JP2013063736A - Hybrid vehicle control device - Google Patents

Hybrid vehicle control device Download PDF

Info

Publication number
JP2013063736A
JP2013063736A JP2011204608A JP2011204608A JP2013063736A JP 2013063736 A JP2013063736 A JP 2013063736A JP 2011204608 A JP2011204608 A JP 2011204608A JP 2011204608 A JP2011204608 A JP 2011204608A JP 2013063736 A JP2013063736 A JP 2013063736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
hybrid vehicle
power
failure
internal combustion
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011204608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Toyoyoshi
幸男 豊良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011204608A priority Critical patent/JP2013063736A/en
Publication of JP2013063736A publication Critical patent/JP2013063736A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in fuel economy during failure in a transmission, in a hybrid vehicle.SOLUTION: This control device (100) for a hybrid vehicle controls the hybrid vehicle (1) comprising an internal combustion engine (200), a stepped transmission (30) changing the rotation speed of the internal combustion engine to transmit it to wheels (FL, FR), and a rotary electric machine (MG) having an electric storage means (12). The control device for the hybrid vehicle comprises: a transmission failure detection means (110) for detecting failure of the stepped transmission; limiting means (120, 130) for limiting the torque of the internal combustion engine so that charging and discharging power of the rotary electric machine does not exceed a predetermined upper limit value or a lower limit value when the failure in the stepped transmission is detected; and charge limit range change means (150, 160) for enlarging, when the failure in the stepped transmission is detected, a charging limit range of the electric storage means as compared with that when the failure in the transmission is not detected.

Description

本発明は、内燃機関及び回転電機を含む動力要素、並びに有段変速機を備えたハイブリッド車両を制御する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 controlling a hybrid vehicle including a power element including an internal combustion engine and a rotating electric machine, and a stepped transmission.

この種のハイブリッド車両では、変速機によって適宜ギヤが切替えられることで、より適切な燃費状態での走行が実現される。よって、ハイブリッド車両の走行中に変速機が故障してしまうと、適切な燃費状態での走行が実現できなくなってしまうおそれがある。   In this type of hybrid vehicle, traveling in a more appropriate fuel consumption state is realized by appropriately switching gears by a transmission. Therefore, if the transmission breaks down while the hybrid vehicle is traveling, there is a possibility that traveling in an appropriate fuel consumption state cannot be realized.

このような場合を想定して、例えば特許文献1では、モータの接続を変速機の入力軸と出力軸とで切り替え可能な車両において、変速機が特定の変速段で固定された場合に、モータの接続を出力軸に切替えるという技術が提案されている。また特許文献2では、変速機が故障した場合に、エンジンの出力特性を固定するという技術が提案されている。更に特許文献3では、変速機が故障して変速比の低いギヤに固定された場合、要求トルクを制限し、制限した要求トルクに基づいてエンジン及びモータを制御するという技術が提案されている。   Assuming such a case, in Patent Document 1, for example, in a vehicle in which the connection of the motor can be switched between the input shaft and the output shaft of the transmission, the motor is used when the transmission is fixed at a specific shift stage. A technique has been proposed in which the connection is switched to the output shaft. Patent Document 2 proposes a technique for fixing the output characteristics of an engine when a transmission fails. Further, Patent Document 3 proposes a technique in which when a transmission fails and is fixed to a gear having a low gear ratio, the required torque is limited and the engine and the motor are controlled based on the limited required torque.

特開2010−247689号公報JP 2010-247689 特開平05−104989号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-104989 特開2005−313865号公報JP 2005-313865 A

ハイブリッド車両では、内燃機関の出力パワーと要求パワーとの差分が、回転電機の回生動作によりバッテリ等の蓄電手段へと充電される。ここで仮に、変速機が故障して変速比の低いギヤに固定されてしまった場合、要求パワーに対して内燃機関の回転数が極めて高い状態となり、蓄電手段への充電量が受け入れできない程に高くなってしまうおそれがある。この場合、内燃機関の動作点を最適燃費線へと近づけることが困難となるため、結果として燃費が悪化してしまう。   In the hybrid vehicle, the difference between the output power and the required power of the internal combustion engine is charged into the power storage means such as a battery by the regenerative operation of the rotating electrical machine. Here, if the transmission breaks down and is fixed to a gear with a low gear ratio, the rotational speed of the internal combustion engine becomes extremely high with respect to the required power, and the charge amount to the power storage means cannot be accepted. There is a risk of becoming higher. In this case, it becomes difficult to bring the operating point of the internal combustion engine close to the optimum fuel consumption line, and as a result, fuel consumption deteriorates.

しかしながら、上述した特許文献1から3には、変速機の故障時において、蓄電手段への充電量が高くなり過ぎてしまうということについては何ら言及されていない。また仮に、特許文献1から3に記載されている変速機の故障時の制御を行なったとしても、蓄電手段への充電量が高くなり過ぎてしまうことを防止することは困難である。即ち、特許文献1から3に記載の技術は、変速機の故障時において、燃費が悪化するおそれがあるという技術的問題点を有している。   However, Patent Documents 1 to 3 mentioned above do not mention at all that the amount of charge to the power storage means becomes too high when the transmission fails. Moreover, even if the transmission control described in Patent Documents 1 to 3 is performed, it is difficult to prevent the amount of charge to the power storage unit from becoming too high. That is, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 have a technical problem that there is a possibility that fuel consumption may deteriorate when the transmission fails.

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、変速機の故障時において、燃費の悪化を防止することが可能な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 an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can prevent deterioration of fuel consumption when a transmission malfunctions.

本発明のハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関と、前記内燃機関の回転数を変速して車輪に伝達する有段変速機と、蓄電手段を有する回転電機とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記有段変速機の故障を検出する変速機故障検出手段と、前記有段変速機の故障が検出された場合に、前記回転電機の充放電パワーが所定の上限値又は下限値を超えないように前記内燃機関のトルクを制限する制限手段と、前記有段変速機の故障が検出された場合に、前記蓄電手段の充電制限範囲を、前記変速機の故障が検出されていない場合と比べて大きくする充電制限範囲変更手段とを備える。   In order to solve the above-described problems, a control device for a hybrid vehicle of the present invention includes an internal combustion engine, a stepped transmission that shifts the rotational speed of the internal combustion engine and transmits the speed to wheels, and a rotating electrical machine having a power storage unit. A control device for a hybrid vehicle, comprising: a transmission failure detecting means for detecting a failure of the stepped transmission; and a charging / discharging power of the rotating electrical machine when a failure of the stepped transmission is detected. Limiting means for limiting the torque of the internal combustion engine so as not to exceed an upper limit value or a lower limit value, and when a failure of the stepped transmission is detected, a charge limitation range of the power storage means is set to the failure of the transmission. Charging limit range changing means for making the size larger than that in the case where no is detected.

