JP2014124994A - Control unit of hybrid vehicle - Google Patents

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Masataka Sugiyama
正隆 杉山
Akitaka Ichikawa
彰孝 市川
Hiroaki Kimura
浩章 木村
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Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control unit of a hybrid vehicle capable of reducing a frequency, by which a transition is made to a power circulation mode, when partial cylinder running is switched into all-cylinders running.SOLUTION: A control unit according to the present invention is adapted to a hybrid vehicle including an engine 3 that can perform partial cylinder running and all-cylinders running; a first motor generator 4; and a second motor generator 5. When calculating a request discharge quantity of a battery on the basis of a storage ratio of the battery 16, the control unit makes the request discharge quantity for the partial cylinder running larger than the request discharge quantity for the all-cylinders running.

Description

本発明は、走行用動力源としてエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。   The present invention relates to a control device applied to a hybrid vehicle including an engine and a motor / generator as a driving power source.

複数の気筒の一部を休止する部分気筒運転が可能な気筒休止エンジンと、一つのモータとを備えたハイブリッド車両に適用され、部分気筒運転時にバッテリの残量が少なくなった場合は変速機の変速比を低速側に変更してエンジン回転数を増大させることによって発電のためのエンジン出力を確保するようにした制御装置が知られている(特許文献1)。   This is applied to a hybrid vehicle equipped with a cylinder deactivation engine capable of partial cylinder operation in which a part of a plurality of cylinders is deactivated and a single motor. There is known a control device that secures engine output for power generation by changing the gear ratio to the low speed side to increase the engine speed (Patent Document 1).

特開2006−292114号公報JP 2006-292114 A

ハイブリッド車両には、特許文献1のような一つのモータを備えた形態の他に、エンジンの動力を第1モータ・ジェネレータと出力部とに分割し、第2モータ・ジェネレータがギアを介して出力部に連結された形態も存在する。この形態のハイブリッド車両のエンジンとして休止気筒エンジンを搭載した場合、部分気筒運転と全気筒運転との切り替え前後でエンジン回転数は等パワーライン上で変化する。エンジンと第1モータ・ジェネレータとは互いに差動回転を許容する差動機構に連結されているため、そのエンジン回転数の変化に伴って第1モータ・ジェネレータのモータ回転数も変化する。特に、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えた場合に、第1モータ・ジェネレータのモータ回転数が低下して動力循環モードに入り易くなる問題があった。   In the hybrid vehicle, in addition to the configuration including one motor as in Patent Document 1, the engine power is divided into a first motor / generator and an output unit, and the second motor / generator outputs via a gear. There is also a form connected to the part. When the idle cylinder engine is mounted as the engine of the hybrid vehicle in this form, the engine speed changes on the equal power line before and after switching between the partial cylinder operation and the full cylinder operation. Since the engine and the first motor / generator are connected to a differential mechanism that allows differential rotation, the motor speed of the first motor / generator also changes as the engine speed changes. In particular, when the partial cylinder operation is switched to the full cylinder operation, there is a problem that the motor rotation speed of the first motor / generator is lowered and the power circulation mode is easily entered.

そこで、本発明は、部分気筒運転から全気筒運転へ切り替えた場合に動力循環モードに入る頻度を低減できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can reduce the frequency of entering the power circulation mode when switching from partial cylinder operation to full cylinder operation.

