JP2012158303A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気系に浄化触媒が取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention includes an internal combustion engine having a purification catalyst attached to an exhaust system and capable of outputting traveling power, an electric motor capable of outputting traveling power, and a secondary battery capable of exchanging electric power with the motor. It relates to hybrid cars.
従来、この種のハイブリッド車としては、浄化装置が取り付けられたエンジンと、モータと、モータと電力をやり取りするバッテリと、を備え、システム起動してエンジンが始動されたときから吸入空気量に応じてカウントされる触媒暖機カウンタCが閾値C1に至るまでは、エンジンの目標回転数Ne*に暖機促進用の回転数Nsetを設定すると共にエンジンの目標トルクTe*に値0を設定しエンジンの点火時期を通常の運転時に比して遅角させた運転状態でエンジンを運転しながら走行するようエンジンとモータとを制御し、触媒暖機カウンタCが閾値C1に至ると、さらに閾値C2に至って触媒暖機が完了と判定されるまで、エンジンを軽負荷運転するための負荷制限と駆動軸に出力すべき要求トルクに基づく車両の要求パワーとのうち小さい方のパワーに基づいて設定した運転ポイントでエンジンを運転しながら走行するようエンジンとモータとを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, this type of hybrid vehicle includes an engine equipped with a purification device, a motor, and a battery that exchanges electric power with the motor. Until the catalyst warm-up counter C counted in this way reaches the threshold value C1, the engine speed Nset is set to the engine target speed Ne * and the engine target torque Te * is set to the
上述したハイブリッド自動車では、要求パワーを考えなければ、触媒暖機カウンタCにより一律にエンジンの運転状態が決定されるため、必ずしも効率良く浄化触媒を暖機できない場合が生じる。効率の悪い触媒暖機は、車両全体の燃費にも悪影響を及ぼすため、これを改善することが望ましい。 In the hybrid vehicle described above, if the required power is not considered, the engine operating state is uniformly determined by the catalyst warm-up counter C, and therefore the purified catalyst may not necessarily be warmed up efficiently. Inefficient catalyst warm-up also adversely affects the fuel efficiency of the entire vehicle, and it is desirable to improve this.
本発明のハイブリッド自動車は、2つの暖機制御の分担を適切に配分して触媒暖機を効率良く行なうことを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to efficiently distribute the two warm-up controls and efficiently perform catalyst warm-up.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
排気系に浄化触媒が取り付けられ走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、前記浄化触媒の暖機が要求されたときには、予め定められた第1のパワーを出力する第1の運転ポイントで前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された走行用パワーにより走行するよう該内燃機関と前記電動機とを制御する第1の暖機制御を実行し、該第1の暖機制御を実行した後に、前記第1のパワーよりも大きな第2のパワーを出力する第2の運転ポイントで前記内燃機関が継続して運転されながら前記設定された走行用パワーにより走行するよう該内燃機関と前記電動機とを制御する第2の暖機制御とを実行する暖機時制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の全容量に対する蓄電量の割合である蓄電割合を演算する蓄電割合演算手段と、
前記演算された蓄電割合に基づいて、前記第1の暖機制御の実行時間に関する設定値と前記第2の暖機制御の実行時間と前記第2のパワーの少なくとも一方に関する設定値との組み合わせを設定する暖機設定手段と
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine having a purification catalyst attached to the exhaust system and capable of outputting power for traveling, a motor capable of outputting power for traveling, a secondary battery capable of exchanging power with the motor, and traveling required for traveling When the travel power setting means for setting the power for use and the warming-up of the purification catalyst are requested, the internal combustion engine is continuously operated at a first operating point for outputting a predetermined first power. However, after executing the first warm-up control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the set travel power, and after executing the first warm-up control, from the first power A second warming point for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the set traveling power while the internal combustion engine is continuously operated at a second operating point that outputs a large second power. Mechanism A hybrid vehicle and a warm-up control means for executing the bets,
A power storage ratio calculating means for calculating a power storage ratio that is a ratio of a power storage amount to a total capacity of the secondary battery;
Based on the calculated power storage ratio, a combination of a setting value relating to the execution time of the first warm-up control, an execution time of the second warm-up control, and a setting value relating to at least one of the second power. And a warm-up setting means for setting.
