JP2013147090A - Control apparatus for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧式の可変バルブタイミング機構を有する内燃機関を搭載したハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine having a hydraulic variable valve timing mechanism.
近年、地球温暖化ガスの排出規制等により環境に配慮した車両としてハイブリッド車両等が注目されている。このようなハイブリッド車両では、走行用駆動力源として内燃機関(エンジン)およびモータジェネレータが搭載されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、油圧式の可変バルブタイミング機構(VVT:Variable Valve Timing)を備えたエンジンを搭載したハイブリッド車両について記載されている。そして、VVTの作動をエンジンの始動より遅らせるディレイ制御を行うことによって燃費を向上させることや、このディレイ制御の際、エンジン動作ラインをVVT非作動時のエンジン特性を考慮して設定された動作ラインに設定することが記載されている。
In recent years, hybrid vehicles and the like have attracted attention as environmentally-friendly vehicles due to global warming gas emission regulations and the like. In such a hybrid vehicle, an internal combustion engine (engine) and a motor generator are mounted as driving power sources for travel (see, for example, Patent Document 1). This
ところで、上述したような油圧式のVVTを有するエンジンを搭載したハイブリッド車両では、VVTの作動により、エンジンの内部EGR量、つまり、吸気バルブの開弁期間と排気バルブの開弁期間とのバルブオーバーラップ量を調整することによって、燃費の向上を図ることが可能である。 By the way, in a hybrid vehicle equipped with an engine having a hydraulic type VVT as described above, the internal EGR amount of the engine, that is, the valve overrun between the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve is caused by the operation of the VVT. It is possible to improve fuel efficiency by adjusting the lap amount.
しかし、エンジンの始動後からVVT作動用の油圧が立ち上がるまでの間は、VVTが正常に作動しないため、内部EGR量を確保できず、燃費の悪化を招くことが懸念される。具体的に、油圧式のVVTでは、進角側油圧室および遅角側油圧室の各油圧室内へのVVT作動用の油圧の供給が、エンジンの駆動力によって油圧を発生するオイルポンプによって行われる。しかし、エンジンの停止後、オイルポンプからの油圧の供給が停止されると、各油圧室内の作動油が徐々に外部に抜け出る。このため、エンジンの始動後から、VVT作動用の油圧がVVTを正常に作動可能な程度に立ち上がるまでの間は、VVTを正常に作動させて内部EGR量を確保することが困難であり、燃費の悪化を招く可能性がある。 However, since the VVT does not operate normally after the engine is started until the hydraulic pressure for VVT operation rises, there is a concern that the internal EGR amount cannot be secured and fuel consumption is deteriorated. Specifically, in the hydraulic VVT, the hydraulic pressure for VVT operation is supplied to the hydraulic chambers of the advance side hydraulic chamber and the retard side hydraulic chamber by an oil pump that generates hydraulic pressure by the driving force of the engine. . However, when the supply of hydraulic pressure from the oil pump is stopped after the engine is stopped, the hydraulic oil in each hydraulic chamber gradually escapes to the outside. For this reason, it is difficult to ensure the internal EGR amount by operating the VVT normally until the hydraulic pressure for VVT operation rises to the extent that the VVT can be normally operated after the engine is started. There is a possibility of deteriorating.
ここで、VVTの初期回転位相は、燃費向上の観点から設定されるのではなく、エンジン始動時のショックの防止や、アイドル振動等の抑制の観点から設定される場合が多く、例えば、内部EGR量が0となるようにVVTの初期回転位相が設定される。このため、エンジン始動時にVVTが正常に作動可能となるまでの間は、内部EGR量を確保できず、燃費の悪化を招いてしまう。このようにVVTによる内部EGR量を確保できない状態で、バッテリ等の蓄電装置の充電を行うと、燃費の悪化をさらに招く可能性がある。 Here, the initial rotation phase of the VVT is not set from the viewpoint of improving fuel efficiency, but is often set from the viewpoint of preventing a shock at the time of starting the engine and suppressing idle vibrations. The initial rotation phase of VVT is set so that the amount becomes zero. For this reason, the internal EGR amount cannot be ensured until the VVT can be normally operated when the engine is started, resulting in deterioration of fuel consumption. If charging of a power storage device such as a battery is performed in such a state that the amount of internal EGR by VVT cannot be ensured, there is a possibility that fuel consumption will be further deteriorated.
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、油圧式のVVTを有するエンジンを搭載したハイブリッド車両において、エンジンの始動時にVVTが正常に作動可能となるまでの間の燃費の悪化を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a hybrid vehicle equipped with an engine having a hydraulic VVT, the fuel consumption until the VVT can be normally operated when the engine is started is described. The purpose is to suppress deterioration.
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、油圧式の可変バルブタイミング機構を有する内燃機関と、モータジェネレータと、前記モータジェネレータにより発電された電力を蓄電する蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の始動時、前記可変バルブタイミング機構に供給される油圧が閾値未満の場合には、前記蓄電装置への充電を抑制することを特徴としている。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention is a hybrid vehicle control device comprising an internal combustion engine having a hydraulic variable valve timing mechanism, a motor generator, and a power storage device that stores electric power generated by the motor generator, When the internal combustion engine is started, if the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing mechanism is less than a threshold value, charging of the power storage device is suppressed.
上記構成によれば、内燃機関の始動時、可変バルブタイミング機構に供給される油圧が閾値未満であり、可変バルブタイミング機構による内部EGR量を確保できない場合には、蓄電装置への充電を抑制することによって、内燃機関の出力を抑制するようにしている。これにより、内燃機関の始動時に可変バルブタイミング機構が正常に作動可能となり、可変バルブタイミング機構による内部EGR量を確保可能となるまでの間の燃費の悪化を抑制することができる。 According to the above configuration, when the internal combustion engine is started, if the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing mechanism is less than the threshold value and the internal EGR amount by the variable valve timing mechanism cannot be secured, charging of the power storage device is suppressed. Thus, the output of the internal combustion engine is suppressed. As a result, the variable valve timing mechanism can be normally operated when the internal combustion engine is started, and deterioration of fuel consumption until the internal EGR amount by the variable valve timing mechanism can be secured can be suppressed.
本発明において、前記蓄電装置のSOC(State Of Charge)に応じて、内燃機関の出力の上限値が設定され、内燃機関の出力の上限値が車両の走行要求出力未満の場合には、前記蓄電装置に蓄電された電力によってモータジェネレータを駆動することによって、前記走行要求出力に対する内燃機関の出力の不足分を補うことが好ましい。 In the present invention, when the upper limit value of the output of the internal combustion engine is set according to the SOC (State Of Charge) of the power storage device, and the upper limit value of the output of the internal combustion engine is less than the travel request output of the vehicle, the power storage It is preferable to compensate for the shortage of the output of the internal combustion engine with respect to the travel request output by driving the motor generator with the electric power stored in the device.