本発明の制御装置は、複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転と前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転とを実行可能なエンジンと、第1モータ・ジェネレータと、駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、前記エンジンのトルクを前記第1モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、前記出力部にギアを介して連結された第2モータ・ジェネレータと、前記第2モータ・ジェネレータへ電力を供給可能なバッテリと、を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、前記全気筒運転と、前記部分気筒運転とを前記エンジンに実行させるエンジン制御手段と、前記バッテリの蓄電率に基づいて前記バッテリに対する要求放電量を算出する放電量算出手段と、前記部分気筒運転及び前記全気筒運転のそれぞれを前記エンジンが実行する場合に、前記放電量算出手段が算出した前記要求放電量が大きいほど前記第2モータ・ジェネレータから前記出力部に伝達されるトルクが大きくなるように前記第2モータ・ジェネレータを制御するモータ制御手段と、を備え、前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転時の前記要求放電量が前記全気筒運転時の前記要求放電量に比べて大きくなるように前記要求放電量を算出するものである(請求項1)。   The control device according to the present invention includes a plurality of cylinders, a partial cylinder operation in which some of the plurality of cylinders are deactivated and the remaining cylinders are operated, and all of the plurality of cylinders are operated. An engine capable of performing cylinder operation, a first motor / generator, an output unit for transmitting torque to drive wheels, and a difference in distributing torque of the engine to the first motor / generator and the output unit; A control device applied to a hybrid vehicle comprising a moving mechanism, a second motor / generator coupled to the output unit via a gear, and a battery capable of supplying electric power to the second motor / generator. Engine control means for causing the engine to execute the full-cylinder operation and the partial cylinder operation, and a discharge amount for calculating the required discharge amount for the battery based on the storage rate of the battery. And when the engine performs each of the partial cylinder operation and the full cylinder operation, the output unit from the second motor generator increases as the required discharge amount calculated by the discharge amount calculation unit increases. Motor control means for controlling the second motor / generator so as to increase the torque transmitted to the engine, wherein the discharge amount calculation means is configured such that the required discharge amount during the partial cylinder operation is equal to that during the all cylinder operation. The required discharge amount is calculated so as to be larger than the required discharge amount.

この制御装置によれば、バッテリに対する要求放電量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が大きいので部分気筒運転時にはバッテリが放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリの蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた場合にはバッテリの蓄電率の低下を補うために駆動輪へ出力する要求出力に加えて第1モータ・ジェネレータ又は第2モータ・ジェネレータで発電してバッテリを充電するためのエンジン出力が必要となる。したがって、部分気筒運転から全気筒運転への切り替え後に充電に要するエンジン出力を得るためにエンジン回転数を高く維持する必要があるから、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数の低下を抑えることができる。これにより、第1モータ・ジェネレータのモータ回転数の低下も抑えることができるから動力循環モードに入る頻度を低減できる。その結果、燃費が向上する。   According to this control device, since the required discharge amount for the battery is larger during partial cylinder operation than during full cylinder operation, the battery is likely to be discharged during partial cylinder operation, and the battery charge rate is lower than during full cylinder operation. It is driven in the state. Therefore, when switching from partial cylinder operation to full cylinder operation, the first motor generator or the second motor generator generates electric power in addition to the required output output to the drive wheels to compensate for the decrease in the battery storage rate. Therefore, engine output for charging the battery is required. Therefore, it is necessary to keep the engine speed high in order to obtain the engine output required for charging after switching from partial cylinder operation to full cylinder operation. The decrease can be suppressed. Thereby, since the fall of the motor rotation speed of a 1st motor generator can also be suppressed, the frequency which enters into a power circulation mode can be reduced. As a result, fuel consumption is improved.

本発明の制御装置の一態様として、前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転にて前記エンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合、要求出力が該エンジンン出力以下の場合と比べて前記要求放電量が大きくなるように前記要求放電量を算出してもよい(請求項2)。この態様によれば、部分気筒運転にてエンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合はこれ以下の場合に比べて要求放電量が大きくなる。つまり、このような場合には第1モータ・ジェネレータ又は第2モータ・ジェネレータによるアシスト量が増加する。これにより、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた後に、エンジンを最高効率点で運転可能となる頻度が増加する。   As one aspect of the control device of the present invention, the discharge amount calculating means is configured such that the required output exceeds the engine output when the engine output exceeds the engine output when the engine is operated at the maximum efficiency point in the partial cylinder operation. The required discharge amount may be calculated so that the required discharge amount is larger than that in the case of an output or less (Claim 2). According to this aspect, when the required output exceeds the engine output when the engine is operated at the maximum efficiency point in the partial cylinder operation, the required discharge amount becomes larger than the case where the required output is less than this. That is, in such a case, the assist amount by the first motor / generator or the second motor / generator increases. This increases the frequency at which the engine can be operated at the maximum efficiency point after switching from partial cylinder operation to full cylinder operation.