この本発明のハイブリッド自動車では、浄化触媒の暖機が要求されたときには、予め定められた第1のパワーを出力する第1の運転ポイントで内燃機関が継続して運転されながら走行用パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する第1の暖機制御を実行し、第1の暖機制御を実行した後に、第1のパワーよりも大きな第2のパワーを出力する第2の運転ポイントで内燃機関が継続して運転されながら走行用パワーにより走行するよう内燃機関と電動機とを制御する第2の暖機制御とを実行する。そして、二次電池の蓄電割合に基づいて、第1の暖機制御の実行時間に関する設定値と第2の暖機制御の実行時間と第2のパワーの少なくとも一方に関する設定値との組み合わせを設定する。これにより、第1の暖機制御と第2の暖機制御とを適切に分担させて浄化触媒を効率良く暖機することができる。このとき、第1の暖機制御と第2の暖機制御との分担の割合を、第1および第2の暖機制御の実行時間を含む走行期間中の燃費が低くなるように設定するものとすれば、燃費をより向上させることができる。ここで、第1のパワーは、略値0のパワー、即ち、内燃機関を自立運転することが含まれる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when warming up of the purification catalyst is requested, the internal combustion engine is continuously operated at the first operating point that outputs a predetermined first power, and the vehicle is driven by the power for traveling. The second operating point for executing the first warm-up control for controlling the internal combustion engine and the electric motor to output the second power larger than the first power after the first warm-up control is performed. Then, the second warm-up control is performed to control the internal combustion engine and the electric motor so that the internal combustion engine is driven by the traveling power while being continuously operated. Then, based on the storage ratio of the secondary battery, a combination of a setting value related to the execution time of the first warm-up control, a setting value related to at least one of the execution time of the second warm-up control and the second power is set. To do. Thereby, the purification catalyst can be efficiently warmed up by appropriately sharing the first warm-up control and the second warm-up control. At this time, the ratio of sharing between the first warm-up control and the second warm-up control is set so that the fuel consumption during the running period including the execution time of the first and second warm-up control is reduced. If so, fuel consumption can be further improved. Here, the first power includes substantially zero power, that is, the internal combustion engine is operated independently.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど長くなる傾向に前記第1の暖機制御の実行時間を設定する手段であるものとすることもできる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the warm-up setting means may be means for setting the execution time of the first warm-up control so that the calculated power storage ratio increases and becomes longer. .
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど短くなる傾向に前記第2の暖機制御の実行時間を設定する手段であるものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the warm-up setting means may be means for setting the execution time of the second warm-up control so that the calculated power storage ratio becomes shorter as the calculated power storage ratio increases. it can.
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に前記第2のパワーを設定する手段であるものとすることもできる。 Further, in the hybrid vehicle of the present invention, the warm-up setting means may be means for setting the second power so that the calculated power storage ratio tends to decrease as the calculated power storage ratio increases.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、サンギヤ31とリングギヤ32と複数のピニオンギヤ33とキャリア34とを有しエンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介してキャリア34が接続された遊星歯車機構として構成された3軸式の動力分配統合機構30と、例えば周知の同期発電電動機として構成されロータが動力分配統合機構30のサンギヤ31に接続されたモータMG1と、例えば周知の同期発電電動機として構成されロータが動力分配統合機構30のリングギヤ32に連結されたリングギヤ軸32aに減速ギヤ35を介して接続されると共にギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して駆動輪63a,63bに接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するの駆動回路として構成されたインバータ41,42と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやり取りするバッテリ50と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)134aを有する浄化装置134を介して外気へ排出される。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温Tin,浄化触媒134aの所定部位(例えば、略中央部など)の温度を検出する温度センサ134bからの触媒温度Tc,空燃比センサ135aからの空燃比,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The motors MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as a motor ECU) 40. The