上記構成によれば、内燃機関の出力の上限値を設けることで、車両の走行要求出力に対し内燃機関の出力が不足する場合があるが、蓄電装置に蓄電された電力によりモータジェネレータを駆動することによって、内燃機関の出力の不足分を補うようにしている。この場合、蓄電装置のSOCが低いほど、内燃機関の出力の上限値を大きく設定することによって、蓄電装置の状況を考慮しながら、内燃機関の出力を抑制することができる。 According to the above configuration, by providing the upper limit value of the output of the internal combustion engine, the output of the internal combustion engine may be insufficient with respect to the vehicle travel request output, but the motor generator is driven by the electric power stored in the power storage device. Thus, the shortage of the output of the internal combustion engine is compensated. In this case, the lower the SOC of the power storage device, the larger the upper limit value of the output of the internal combustion engine can be set, so that the output of the internal combustion engine can be suppressed while considering the state of the power storage device.
本発明において、車両の走行要求出力に応じて、内燃機関の出力の上限値が設定され、内燃機関の出力の上限値が前記走行要求出力未満の場合には、前記蓄電装置に蓄電された電力によってモータジェネレータを駆動することによって、前記走行要求出力に対する内燃機関の出力の不足分を補うことが好ましい。 In the present invention, the upper limit value of the output of the internal combustion engine is set according to the travel request output of the vehicle, and when the upper limit value of the output of the internal combustion engine is less than the travel request output, the electric power stored in the power storage device It is preferable to compensate for the shortage of the output of the internal combustion engine with respect to the travel request output by driving the motor generator.
上記構成によれば、内燃機関の出力の上限値を設けることで、車両の走行要求出力に対し内燃機関の出力が不足する場合があるが、蓄電装置に蓄電された電力によりモータジェネレータを駆動することによって、内燃機関の出力の不足分を補うようにしている。この場合、車両の走行要求出力が小さいほど、内燃機関の出力の上限値を小さく設定することによって、車両の走行要求出力に応じて、内燃機関の出力を抑制することができる。 According to the above configuration, by providing the upper limit value of the output of the internal combustion engine, the output of the internal combustion engine may be insufficient with respect to the vehicle travel request output, but the motor generator is driven by the electric power stored in the power storage device. Thus, the shortage of the output of the internal combustion engine is compensated. In this case, the output of the internal combustion engine can be suppressed in accordance with the travel request output of the vehicle by setting the upper limit value of the output of the internal combustion engine to be smaller as the travel request output of the vehicle is smaller.
本発明において、前記蓄電装置のSOCが下限値未満の場合には、前記蓄電装置の充電抑制制御を行わないことが好ましい。 In the present invention, when the SOC of the power storage device is less than a lower limit value, it is preferable not to perform charge suppression control of the power storage device.
上記構成によれば、蓄電装置のSOCが下限値未満となると、蓄電装置の劣化が懸念されるため、蓄電装置のSOCが下限値未満となった場合、蓄電装置のSOCが下限値以上となるまでは、蓄電装置の充電抑制制御を中止して蓄電装置の充電を優先して行うようにしている。これにより、蓄電装置のSOCを早期に回復させることができ、蓄電装置の劣化を抑制することができる。 According to the above configuration, when the SOC of the power storage device is less than the lower limit value, there is a concern about the deterioration of the power storage device. Therefore, when the SOC of the power storage device is less than the lower limit value, the SOC of the power storage device is greater than or equal to the lower limit value. Up to this point, the charge suppression control of the power storage device is stopped and the power storage device is preferentially charged. Thereby, the SOC of the power storage device can be recovered early, and deterioration of the power storage device can be suppressed.
本発明によれば、内燃機関の始動時、可変バルブタイミング機構に供給される油圧が閾値未満であり、可変バルブタイミング機構による内部EGR量を確保できない場合には、蓄電装置への充電を抑制することによって、内燃機関の出力を抑制するようにしている。これにより、内燃機関の始動時に可変バルブタイミング機構が正常に作動可能となり、可変バルブタイミング機構による内部EGR量を確保可能となるまでの間の燃費の悪化を抑制することができる。 According to the present invention, when the internal combustion engine is started, if the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing mechanism is less than the threshold value and the amount of internal EGR by the variable valve timing mechanism cannot be secured, charging of the power storage device is suppressed. Thus, the output of the internal combustion engine is suppressed. As a result, the variable valve timing mechanism can be normally operated when the internal combustion engine is started, and deterioration of fuel consumption until the internal EGR amount by the variable valve timing mechanism can be secured can be suppressed.
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。この実施形態では、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式のハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明する。なお、本発明が適用される車両は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式の車両や、4WD方式の車両であってもよい。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to an FF (front engine / front drive) type hybrid vehicle will be described. The vehicle to which the present invention is applied may be an FR (front engine / rear drive) type vehicle or a 4WD type vehicle.
まず、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両1の概略構成について、図1を参照して説明する。
First, a schematic configuration of a