本発明の制御装置の一態様として、前記車両には、前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第1モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態とを切り替え可能なロック手段が設けられており、前記差動機構が前記非差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第1運転モード又は前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第2運転モードから、要求出力が所定値以上になった場合に前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記全気筒運転で運転する通常運転モードに切り替える運転モード制御手段を更に備え、前記第1運転モードの場合の方が前記第2運転モードの場合に比べて前記所定値が小さくなるように設定されてもよい(請求項3)。この態様によれば、通常運転モードへ切り替える条件が、差動状態かつ部分気筒運転の第2運転モードの場合よりも非差動状態かつ部分気筒運転の第1運転モードの場合に緩和される。そのため、第2運転モードから通常運転モードへ切り替わる場合と比較して第1運転モードから通常運転モードへ切り替わり易くなる。これにより、エンジン制御が車速に制約されて自由度が低く燃費が悪化し易い第1運転モードの継続が強いられる機会が減少するので燃費が向上する。   As one aspect of the control device of the present invention, the vehicle has a state of the differential mechanism, a differential state in which the torque of the engine is distributed to the first motor / generator and the output unit, and distribution thereof. A lock means capable of switching between a non-differential state to be stopped is provided, and the differential mechanism is in the non-differential state and the engine is operated in the partial cylinder operation or the differential mode. From the second operation mode in which the mechanism is in the differential state and the engine is operated in the partial cylinder operation, the differential mechanism is in the differential state and the engine is in the differential state when the required output becomes a predetermined value or more. An operation mode control means for switching to a normal operation mode that operates in the all-cylinder operation is further provided so that the predetermined value is smaller in the first operation mode than in the second operation mode. It may be a constant (claim 3). According to this aspect, the condition for switching to the normal operation mode is more relaxed in the first operation mode in the non-differential state and the partial cylinder operation than in the second operation mode in the differential state and the partial cylinder operation. Therefore, it becomes easier to switch from the first operation mode to the normal operation mode than when switching from the second operation mode to the normal operation mode. Thereby, since the engine control is restricted by the vehicle speed and the degree of freedom is low and the fuel consumption tends to be deteriorated, the chance of being forced to continue the first operation mode is reduced, so that the fuel consumption is improved.

本発明の制御装置の一態様として、前記エンジン制御手段は、前記エンジンが前記部分気筒運転を実行中に前記バッテリの蓄電率が前記バッテリを強制的に充電すべき閾値以下となった場合、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に強制的に切り替えてもよい(請求項4)。この態様によれば、バッテリを強制的に充電すべき場合は部分気筒運転から強制的に全気筒運転に切り替えられてバッテリが充電される。したがって、部分気筒運転時に放電量を大きくしてもバッテリの蓄電率が過剰に低下することを回避できるのでバッテリに過度な負担を与えることがない。したがって、バッテリに特別な能力が要求されないので使用可能なバッテリの選択肢を狭めるおそれがない。   As one aspect of the control device of the present invention, the engine control means, when the storage rate of the battery becomes equal to or less than a threshold for forcibly charging the battery while the engine is performing the partial cylinder operation, You may forcibly switch from partial cylinder operation to the all cylinder operation. According to this aspect, when the battery is to be forcibly charged, the battery is charged by forcibly switching from the partial cylinder operation to the all cylinder operation. Therefore, even if the discharge amount is increased during partial cylinder operation, it is possible to avoid an excessive decrease in the battery storage rate, so that an excessive burden is not imposed on the battery. Therefore, there is no possibility of narrowing the choices of usable batteries because no special capacity is required for the batteries.