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vb,バッテリ50の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50から放電可能な蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、エンジン22の浄化装置134の浄化触媒13aを暖機する際の動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Wout,浄化触媒134aの暖機要求がなされているか否かを示す触媒暖機要求フラグFcなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。さらに、触媒暖機要求フラグFcは、温度センサ134bからの触媒温度Tcが浄化触媒134aの全体が活性化していると想定される活性化温度Tcact(例えば、400℃や420℃,450℃など)未満のときに値1が設定されるものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。
When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と走行に要求される走行用パワーPdrv*とを設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーPdrv*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossとを加えて計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数を乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ることによって求めたりすることができる。
When the data is thus input, the required torque Tr * to be output to the
続いて、触媒暖機要求フラグFcの値を調べ(ステップS120)、触媒暖機要求フラグFcが値1のときには、浄化触媒134aの暖機要求がなされていると判断し、暖機が開始されたか否かを示す暖機開始フラグFcstartが値0か否かを判定する(ステップS130)。触媒暖機要求フラグFcが値1となってから最初にこのルーチンを実行したときには暖機開始フラグFcstartが値0と判定され、次に、入力したバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1を設定し、さらに設定した第1暖機時間Tset1に基づいて第2暖機時間Tset2を設定すると共に暖機時エンジンパワーPsetを設定し(ステップS140,S150)、暖機開始フラグFcstartに値1を設定する(ステップS160)。ここで、第1暖機時間Tset1は、略値0のパワーを出力する運転ポイント(回転数Ne1,トルクTe1)でエンジン22を継続して運転することで浄化触媒134aを暖機する暖機制御(以下、この制御を第1暖機制御という。)の実行時間であり、実施例では、バッテリ50の蓄電割合SOCと第1暖機時間Tset1との関係を予め求めてマップとしてROM74に記憶しておき、蓄電割合SOCが与えられるとマップから対応する第1暖機時間Tset1を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図5に示す。また、第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetは、第1暖機制御を第1暖機時間Tset1に亘って実行した後に一定のパワーを出力する運転ポイント(回転数Ne2,トルクTe2)でエンジン22を継続して運転することで浄化触媒134aを暖機する暖機制御(以下、この制御を第2暖機制御という。)の実行時間と第2暖機制御時のエンジン22の出力パワーであり、実施例では、第1暖機時間Tset1と第2暖機時間Tset2との関係および第1暖機時間Tset1と暖機時エンジンパワーPsetとの関係をそれぞれ予め求めてマップとしてROM74に記憶しておき、第1暖機時間Tset1が与えられるとマップから対応する第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetとを導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図6に示す。図5に示すように、第1暖機時間Tset1については蓄電割合SOCが高いほど長くなるよう設定され、図6に示すように、第1暖機時間Tset2については第1暖機時間Tset1が長いほど短くなるよう設定され、暖機時エンジンパワーPsetについては第1暖機時間Tset1が長いほど小さくなるよう設定される。図7に、第1暖機制御と第2暖機制御の暖機熱量の一例を示す。図7に示すように、実施例では、第1暖機制御は、浄化触媒134aの暖機を優先した制御(点火遅角制御など)が可能であり、第2暖機制御よりも暖機熱量が高く、浄化触媒134aの暖機を促進できるが、走行用パワーPdrv*のほぼ全てをバッテリ50からの出力だけで賄う必要がある。実施例では、バッテリ50の蓄電割合SOCが高いときには、第1暖機時間Tset1を長く設定することにより、第2暖機時間Tset2を短く設定すると共に暖機時エンジンパワーPsetを小さく設定することができる結果、浄化触媒134aの暖機を短時間で効率良く行なうものとしている。一方、蓄電割合SOCが低いときには、第1暖機時間Tset1は短くなるが、暖機時エンジンパワーPsetは大きくなるため、蓄電割合SOCが低いときでも浄化触媒134aを比較的短時間で暖機することができる。
Subsequently, the value of the catalyst warm-up request flag Fc is checked (step S120), and when the catalyst warm-up request flag Fc is 1, it is determined that the warm-up request for the