図1に示すように、ハイブリッド車両1は、前輪(駆動輪)6a、6bに駆動力を与えるための駆動系として、エンジン2と、エンジン2の出力軸としてのクランクシャフト2aにダンパ2bを介して接続された3軸式の動力分割機構3と、この動力分割機構3に接続された発電可能な第1モータジェネレータMG1と、動力分割機構3に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸3eにリダクション機構7を介して接続された第2モータジェネレータMG2とを備えている。また、ハイブリッド車両1は、車両の駆動系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(以下、ハイブリッドECUと言う)11を含むECU10を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ハイブリッド車両1では、クランクシャフト2a、動力分割機構3、第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2、リダクション機構7、およびリングギヤ軸3eによって駆動力伝達系が構成されている。そして、リングギヤ軸3eが、ギヤ機構4および前輪用のデファレンシャルギヤ5を介して前輪6a、6bに接続されており、エンジン2、モータジェネレータMG1、MG2からの駆動力が、前輪6a、6bに伝達可能となっている。なお、駆動力伝達系の構成は一例であって、他の構成を採用してもよく、例えば、有段式あるいは無段式の自動変速機を有する構成を採用してもよい。
In the
エンジン2は、ガソリン、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である。エンジン2の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUと言う)12により、エンジン2の燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量の制御などの運転制御が行われるようになっている。エンジンECU12は、ハイブリッドECU11と通信しており、このハイブリッドECU11からの制御信号によりエンジン2を運転制御するとともに、必要に応じてエンジン2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU11に出力する。なお、エンジン2の具体的な構成については後述する。
The
動力分割機構3は、外歯歯車のサンギヤ3aと、このサンギヤ3aと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ3bと、サンギヤ3aに噛合するとともにリングギヤ3bに噛合する複数のピニオンギヤ3cと、複数のピニオンギヤ3cを自転かつ公転自在に保持するキャリア3dとを備え、サンギヤ3aとリングギヤ3bとキャリア3dとを回転要素とし差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。この動力分割機構3では、キャリア3dにエンジン2のクランクシャフト2aが、サンギヤ3aに第1モータジェネレータMG1のロータ(回転子)が、リングギヤ3bにリングギヤ軸3eを介してリダクション機構7がそれぞれ連結されている。
The power split mechanism 3 includes an external
第1モータジェネレータMG1が発電機として機能するときには、キャリア3dから入力されるエンジン2の駆動力が、サンギヤ3a側とリングギヤ3b側とにそのギヤ比に応じて分配される。一方、エンジン2の始動要求時にあっては、第1モータジェネレータMG1が電動機(スタータモータ)として機能し、この第1モータジェネレータMG1の駆動力がサンギヤ3aおよびキャリア3dを介してクランクシャフト2aに与えられてエンジン2がクランキングされる。
When first motor generator MG1 functions as a generator, the driving force of
リダクション機構7は、外歯歯車のサンギヤ7aと、このサンギヤ7aと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ7bと、サンギヤ7aに噛合するとともにリングギヤ7bに噛合する複数のピニオンギヤ7cと、複数のピニオンギヤ7cを自転自在に保持するキャリア7dとを備えている。このリダクション機構7では、キャリア7dがトランスミッションケースに固定されている一方、サンギヤ7aが第2モータジェネレータMG2のロータ(回転子)に、リングギヤ7bがリングギヤ軸3eにそれぞれ連結されている。
The
モータジェネレータMG1、MG2は、いずれも発電機として駆動するとともに電動機として駆動することが可能な周知の同期発電電動機により構成されており、インバータ21、22、および昇圧コンバータ23を介してバッテリ(蓄電装置)24との間で電力のやりとりを行う。各インバータ21、22、昇圧コンバータ23、およびバッテリ24を接続する電力ライン25は、各インバータ21、22が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータジェネレータMG1、MG2のいずれか一方で発電される電力を他方で消費することができるようになっている。したがって、バッテリ24は、モータジェネレータMG1、MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータジェネレータMG1、MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ24は充放電されない。
Each of motor generators MG1 and MG2 is configured by a known synchronous generator motor that can be driven as a generator and driven as an electric motor, and is connected to a battery (power storage device) via
モータジェネレータ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と言う)13により駆動制御される。モータECU13には、モータジェネレータMG1、MG2を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータMG1、MG2のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ26、27からの信号や、電流センサにより検出されるモータジェネレータMG1、MG2に印加される相電流などが入力されている。モータECU13からは、インバータ21、22へのスイッチング制御信号が出力されている。そして、例えば、モータジェネレータMG1、MG2のいずれかを発電機として駆動制御(例えば、第2モータジェネレータMG2を回生制御)したり、電動機として駆動制御(例えば、第2モータジェネレータMG2を力行制御)したりする。また、モータECU13は、ハイブリッドECU11と通信を行っており、このハイブリッドECU11からの制御信号に従って、上述した如くモータジェネレータMG1、MG2を駆動制御するとともに、必要に応じてモータジェネレータMG1、MG2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU11に出力する。
Motor generators MG1 and MG2 are both driven and controlled by a motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor ECU) 13. The
バッテリ24は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUと言う)14によって管理されている。バッテリECU14には、バッテリ24を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ24の端子間に設置された電圧センサ24aからの端子間電圧、バッテリ24の出力端子に接続された電力ライン25に取り付けられた電流センサ24bからの充放電電流、バッテリ24に取り付けられたバッテリ温度センサ24cからのバッテリ温度などが入力されている。バッテリECU14は、必要に応じてバッテリ24の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU11に出力する。
The
また、バッテリECU14は、バッテリ24を管理するために、電流センサ24bにより検出された充放電電流の積算値に基づいて電力の残容量(SOC:State Of Charge)を演算したり、演算したバッテリ24のSOCとバッテリ温度センサ24cにより検出されたバッテリ温度とに基づいてバッテリ24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を演算する。バッテリ24のSOCには、予め上限値および下限値が設定されており、これら上限値および下限値の範囲内にSOCが収まるようにバッテリ24の充放電を制御するようにしている。
Further, in order to manage the
次に、ハイブリッド車両1の制御系の概略構成について、図2を参照して説明する。
Next, a schematic configuration of the control system of the
図2に示すように、ハイブリッドECU11は、CPU40、ROM41、RAM42、バックアップRAM43などを備えている。ROM41には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU40は、ROM41に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。RAM42は、CPU40での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップRAM43は、例えばイグニッションOFF時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。CPU40、ROM41、RAM42、およびバックアップRAM43は、バス46を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース44および出力インターフェース45と接続されている。
As shown in FIG. 2, the
入力インターフェース44には、シフト操作装置9のシフトレバーの操作位置に対応した信号を出力するシフトポジションセンサ50、運転者のON操作によりイグニッション信号を発信するイグニッションスイッチ51、アクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ52、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するブレーキペダルセンサ53、車体速度に応じた信号を出力する車速センサ54等が接続されている。これにより、ハイブリッドECU11には、シフトポジションセンサ50からのシフトポジション信号、イグニッションスイッチ51からのイグニッション信号、アクセル開度センサ52からのアクセル開度信号、ブレーキペダルセンサ53からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ54からの車速信号等が入力されるようになっている。
The