以上説明したように、本発明の制御装置によれば、バッテリに対する要求放電量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が大きいので部分気筒運転時にはバッテリが放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリの蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数及びモータ回転数のそれぞれの低下を抑えることができるから動力循環モードに至る頻度を低減できる。これにより燃費が向上する。   As described above, according to the control device of the present invention, since the required discharge amount for the battery is larger during partial cylinder operation than during full cylinder operation, the battery is easily discharged during partial cylinder operation. In comparison, the battery is operated in a state where the storage rate of the battery is lowered. For this reason, it is possible to suppress the respective reductions in the engine speed and the motor speed associated with the switching from the partial cylinder operation to the full cylinder operation, so that the frequency of reaching the power circulation mode can be reduced. This improves fuel efficiency.

本発明の一形態の制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。The figure which showed the whole structure of the vehicle to which the control apparatus of one form of this invention was applied. ハイブリッドモード時のエンジンの動作点を説明する図。The figure explaining the operating point of the engine at the time of hybrid mode. 全気筒運転時に使用する充放電量算出マップの一例を示した図。The figure which showed an example of the charge / discharge amount calculation map used at the time of all cylinder operation. 部分気筒運転時に使用する充放電量算出マップの一例を示した図。The figure which showed an example of the charge / discharge amount calculation map used at the time of partial cylinder driving | operation. 部分気筒運転時に使用する充放電量算出マップの他の例を示した図。The figure which showed the other example of the charging / discharging amount calculation map used at the time of partial cylinder driving | operation. 部分気筒運転から全気筒運転に切り替わる場合のエンジンの動作点の推移を説明する図。The figure explaining transition of the operating point of an engine in the case of switching from partial cylinder operation to all cylinder operation. 部分気筒運転から全気筒運転に切り替わる場合の共線図。The alignment chart in the case of switching from partial cylinder operation to full cylinder operation. 第1の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the control routine which concerns on a 1st form. 図4Aのマップを用いて放電量を算出した場合の効果を説明する図。The figure explaining the effect at the time of calculating discharge amount using the map of FIG. 4A. 第1モータ・ジェネレータでアシストを行う場合と第2モータ・ジェネレータでアシストを行う場合のそれぞれの場合を示した共線図。The collinear diagram which showed each case of the case where assist is performed by the first motor / generator and the case where assist is performed by the second motor / generator. 第2の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the control routine which concerns on a 2nd form.

(第1の形態)
図1に示すように、車両1は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両1は、エンジン3と、2つのモータ・ジェネレータ4、5とを走行用の動力源として備えている。エンジン3は4つの気筒10を備えた直列4気筒型の内燃機関として構成されている。エンジン3は、4つの気筒10の全てを稼働する全気筒運転の他に、4つの気筒10のうちの2つを休止し、残りの2つを稼働する部分気筒運転を実行できる。
(First form)
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is configured as a hybrid vehicle in which a plurality of power sources are combined. The vehicle 1 includes an engine 3 and two motor generators 4 and 5 as driving power sources. The engine 3 is configured as an in-line four-cylinder internal combustion engine including four cylinders 10. The engine 3 can execute partial cylinder operation in which two of the four cylinders 10 are deactivated and the remaining two are operated in addition to the full cylinder operation in which all the four cylinders 10 are operated.

エンジン3と第1モータ・ジェネレータ4とは差動機構としての動力分割機構6に連結されている。第1モータ・ジェネレータ4はステータ4aとロータ4bとを有する。第1モータ・ジェネレータ4は動力分割機構6にて分配されたエンジン3の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第2モータ・ジェネレータ5はステータ5aとロータ5bとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ4、5はモータ用制御装置15を介してバッテリ16に接続される。モータ用制御装置15は各モータ・ジェネレータ4、5が発電した電力を直流変換してバッテリ16に蓄電するとともにバッテリ16の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ4、5に供給する。   The engine 3 and the first motor / generator 4 are connected to a power split mechanism 6 as a differential mechanism. The first motor / generator 4 has a stator 4a and a rotor 4b. The first motor / generator 4 functions as a generator that generates power by receiving the power of the engine 3 distributed by the power split mechanism 6 and also functions as an electric motor driven by AC power. Similarly, the second motor / generator 5 includes a stator 5a and a rotor 5b, and functions as an electric motor and a generator, respectively. Each motor / generator 4, 5 is connected to a battery 16 via a motor control device 15. The motor control device 15 converts the electric power generated by each motor / generator 4, 5 into direct current and stores it in the battery 16, and converts the electric power of the battery 16 into alternating current and supplies it to each motor / generator 4, 5.