本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力を供給可能な動力要素として、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る回転電機とを少なくとも備えた車両である。回転電機は、例えばバッテリ等の蓄電手段に回生によって得られた電力を充電可能であると共に、蓄電手段から供給される電力によって力行可能とされている。尚、内燃機関及び回転電機は、例えば複数のギヤを含んでなる有段変速機に夫々接続されている。これにより、有段変速機において適切な変速比が実現され、燃費を向上させることが可能となる。   The hybrid vehicle according to the present invention has various modes regardless of fuel type, fuel supply mode, fuel combustion mode, intake / exhaust system configuration, cylinder arrangement, and the like as power elements capable of supplying power to the drive shaft. A vehicle including at least an internal combustion engine that can be employed and a rotating electrical machine that can be configured as a motor generator such as a motor generator. The rotating electrical machine can charge power obtained by regeneration in a power storage means such as a battery, and can be powered by power supplied from the power storage means. The internal combustion engine and the rotating electric machine are connected to a stepped transmission including a plurality of gears, for example. As a result, an appropriate gear ratio is realized in the stepped transmission, and fuel consumption can be improved.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このようなハイブリッド車両を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)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の形態を採り得る。   The hybrid vehicle control device according to the present invention is a control device that controls such a hybrid vehicle, and includes, for example, one or a plurality of CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), various processors, or various controllers. Alternatively, various processing units such as a single or plural ECUs (Electronic Controlled Units), which may appropriately include various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory Various computer systems such as various controllers or microcomputer devices can be used.

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時には、先ず変速機故障検出手段によって、有段変速機の故障が検出される。なお、ここでの「有段変速機の故障」とは、有段変速機において正常な動作を行えなくなった状況であり、例えば有段変速機が有するアクチュエータの不具合によって、変速段が固定されてしまうような状態が挙げられる。   During the operation of the hybrid vehicle control device according to the present invention, first, the failure of the stepped transmission is detected by the transmission failure detection means. Note that “failure of a stepped transmission” here refers to a situation in which a normal operation cannot be performed in a stepped transmission. For example, the gear stage is fixed due to a malfunction of an actuator of the stepped transmission. The state which will end up is mentioned.

本発明では特に、有段変速機の故障が検出された場合、制限手段によって内燃機関のトルクが制限されることになる。具体的には、内燃機関のトルクは、回転電機の充放電パワーが所定の上限値又は下限値を超えないように(即ち、上限値を上回らないように、或いは下限値を下回らないように)制限される。なお、ここでの「所定の上限値又は下限値」とは、回転電機が有する蓄電手段が瞬間的に受け入れ可能な充電量、或いは放出可能な放電量に対応する値であり、予め設定されメモリ等に記憶されている。   Particularly in the present invention, when a failure of the stepped transmission is detected, the torque of the internal combustion engine is limited by the limiting means. Specifically, the torque of the internal combustion engine is such that the charging / discharging power of the rotating electrical machine does not exceed a predetermined upper limit value or lower limit value (that is, not to exceed the upper limit value or lower than the lower limit value). Limited. Here, the “predetermined upper limit value or lower limit value” is a value corresponding to the amount of charge that can be instantaneously accepted by the power storage means of the rotating electrical machine or the amount of discharge that can be discharged. And so on.

制限手段は、例えば車軸に出力することが要求されている要求パワーと、内燃機関の実際の出力パワーとの差分から回転電機の充放電パワーを算出し、算出された回転電機の充放電パワーが、所定の上限値又は下限値を超えないように内燃機関のトルクを制限する。即ち、回転電機の充放電パワーが所定の上限値又は下限値を超えない場合には、制限手段による内燃機関に対する制限も行なわれない。一方で、回転電機の充放電パワーが所定の上限値又は下限値を超えてしまう場合には、内燃機関に対してトルクの上限値を制限するような制御が行なわれる。   For example, the limiting means calculates the charge / discharge power of the rotating electrical machine from the difference between the required power required to be output to the axle and the actual output power of the internal combustion engine, and the calculated charge / discharge power of the rotating electrical machine is The torque of the internal combustion engine is limited so as not to exceed a predetermined upper limit value or lower limit value. That is, when the charging / discharging power of the rotating electrical machine does not exceed the predetermined upper limit value or lower limit value, the restriction means does not restrict the internal combustion engine. On the other hand, when the charge / discharge power of the rotating electrical machine exceeds a predetermined upper limit value or lower limit value, control is performed to limit the upper limit value of the torque to the internal combustion engine.

ここで仮に、有段変速機が故障して変速比の低いギヤに固定されてしまった場合、要求パワーに対して内燃機関の回転数が極めて高い状態となり、内燃機関からの出力パワーが大きくなり過ぎてしまうおそれがある。このような場合、回転電機の充放電パワーが大きくなり、蓄電手段への充放電が許容量を超えてしまうおそれがある。蓄電手段の許容量を超えてしまうと、内燃機関の動作点を最適燃費線へと近づけることが困難となるため、結果として燃費が悪化してしまう。   Here, if the stepped transmission fails and is fixed to a gear with a low gear ratio, the rotational speed of the internal combustion engine becomes extremely high with respect to the required power, and the output power from the internal combustion engine increases. There is a risk of passing. In such a case, the charge / discharge power of the rotating electrical machine increases, and the charge / discharge to the power storage means may exceed an allowable amount. If the allowable amount of the power storage means is exceeded, it becomes difficult to bring the operating point of the internal combustion engine close to the optimum fuel consumption line, and as a result, the fuel consumption deteriorates.

しかるに本発明では特に、上述したように、有段変速機の故障が検出されると、内燃機関のトルクが制限される。これにより、内燃機関からの出力パワーが制限されることになり、回転電機の充放電パワーが一定範囲となる。従って、回転電機の充放電パワーが大きくなり、蓄電手段の充放電が許容量を超えてしまうことを防止できる。このため、内燃機関の動作点を最適燃費線へと近づけた状態で走行を続けることができる。   However, in the present invention, as described above, when a failure of the stepped transmission is detected, the torque of the internal combustion engine is limited. Thereby, the output power from an internal combustion engine will be restrict | limited, and the charging / discharging power of a rotary electric machine will be in a fixed range. Therefore, it is possible to prevent the charge / discharge power of the rotating electrical machine from increasing and the charge / discharge of the power storage means from exceeding an allowable amount. For this reason, traveling can be continued in a state where the operating point of the internal combustion engine is close to the optimum fuel consumption line.

なお、内燃機関のトルクを制限する場合には、有段変速機の故障検出時の内燃機関の回転数によっては、ハイブリッド車両の速度維持が困難となってしまう場合もあり得る。このような場合には、内燃機関のトルクは、急激に制限されるのではなく、ハイブリッド車両の速度を徐々に減速させるように段階的に制限されることが好ましい。   When limiting the torque of the internal combustion engine, it may be difficult to maintain the speed of the hybrid vehicle depending on the rotational speed of the internal combustion engine at the time of detecting the failure of the stepped transmission. In such a case, it is preferable that the torque of the internal combustion engine is not limited rapidly but is limited in stages so as to gradually reduce the speed of the hybrid vehicle.

本発明では更に、有段変速機の故障が検出された場合に、充電制限範囲変更手段によって、蓄電手段の充電制限範囲が大きくなるように変更される。具体的には、SOC(State Of Charge)の上限値が引き上げられる、或いは下限値が引き下げられる。なお、充電制限範囲は、予め設定された所定値分だけ大きくなるように変更されてもよいし、ハイブリッド車両における各種パラメータに基づいて決定された値に応じて大きくなるように変更されてもよい。   Further, in the present invention, when a failure of the stepped transmission is detected, the charging limit range changing unit changes the charging limit range of the power storage unit so as to increase. Specifically, the upper limit value of SOC (State Of Charge) is increased or the lower limit value is decreased. Note that the charging limit range may be changed so as to increase by a predetermined value set in advance, or may be changed according to a value determined based on various parameters in the hybrid vehicle. .