また、入力インターフェース44および出力インターフェース45には、エンジンECU12、モータECU13、およびバッテリECU14が接続されており、ハイブリッドECU11は、これらエンジンECU12、モータECU13、およびバッテリECU14との間で各種制御信号やデータの送受信を行っている。
The
なお、図1、図2の例では、各ECUを別構成しているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい。例えば、図1に一点鎖線で示すように、ハイブリッドECU11、エンジンECU12、モータECU13、およびバッテリECU14を統合したECU10としてもよい。以下の説明においては、ハイブリッドECU11、エンジンECU12、モータECU13、およびバッテリECU14を区別することなくECU10と言う。
In addition, in the example of FIG. 1, FIG. 2, although each ECU is comprised separately, you may comprise as ECU which integrated two or more ECUs. For example, as shown by a one-dot chain line in FIG. 1, the
上記構成のハイブリッド車両1では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて前輪(駆動輪)6a、6bに出力すべきトルク(要求トルク)を計算し、この要求トルクに対応する要求駆動力により走行するように、エンジン2とモータジェネレータMG1、MG2とが運転制御される。具体的には、燃料消費量の低減を図るために、要求駆動力が比較的低い運転領域にあっては、第2モータジェネレータMG2を利用して上記要求駆動力が得られるようにする。一方、要求駆動力が比較的高い運転領域にあっては、第2モータジェネレータMG2を利用するとともに、エンジン2を駆動し、これら駆動力源(走行用駆動力源)からの駆動力により、上記要求駆動力が得られるようにする。
In the
より詳しくは、車両の発進時や低速走行時等であってエンジン2の運転効率が低い場合には、第2モータジェネレータMG2のみにより走行(EV走行)を行う。また、車室内に配置された走行モード選択スイッチによって運転者がEV走行モードを選択した場合にもEV走行を行う。
More specifically, when the
また、通常走行時には、例えば、動力分割機構3によりエンジン2の駆動力を2経路に分け(トルクスプリット)、一方で駆動輪6a、6bの直接駆動(直達トルクによる駆動)を行い、他方で第1モータジェネレータMG1を駆動して発電を行う。このとき、発生する電力で第2モータジェネレータMG2を駆動して駆動輪6a、6bの駆動補助(電気パスによる駆動)を行う。このように、動力分割機構3が差動機構として機能し、その差動作用によりエンジン2からの動力の主部を駆動輪6a、6bに機械的に伝達し、エンジン2からの動力の残部を第1モータジェネレータMG1から第2モータジェネレータMG2への電気パスを用いて電気的に伝達することにより、電気的に変速比が変更される電気式無段変速機としての機能が発揮される。これにより、駆動輪6a、6b(リングギヤ軸3e)の回転速度およびトルクに依存することなく、エンジン回転速度およびエンジントルクを自由に操作することが可能となり、駆動輪6a、6bに要求される駆動力を得ながらも、燃料消費率が最適化されたエンジン2の運転状態を得ることが可能となる。
During normal travel, for example, the driving force of the
また、高速走行時には、さらにバッテリ24からの電力を第2モータジェネレータMG2に供給し、この第2モータジェネレータMG2の出力を増大させて駆動輪6a、6bに対して駆動力の追加(駆動力アシスト;力行)を行う。
Further, during high-speed running, the electric power from the
さらに、減速時には、第2モータジェネレータMG2が発電機として機能して回生発電を行い、回収した電力をバッテリ24に蓄える。なお、バッテリ24の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン2の出力を増加して第1モータジェネレータMG1による発電量を増やしてバッテリ24に対する充電量を増加する。ただし、低速走行時においても必要に応じてエンジン2の駆動量を増加する制御を行う場合もある。例えば、上述のようにバッテリ24の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合、エンジン2の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合、車両が急加速する場合などである。
Furthermore, at the time of deceleration, the second motor generator MG2 functions as a generator to perform regenerative power generation, and the recovered power is stored in the
またさらに、ハイブリッド車両1においては、車両の運転状態やバッテリ24の状態によって、燃費を向上させるために、エンジン2を停止させる。そして、その後も、車両の運転状態やバッテリ24の状態を検知して、エンジン2を再始動させる。このように、ハイブリッド車両1においては、イグニッションスイッチ51がON位置であってもエンジン2は間欠運転される。
Furthermore, in the
ここで、ハイブリッド車両1に備えられるシフト操作装置9について、図2を参照して説明する。シフト操作装置9は、運転席の近傍に配置され、変位操作可能な図示しないシフトレバー(シフトノブまたはセレクトレバーと呼ぶ場合もある)を有している。このシフト操作装置9には、図2に示すように、パーキング(P)位置、リバース(R)位置、ニュートラル(N)位置、ドライブ(D)位置、および、シーケンシャル(S)位置を有するシフトゲート9aが形成されており、ドライバが所望のレンジ位置へシフトレバーを変位させることが可能となっている。これらパーキング(P)位置、リバース(R)位置、ニュートラル(N)位置、ドライブ(D)位置、シーケンシャル(S)位置(下記の「+」位置および「−」位置も含む)の各レンジ位置は、シフトポジションセンサ50によって検出される。
Here, the
そして、シフトレバーが「ドライブ(D)位置」に操作されている状態では、ハイブリッドシステムは「自動変速モード」とされ、エンジン2の運転動作点が、最適燃費ライン上となるように変速比が制御される電気式無段変速制御が行われる。
When the shift lever is operated to the “drive (D) position”, the hybrid system is set to “automatic transmission mode”, and the gear ratio is set so that the driving operation point of the
また、シフトレバーが「シーケンシャル(S)位置」に操作されている状態では、ハイブリッドシステムは「手動変速モード(シーケンシャルシフトモード)」とされる。このシーケンシャル(S)位置の前後には、「+」位置および「−」位置が設けられている。「+」位置は、マニュアルシフトアップを行う際にシフトレバーが操作される位置であり、「−」位置は、マニュアルシフトダウンを行う際にシフトレバーが操作される位置である。そして、シフトレバーがシーケンシャル(S)位置にあるときに、シフトレバーがシーケンシャル(S)位置を中立位置として「+」位置または「−」位置に操作(手動による変速操作)されると、ハイブリッドシステムによって成立される擬似的な変速段(例えば、第1モータジェネレータMG1の制御によってエンジン回転速度を調整することで成立される変速段)がアップまたはダウンされる。具体的には、「+」位置への1回操作毎に変速段が1段ずつアップ(例えば、1st→2nd→3rd→4th)される。一方、「−」位置への1回操作毎に変速段が1段ずつダウン(例えば、4th→3rd→2nd→1st)される。なお、この手動変速モードにおいて選択可能な段数は「4段」に限定されることなく、他の段数(例えば「6段」や「8段」など)であってもよい。 Further, in a state where the shift lever is operated to the “sequential (S) position”, the hybrid system is set to “manual shift mode (sequential shift mode)”. Before and after the sequential (S) position, a “+” position and a “−” position are provided. The “+” position is a position where the shift lever is operated when performing a manual shift up, and the “−” position is a position where the shift lever is operated when performing a manual shift down. When the shift lever is in the sequential (S) position and the shift lever is operated to the “+” position or the “−” position with the sequential (S) position as the neutral position (manual shift operation), the hybrid system The pseudo shift stage established by (for example, the shift stage established by adjusting the engine rotation speed under the control of the first motor generator MG1) is increased or decreased. Specifically, each time the operation to the “+” position is performed, the gear position is increased by one step (for example, 1st → 2nd → 3rd → 4th). On the other hand, the gear position is decreased by one step (for example, 4th → 3rd → 2nd → 1st) for each operation to the “−” position. Note that the number of stages that can be selected in this manual shift mode is not limited to “4 stages”, but may be other stages (for example, “6 stages”, “8 stages”, etc.).