動力分割機構6はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構6は、外歯歯車のサンギアSと、サンギアSと同軸に配置された内歯歯車のリングギアRと、これらのギアS、Rに噛み合うピニオンPを自転及び公転可能に保持するプラネタリキャリアCとを有している。エンジン3が出力するエンジントルクは動力分割機構6のプラネタリキャリアCに伝達される。第1モータ・ジェネレータ4のロータ4bは動力分割機構6のサンギアSに連結されている。動力分割機構6からリングギアRを介して出力されたトルクは出力ギア列20に伝達される。出力ギア列20は駆動輪18にトルクを伝達するための出力部として機能する。出力ギア列20は動力分割機構6のリングギアRと一体回転する出力ドライブギア21と、出力ドライブギア21に噛み合う出力ドリブンギア22とを含む。出力ドリブンギア22には、第2モータ・ジェネレータ5がギア23を介して連結されている。ギア23は第2モータ・ジェネレータ5のロータ5bと一体回転する。出力ドリブンギア22から出力されたトルクは差動装置24を介して左右の駆動輪18に分配される。   The power split mechanism 6 is configured as a single pinion type planetary gear mechanism. The power split mechanism 6 is a planetary that holds a sun gear S as an external gear, a ring gear R as an internal gear arranged coaxially with the sun gear S, and a pinion P meshing with these gears S and R so as to be able to rotate and revolve. Carrier C. The engine torque output from the engine 3 is transmitted to the planetary carrier C of the power split mechanism 6. The rotor 4 b of the first motor / generator 4 is connected to the sun gear S of the power split mechanism 6. Torque output from the power split mechanism 6 via the ring gear R is transmitted to the output gear train 20. The output gear train 20 functions as an output unit for transmitting torque to the drive wheels 18. The output gear train 20 includes an output drive gear 21 that rotates integrally with the ring gear R of the power split mechanism 6, and an output driven gear 22 that meshes with the output drive gear 21. A second motor / generator 5 is connected to the output driven gear 22 via a gear 23. The gear 23 rotates integrally with the rotor 5 b of the second motor / generator 5. Torque output from the output driven gear 22 is distributed to the left and right drive wheels 18 via the differential device 24.

動力分割機構6には、ロック手段としてのモータロック機構25が設けられている。モータロック機構25は、動力分割機構6の状態を、エンジン3のトルクを第1モータ・ジェネレータ4と出力ギア列20とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態との間で切り替えることができる。モータロック機構25は湿式多板タイプのブレーキ機構として構成されている。モータロック機構25は第1モータ・ジェネレータ4のロータ4bの回転を阻止する係合状態と、ロータ4bの回転を許容する解放状態との間で切り替えられる。モータロック機構25の係合状態と解放状態との切り替えは不図示の油圧アクチュエータにて実施される。モータロック機構25が係合状態に操作されると第1モータ・ジェネレータ4のロータ4bの回転が阻止される。これにより、動力分割機構6のサンギアSの回転も阻止される。このため、エンジン2のトルクが第1モータ・ジェネレータ4へ分配されることが停止されて動力分割機構6が非差動状態となる。   The power split mechanism 6 is provided with a motor lock mechanism 25 as a lock means. The motor lock mechanism 25 divides the state of the power split mechanism 6 into a differential state in which the torque of the engine 3 is distributed to the first motor / generator 4 and the output gear train 20 and a non-differential state in which the distribution is stopped. You can switch between them. The motor lock mechanism 25 is configured as a wet multi-plate type brake mechanism. The motor lock mechanism 25 is switched between an engaged state in which the rotation of the rotor 4b of the first motor / generator 4 is prevented and a released state in which the rotation of the rotor 4b is allowed. Switching between the engaged state and the released state of the motor lock mechanism 25 is performed by a hydraulic actuator (not shown). When the motor lock mechanism 25 is operated to the engaged state, the rotation of the rotor 4b of the first motor / generator 4 is prevented. Thereby, the rotation of the sun gear S of the power split mechanism 6 is also prevented. For this reason, the distribution of the torque of the engine 2 to the first motor / generator 4 is stopped, and the power split mechanism 6 enters a non-differential state.

