehicle in compliance with the limited vehicle speed, However, the required acceleration G est differs depending on whether the vehicle is traveling while maintaining a vehicle speed lower than the limit vehicle speed. Therefore, the vehicle speed difference between the average traveling vehicle speed and the limited vehicle speed of the driver is obtained, and if the vehicle speed difference is larger than a preset specified value, it is determined that the driver has a high traveling speed, and the required acceleration is higher than usual. Set G est large. On the other hand, when the vehicle speed difference is smaller than the specified value (or minus), it is determined that the driver has a low traveling speed, and the necessary acceleration G est is set smaller than usual. The difference between the limited vehicle speed and the traveling speed can be determined based on, for example, data when the driver travels in compliance with the limited vehicle speed. Alternatively, the constant speed traveling state can be determined from the vehicle acceleration, and the driver's preference for the traveling speed can be determined from the difference between the average vehicle speed and the limited vehicle speed during the constant speed traveling. Alternatively, the driver's preference for acceleration can be determined based on the average accelerator opening by the driver during acceleration.
より具体的には、上記のようにして設定された必要加速度Gestに対して、高頻度でその必要加速度Gest以上の加速度を発生させるアクセル開度で運転操作を行う運転者の場合は、加速指向が強いと判断し、必要加速度Gestを大きく設定し、反対に、必要加速度Gestに対して、高頻度でその必要加速度Gest以下の加速度しか発生しないようなアクセル開度で運転操作を行う運転者の場合には、加速指向が弱いと判断し、必要加速度Gestを小さく設定する。そうすることにより、多様な運転者の嗜好や癖に合わせた制御を実行することが可能になる。また、同一運転者であっても、走行時の状況や感情によって運転嗜好が変化することも考えられる。そのため、例えば判断材料とするデータを所定の期間内でサンプルし、それを制御に反映させることも可能である。さらに、運転者が自分自身の嗜好を設定できる装置として、例えばパターンセレクトスイッチやナビゲーション装置などを設け、それらにより「パワーモード」や「エコモード」等を選択して設定できるように構成することもできる。 More specifically, in the case of a driver who performs a driving operation at an accelerator opening degree that generates an acceleration higher than the required acceleration G est at a high frequency with respect to the required acceleration G est set as described above, Judging that the acceleration direction is strong, the required acceleration G est is set to a large value, and conversely, the driving operation is performed at an accelerator opening degree that generates only an acceleration less than the required acceleration G est at a high frequency with respect to the required acceleration G est . In the case of the driver who performs, the acceleration direction is determined to be weak, and the necessary acceleration G est is set small. By doing so, it is possible to execute control in accordance with various driver preferences and habits. Moreover, even if it is the same driver | operator, driving | running preference may be considered to change with the condition and feeling at the time of driving | running | working. For this reason, for example, it is possible to sample data used as a judgment material within a predetermined period and reflect it in the control. Furthermore, as a device that allows the driver to set his / her preference, for example, a pattern select switch, a navigation device, etc. are provided, and it is possible to select and set “power mode”, “eco mode”, etc. it can.
そして、前述の図1のフローチャートにおけるステップS7ないしS10に示す制御では、エンジン1の燃焼効率が最適の状態時のみエンジン1に燃料を供給し燃焼運転させる構成としているが、エンジン1の燃焼効率の即時に最適状態を判定できない状態が長時間継続するような場合は、第1モータ・ジェネレータ等に電力を供給する蓄電装置7の充電量が減少し機能が低下してしまうことが考えられる。そこで、蓄電装置7の充電量が予め設定した規定値を下回った場合には、前述のエンジン1の燃費最適運転状態を判定するための閾値fcthrを大きくすることにより、エンジン1に対する燃料供給の開始(もしくは復帰)条件を緩和し、第1モータ・ジェネレータ2によってエンジン1の空転回転数を制御する際の消費電力を抑制するように構成することができる。この場合に蓄電装置7の充電量を判定するための上記の規定値は、充電量を関数とする変数を閾値として設定してもよく、あるいは、充電量に応じて予め設定した複数水準の規定値を閾値として適宜切り替えて設定するようにしてもよい。
In the control shown in steps S7 to S10 in the flowchart of FIG. 1 described above, the fuel is supplied to the
この場合においても、第1モータ・ジェネレータ2の回生トルクを制御することにより、エンジン1の回転数および出力トルクを調整し、エンジン1が最適燃費運転状態となるように制御するように構成される。具体的には、エンジン1を目標エンジン回転数Netagに向けて制御する際に、前述の合計トルクTtlが最適燃費運転状態時のトルクTfeよりも小さい場合は、その差分のトルク「Tfe−Ttl」分だけ第1モータ・ジェネレータ2の回生トルクを増大させることにより、車両の加速度に影響を及ぼすことなく、すなわち運転者に違和感を与えることなく、燃料消費および電力消費が共に最少となり、なおかつ蓄電装置7の充電も行える運転状態とすることができる。
Even in this case, the regenerative torque of the first motor / generator 2 is controlled to adjust the rotational speed and the output torque of the
以上のように、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、車両を第1モータ・ジェネレータ2および/または第2モータ・ジェネレータ3の出力によりEV走行させている状態から、エンジン1を燃焼運転させてHV走行の状態に切り替える場合、そのエンジン1の燃焼運転を開始する前に、エンジン1の空転回転数(すなわち現在のエンジン回転数Necur)が燃焼運転開始時の目標のエンジン回転数に向けて上昇させられ保持回転数(すなわち予測エンジン回転数Neouttgt)で保持される。そのため、EV走行からHV走行への切り替えの際のエンジン回転数の応答遅れを解消してスムーズな切り替えを実現することができ、その結果、ドライバビリティの低下を回避することができる。
As described above, according to the hybrid vehicle control apparatus of the present invention, the