こうして第1暖機時間Tset1と第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetとを設定すると、浄化触媒134aの暖機を開始してから第1暖機時間Tset1が経過したか否かを判定する(ステップS170)。浄化触媒134aの暖機が開始された直後では、第1暖機時間Tset1が経過していないと判定され、走行用パワーPdrv*を、バッテリ50の出力制限Woutに換算係数kを乗じてパワーに換算したバッテリ出力可能パワー(k・Wout)と比較し(ステップS180)、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)以下のときには、浄化触媒134aの暖機用の運転ポイント(以下、第1所定運転ポイントという。)としての回転数Ne1とトルクTe1とをエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに設定する(ステップS190)。ここで、第1所定運転ポイントは、触媒温度Tcが閾値Tcref未満のときの浄化触媒134aの浄化能力の範囲内で定めることができ、例えば、回転数Ne1としては、エンジン22を運転する際の下限値(例えば、1000rpmや1200rpm、1300rpm)やそれよりも若干大きな値などを用いることができ、トルクTe1としては、値0やそれよりも若干大きな値などを用いることができる。バッテリ出力可能パワー(k・Wout)は、エンジン22からパワーを出力しない場合の走行用の出力可能パワーの上限に相当するから、ステップS180の処理は、エンジン22からの出力パワーを略値0とみなしたときに、バッテリ50からの出力だけで走行用パワーPdrv*によって走行することができるか否かを判定する処理であると考えることができる。なお、ステップS180の処理において、走行用パワーPdrv*をバッテリ出力可能パワー(k・Wout)と比較するのに代えて、走行用パワーPdrv*をバッテリ出力可能パワー(k・Wout)とパワー(Ne1・Te1)との和のパワー(k・Wout+Ne1・Te1)と比較するものとしてもよい。
Thus, when the first warm-up time Tset1, the second warm-up time Tset2, and the warm-up engine power Pset are set, it is determined whether or not the first warm-up time Tset1 has elapsed since the start of the warm-up of the
続いて、設定したエンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の目標トルクTe*と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS200)。式(1)は、動力分配統合機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン22を浄化触媒134aの暖機用の運転状態で運転しながら走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図8に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。第1所定運転ポイントにおけるトルクTe1は小さな値(例えば値0など)であるから、エンジン22が回転数Ne1で運転されているときにはモータMG1のトルク指令Tm1*には絶対値が小さな値が設定されることになる。図8の共線図では、図示の必要上、一部の矢印については誇張している。
Subsequently, using the set target rotational speed Ne * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1tmp=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1tmp = -ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2 ・ ∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
そして、要求トルクTr*に設定したトルク指令Tm1*を動力分配統合機構30のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ35のギヤ比Grで除してモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(3)により計算すると共に(ステップS210)、バッテリ50の入出力制限Win,Woutと設定したトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費電力(発電電力)との差分をモータMG2の回転数Nm2で割ることによりモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを次式(4)および式(5)により計算し(ステップS220)、設定した仮トルクTm2tmpを式(6)によりトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS230)。ここで、式(3)は、図8の共線図から容易に導くことができる。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。ここで、第1所定運転ポイントにおけるトルクTe1が小さく、モータMG1のトルク指令Tm1*の大きさも小さいことを考えると、トルク指令Tm1*を値0とすれば、仮モータトルクTm2tmpには要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除した値が設定される。そして、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)以下であることを考慮すると、モータMG2のトルク指令Tm2*には、仮モータトルクTm2tmp、即ち要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除した値が設定されることになる。
Then, the torque command Tm1 * set as the required torque Tr * is divided by the gear ratio ρ of the power distribution and
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (3)
Tm2min = (Win-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (4)
Tm2max = (Wout-Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (5)
Tm2 * = max (min (Tm2tmp, Tm2max), Tm2min) (6)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS240)、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。このとき、浄化触媒134aを暖機をより促進させるために、エンジン22の点火時期については、エンジン22を効率よく運転するための点火時期(以下、燃費用点火時期という)に比して遅く且つ触媒暖機に適した点火時期(以下、触媒暖機用点火時期という)を用いるものとした。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように第1所定運転ポイント(回転数Ne1およびトルクTe1)でエンジン22を継続して運転することにより、エンジン22の燃焼を安定させて浄化触媒134aを効率良く暖機することができる。