車両1の各部の制御は電子制御装置(ECU)30にて制御される。ECU30はエンジン3、各モータ・ジェネレータ4、5及びモータロック機構25等に対して各種の制御を行う。以下、本発明に関連してECU30が行う主要な制御について説明する。ECU30には、車両1の各種情報が入力される。例えば、ECU30には、各モータ・ジェネレータ4、5の回転数及びトルクがモータ用制御装置15を介して入力される。また、ECU30には、アクセルペダル31の踏み込み量に対応する信号を出力するアクセル開度センサ32の出力信号と、車両1の車速に応じた信号を出力する車速センサ33の出力信号と、バッテリ16の蓄電率に対応する信号を出力するSOCセンサ34の出力信号とがそれぞれ入力される。ECU30は、アクセル開度センサ32の出力信号と車速センサ33の出力信号とを参照して運転者が要求する要求駆動トルクを計算し、その要求駆動トルクに対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両1を制御する。例えば、エンジン3の熱効率が低下する低負荷領域ではエンジン3の燃焼を停止して第2モータ・ジェネレータ5を駆動するEVモードが選択される。また、内燃機関3だけではトルクが不足する場合は、エンジン3とともに第2モータ・ジェネレータ5を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。   Control of each part of the vehicle 1 is controlled by an electronic control unit (ECU) 30. The ECU 30 performs various controls on the engine 3, the motor / generators 4 and 5, the motor lock mechanism 25, and the like. Hereinafter, main control performed by the ECU 30 in relation to the present invention will be described. Various information on the vehicle 1 is input to the ECU 30. For example, the rotational speed and torque of each motor / generator 4, 5 are input to the ECU 30 via the motor control device 15. The ECU 30 also includes an output signal of an accelerator opening sensor 32 that outputs a signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 31, an output signal of a vehicle speed sensor 33 that outputs a signal corresponding to the vehicle speed of the vehicle 1, and a battery 16. And an output signal of the SOC sensor 34 that outputs a signal corresponding to the storage rate. The ECU 30 refers to the output signal of the accelerator opening sensor 32 and the output signal of the vehicle speed sensor 33 to calculate the required drive torque requested by the driver, and performs various operations so that the system efficiency for the required drive torque is optimized. The vehicle 1 is controlled while switching modes. For example, in the low load region where the thermal efficiency of the engine 3 is reduced, the EV mode in which the combustion of the engine 3 is stopped and the second motor / generator 5 is driven is selected. Further, when the torque is insufficient with the internal combustion engine 3 alone, a hybrid mode is selected in which the second motor / generator 5 is used together with the engine 3 as a driving source for traveling.