ハイブリッド車両は、回転電機からの出力のみによって走行するモード(所謂、EVモード)と、内燃機関及び回転電機の両方を用いて走行するモード(所謂、HVモード)とを切替えながら走行するが、EVモードからHVモードへの切替え時には、停止していた内燃機関を始動させることが求められる。しかしながら、内燃機関の始動には比較的大きなパワーが要求されるため、燃費を向上させる観点で見れば、内燃機関の始動回数(言い換えれば、EVモードからHVモードへの切替え回数)は、できる限り少ないことが好ましい。   The hybrid vehicle travels while switching between a mode (so-called EV mode) that travels only by the output from the rotating electrical machine and a mode (so-called HV mode) that travels using both the internal combustion engine and the rotating electrical machine. When switching from the mode to the HV mode, it is required to start the stopped internal combustion engine. However, since a relatively large power is required for starting the internal combustion engine, from the viewpoint of improving fuel efficiency, the number of start times of the internal combustion engine (in other words, the number of times of switching from the EV mode to the HV mode) is as much as possible. Less is preferred.

しかるに本発明では特に、有段変速機の故障が検出された場合に、蓄電手段の充電制限範囲が大きくなるように変更される。これにより、EVモードの走行距離を延ばすことが可能となる。従って、内燃機関の始動回数を減らすことができ、有段変速機の故障時における燃費の悪化を防止することができる。   However, in the present invention, in particular, when a failure of the stepped transmission is detected, the charging limit range of the power storage means is changed to be large. As a result, the travel distance in the EV mode can be extended. Therefore, the number of start-ups of the internal combustion engine can be reduced, and deterioration of fuel consumption when a stepped transmission fails can be prevented.

以上説明したように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、有段変速機の故障時において、燃費の悪化を防止することが可能である。   As described above, according to the hybrid vehicle control device of the present invention, it is possible to prevent deterioration of fuel consumption when a stepped transmission fails.

本発明のハイブリッド車両の一態様では、前記充電制限範囲変更手段は、前記内燃機関及び前記回転電機に要求されるパワーの所定期間における平均値が大きい程、前記蓄電手段の充電制限範囲を大きくする。   In one aspect of the hybrid vehicle of the present invention, the charge limit range changing means increases the charge limit range of the power storage means as the average value of the power required for the internal combustion engine and the rotating electrical machine is large. .

この態様によれば、有段変速機の故障検出時において、蓄電手段の充電制限範囲が、動力要素である内燃機関及び回転電機に要求されるパワー(以下、適宜「要求パワー」と称する)の所定期間における平均値に基づいて大きくなるように変更される。なお、蓄電手段の充電制限範囲は、要求パワーの所定期間における平均値に比例して連続的に大きくなるように変更されてもよいし、要求パワーの所定期間における平均値が所定の閾値を超える度に段階的に大きくなるよう変更されてもよい。   According to this aspect, when the failure of the stepped transmission is detected, the charging limit range of the power storage means is the power required for the internal combustion engine and the rotating electrical machine as power elements (hereinafter referred to as “required power” as appropriate). It changes so that it may become large based on the average value in a predetermined period. The charging limit range of the power storage means may be changed so as to continuously increase in proportion to the average value of the required power for a predetermined period, or the average value of the required power for a predetermined period exceeds a predetermined threshold value. You may change so that it may become large in steps every time.

要求パワーが比較的大きい場合、蓄電手段の充電制限範囲を大きくなるよう変更することで、効果的に燃費を向上させることができる。一方で、要求パワーが比較的小さい場合には、蓄電手段の充電制御範囲を大きくなるように変更せずとも、EVモードによる走行距離が相対的に長くなるため、燃費悪化への影響は小さくなる。よって、要求パワーに応じて蓄電手段の充電制限範囲を変更するようにすれば、蓄電手段の充電制限範囲を大きくすることによる不都合(例えば、蓄電手段の劣化等)を防止しつつ、燃費の悪化を防止することができる。   When the required power is relatively large, the fuel consumption can be effectively improved by changing the charging limit range of the power storage means to be large. On the other hand, when the required power is relatively small, the mileage in the EV mode is relatively long without changing the charging control range of the power storage means so that the influence on fuel consumption deterioration is small. . Therefore, if the charging limit range of the power storage means is changed according to the required power, the inconvenience (for example, deterioration of the power storage means, etc.) caused by increasing the charging limit range of the power storage means is prevented, and the fuel consumption is deteriorated. Can be prevented.

また、ハイブリッド車両では、要求パワーが一定のままで走り続けることは現実的ではなく、走行状況に応じて変動する値であると考えられる。よって、要求パワーの所定期間における平均値を用いることで、好適に蓄電手段の充電制限範囲の変更が行える。なお、ここでの「所定期間」は、燃費悪化を効果的に防止できるよう、予め理論的、実験的、或いは経験的に求められている。   Further, in a hybrid vehicle, it is not realistic to continue running with the required power being constant, and it is considered that the value varies depending on the running situation. Therefore, by using the average value of the required power over a predetermined period, it is possible to suitably change the charging limit range of the power storage means. The “predetermined period” here is calculated theoretically, experimentally, or empirically in advance so as to effectively prevent fuel consumption deterioration.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.

ハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing a configuration of a hybrid vehicle. ハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram conceptually showing a configuration of a hybrid drive device. エンジンの一断面構成を例示する模式図である。It is a mimetic diagram which illustrates one section composition of an engine. 実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the hybrid vehicle which concerns on embodiment. 実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement of the control apparatus of the hybrid vehicle which concerns on embodiment. エンジンの熱効率を示すマップである。It is a map which shows the thermal efficiency of an engine. 通常制御時及び変速機故障時のSOC制限範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the SOC restriction | limiting range at the time of normal control and a transmission failure.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成について、図1を参照して説明する。ここに図1は、ハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。   First, the overall configuration of the hybrid vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid vehicle.

図1において、本実施形態に係るハイブリッド車両1は、ハイブリッド駆動装置10、PCU(Power Control Unit)11、バッテリ12、アクセル開度センサ13、車速センサ14及びECU100を備えて構成されている。   In FIG. 1, a hybrid vehicle 1 according to the present embodiment includes a hybrid drive device 10, a PCU (Power Control Unit) 11, a battery 12, an accelerator opening sensor 13, a vehicle speed sensor 14, and an ECU 100.

ECU100は、CPU、ROM及びRAM等を備え、ハイブリッド車両1の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明の「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ECU100は、例えばROM等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両1における各種制御を実行可能に構成されている。   The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is configured to be able to control the operation of each part of the hybrid vehicle 1, and is an example of the “hybrid vehicle control device” of the present invention. The ECU 100 is configured to execute various controls in the hybrid vehicle 1 according to a control program stored in, for example, a ROM.

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MGに供給する。また、モータジェネレータMG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な不図示のインバータを含んでいる。即ち、PCU11は、バッテリ12とモータジェネレータとの間の電力の入出力、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)を制御可能に構成された電力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 PCU 11 converts the DC power extracted from the battery 12 into AC power and supplies it to a motor generator MG described later. Further, an inverter (not shown) that can convert AC power generated by motor generator MG into DC power and supply it to battery 12 is included. That is, the PCU 11 inputs and outputs power between the battery 12 and the motor generator, or inputs and outputs power between the motor generators (that is, in this case, the power is exchanged between the motor generators without going through the battery 12. Is a power control unit configured to be controllable. The PCU 11 is electrically connected to the ECU 100, and its operation is controlled by the ECU 100.