また、運転席の前方に配設されているステアリングホイール9bには、パドルスイッチ9c、9dが設けられている。これらパドルスイッチ9c、9dはレバー形状とされ、手動変速モードにおいてシフトアップを要求する指令信号を出力するためのシフトアップ用パドルスイッチ9cと、シフトダウンを要求する指令信号を出力するためのシフトダウン用パドルスイッチ9dとが設けられている。シフトアップ用パドルスイッチ9cには「+」の記号が、シフトダウン用パドルスイッチ9dには「−」の記号がそれぞれ付されている。
Further, paddle switches 9c and 9d are provided on the
そして、シフトレバーが「シーケンシャル(S)位置」に操作されて「手動変速モード」となっている場合には、シフトアップ用パドルスイッチ9cが操作(手前に引く操作)されると、1回操作毎に変速段が1段ずつアップされる。一方、シフトダウン用パドルスイッチ9dが操作(手前に引く操作)されると、1回操作毎に変速段が1段ずつダウンされる。
When the shift lever is operated to the “sequential (S) position” and is in the “manual shift mode”, once the shift-up
このように、この実施形態におけるハイブリッドシステムでは、シフトレバーが「ドライブ(D)位置」に操作されて「自動変速モード」になると、エンジン2が効率よく運転されるように駆動制御される。具体的には、エンジン2の運転動作点が、最適燃費ライン上となるようにハイブリッドシステムが制御される。一方、シフトレバーが「シーケンシャル(S)位置」に操作されて「手動変速モード」になると、リングギヤ軸3eの回転速度に対するエンジン2の回転速度の比である変速比を、運転者の変速操作に応じて例えば4段階(1st〜4th)に変更することが可能となる。
As described above, in the hybrid system in this embodiment, when the shift lever is operated to the “drive (D) position” to enter the “automatic shift mode”, the drive control is performed so that the
次に、ハイブリッド車両1に搭載されるエンジン2の具体的な構成について、図3を参照して説明する。なお、図3にはエンジン2の1気筒の構成のみを示している。
Next, a specific configuration of the
図3に示すように、エンジン2は、ポート噴射型多気筒ガソリンエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック101内には上下方向に往復動するピストン102が設けられている。ピストン102はコネクティングロッド103を介してクランクシャフト2aに連結されており、ピストン102の往復運動がコネクティングロッド103によってクランクシャフト2aの回転運動に変換される。クランクシャフト2aにはシグナルロータ104が取り付けられている。シグナルロータ104の外周面には複数の突起(歯)104aが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ104の側方近傍にはエンジン回転速度センサ(クランクポジションセンサ)105が配置されている。エンジン回転速度センサ105は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト2aが回転する際にシグナルロータ104の突起104aに対応するパルス状の信号(出力パルス)を発生する。また、シリンダブロック101にはエンジン冷却水の水温を検出する水温センサ106が配置されている。
As shown in FIG. 3, the
シリンダブロック101の下部には、潤滑油を貯留するオイルパン107が設けられている。オイルパン107に貯留された潤滑油は、エンジン2の運転時に、異物を除去するオイルストレーナ108a(図4参照)を介してオイルポンプ108によって汲み上げられて、クランクシャフト2a、ピストン102、コネクティングロッド103などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑油は、エンジン2の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン107に戻され、再びオイルポンプ108によって汲み上げられるまでオイルパン107内に貯留される。また、オイルパン107に貯留された潤滑油は、後述する可変バルブタイミング機構(VVTとも言う)140、160の作動油としても利用される。オイルポンプ108は、エンジン2のクランクシャフト2aの回転によって駆動される機械式ポンプである。
Below the
シリンダブロック101の上端には、シリンダヘッド111が設けられており、このシリンダヘッド111とピストン102との間に燃焼室112が形成されている。エンジン2の燃焼室112には点火プラグ113が配置されている。点火プラグ113の点火タイミングはイグナイタ114によって調整される。エンジン2の燃焼室112には、吸気通路121と排気通路131とが接続されている。吸気通路121の一部は、吸気ポート121aおよび吸気マニホールド121bによって形成されている。また、排気通路131の一部は、排気ポート131aおよび排気マニホールド131bによって形成されている。
A cylinder head 111 is provided at the upper end of the
吸気通路121には、エアクリーナ122、熱線式のエアフロメータ123、吸気温センサ124(エアフロメータ123に内蔵)、エンジン2の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ125などが配置されている。スロットルバルブ125はスロットルモータ126によって駆動される。スロットルバルブ125の開度はスロットル開度センサ127によって検出される。スロットルバルブ125のスロットル開度はECU10によって駆動制御される。
In the
排気通路131には、三元触媒132が配置されている。三元触媒132においては、燃焼室72から排気通路131に排気された排気ガス中のCO、HCの酸化およびNOxの還元が行われ、それらを無害なCO2、H2O、N2とすることで排気ガスの浄化が図られている。三元触媒132の上流側の排気通路131にA/Fセンサ133が配置されている。A/Fセンサ133は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、三元触媒132の下流側の排気通路131にはO2センサ134が配置されている。O2センサ134は、排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力を発生するものであり、理論空燃比に相当する電圧(比較電圧)よりも出力が高いときはリッチと判定し、逆に比較電圧よりも出力が低いときはリーンと判定する。
A three-
また、吸気通路121と燃焼室112との間に吸気バルブ115が設けられており、吸気バルブ115を開閉駆動することにより、吸気通路121と燃焼室112とが連通または遮断される。排気通路131と燃焼室112との間に排気バルブ116が設けられており、排気バルブ116を開閉駆動することにより、排気通路131と燃焼室112とが連通または遮断される。
In addition, an
これら吸気バルブ115および排気バルブ116の開閉駆動は、クランクシャフト2aの回転が図示しないタイミングチェーン(またはタイミングベルト)を介して伝達される吸気カムシャフト117および排気カムシャフト118の各回転によって行われる。吸気カムシャフト117の近傍には、カムポジションセンサ119が配置されている。カムポジションセンサ119は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト117に一体的に設けられたロータ外周面の1個の突起(図示せず)に対向するように配置されており、吸気カムシャフト117が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、吸気カムシャフト117は、クランクシャフト2aの1/2の回転速度で回転するので、クランクシャフト2aが720°回転するごとにカムポジションセンサ119が1つのパルス状の信号を発生する。
The opening / closing drive of the
また、吸気通路121には燃料噴射用のインジェクタ(燃料噴射弁)128が配置されている。インジェクタ128には燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路121の吸気ポート121a内に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となって燃焼室112に導入される。燃焼室112に導入された混合気(燃料+空気)は点火プラグ113にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室112内での燃焼・爆発によりピストン102が往復運動してクランクシャフト2aが回転する。
Further, an injector (fuel injection valve) 128 for fuel injection is disposed in the
次に、エンジン2に備えられるVVT140、160について、図3、図4を参照して説明する。図3に示すように、吸気カムシャフト117にVVT140が設けられており、VVT140にはOCV(オイルコントロールバルブ)150が接続されている。また、排気カムシャフト118にVVT160が設けられており、VVT160にはOCV170が接続されている。図4では、吸気側のVVT140およびOCV150を示しており、ここでは、吸気側のVVT140およびOCV150について主に説明するが、排気側のVVT160およびOCV170も同様の構成となっている。
Next, the
VVT140は、略中空円盤状のハウジング141と、このハウジング141内に回転自在に収容されたベーンロータ142とを備えている。ベーンロータ142には、複数(この例では4つ)のベーン142aが一体形成されている。ベーンロータ142は、センターボルト143aによって吸気カムシャフト117に固定されており、吸気カムシャフト117と一体となって回転する。
The
ハウジング141の前面側は、図示しないフロントカバーによって覆われている。これらハウジング141とフロントカバーとは、ボルト143bにてスプロケット144に固定されており、ハウジング141およびフロントカバーは、スプロケット144と一体となって回転する。スプロケット144は、図示しないタイミングチェーン等を介してクランクシャフト2aに連結される。
The front side of the