Thus, when the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 are set, the target engine speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS170で浄化触媒134aの暖機を開始してから第1暖機時間Tset1が経過したと判定されると、さらに第2暖機時間Tset2が経過したか否かを判定する(ステップS250)。第2暖機時間Tset2が経過していないと判定されたときには、走行用パワーPdrv*を、バッテリ出力可能パワー(k・Wout)とステップS150で設定した暖機時エンジンパワーPsetとの和のパワー(k・Wout+Pset)と比較する(ステップS260)。この処理は、暖機時エンジンパワーPsetをエンジン22から出力しながら走行用パワーPdrv*によって走行することができるか否かを判定する処理である。走行用パワーPdrv*が和のパワー(k・Wout+Pset)以下のときには、暖機時エンジンパワーPsetをエンジン22から出力すべき要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS270)、エンジン22の回転数NeとトルクTeとの制約としてエンジン22を効率よく運転する動作ライン(以下、燃費用動作ラインという)と要求パワーPe*とを用いて得られる回転数とトルクとをエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*として設定し(ステップS280)、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを用いてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を上述したステップS200〜S230の処理によって設定し、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。燃費用動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子とを図9に示す。なお、図9には、参考のために、第1所定運転ポイント(回転数Ne1およびトルクTe1)についても図示した。目標回転数Ne*および目標トルクTe*は、図示するように、燃費用動作ラインと要求パワーPe*が一定の曲線との交点により求めることができ、この場合、回転数Ne2およびトルクTe2(以下、第2所定運転ポイントという。)として求めることができる。また、実施例では、エンジン22の点火時期については、触媒暖機用点火時期から燃費用点火時期に向けて徐々に早くしていき、燃費用点火時期になってからはその時期を保持するものとした。このように第2所定運転ポイントでエンジン22を継続して運転することにより、エンジン22を安定燃焼させながら浄化触媒134aを暖機することができる。
If it is determined in step S170 that the first warm-up time Tset1 has elapsed since the start of warming-up of the
ステップS180で走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)より大きいと判定されたり、ステップS260で走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)と暖機時エンジンパワーPsetとの和より大きいと判定されたときには、走行用パワーPdrv*からバッテリ出力可能パワー(k・Wout)を減じて得られるパワー(以下、差分パワー(Pdrv*−Pset)という)をエンジン22から出力すべき要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS290)、前述した燃費用動作ラインと要求パワーPe*とを用いて得られる回転数とトルクとをエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*として設定し(ステップS280)、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを用いてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を上述したステップS200〜S230の処理によって設定し、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。この処理は、走行用パワーPdrv*に対してバッテリ出力可能パワー(k・Wout)では不足する不足分(差分パワー(Pdrv*−k・Wout))がエンジン22から出力されるように要求パワーPe*を設定してエンジン22を運転する処理である。これにより、走行用パワーPdrv*を出力するためのエンジン22の出力パワーの増加は最小限とすることができるため、エミッションの悪化を抑制することができる。
In step S180, it is determined that the travel power Pdrv * is greater than the battery output possible power (k · Wout), or in step S260, the travel power Pdrv * is the battery output possible power (k · Wout) and the warm-up engine power Pset. When it is determined that the power is greater than the sum of the power, the power obtained by subtracting the battery output power (k · Wout) from the traveling power Pdrv * (hereinafter referred to as differential power (Pdrv * −Pset)) is output from the
ステップS250で第2暖機時間Tset2が経過したと判定されると、浄化触媒134aの暖機は完了したと判断し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて設定されるバッテリ50を充放電するのに必要なパワーとしての充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を走行用パワーPdrv*から減じたパワー(Pdrv*−Pb*)をエンジン22の要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS300)、要求パワーPe*をエンジン22を停止するか否かを判定するための閾値Prefと比較し(ステップS310)、要求パワーPe*が閾値Prefよりも大きいときには、エンジン22の運転を継続すると判断し、要求パワーPe*と燃費用動作ラインとを用いて得られる回転数とトルクとをエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*として設定し(ステップS290)、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを用いてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を上述したステップS200〜S230の処理によって設定し、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS240)、駆動制御ルーチンを終了する。この場合、エンジン22の点火時期については、前述の燃費用点火時期が用いられる。浄化触媒134aの暖機が完了すると、触媒暖機要求フラグFcには値0が設定され、以降の駆動制御ルーチンのステップS120では否定的な判定がなされてステップS300に進むことになる。
If it is determined in step S250 that the second warm-up time Tset2 has elapsed, it is determined that the warm-up of the