バッテリ12は、モータジェネレータMG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充電可能な蓄電手段である。バッテリ12の蓄電量は、ECU100等において検出可能とされている。   The battery 12 is a rechargeable power storage unit that functions as a power supply source related to power for powering the motor generator MG. The amount of power stored in the battery 12 can be detected by the ECU 100 or the like.

アクセル開度センサ13は、ハイブリッド車両1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を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ13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 accelerator opening sensor 13 is a sensor configured to be able to detect an accelerator opening Ta as an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the hybrid vehicle 1. The accelerator opening sensor 13 is electrically connected to the ECU 100, and the detected accelerator opening Ta is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

車速センサ14は、ハイブリッド車両1の車速Vを検出可能に構成されたセンサである。車速センサ14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 vehicle speed sensor 14 is a sensor configured to be able to detect the vehicle speed V of the hybrid vehicle 1. The vehicle speed sensor 14 is electrically connected to the ECU 100, and the detected vehicle speed V is referred to by the ECU 100 at a constant or indefinite period.

ハイブリッド駆動装置10は、ハイブリッド車両1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10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の構成を概念的に表してなる概略構成図である。   The hybrid drive device 10 is a power unit that functions as a power train of the hybrid vehicle 1. Here, the detailed configuration of the hybrid drive apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram conceptually showing the configuration of the hybrid drive apparatus.

図2において、ハイブリッド駆動装置10は、主にエンジン200、変速機30、モータジェネレータMG、接続切替機構40及び減速機構70を備えて構成されている。   In FIG. 2, the hybrid drive apparatus 10 mainly includes an engine 200, a transmission 30, a motor generator MG, a connection switching mechanism 40, and a speed reduction mechanism 70.

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1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、エンジンの一断面構成を例示する模式図である。   The engine 200 is a gasoline engine which is an example of the “internal combustion engine” according to the present invention, and is configured to function as a main power source of the hybrid vehicle 1. Here, the detailed configuration of the engine 200 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view illustrating one cross-sectional configuration of the engine.

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、少なくとも一の気筒を有し、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。また、エンジン200は、紙面と垂直な方向に4本の気筒201が直列に配されてなる直列4気筒エンジンであるが、個々の気筒201の構成は相互に等しいため、図3においては一の気筒201についてのみ説明を行うこととする。   The “internal combustion engine” in the present invention includes, for example, a 2-cycle or 4-cycle reciprocating engine, and has at least one cylinder, and various fuels such as gasoline, light oil, alcohol, etc. in the combustion chamber inside the cylinder. Includes an engine configured to be able to take out the force generated when the air-fuel mixture containing gas is burned as a driving force through appropriate physical or mechanical transmission means such as pistons, connecting rods and crankshafts. It is a concept to do. As long as the concept is satisfied, the configuration of the internal combustion engine according to the present invention is not limited to that of the engine 200 and may have various aspects. Further, the engine 200 is an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 201 are arranged in series in a direction perpendicular to the paper surface, but the configuration of each cylinder 201 is equal to each other. Only the cylinder 201 will be described.

図3において、エンジン200は、気筒201内において燃焼室に点火プラグ(符号省略)の一部が露出してなる点火装置202による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介して、クランクシャフト205の回転運動に変換することが可能に構成されている。   In FIG. 3, the engine 200 burns the air-fuel mixture through an ignition operation by an ignition device 202 in which a part of a spark plug (not shown) is exposed in a combustion chamber in a cylinder 201, and the explosive force due to such combustion. The reciprocating motion of the piston 203 that occurs in response to the above is converted into the rotational motion of the crankshaft 205 via the connecting rod 204.

クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転位置(即ち、クランク角)を検出するクランクポジションセンサ206が設置されている。このクランクポジションセンサ206は、ECU100(不図示)と電気的に接続されており、ECU100では、このクランクポジションセンサ206から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン200の機関回転数NEが算出される構成となっている。   In the vicinity of the crankshaft 205, a crank position sensor 206 for detecting the rotational position (ie, crank angle) of the crankshaft 205 is installed. The crank position sensor 206 is electrically connected to the ECU 100 (not shown), and the ECU 100 calculates the engine speed NE of the engine 200 based on the crank angle signal output from the crank position sensor 206. It is the composition which becomes.

エンジン200において、外部から吸入された空気は吸気管207を通過し、吸気ポート210を介して吸気バルブ211の開弁時に気筒201内部へ導かれる。一方、吸気ポート210には、インジェクタ212の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート210に対し燃料を噴射することが可能な構成となっている。インジェクタ212から噴射された燃料は、吸気バルブ211の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、上述した混合気となる。   In the engine 200, air sucked from the outside passes through the intake pipe 207 and is guided into the cylinder 201 through the intake port 210 when the intake valve 211 is opened. On the other hand, the fuel injection valve of the injector 212 is exposed at the intake port 210, so that fuel can be injected into the intake port 210. The fuel injected from the injector 212 is mixed with the intake air before and after the opening timing of the intake valve 211 to become the above-described mixture.

燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ212に供給される構成となっている。気筒201内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ211の開閉に連動して開閉する排気バルブ213の開弁時に排気ポート214を介して排気管215に導かれる。   The fuel is stored in a fuel tank (not shown), and is supplied to the injector 212 via a delivery pipe (not shown) by the action of a feed pump (not shown). The air-fuel mixture combusted inside the cylinder 201 becomes exhaust, and is led to the exhaust pipe 215 via the exhaust port 214 when the exhaust valve 213 that opens and closes in conjunction with the opening and closing of the intake valve 211 is opened.

一方、吸気管207における、吸気ポート210の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ208が配設されている。このスロットルバルブ208は、ECU100と電気的に接続されたスロットルバルブモータ209によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ECU100は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度(即ち、上述したアクセル開度Ta)に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ209を制御するが、スロットルバルブモータ209の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ208は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。   On the other hand, on the upstream side of the intake port 210 in the intake pipe 207, a throttle valve 208 capable of adjusting the intake air amount related to the intake air guided through a cleaner (not shown) is disposed. The throttle valve 208 is configured such that its drive state is controlled by a throttle valve motor 209 electrically connected to the ECU 100. The ECU 100 basically controls the throttle valve motor 209 so as to obtain a throttle opening corresponding to the opening of an accelerator pedal (not shown) (that is, the accelerator opening Ta described above). It is also possible to adjust the throttle opening without intervention of the driver's intention through the operation control of 209. That is, the throttle valve 208 is configured as a kind of electronically controlled throttle valve.

排気管215には、三元触媒216が設置されている。三元触媒216は、エンジン200から排出される排気中のNOx(窒素酸化物)を還元すると同時に、排気中のCO(一酸化炭素)及びHC(炭化水素)を酸化可能に構成された触媒装置である。尚、触媒装置の採り得る形態は、このような三元触媒に限定されず、例えば三元触媒に代えて或いは加えて、NSR触媒(NOx吸蔵還元触媒)或いは酸化触媒の各種触媒が設置されていてもよい。   A three-way catalyst 216 is installed in the exhaust pipe 215. The three-way catalyst 216 is configured to reduce NOx (nitrogen oxides) in the exhaust discharged from the engine 200 and at the same time to oxidize CO (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon) in the exhaust. It is. In addition, the form which a catalyst apparatus can take is not limited to such a three-way catalyst, For example, instead of or in addition to the three-way catalyst, various catalysts such as an NSR catalyst (NOx storage reduction catalyst) or an oxidation catalyst are installed. May be.