そして、上記のようにしてHV走行を開始する際に、エンジン1の回転数を保持回転数で保持する場合、エンジン1を保持回転数Necurで燃焼運転させたときの燃焼効率が考慮されて、そのエンジン1が空転もしくは燃焼運転させられる。具体的には、エンジン1を保持回転数Necurで燃焼運転させた場合に予測される推定燃焼効率fcefと、理論上の最適燃焼効率fcidとが比較されて、エンジン1の回転数を保持回転数Necurで保持する際に、そのエンジン1を空転させるか燃焼運転させるか効率の良い方が選択される。そのため、ハイブリッド車両の走行状態の切り替え時であっても、常に効率が良い状態でエンジン1を回転させることができ、ハイブリッド車両のエネルギ効率を適切に向上させることができる。
Then, when starting the HV running as described above, when the rotation speed of the
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップS7を実行する機能的手段が、この発明における「空転回転数保持手段」に相当し、ステップS9を実行する機能的手段が、この発明における「燃焼効率推定算出手段」に相当する。そして、ステップS8,S9,S10を実行する機能的手段が、この発明における「燃料供給判断手段」に相当する。 Here, the relationship between the above-described specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing step S7 corresponds to the “idling speed holding means” in the present invention, and the functional means for executing step S9. The means corresponds to “combustion efficiency estimation calculation means” in the present invention. The functional means for executing steps S8, S9, and S10 corresponds to the “fuel supply determining means” in the present invention.
なお、上述した具体例では、この発明における駆動力制御の対象とするハイブリッド車両として、内燃機関としてエンジン1と、電動機として第1モータ・ジェネレータ2および第2モータ・ジェネレータ3とを備えた、いわゆる2モータタイプのハイブリッド車両の構成を例に挙げて説明したが、例えば、エンジンと、1基のモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両であってもよく、あるいは、エンジンと、発電機能を有しないモータとから構成されるハイブリッド車両であってもよい。要は、車両の駆動力を発生させるための駆動力源として、少なくとも、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関と、モータあるいはモータ・ジェネレータなどの電動機とを備えたハイブリッド車両をこの発明における駆動力制御の対象とすることができる。
In the specific example described above, the hybrid vehicle that is the target of driving force control according to the present invention includes the
1…内燃機関(エンジン)、 2,3…電動機(モータ・ジェネレータ,MG1,MG2)、 4…出力軸、 9…電子制御装置(ECU)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記車両の走行状態を前記EV走行から前記HV走行へ切り替える場合に、前記内燃機関の前記空転回転数を、前記HV走行を開始する際に前記内燃機関に要求される目標トルクを出力するために必要な目標回転数との乖離を縮めるように上昇させた保持回転数で保持する空転回転数保持手段と、
前記内燃機関に燃料を供給して該内燃機関を燃焼運転させた場合の燃焼効率を推定する燃焼効率推定手段と、
前記内燃機関の回転を前記保持回転数で保持する場合に、前記内燃機関を前記保持回転数で燃焼運転させた場合に推定される推定燃焼効率に基づいて前記内燃機関を空転させるかもしくは燃焼運転させるかを判断する燃料供給判断手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An EV engine having an internal combustion engine and an electric motor as a driving force source, stopping fuel supply to the internal combustion engine and generating a driving torque only for the electric motor to drive the vehicle; and supplying fuel to the internal combustion engine to supply the fuel A hybrid vehicle capable of selectively executing HV traveling in which a driving torque is generated in the internal combustion engine and causing the vehicle to travel, and capable of controlling the idling rotational speed at that time by causing the internal combustion engine to idle during the EV traveling. In the control device of
When the vehicle running state is switched from the EV running to the HV running, the idling speed of the internal combustion engine is output to output the target torque required for the internal combustion engine when the HV running is started. Idle rotation speed holding means for holding at a holding rotation speed raised so as to reduce the deviation from the required target rotation speed;
Combustion efficiency estimating means for estimating combustion efficiency when fuel is supplied to the internal combustion engine and the internal combustion engine is operated by combustion;
When the rotation of the internal combustion engine is held at the holding rotational speed, the internal combustion engine is idled or burned based on the estimated combustion efficiency estimated when the internal combustion engine is burned at the holding rotational speed. A control device for a hybrid vehicle, comprising: fuel supply determination means for determining whether to perform the control.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011015077A JP2012153287A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Hybrid vehicle control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011015077A JP2012153287A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Hybrid vehicle control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012153287A true JP2012153287A (en) | 2012-08-16 |
Family
ID=46835478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011015077A Pending JP2012153287A (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Hybrid vehicle control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012153287A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9108634B2 (en) | 2011-07-11 | 2015-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle drive control apparatus |
-
2011
- 2011-01-27 JP JP2011015077A patent/JP2012153287A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9108634B2 (en) | 2011-07-11 | 2015-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle drive control apparatus |
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