ハウジング141の内部には、ベーンロータ142のベーン142aと同数の凸部141aが形成されており、各凸部141a間に形成された凹部141b内にベーンロータ142の各ベーン142aが収容されている。各ベーン142aの先端面は、凹部141bの内周面に摺動可能に接触している。ベーンロータ142は、作動油の圧力をベーン142aで受けることによりハウジング141に対して相対回転する。これにより、クランクシャフト2aに対する吸気カムシャフト117の回転位相が変化する。
The same number of
ハウジング141の各凹部141bには、ベーンロータ142のベーン142aによって区画された2つの空間が形成されている。これら2つの空間のうち、ベーン142aに対してカムシャフト回転方向(図4の矢印X1の方向)の後側の空間が進角側油圧室145aを構成しており、カムシャフト回転方向の前側の空間が遅角側油圧室145bを構成している。
In each
上記の構造のVVT140では、進角側油圧室145a内の油圧と遅角側油圧室145b内の油圧によって、ベーンロータ142がハウジング141に対して相対回転する。すなわち、進角側油圧室145a内の油圧を遅角側油圧室145b内の油圧よりも高くすると、ベーンロータ142はハウジング141に対して吸気カムシャフト117の回転方向に相対回転する。このとき、吸気カムシャフト117の回転位相はクランクシャフト2aの回転位相に対して進められる(進角)。逆に、遅角側油圧室145b内の油圧を進角側油圧室145aの油圧よりも高くすると、ベーンロータ142はハウジング141に対して吸気カムシャフト117の回転方向と逆方向に相対回転され、吸気カムシャフト117の回転位相はクランクシャフト2aの回転位相に対して遅らされる(遅角)。そして、このような回転位相の調整によって、吸気バルブ115のバルブタイミング(開閉タイミング)を可変とすることができる。なお、ハウジング141内部に形成された凸部141aに、ベーンロータ142のベーン142aが当接することによって吸気カムシャフト117の回転位相の最遅角位置と最進角位置とが規制されるようになっている。
In the
VVT140には、進角側油圧室145aおよび遅角側油圧室145bの各油圧室に供給する作動油の油圧を制御するOCV150が接続されている。OCV150には、オイルポンプ108によってオイルパン107からオイルストレーナ108aを介して汲み上げられた作動油がオイル供給通路109aを介して供給される。また、OCV150には、2つのオイル排出通路109b、109cが接続されている。OCV150は、進角側通路155aを介してVVT140の進角側油圧室145aに接続され、遅角側通路155bを介してVVT140の遅角側油圧室145bに接続されている。
Connected to the
OCV150は、電磁駆動式の流量制御弁であり、ECU10によって制御される。具体的には、OCV150は、4ポート弁であって、ケーシング151の内部に往復移動可能に配設されたスプール152と、スプール152に弾性力を付勢する圧縮コイルばね153と、電磁ソレノイド154とを備えており、電磁ソレノイド154に電圧が印加されたときにスプール152が吸引されるようになっている。電磁ソレノイド154に印加する電圧は、ECU10によってデューティ制御される。電磁ソレノイド154が発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイド154が発生する吸引力と圧縮コイルばね153の付勢力との釣り合いによってスプール152の位置が決定される。
The
そして、スプール152が移動することによって、進角側通路155aおよび遅角側通路155bと、オイル供給通路109aおよびオイル排出通路109b、109cとの連通量(例えば、連通部分の開口面積)が変化し、進角側通路155aおよび遅角側通路155bに対して供給される作動油の量、あるいは、これら進角側通路155aおよび遅角側通路155bから排出される作動油の量が変化する。
As the
例えば、電磁ソレノイド154に印加される電圧のデューティ比が大きいほど、進角側通路155aに供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト117の回転位相が進角される。一方、電磁ソレノイド154に印加される電圧のデューティ比が小さいほど、遅角側通路155bに供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト117の回転位相が遅角される。このようにして進角側油圧室145aおよび遅角側油圧室145b内の油圧を調整することにより、ベーンロータ142の回転位相(クランクシャフト2aに対する吸気カムシャフト117の回転位相)を調整することができ、これによって吸気バルブ115のバルブタイミング(開閉タイミング)を最遅角位置から最進角位置までの範囲で任意に調整することができる。なお、排気側のOCV170についても、吸気側のOCV150と同様にデューティ制御され、排気バルブ116のバルブタイミングを最進角位置から最遅角位置までの範囲で任意に調整することができる。ただし、排気側のOCV170では、遅角と進角との関係が吸気側のOCV150の場合とは逆になる。
For example, as the duty ratio of the voltage applied to the
このように、OCV150、170によるVVT140、160の位相制御により、所定の可動範囲で吸気バルブ115および排気バルブ116のバルブタイミングを調整することができる。そして、吸気バルブ115のバルブタイミングを進角させるとともに、排気バルブ116のバルブタイミングを遅角させるほど、エンジン2の内部EGR量(バルブオーバーラップ量)が大きくなる。これにより、燃焼が緩慢になり点火時期を進められるとともに、ポンピングロスを低減でき、燃費の向上を図ることが可能になる。一方、吸気バルブ115のバルブタイミングを遅角させるとともに、排気バルブ116のバルブタイミングを進角させるほど、エンジン2の内部EGR量が小さくなる。これにより、排気ガスの吹き返しを抑えることができ、例えば暖機完了前のような冷間時における燃焼の安定性を確保することが可能になる。
Thus, the valve timings of the
なお、VVT140、160の初期回転位相(クランクシャフト2aに対する吸・排気カムシャフト117、118の初期回転位相)は、エンジン2の始動時のショックや、アイドル振動等を抑制する観点から設定されている。この場合、内部EGR量が0となるようにVVT140、160の初期回転位相が設定される。具体的には、エンジン2の停止時に、吸気側のVVT140のベーン142aが図示しないロックピンによって最遅角位置に固定され、排気側のVVT160の図示しないベーンがロックピンによって最進角位置に固定されるようになっている。エンジン2が始動すると、各ロックピンによるベーンの固定は油圧にて解除されるようになっている。
The initial rotational phase of
上記構成のエンジン2の運転制御は、ECU10によって行われる。すなわち、ECU10は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、スロットルバルブ125の駆動による吸入空気量の制御、インジェクタ128の噴射時期制御、点火プラグ113の点火時期制御などを含むエンジン2の各種制御を実行する。また、ECU10は、VVT140、160の作動(OCV150、170の作動)を制御して、吸気バルブ115および排気バルブ116のバルブタイミングを可変に制御する。つまり、ECU10は、エンジン2の運転状態(例えば、エンジン回転速度、負荷率等)に基づいてマップ等を参照して、VVT140、160の作動を制御し、バルブオーバーラップ量を制御する。
The operation control of the
この実施形態では、上記構成のハイブリッド車両1において、エンジン2の始動時、VVT140、160に供給される油圧が閾値未満の場合には、バッテリ24への充電を抑制してエンジン2の出力を抑制するようにしている。このエンジン2の始動時に行われるエンジン2の出力抑制制御について、図5のフローチャートを参照して説明する。
In this embodiment, in the
まず、既に述べたように、エンジン2の停止時、オイルポンプ108からVVT140、160へのVVT作動用の油圧の供給が停止され、各油圧室内の作動油が徐々に外部に抜け出る。このため、エンジン2の始動時、VVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が、VVT140、160を正常に作動可能な油圧に立ち上がるまでの間は、VVT140、160を正常に作動させて内部EGR量を制御することが困難であり、燃費の悪化を招く可能性がある。
First, as described above, when the
そこで、この実施形態では、図5に示すようなエンジン2の始動時の出力抑制制御を行って、燃費の悪化を抑制するようにしている。図5に示すルーチンは、ECU10によってエンジン2の始動後、数msec毎に実行される。なお、上述したように、ハイブリッド車両1では、イグニッションスイッチ51がON位置であってもエンジン2が間欠運転されるため、ハイブリッド車両1の走行中にエンジン2が停止され、その後にエンジン2が再始動された場合も、ここで言う「始動」に含まれる。
Therefore, in this embodiment, the output suppression control at the start of the
まず、ステップST11において、エンジン2の始動時、VVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が判定値(閾値)未満であるか否かが判定される。この判定は、例えば、エンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taと、エンジン2の始動時からの経過時間Tbとに基づいて行うことが可能である。エンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taと、エンジン2の始動時からの経過時間Tbとは、ECU10の有するタイマ機能によって計時される。閾値は、予め実験やシミュレーション等を行うことにより、VVT140、160を正常に作動させることが可能な値に設定される。ここでは、ステップST11の判定が上記経過時間Ta、Tbに基づいて行われるため、閾値として、エンジン2の始動後から、VVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧がVVT140、160を正常に作動可能な値(閾値)となるまでに要する時間T1を採用することが可能である。
First, in step ST11, when the