排気管215には、エンジン200の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ217が設置されている。更に、気筒201を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン200を冷却するために循環供給される冷却水(LLC)に係る冷却水温を検出するための水温センサ218が配設されている。これら空燃比センサ217及び水温センサ218は、夫々ECU100と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ECU100により一定又は不定の検出周期で把握される構成となっている。   An air-fuel ratio sensor 217 configured to be able to detect the exhaust air-fuel ratio of the engine 200 is installed in the exhaust pipe 215. Further, a water temperature sensor 218 for detecting the cooling water temperature related to the cooling water (LLC) circulated and supplied to cool the engine 200 is disposed in the water jacket installed in the cylinder block that houses the cylinder 201. ing. The air-fuel ratio sensor 217 and the water temperature sensor 218 are electrically connected to the ECU 100, and the detected air-fuel ratio and cooling water temperature are grasped by the ECU 100 at a constant or indefinite detection cycle. .

図2に戻り、エンジン200からエンジン出力軸15を介して出力される機械的動力は、摩擦クラッチ装置20を介して変速機入力軸28に伝達される。   Returning to FIG. 2, the mechanical power output from the engine 200 via the engine output shaft 15 is transmitted to the transmission input shaft 28 via the friction clutch device 20.

変速機30は、本発明の「有段変速機」の一例であり、変速機入力軸28で受けた機械的動力を、複数の変速段31〜34のうちいずれか1つにより変速し、変速機出力軸60に伝達可能に構成されている。具体的には、変速機30は、複数の歯車対を備えた平行軸歯車装置として構成されており、本実施形態においては、第1速ギヤ段31と、第2速ギヤ段32と、第3速ギヤ段33と、第4速ギヤ段34とを有している。なお、第1速ギヤ段31〜第4速ギヤ段34の減速比は、第1速ギヤ段31、第2速ギヤ段32、第3速ギヤ段33、第4速ギヤ段34の順に小さくなるよう構成されている。   The transmission 30 is an example of the “stepped transmission” in the present invention, and the mechanical power received by the transmission input shaft 28 is shifted by any one of the plurality of shift stages 31 to 34 to change the speed. It can be transmitted to the machine output shaft 60. Specifically, the transmission 30 is configured as a parallel shaft gear device including a plurality of gear pairs. In the present embodiment, the first speed gear stage 31, the second speed gear stage 32, A third speed gear stage 33 and a fourth speed gear stage 34 are provided. Note that the reduction ratio of the first speed gear stage 31 to the fourth speed gear stage 34 decreases in the order of the first speed gear stage 31, the second speed gear stage 32, the third speed gear stage 33, and the fourth speed gear stage 34. It is comprised so that it may become.

変速機30の各変速段31、32、33、34の各々は、変速機入力軸28側のギヤであるメインギヤ31a、32a、33a、34a、及び変速機出力軸60側のギヤであるカウンタギヤ31c、32c、33c、34cを有している。メインギヤ31a、32a、33a、34aは、対応するカウンタギヤ31c、32c、33c、34cと噛み合う。各変速段31、32、33、34において、メインギヤとカウンタギヤのうち一方は、変速機入力軸28又は変速機出力軸60に対して回転可能に構成されている。各変速段31〜34には、回転可能に構成されたギヤ(メインギヤ又はカウンタギヤ)と変速機入力軸28又は変速機出力軸40とを結合させる図示しない噛み合いクラッチ機構(例えば、ドグクラッチ)が、それぞれ設けられている。   Each of the gear stages 31, 32, 33, 34 of the transmission 30 is a main gear 31a, 32a, 33a, 34a that is a gear on the transmission input shaft 28 side, and a counter gear that is a gear on the transmission output shaft 60 side. 31c, 32c, 33c, 34c. The main gears 31a, 32a, 33a, 34a mesh with the corresponding counter gears 31c, 32c, 33c, 34c. In each of the shift stages 31, 32, 33, 34, one of the main gear and the counter gear is configured to be rotatable with respect to the transmission input shaft 28 or the transmission output shaft 60. In each of the shift stages 31 to 34, a mesh clutch mechanism (for example, a dog clutch) (not shown) that couples a rotatable gear (main gear or counter gear) and the transmission input shaft 28 or the transmission output shaft 40 is provided. Each is provided.

変速機出力軸60から出力される動力は、ギヤ46及び48を介して減速機構70へと伝達される。減速機構70は、図示せぬ車軸に対して伝達された動力を出力する。   The power output from the transmission output shaft 60 is transmitted to the speed reduction mechanism 70 via the gears 46 and 48. Deceleration mechanism 70 outputs power transmitted to an axle (not shown).

モータジェネレータMGは、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電動発電機である。尚、モータジェネレータMG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するが、他の構成を有していてもよい。モータジェネレータMGは、本発明に係る「回転電機」の一例である。   Motor generator MG is a motor generator having a power running function that converts electrical energy into kinetic energy and a regenerative function that converts kinetic energy into electrical energy. The motor generator MG is configured as, for example, a synchronous motor generator, and has a configuration including, for example, a rotor having a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. However, it may have other configurations. Motor generator MG is an example of the “rotary electric machine” according to the present invention.

接続切替機構40は、モータジェネレータMGの出力軸50の変速機30に対する接続状態を切替える機構である。接続切替機構40は、複数のギヤ及びスリーブ等を含んで構成されており、スリーブの位置が変更されることで、モータジェネレータMGの出力軸50の接続状態を変更することが可能である。本実施形態に係る接続切替機構40は、モータジェネレータMGの出力軸50を変速機入力軸28に接続するIN接続状態と、モータジェネレータMGの出力軸50をギヤ54a及び54bを介して変速機出力軸60に接続するOUT接続状態とを相互に切り替え可能とされている。   Connection switching mechanism 40 is a mechanism that switches the connection state of output shaft 50 of motor generator MG to transmission 30. The connection switching mechanism 40 includes a plurality of gears, a sleeve, and the like, and the connection state of the output shaft 50 of the motor generator MG can be changed by changing the position of the sleeve. The connection switching mechanism 40 according to the present embodiment includes an IN connection state in which the output shaft 50 of the motor generator MG is connected to the transmission input shaft 28, and the output of the motor generator MG via the gears 54a and 54b. The OUT connection state connected to the shaft 60 can be switched mutually.

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の一例であるECU100の具体的な構成について、図4を参照して説明する。ここに図4は、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。   Next, a specific configuration of the ECU 100, which is an example of a control device for a hybrid vehicle according to the present embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the hybrid vehicle control apparatus according to the embodiment.

図4において、ECU100は、変速機故障検出部110、トルク制限値算出部120、トルク制限部130、要求パワー平均値算出部140、SOC制限範囲決定部150及びSOC制限範囲変更部160を備えて構成されている。   In FIG. 4, ECU 100 includes transmission failure detection unit 110, torque limit value calculation unit 120, torque limit unit 130, required power average value calculation unit 140, SOC limit range determination unit 150, and SOC limit range change unit 160. It is configured.

変速機故障検出部110は、本発明の「変速機故障検出手段」の一例であり、変速機30の故障(具体的には、変速段を変更できない状態)を検出する。変速機故障検出部110で検出された変速機30の故障に関する情報は、トルク制限値算出部120及びSOC制限範囲決定部150に、それぞれ伝達される。   The transmission failure detection unit 110 is an example of the “transmission failure detection means” in the present invention, and detects a failure of the transmission 30 (specifically, a state in which the gear position cannot be changed). Information on the failure of the transmission 30 detected by the transmission failure detection unit 110 is transmitted to the torque limit value calculation unit 120 and the SOC limit range determination unit 150, respectively.