ステップS310で要求パワーPe*が閾値Pref以下と判定されると、エンジン22の運転を停止すると判断し、エンジン22の運転を停止するようエンジンECU24に停止指令を出力すると共に(ステップS320)、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS330)、要求トルクTr*を減速ギヤ35のギヤ比Grで除した値をモータMG2の仮トルクTm2tmpに設定し(ステップS210)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で除した値をトルク制限Tm2min,Tm2maxに設定し(ステップS220)、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し(ステップS230)、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS240)、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、エンジン22の運転を停止してバッテリ50からの出力を用いてモータ走行が行なわれる。浄化触媒134aの暖機を短時間で完了させることができれば、要求パワーPe*が閾値Pref以下となったときに、エンジン22を停止してバッテリ50からの出力により走行用パワーPdrv*を出力してモータ走行を行なうことができるから、燃費を良好なものとすることができる。
If it is determined in step S310 that the required power Pe * is equal to or less than the threshold value Pref, it is determined that the operation of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、浄化触媒134aの暖機要求がなされたときには、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて略値0のパワーを出力する運転ポイント(回転数Ne1,トルクTe1)でエンジン22を運転する第1暖機制御の実行時間Tset1を設定し、設定した第1暖機制御の実行時間Tset1に基づいて暖機時エンジンパワーPsetとこの暖機時エンジンパワーPsetを出力する運転ポイント(回転数Ne2,トルクTe2)でエンジン22を運転する第2暖機制御の実行時間Tset2とを設定し、第1暖機制御を第1暖機時間Tset1に亘って実行し、その後、第2暖機制御を第2暖機時間Tset2に亘って実行するから、浄化触媒134aの暖機を短時間で効率良く行なうことができ、燃費を良好なものとすることができる。もとより、第1暖機制御を実行している最中や第2暖機制御を実行している最中にも走行用パワーPdrv*により走行することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1を設定すると共に設定した第1暖機時間Tset1に基づいて第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetとを設定するものとしたが、蓄電割合SOCに基づいて直接に第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetとを設定するものとしてもよい。この場合、第2暖機時間Tset2としては蓄電割合SOCが高いほど短くなるよう設定するものとし、暖機時エンジンパワーPsetとしては蓄電割合SOCが高いほど小さくなるよう設定することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1と第2暖機時間Tset2とを設定し、第1の暖機制御を第1暖機時間Tset1に亘って実行し、その後、第2の暖機制御を第2暖機時間Tset2に亘って実行するものとしたが、第1暖機時間Tset1や第2暖機時間Tset2に代えて、例えば、蓄電割合SOCに基づいて第1閾値Qref1と第2閾値Qref2とを設定し、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaなどの時間積算値Qintが第1の閾値Qref1以上となるまで第1暖機制御を実行し、その後、時間積算値Qintが第2閾値Qref2以上となるまで第2暖機制御を実行するなど、蓄電割合SOCに基づいて時間の要素を含むパラメータを設定するものであれば、如何なるパラメータであってもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1と第2暖機時間Tset2と暖機時エンジンパワーPsetとを設定するものとしたが、蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1と第2暖機時間Tset2との組み合わせだけを設定するものとしてもよいし、蓄電割合SOCに基づいて第1暖機時間Tset1と暖機時エンジンパワーPsetとの組み合わせだけを設定するものとしてもよい。前者の場合、暖機時エンジンパワーPsetとしては蓄電割合SOCに拘わらず固定値に設定するものとしてもよいし、他のパラメータに基づいて変化させるものとしてもよい。後者の場合、第2暖機時間Tset2としては蓄電割合SOCに拘わらず固定時間を設定し、この固定時間が経過するまで第2暖機制御を実行するものとしてもよい。また、後者の場合 第2暖機時間Tset2に代えて、触媒温度Tcが触媒活性化温度Tcact以上となるまで第2暖機制御を実行するものとしてもよいし、水温センサ142からの冷却水温Twやエアフローメータ148からの吸入空気量Qaの積算値,温度センサ149からの吸気温Tinなどに基づいて浄化触媒134aの温度を推定し、この推定した温度が触媒活性化温度Tcact以上となるまで第2暖機制御を実行するものとしてもよいし、水温センサ142からの冷却水温Twやエアフローメータ148からの吸入空気量Qaの積算値などを直接用いて浄化触媒134aの暖機が完了したと判断されるまで第2暖機制御を実行するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、浄化触媒134aの暖機を開始してから第1暖機時間Tset1が経過したときに、エンジン22の運転ポイントを第1所定運転ポイント(回転数Ne1およびトルクTe1)から第2所定運転ポイント(回転数Ne2およびトルクTe2)に切り替えるものとしたが、第1暖機時間Tset1が経過してからエンジン22の運転ポイントを第1所定運転ポイントから第2所定運転ポイントまで徐々に変化させると共にエンジン22の運転ポイントが第2所定運転ポイントまで変化した以降は第2所定ポイントを保持するものとしてもよい。こうすれば、エンジン22の運転ポイントの急変を抑制することができる。なお、エンジン22の運転ポイントを第1所定運転ポイントから第2所定運転ポイントに徐々に変化させる際には、エンジン22から出力すべき要求パワーPe*を第1パワー(Ne1・Te1)から暖機時エンジンパワーPset(=Ne2・Te2)まで徐々に変化させるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、浄化触媒134aの暖機要求がなされているときにおいて、浄化触媒134aの暖機を開始してから第1暖機時間Tset1が経過したときには、エンジン22の点火時期を触媒暖機用点火時期から燃費用点火時期に向けて徐々に早くしていき、燃費用点火時期になってからはその時期を保持するものとしたが、触媒暖機用点火時期を保持するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、浄化触媒134aの暖機要求がなされてから第1暖機時間Tset1が経過する前において、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)以下のときには、第1所定運転ポイントでエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)より大きいときには、走行用パワーPdrv*からバッテリ出力可能パワー(k・Wout)を減じて得られるパワーをエンジン22から出力すべき要求パワーPe*として設定してエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしたが、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)以下であるか否かに拘わらず、第1所定運転ポイントでエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*に基づくパワーによって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしてもよい。なお、この場合、第1所定運転ポイントでエンジン22を運転したときのエンジン22からの出力パワー(例えば、略値0など)とバッテリ出力可能パワー(k・Wout)との和のパワー(k・Wout+Ne1・Te1)で走行用パワーPdrv*を制限したパワーを出力して走行することになる。同様に、実施例のハイブリッド自動車20では、浄化触媒134aの暖機要求がなされてから第1暖機時間Tset1が経過し且つ第2暖機時間Tset2が経過する前において、走行用パワーPdrv*がバッテリ出力可能パワー(k・Wout)と暖機時エンジンパワーPsetとの和のパワー(k・Wout+Ne1・Te1)以下のときには、第2所定運転ポイントでエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、走行用パワーPdrv*がパワー(k・Wout+Ne1・Te1)より大きいときには、走行用パワーPdrv*からバッテリ出力可能パワー(k・Wout)を減じて得られるパワーをエンジン22から出力すべき要求パワーPe*として設定してエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしたが、走行用パワーPdrv*がパワー(k・Wout+Pset)以下であるか否かに拘わらず、第2所定運転ポイントでエンジン22を運転しながら走行用パワーPdrv*に基づくパワーによって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしてもよい。なお、この場合、パワー(k・Wout+Pset)で走行用パワーPdrv*を制限したパワーを出力して走行することになる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すると共にモータMG2からの動力を減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪63a,63bに接続された駆動軸に変速機230を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ229を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図13の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、エンジン22からの動力を変速機330を介して駆動輪63a,63bに接続された車軸に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪63a,63bが接続された車軸とは異なる車軸(図13における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。即ち、走行用の動力を出力する内燃機関と走行用の動力を出力する電動機とを備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、浄化触媒134aを有する浄化装置134が排気系に取り付けられたエンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「二次電池」に相当し、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossを加えた値として走行用パワーPdrv*を設定する図3の駆動制御ルーチンのステップS110の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「走行用パワー設定手段」に相当し、浄化触媒134aの暖機要求がなされているか否かを示す触媒暖機要求フラグFcが値1のときには、浄化触媒134aの暖機用の第1所定運転ポイントとしての回転数Ne1およびトルクTe1をエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*に設定すると共にその運転ポイントでエンジン22を第1暖機時間Tset1に亘って継続して運転しながら要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されて走行するようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信し、第1暖機時間Tset2が経過したときには、暖機時エンジンパワーPsetをエンジン22から出力するための第2所定運転ポイントとしての回転数Ne2およびトルクTe2をエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*に設定すると共にその運転ポイントでエンジン22を継続して運転しながら走行用パワーPdrv*に基づくパワーによって走行するようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してエンジンECU24やモータECU40に送信する図3の駆動制御ルーチンのステップS170以降の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と、目標回転数Ne*,目標トルクTe*を受信してエンジン22を制御するエンジンECU24と、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を駆動制御するモータECU40と、が「暖機時制御手段」に相当し、バッテリ50から放電可能な蓄電量の全容量に対する割合としての蓄電割合SOCを演算するバッテリECU52が「蓄電割合演算手段」に相当し、バッテリ50の蓄電割合SOCが大きいほど長くなるよう第1暖機時間Tset1を設定し、第1暖機時間Tset1が長いほど短くなるよう第2暖機時間Tset2を設定すると共に第1暖機時間Tset1が長いほど小さくなるよう暖機時エンジンパワーPsetを設定する図3の駆動制御ルーチンのステップS140〜S160の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「暖機設定手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能で排気浄化用の浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられたものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「走行用パワー設定手段」としては、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものに損失としてのロスLossを加えた値として走行用パワーPdrvを設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Accだけに基づいて要求トルクを設定すると共にこの要求トルクに基づいて走行用パワーを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定すると共にこの要求トルクに基づいて走行用パワーを設定するものなど、走行に要求される走行用パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「暖機時制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil. Any type of internal combustion engine may be used as long as the purification device having the purification catalyst is attached to the exhaust system. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can output power for traveling, such as an induction motor. The “secondary battery” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、134a 浄化触媒、134b 温度センサ、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、229 クラッチ、230,330 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution and integration mechanism, 31 sun gear, 32 Ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 for battery Electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b drive wheel, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU 74 ROM, 76 RAM, 80 Ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 134a Purification catalyst, 134b Temperature sensor, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter 149 Temperature sensor, 150 Variable valve timing mechanism, 229 Clutch, 230, 330 Transmission, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (4)
前記二次電池の全容量に対する蓄電量の割合である蓄電割合を演算する蓄電割合演算手段と、
前記演算された蓄電割合に基づいて、前記第1の暖機制御の実行時間に関する設定値と前記第2の暖機制御の実行時間と前記第2のパワーの少なくとも一方に関する設定値との組み合わせを設定する暖機設定手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。 An internal combustion engine having a purification catalyst attached to the exhaust system and capable of outputting power for traveling, a motor capable of outputting power for traveling, a secondary battery capable of exchanging power with the motor, and traveling required for traveling When the travel power setting means for setting the power for use and the warming-up of the purification catalyst are requested, the internal combustion engine is continuously operated at a first operating point for outputting a predetermined first power. However, after executing the first warm-up control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the set travel power, and after executing the first warm-up control, from the first power A second warming point for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the set traveling power while the internal combustion engine is continuously operated at a second operating point that outputs a large second power. Mechanism A hybrid vehicle and a warm-up control means for executing the bets,
A power storage ratio calculating means for calculating a power storage ratio that is a ratio of a power storage amount to a total capacity of the secondary battery;
Based on the calculated power storage ratio, a combination of a setting value relating to the execution time of the first warm-up control, an execution time of the second warm-up control, and a setting value relating to at least one of the second power. A hybrid vehicle comprising: a warm-up setting means for setting.
前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど長くなる傾向に前記第1の暖機制御の実行時間を設定する手段である
ハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The warm-up setting unit is a unit that sets the execution time of the first warm-up control so that the calculated power storage ratio increases and becomes longer.
前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど短くなる傾向に前記第2の暖機制御の実行時間を設定する手段である
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The warm-up setting unit is a unit that sets the execution time of the second warm-up control so that the calculated power storage ratio becomes shorter as the calculated power storage ratio increases.
前記暖機設定手段は、前記演算された蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に前記所定パワーを設定する手段である
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The warm-up setting means is means for setting the predetermined power such that the calculated power storage ratio tends to decrease as the calculated power storage ratio increases.
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