具体的に、エンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taが短いほど、VVT140、160の各油圧室から抜け出る作動油の量が少なく、エンジン2の始動後からVVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上となるまでに要する時間T1が短くなる。逆に、エンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taが長いほど、VVT140、160の各油圧室から抜け出る作動油の量が多く、エンジン2の始動後からVVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上となるまでに要する時間T1が長くなる。このため、エンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taと、エンジン2の始動後からVVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上となるまでに要する時間T1との関係を、予め実験やシミュレーション等を行って作成しておき、ECU10に記憶させておく。上記の関係に基づき、エンジン2の始動時、エンジン2の停止時から始動時までの経過時間(ECU10によって計時された時間)Taから、エンジン2の始動後からVVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上となるまでに要する時間T1を求める。そして、上記の関係から得られた時間T1と、エンジン2の始動時からの経過時間(ECU10によって計時された時間)Tbとを比較判定することによって、ステップST11の判定を行う。
Specifically, the shorter the elapsed time Ta from when the
この比較判定の結果、エンジン2の始動時からの経過時間Tbが、上記時間T1を経過していない場合には、VVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値未満であると判定され、ステップST12に進む。一方、エンジン2の始動時からの経過時間Tbが、上記時間T1を経過した場合には、VVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上となったと判定され、ステップST13に進む。
As a result of the comparison determination, when the elapsed time Tb from the start of the
ステップST12においては、エンジン2の出力上限値P1が、運転者による車両の走行要求出力およびバッテリ24のSOCに基づいて設定される。このようにエンジン2の出力上限値P1を設けることによって、エンジン2の出力を制限するようにしている。そして、エンジン2の出力制限を、バッテリ24への充電を抑制することによって行うようにしている。バッテリ24の充電抑制制御は、例えば、バッテリ24への充電を禁止(停止)することによって行われる。
In step ST <b> 12, the output upper limit value P <b> 1 of the
エンジン2の出力上限値P1の設定は、例えば、図6、図7のようなマップを参照することで、バッテリ24のSOCおよび運転者による車両の走行要求出力Pdに基づいて設定される。バッテリ24のSOCは、上述したように、電流センサ24bにより検出された充放電電流の積算値に基づいて演算することが可能である。車両の走行要求出力Pdは、アクセル開度センサ52により検出された運転者によるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)と車速とに基づいて演算することが可能である。
The output upper limit value P1 of the
図6のマップでは、バッテリ24のSOCとエンジン2の出力上限値P1との関係を示している。このマップによれば、バッテリ24のSOCが低いほど、エンジン2の出力上限値P1が大きい値に設定される。逆に、バッテリ24のSOCが高いほど、エンジン2の出力上限値P1が小さい値に設定される。
In the map of FIG. 6, the relationship between the SOC of the
図7のマップでは、車両の走行要求出力Pdとエンジン2の出力上限値P1との関係を示している。このマップによれば、走行要求出力Pdが小さいほど、エンジン2の出力上限値P1が小さい値に設定される。逆に、走行要求出力Pdが大きいほど、エンジン2の出力上限値P1が大きい値に設定される。なお、図6、図7のマップは一例であって、これ以外の関係をマップ化してもよい。また、図6、図7の2次元マップを組み合わせた3次元マップを用いて、エンジン2の出力上限値P1の設定を行ってもよい。
The map in FIG. 7 shows the relationship between the vehicle travel request output Pd and the engine output upper limit value P1. According to this map, the output upper limit P1 of the
ここで、エンジン2の出力上限値P1を設けることによって、車両の走行要求出力Pdに対しエンジン2の出力が不足する場合がある。この場合には、バッテリ24に蓄電された電力により第2モータジェネレータMG2を駆動することによって、エンジン2の出力の不足分を補うようにする。
Here, by providing the output upper limit value P1 of the
具体的には、ステップST12で得られたエンジン2の出力上限値P1が車両の走行要求出力Pd未満の場合には、第2モータジェネレータMG2を駆動することによって不足分の出力を補うようにする。つまり、車両の走行要求出力Pdに対するエンジン2の出力の不足分([Pd−P1]に相当する出力)を、第2モータジェネレータMG2によって出力するようにする。第2モータジェネレータMG2の駆動としては、バッテリ24に蓄電された電力による駆動、または上述した電気パスによる駆動、あるいはその両者による駆動がある。この場合、バッテリ24の充電抑制制御を行うため、第1モータジェネレータMG1によって発電された電力は、上述した電気パスによって第2モータジェネレータMG2に供給される。
Specifically, when the output upper limit value P1 of the
なお、ステップST12で得られたエンジン2の出力上限値P1が車両の走行要求出力Pd以上の場合には、バッテリ24の充電抑制制御を行わないようにすることも可能である。つまり、バッテリ24への充電を抑制せず、エンジン2を駆動する。
Note that, when the output upper limit value P1 of the
また、ステップST13においては、エンジン2の出力上限値P1が、エンジン2の出力限界値Pmaxに設定される。つまり、エンジン2の出力制限を行わずに、エンジン2を駆動するようにしている。この場合にも、バッテリ24への充電を抑制せず、エンジン2を駆動する。
In step ST13, the output upper limit value P1 of the
以上のように、この実施形態では、エンジン2の始動時、VVT140、160の各油圧室に供給される油圧が閾値未満の場合、バッテリ24への充電を抑制することでエンジン2の出力が抑制されるので、VVT140、160が正常に作動可能となるまでの間の燃費の悪化を抑制することができる。具体的には、エンジン2の始動後からVVT140、160の各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値未満の間は、VVT140、160によって内部EGR量を確保して燃費を向上させることが困難である。この状態では、エンジン2の出力が大きいほど、燃費が悪化する。これに加え、VVT140、160による内部EGR量を確保できない状態で、バッテリ24の充電を行うと、その分だけエンジン2の出力を大きくしなければならず、燃費の悪化をさらに招く可能性がある。
As described above, in this embodiment, when the
しかし、この実施形態では、VVT140、160の各油圧室に供給される油圧が閾値未満であり、VVT140、160による内部EGR量を確保できない場合には、バッテリ24への充電を抑制することによって、エンジン2の出力を抑制するようにしている。そして、車両の走行要求出力Pdに対してエンジン2の出力の不足分を、第2モータジェネレータMG2を駆動することによって補充するようにしている。
However, in this embodiment, when the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chambers of the
また、VVT140、160の各油圧室に供給される油圧が閾値以上となり、VVT140、160による内部EGR量を確保できるようになった場合には、エンジン2の出力を抑制せず、バッテリ24への充電を必要に応じて行うようにしている。
Further, when the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chambers of the
このように、VVT140、160による燃費向上の作用を期待できない間は、バッテリ24への充電を抑制することで、エンジン2の出力を絞って燃費の悪化を抑制し、VVT140、160による燃費向上の作用を期待できるようになった後、エンジン2の出力を最大限まで利用するようにしている。これにより、エンジン2の始動時、VVT140、160が正常に作動可能となり、可変バルブタイミング機構による内部EGR量を確保可能となるまでの間の燃費の悪化を極力抑制することができる。
As described above, while the effect of improving the fuel consumption by the
また、この実施形態では、バッテリ24のSOCが低いほど、エンジン2の出力上限値P1が大きく設定されるので、バッテリ24の状況を考慮しながら、エンジン2の出力を抑制することができる。具体的には、バッテリ24のSOCが比較的低い場合には、バッテリ24の電力で出力可能な第2モータジェネレータMG2の出力が小さくなるため、バッテリ24のSOCが比較的高い場合に比べ、エンジン2の出力上限値P1を高くする必要がある。逆に、バッテリ24のSOCが比較的高い場合には、バッテリ24の電力で出力可能な第2モータジェネレータMG2の出力を大きくできるため、バッテリ24のSOCが比較的低い場合に比べ、エンジン2の出力上限値P1を低くすることができる。
In this embodiment, the lower the SOC of the