トルク制限値算出部120は、変速機故障検出部110において変速機30の故障が検出された場合に、エンジン200のトルクを制限するためのトルク制限値を算出する。このトルク制限値の算出方法については、後に詳述する。   Torque limit value calculation unit 120 calculates a torque limit value for limiting the torque of engine 200 when transmission failure detection unit 110 detects a failure of transmission 30. A method for calculating the torque limit value will be described in detail later.

トルク制限部30は、トルク制限値算出部120において算出されたトルク制限値に基づいて、エンジンの出力トルクを制限する。   The torque limiter 30 limits the engine output torque based on the torque limit value calculated by the torque limit value calculator 120.

尚、トルク制限値算出部120及びトルク制限部30は、本発明の「制限手段」の一例である。   The torque limit value calculator 120 and the torque limiter 30 are examples of the “limiter” in the present invention.

要求パワー平均値算出部140は、例えば演算回路及びメモリ等を含んで構成されており、ハイブリッド車両1の走行に要求されるパワーの所定期間における平均値を算出する。要求パワー平均値算出部140において算出された平均値は、SOC制限範囲決定部150に伝達される。   The required power average value calculation unit 140 includes, for example, an arithmetic circuit and a memory, and calculates an average value of power required for traveling of the hybrid vehicle 1 over a predetermined period. The average value calculated by the required power average value calculation unit 140 is transmitted to the SOC limit range determination unit 150.

SOC制限範囲決定部150は、要求パワー平均値算出部140において算出された平均値に基づいて、バッテリ12(図1参照)における適切なSOC制限範囲を決定する。SOC制限範囲決定部150は、例えば要求パワーの所定期間における平均値と、SOC制限範囲(具体的には、SOC上限値及び下限値)との関係を示すマップ等を用いてSOC制限範囲を決定する。より具体的なSOC制限範囲の決定方法については後述する。   SOC limit range determining unit 150 determines an appropriate SOC limit range in battery 12 (see FIG. 1) based on the average value calculated by required power average value calculating unit 140. The SOC limit range determination unit 150 determines the SOC limit range using, for example, a map indicating the relationship between the average value of the required power for a predetermined period and the SOC limit range (specifically, the SOC upper limit value and the lower limit value). To do. A more specific method for determining the SOC limit range will be described later.

SOC制限範囲変更部160は、バッテリ12におけるSOC制限範囲が、SOC制限範囲決定部150において決定されたSOC制限範囲となるように変更する。   SOC limit range changing unit 160 changes the SOC limit range in battery 12 to be the SOC limit range determined by SOC limit range determining unit 150.

尚、要求パワー平均値算出部140、SOC制限範囲決定部150及びSOC制限範囲変更部160は、本発明の「充電制限範囲変更手段」の一例である。   The required power average value calculating unit 140, the SOC limit range determining unit 150, and the SOC limit range changing unit 160 are examples of the “charge limit range changing unit” in the present invention.

以上説明したECU100は、上述した各部位を含んで構成された一体の電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、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 ECU 100 described above is an integrated electronic control unit including the above-described parts, and all the operations related to the parts are configured to be executed by the ECU 100. However, the physical, mechanical, and electrical configurations of the above-described parts according to the present invention are not limited thereto. For example, each of these means includes various ECUs, various processing units, various controllers, microcomputer devices, and the like. It may be configured as a computer system or the like.

次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について、図5を参照して説明する。ここに図5は、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の一連の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the hybrid vehicle control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a series of operations of the hybrid vehicle control apparatus according to this embodiment.

図5において、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作時には、先ず変速機故障検出部110において変速機30が故障しているか否かが判定される(ステップS01)。なお、変速機30の故障が検出されない場合(ステップS01:NO)、変速機30の故障が検出されるまで判定が続けられる。   In FIG. 5, when the hybrid vehicle control device according to the present embodiment is in operation, it is first determined in the transmission failure detection unit 110 whether or not the transmission 30 has failed (step S01). Note that, when a failure of the transmission 30 is not detected (step S01: NO), the determination is continued until a failure of the transmission 30 is detected.

変速機30の故障が検出された場合(ステップS01:YES)、モータジェネレータMGが使用可能な状態であるか否かが判定される(ステップS02)。この判定は、変速機故障検出部110において行なわれてもよいし、他の部位で行なわれてもよい。なお、モータジェネレータMGが使用可能でない場合(ステップS02:NO)、ハイブリッド車両の制御装置による一連の処理は終了する。   When a failure of transmission 30 is detected (step S01: YES), it is determined whether motor generator MG is in a usable state (step S02). This determination may be performed in the transmission failure detection unit 110 or may be performed in another part. If motor generator MG is not usable (step S02: NO), the series of processes by the hybrid vehicle control device ends.

モータジェネレータMGが使用可能である場合(ステップS02:YES)、トルク制限値算出部120において、エンジン200の出力トルクを制限するためのトルク制限値が算出される(ステップS03)。以下では、トルク制限値の具体的な算出方法について、図6を参照して説明する。ここに図6は、エンジンの熱効率を示すマップである。   When motor generator MG is usable (step S02: YES), torque limit value calculating unit 120 calculates a torque limit value for limiting the output torque of engine 200 (step S03). Hereinafter, a specific method for calculating the torque limit value will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a map showing the thermal efficiency of the engine.

図6において、例えば変速機30の故障によって変速段が最も低い1stに固定された場合、高車速で走行しようとすると、エンジン200の動作点が図中の点Aで示すような動作点となり、走行は可能であるものの、熱効率が悪くなると共に、最適燃費線とのパワー差も大きくなる。   In FIG. 6, for example, when the gear position is fixed to the lowest 1st due to a failure of the transmission 30, when attempting to run at a high vehicle speed, the operating point of the engine 200 becomes an operating point as indicated by a point A in the figure, Although traveling is possible, the thermal efficiency is deteriorated and the power difference from the optimum fuel consumption line is also increased.

ここで、実際のエンジン200の出力パワーと最適燃費線とのパワー差は、モータジェネレータMGにおける充電パワーPchg_maxによって補完される。しかしながら、モータジェネレータMGからバッテリ12への充電パワーには上限値Pbmaxがあるため、充電パワーPchg_maxが大きくなり過ぎると、バッテリ12が充電パワーを受け入れられなくなり、結果としてエンジン200の動作点を最適燃費線へと近づけることが困難となる。   Here, the power difference between the actual output power of engine 200 and the optimum fuel consumption line is complemented by charging power Pchg_max in motor generator MG. However, since there is an upper limit value Pbmax in the charging power from motor generator MG to battery 12, if charging power Pchg_max becomes too large, battery 12 cannot accept the charging power, and as a result, the operating point of engine 200 is determined as the optimum fuel efficiency. It becomes difficult to get close to the line.

トルク制限値算出部120では、モータジェネレータMGによって得られる充電パワーPchg_maxが、バッテリ12における充電パワーの上限値Pbmaxを超えないようなトルク制限値が算出される。具体的には、最適燃費線上のパワーをPopt、要求パワーをPdemとすると、充電パワーPchg_maxは、以下の数式(1)で求めることができる。   Torque limit value calculating section 120 calculates a torque limit value such that charging power Pchg_max obtained by motor generator MG does not exceed upper limit value Pbmax of charging power in battery 12. Specifically, assuming that the power on the optimal fuel consumption line is Popt and the required power is Pdem, the charging power Pchg_max can be obtained by the following formula (1).

Pchg_max=Popt−Pdem ・・・(1)
このようにして求められたPchg_maxが上限値Pbmax以下である場合、充電パワーがバッテリ12の許容量を超えてしまうことはないため、エンジン200の実出力パワーPrealは、要求パワーPdemと等しくされる。他方で、求められたPchg_maxが上限値Pbmaxを超えている場合は、バッテリ12の許容量を超えてしまうため、エンジン200の実出力パワーPrealは以下の数式(2)で示されるような値として制限される。
Pchg_max = Popt−Pdem (1)
When Pchg_max determined in this way is equal to or lower than the upper limit value Pbmax, the charging power does not exceed the allowable amount of the battery 12, and therefore the actual output power Preal of the engine 200 is made equal to the required power Pdem. . On the other hand, when the obtained Pchg_max exceeds the upper limit value Pbmax, the allowable amount of the battery 12 is exceeded, so that the actual output power Preal of the engine 200 is a value represented by the following formula (2). Limited.

Preal≦Popt−Pbmax ・・・(2)
トルク制限値算出部120では、上述したエンジン200の実出力パワーPrealを実現するようなトルク制限値が算出される。
Preal ≦ Popt−Pbmax (2)
The torque limit value calculation unit 120 calculates a torque limit value that realizes the actual output power Preal of the engine 200 described above.

図5に戻り、トルク制限値が算出されると、算出されたトルク制限値に基づくエンジン200の制御がトルク制限部130によって行なわれる(ステップS04)。これにより、充電パワーPchg_maxが大きくなり過ぎ、バッテリ12が受け入れられなくなるという状態を防止することができる。よって、変速機30が故障している場合であっても最適燃費線に近い状態での走行が可能となり、結果として燃費の悪化を防止することができる。   Returning to FIG. 5, when the torque limit value is calculated, control of the engine 200 based on the calculated torque limit value is performed by the torque limiter 130 (step S04). As a result, it is possible to prevent a state in which the charging power Pchg_max becomes too large and the battery 12 cannot be accepted. Therefore, even when the transmission 30 is out of order, it is possible to run in a state close to the optimum fuel consumption line, and as a result, deterioration of fuel consumption can be prevented.

なお、上述したエンジン200のトルク制限による効果は、トルクや回転数に制限のない比較的大型のモータジェネレータよりも、トルクや回転数に制限のある比較的小型のモータジェネレータMGを用いる場合に顕著に発揮される。   Note that the above-described effects of torque limitation of engine 200 are more pronounced when a relatively small motor generator MG with limited torque and rotational speed is used than with a relatively large motor generator without limited torque and rotational speed. To be demonstrated.

本実施形態では更に、変速機30の故障時において、上述したエンジン200の出力トルクの制限に加えて、バッテリ12におけるSOC制限範囲の変更が行なわれる。SOC制限範囲を変更する際には、先ず要求パワー平均値算出部140において、要求パワーの所定期間における平均値が算出される(ステップS05)。   Further, in the present embodiment, when the transmission 30 fails, the SOC limit range in the battery 12 is changed in addition to the limit of the output torque of the engine 200 described above. When changing the SOC limit range, first, the required power average value calculation unit 140 calculates the average value of the required power for a predetermined period (step S05).

要求パワーの平均値が算出されると、SOC制限範囲決定部150において、算出された平均値に基づく適切なSOC制限範囲(具体的には、SOCの上限値及び下限値)が決定される(ステップS06)。以下では、より具体的なSOC制限範囲の決定方法について、図7を参照して説明する。ここに図7は、通常制御時及び変速機故障時のSOC制限範囲を示すグラフである。   When the average value of the required power is calculated, the SOC limit range determination unit 150 determines an appropriate SOC limit range (specifically, the upper limit value and the lower limit value of the SOC) based on the calculated average value ( Step S06). Hereinafter, a more specific method for determining the SOC limit range will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing the SOC limit range during normal control and when the transmission fails.

図7に示すように、通常制御時(即ち、変速機30が故障していない場合)のSOC上限値及び下限値が、それぞれU1及びL1であるとする。これに対して変速機故障時のSOC上限値は、要求パワーの平均値がp1に満たない場合には通常制御時と同じU1とされるが、要求パワーがP1以上となってからP2となるまでは徐々に上昇し、P2以上となるとU2とされる。また、変速機故障時のSOC下限値は、要求パワーの平均値がp1に満たない場合には通常制御時と同じL1とされる、要求パワーがP1以上となってからP2となるまでは徐々に下降し、P2以上となるとL2とされる。即ち、変速機故障時のSOC制限範囲は、要求パワーの平均値が大きいほど拡大される。   As shown in FIG. 7, it is assumed that the SOC upper limit value and the lower limit value during normal control (that is, when the transmission 30 has not failed) are U1 and L1, respectively. On the other hand, the SOC upper limit value at the time of transmission failure is the same U1 as in the normal control when the average value of the required power is less than p1, but becomes P2 after the required power becomes P1 or more. Gradually rises and becomes U2 when P2 or higher. Further, the SOC lower limit value at the time of transmission failure is set to the same L1 as in the normal control when the average value of the required power is less than p1, and gradually until the required power becomes P2 after the required power becomes P1 or more. And when it becomes P2 or more, it is set to L2. That is, the SOC limit range at the time of transmission failure is expanded as the average value of the required power is larger.

図5に戻り、SOC制限範囲が決定されると、SOC制限範囲変更部160において、実際にSOC制限範囲が決定された値へと変更される(ステップS07)。   Returning to FIG. 5, when the SOC limit range is determined, the SOC limit range changing unit 160 changes the value to the value for which the SOC limit range is actually determined (step S07).

ハイブリッド車両1は、モータジェネレータMGからの出力のみによって走行するEVモードと、エンジン00及びモータジェネレータMGの両方を用いて走行するHVモードとを切替えながら走行するが、EVモードからHVモードへの切替え時には、停止していたエンジン200を始動させることが求められる。しかしながら、エンジン200の始動には比較的大きなパワーが要求されるため、燃費を向上させる観点で見れば、エンジン200の始動回数(言い換えれば、EVモードからHVモードへの切替え回数)は、できる限り少ないことが好ましい。   The hybrid vehicle 1 travels while switching between the EV mode that travels only by the output from the motor generator MG and the HV mode that travels using both the engine 00 and the motor generator MG. However, the hybrid vehicle 1 switches from the EV mode to the HV mode. Sometimes it is required to start engine 200 that has been stopped. However, since a relatively large amount of power is required to start the engine 200, from the viewpoint of improving fuel efficiency, the number of start times of the engine 200 (in other words, the number of times of switching from the EV mode to the HV mode) is as much as possible. Less is preferred.

これに対し本実施形態では、変速機30の故障が検出された場合に、バッテリ12のSOC制限範囲が大きくなるように変更される。これにより、EVモードの走行距離を延ばすことが可能となる。従って、エンジン200の始動回数を減らすことができ、変速機30の故障時における燃費の悪化を、より好適に防止することが可能となる。   On the other hand, in this embodiment, when a failure of the transmission 30 is detected, the SOC limit range of the battery 12 is changed so as to increase. As a result, the travel distance in the EV mode can be extended. Therefore, the number of start-ups of engine 200 can be reduced, and it is possible to more suitably prevent deterioration of fuel consumption when transmission 30 fails.