また、車両の走行要求出力Pdが小さい低いほど、エンジン2の出力上限値P1が小さく設定されるので、車両の走行要求出力Pdに応じて、エンジン2の出力を抑制することができる。
Moreover, since the output upper limit P1 of the
なお、バッテリ24のSOCが予め設定された下限値未満の場合には、上述したようなバッテリ24の充電抑制制御を行わないようにすることも可能である。すなわち、バッテリ24のSOCが下限値未満となると、バッテリ24の劣化が懸念されるため、バッテリ24のSOCが下限値未満となった場合、バッテリ24のSOCが下限値以上となるまでは、バッテリ24の充電抑制制御を中止してバッテリ24の充電を優先して行うことも可能である。これにより、バッテリ24のSOCを早期に回復させることができ、バッテリ24の劣化を抑制することができる。
In addition, when the SOC of the
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited only to the above-described embodiments, and all modifications and applications within the scope of the claims and within the scope equivalent to the scope are possible.
上記実施形態では、吸気側および排気側の両方にVVT140、160を設けたが、吸気側および排気側のいずれか一方にのみVVTを設ける構成としてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ステップST11の判定をエンジン2の停止時から始動時までの経過時間Taと、エンジン2の始動時からの経過時間Tbとに基づいて行った。しかし、これに限らず、VVTに供給されるVVT作動用の油圧を検出するセンサを設け、そのセンサ出力に基づいて、ステップST11の判定を行うようにしてもよい。あるいは、VVTに供給されるVVT作動用の油圧が閾値以上の場合にON信号を出力し、閾値未満の場合にはON信号の出力がOFFされるようなスイッチを設け、そのスイッチのON信号に基づいて、ステップST11の判定を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the determination in step ST11 is made based on the elapsed time Ta from the stop of the
上記実施形態では、エンジン2の出力制限をバッテリ24への充電を禁止することによって行ったが、VVTの各油圧室に供給されるVVT作動用の油圧が閾値未満の場合には、閾値以上である場合に比べて、バッテリ24への充電を少量に制限することによってエンジン2の出力制限を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the output of the
上記実施形態では、ステップST12において、エンジン2の出力上限値P1を車両の走行要求出力Pdおよびバッテリ24のSOCに基づいて設定したが、車両の走行要求出力Pdおよびバッテリ24のSOCのいずれか一方のみに基づいてエンジン2の出力上限値P1を設定してもよい。
In the above embodiment, in step ST12, the output upper limit value P1 of the
本発明は、油圧式のVVTを有するエンジンと、モータジェネレータと、モータジェネレータにより発電された電力を蓄電するバッテリとを備えたハイブリッド車両に適用可能である。 The present invention can be applied to a hybrid vehicle including an engine having a hydraulic VVT, a motor generator, and a battery that stores electric power generated by the motor generator.
1 ハイブリッド車両
2 エンジン
10 ECU
24 バッテリ
140、160 可変バルブタイミング機構(VVT)
150、170 OCV
MG1、MG2 モータジェネレータ
1
24
150, 170 OCV
MG1, MG2 motor generator
Claims (6)
前記内燃機関の始動時、前記可変バルブタイミング機構に供給される油圧が閾値未満の場合には、前記蓄電装置への充電を抑制することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A hybrid vehicle control device comprising an internal combustion engine having a hydraulic variable valve timing mechanism, a motor generator, and a power storage device that stores electric power generated by the motor generator,
When the internal combustion engine is started, if the hydraulic pressure supplied to the variable valve timing mechanism is less than a threshold, charging of the power storage device is suppressed.
前記蓄電装置のSOCに応じて、内燃機関の出力の上限値が設定され、
内燃機関の出力の上限値が車両の走行要求出力未満の場合には、前記蓄電装置に蓄電された電力によってモータジェネレータを駆動することによって、前記走行要求出力に対する内燃機関の出力の不足分を補うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
According to the SOC of the power storage device, an upper limit value of the output of the internal combustion engine is set,
When the upper limit value of the output of the internal combustion engine is less than the required travel output of the vehicle, the shortage of the output of the internal combustion engine relative to the travel required output is compensated by driving the motor generator with the electric power stored in the power storage device. A control apparatus for a hybrid vehicle characterized by the above.
前記蓄電装置のSOCが低いほど、内燃機関の出力の上限値が大きく設定されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 2,
The hybrid vehicle control device, wherein the upper limit value of the output of the internal combustion engine is set larger as the SOC of the power storage device is lower.
車両の走行要求出力に応じて、内燃機関の出力の上限値が設定され、
内燃機関の出力の上限値が前記走行要求出力未満の場合には、前記蓄電装置に蓄電された電力によってモータジェネレータを駆動することによって、前記走行要求出力に対する内燃機関の出力の不足分を補うことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
The upper limit value of the output of the internal combustion engine is set according to the travel request output of the vehicle,
When the upper limit value of the output of the internal combustion engine is less than the required travel output, the shortage of the output of the internal combustion engine relative to the required travel output is compensated by driving the motor generator with the electric power stored in the power storage device. A hybrid vehicle control device.
前記車両の走行要求出力が小さいほど、内燃機関の出力の上限値が小さく設定されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device according to claim 4,
The control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the upper limit value of the output of the internal combustion engine is set smaller as the travel request output of the vehicle is smaller.
前記蓄電装置のSOCが下限値未満の場合には、前記蓄電装置の充電抑制制御を行わないことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the control apparatus of the hybrid vehicle as described in any one of Claims 1-5,
When the SOC of the power storage device is less than a lower limit value, the hybrid vehicle control device does not perform charge suppression control of the power storage device.
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