また、要求パワーが比較的大きい場合は、蓄電手段の充電制限範囲を大きくなるよう変更することで、効果的に燃費を向上させることができるが、要求パワーが比較的小さい場合には、蓄電手段の充電制御範囲を大きくなるように変更せずとも、EVモードによる走行距離が相対的に長くなるため、燃費悪化への影響は小さくなる。よって、上述したように要求パワーの平均値に応じてバッテリ12のSOC制限範囲を変更するようにすれば、SOC制限範囲を大きくすることによる不都合(例えば、バッテリ12の劣化等)を防止しつつ、燃費の悪化を防止することができる。   Further, when the required power is relatively large, the fuel consumption can be effectively improved by changing the charging limit range of the power storage means to be large, but when the required power is relatively small, the power storage means Even if the charging control range is not changed to be larger, the travel distance in the EV mode becomes relatively longer, and therefore the influence on the deterioration of fuel consumption is reduced. Therefore, if the SOC limit range of the battery 12 is changed according to the average value of the required power as described above, inconvenience (for example, deterioration of the battery 12) due to the increase of the SOC limit range is prevented. , Can prevent deterioration of fuel consumption.

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、変速機30の故障を検出した場合に、エンジン200の出力トルク制限及びSOC制限範囲の拡大が行なわれる。従って、変速機30の故障時においても燃費の悪化を防止することが可能である。   As described above, according to the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present embodiment, when a failure of the transmission 30 is detected, the output torque limit of the engine 200 and the SOC limit range are expanded. Therefore, it is possible to prevent the fuel consumption from deteriorating even when the transmission 30 fails.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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 embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control device is also included in the technical scope of the present invention.

1…ハイブリッド車両、10…ハイブリッド駆動装置、11…PCU、12…バッテリ、13…アクセル開度センサ、14…車速センサ、28…変速機入力軸、30…変速機、40…接続切替機構、50…MG出力軸、60…変速機出力軸、70…減速機構、100…ECU、110…変速機故障検出部、120…トルク制限値算出部、130…トルク制限部、140…要求パワー平均値算出部、150…SOC制限範囲決定部、160…SOC制限範囲変更部、200…エンジン、MG…モータジェネレータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle, 10 ... Hybrid drive device, 11 ... PCU, 12 ... Battery, 13 ... Accelerator opening sensor, 14 ... Vehicle speed sensor, 28 ... Transmission input shaft, 30 ... Transmission, 40 ... Connection switching mechanism, 50 ... MG output shaft, 60 ... transmission output shaft, 70 ... deceleration mechanism, 100 ... ECU, 110 ... transmission failure detection unit, 120 ... torque limit value calculation unit, 130 ... torque limit unit, 140 ... calculation of required power average value 150, SOC limit range determining unit, 160 ... SOC limit range changing unit, 200, engine, MG, motor generator.

Claims (2)

内燃機関と、前記内燃機関の回転数を変速して車輪に伝達する有段変速機と、蓄電手段を有する回転電機とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記有段変速機の故障を検出する変速機故障検出手段と、
前記有段変速機の故障が検出された場合に、前記回転電機の充放電パワーが所定の上限値又は下限値を超えないように前記内燃機関のトルクを制限する制限手段と、
前記有段変速機の故障が検出された場合に、前記蓄電手段の充電制限範囲を、前記変速機の故障が検出されていない場合と比べて大きくする充電制限範囲変更手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising: an internal combustion engine; a stepped transmission that shifts the rotational speed of the internal combustion engine and transmits the speed to a wheel; and a rotating electrical machine having power storage means,
Transmission failure detection means for detecting failure of the stepped transmission,
Limiting means for limiting the torque of the internal combustion engine so that the charge / discharge power of the rotating electrical machine does not exceed a predetermined upper limit value or lower limit value when a failure of the stepped transmission is detected;
Charge limit range changing means for increasing the charge limit range of the power storage means when a failure of the stepped transmission is detected as compared with a case where no fault of the transmission is detected. A control device for a hybrid vehicle.
前記充電制限範囲変更手段は、前記内燃機関及び前記回転電機に要求されるパワーの所定期間における平均値が大きい程、前記蓄電手段の充電制限範囲を大きくする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。   The charge limit range changing unit increases the charge limit range of the power storage unit as the average value of power required for the internal combustion engine and the rotating electrical machine in a predetermined period increases. Hybrid vehicle control device.
JP2011204608A 2011-09-20 2011-09-20 Hybrid vehicle control device Withdrawn JP2013063736A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011204608A JP2013063736A (en) 2011-09-20 2011-09-20 Hybrid vehicle control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011204608A JP2013063736A (en) 2011-09-20 2011-09-20 Hybrid vehicle control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013063736A true JP2013063736A (en) 2013-04-11

Family

ID=48187663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011204608A Withdrawn JP2013063736A (en) 2011-09-20 2011-09-20 Hybrid vehicle control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013063736A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104943527A (en) * 2014-03-24 2015-09-30 丰田自动车株式会社 Hybrid vehicle
WO2016074600A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 冯春魁 Vehicle operation monitoring, overseeing, data processing and overload monitoring method and system
WO2017080471A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 冯春魁 Comprehensive method and system for data measurement, surveillance, monitoring, and processing for vehicle
JP2020124072A (en) * 2019-01-31 2020-08-13 トヨタ自動車株式会社 vehicle

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104943527A (en) * 2014-03-24 2015-09-30 丰田自动车株式会社 Hybrid vehicle
JP2015182554A (en) * 2014-03-24 2015-10-22 トヨタ自動車株式会社 hybrid vehicle
US9604626B2 (en) 2014-03-24 2017-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle
WO2016074600A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 冯春魁 Vehicle operation monitoring, overseeing, data processing and overload monitoring method and system
WO2016074623A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 冯春魁 Vehicle operation monitoring, overseeing, data processing and overload monitoring method and system
WO2016074608A3 (en) * 2014-11-11 2016-07-07 冯春魁 Methods and systems for vehicle operation monitoring and control, video monitoring, data processing, and overload monitoring and control
WO2017080471A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 冯春魁 Comprehensive method and system for data measurement, surveillance, monitoring, and processing for vehicle
JP2020124072A (en) * 2019-01-31 2020-08-13 トヨタ自動車株式会社 vehicle
JP7131413B2 (en) 2019-01-31 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8509979B2 (en) Control apparatus for hybrid vehicle
JP5846217B2 (en) Stop control device for internal combustion engine
JP5472541B1 (en) Stop control device for internal combustion engine
JP6004106B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009234359A (en) Control device for hybrid driving device
JP5527264B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2013063736A (en) Hybrid vehicle control device
JP5899611B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2008296630A (en) Control device for vehicle
JP5884341B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP4586929B1 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2007125920A (en) Controller of hybrid vehicle, and hybrid vehicle
JP2012081793A (en) Control device for hybrid vehicle
JP2012081792A (en) Hybrid vehicle control device
JP5510165B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2010143281A (en) Control device for hybrid drive device
JP2010137723A (en) Controller of hybrid vehicle
JP2012056421A (en) Hybrid vehicle control device
JP2009067092A (en) Hybrid drive
JP2012192885A (en) Control apparatus for hybrid vehicle
JP2012153230A (en) Hybrid vehicle control device
JP2012056487A (en) Hybrid vehicle control device
JP5194744B2 (en) Control device for hybrid vehicle
JP2013112101A (en) Hybrid vehicle
JP6065430B2 (en) Vehicle engine warm-up acceleration device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141202