ハイブリッドモードが選択された場合、ECU30は、動力分割機構6の状態を差動状態とし、分割されたエンジン3の動力を利用して第1モータ・ジェネレータ4で発電させる差動運転モードと、動力分割機構6の状態をモータロック機構25の操作により非差動状態に切り替えて第1モータ・ジェネレータ4へのエンジン3の動力の分配を停止し、エンジン3の動力を出力ギア列20に出力させる非差動運転モードとを状況に応じて切り替える。図2に示すように、差動運転モードの場合、エンジン3はエンジン回転数とエンジントルクとで定義された動作点Eがあらかじめ設定された動作ラインL上を移動するようにECU30にて制御される。動作ラインLと交差する曲線Lpは等パワーラインである。動作ラインLはエンジン3の燃費が最適となり、かつ騒音が低減できるようにあらかじめシミュレーションや実機を用いた試験によって定められている。差動運転モードから非差動運転モードへの切り替えは、例えば、第1モータ・ジェネレータ4が許容限度を超えて高温になった場合や、差動運転モードを行うと第1モータ・ジェネレータ4の回転が負回転となる動力循環モードを回避すべき場合などに実施される。非差動運転モードの場合、エンジン回転数と車速とが一対一の関係となる。そのため、差動運転モードのようにエンジン3の動作点を車速の制約を受けずに動作ラインL上で制御することはできない。   When the hybrid mode is selected, the ECU 30 sets the state of the power split mechanism 6 to the differential state and uses the power of the split engine 3 to generate power with the first motor / generator 4 and the power The state of the dividing mechanism 6 is switched to the non-differential state by operating the motor lock mechanism 25 to stop the distribution of the power of the engine 3 to the first motor / generator 4 and to output the power of the engine 3 to the output gear train 20. Switch to non-differential operation mode according to the situation. As shown in FIG. 2, in the differential operation mode, the engine 3 is controlled by the ECU 30 so that the operating point E defined by the engine speed and the engine torque moves on a preset operating line L. The A curve Lp intersecting the operation line L is an equal power line. The operation line L is determined in advance by a simulation or a test using an actual machine so that the fuel consumption of the engine 3 is optimized and noise can be reduced. The switching from the differential operation mode to the non-differential operation mode is performed, for example, when the first motor / generator 4 exceeds the allowable limit and becomes high temperature or when the differential operation mode is performed, the first motor / generator 4 is switched. This is performed when the power circulation mode in which the rotation is negative is to be avoided. In the non-differential operation mode, the engine speed and the vehicle speed have a one-to-one relationship. Therefore, the operating point of the engine 3 cannot be controlled on the operating line L without being restricted by the vehicle speed as in the differential operation mode.

上述したように、エンジン3は全気筒運転と部分気筒運転とを実行できるから、動作ラインLは運転モード毎に準備されている。部分気筒運転を実行するエンジンン3は、低排気量エンジンにダウンサイジングされたことに相当するので、図2の動作ラインLが全気筒運転用のものとした場合、部分気筒用の動作ラインL′は破線で示すように動作ラインLよりも低トルク側に位置する。したがって、差動運転モードで部分気筒運転を実行する場合はエンジン3の動作点Eは動作ラインL′上に制御される。   As described above, since the engine 3 can perform all-cylinder operation and partial cylinder operation, the operation line L is prepared for each operation mode. Since the engine 3 that performs the partial cylinder operation corresponds to downsizing to the low displacement engine, when the operation line L in FIG. 2 is for all cylinder operation, the operation line L for the partial cylinder is used. ′ Is located on the lower torque side than the operation line L as indicated by a broken line. Therefore, when the partial cylinder operation is executed in the differential operation mode, the operating point E of the engine 3 is controlled on the operating line L ′.

また、ECU30はバッテリ16の蓄電率を監視し、バッテリ16の蓄電率が所定範囲に維持されるようにバッテリ16の蓄電率に対する要求放電量又は要求充電量を算出する。放電要求がある場合、ECU30は要求放電量に応じた電力が消費されるように第1モータ・ジェネレータ4及び第2モータ・ジェネレータ5の少なくとも一つを駆動する。一方、充電要求がある場合、ECU30は要求充電量に応じた電力が発電されるように第1モータ・ジェネレータ4及び第2モータ・ジェネレータ5を制御する。   Further, the ECU 30 monitors the storage rate of the battery 16 and calculates a required discharge amount or a required charge amount with respect to the storage rate of the battery 16 so that the storage rate of the battery 16 is maintained within a predetermined range. When there is a discharge request, the ECU 30 drives at least one of the first motor / generator 4 and the second motor / generator 5 so that power corresponding to the required discharge amount is consumed. On the other hand, when there is a charge request, the ECU 30 controls the first motor / generator 4 and the second motor / generator 5 so that electric power corresponding to the required charge amount is generated.

本形態はバッテリ16の蓄電率に対する要求放電量を全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで相違させることに特徴がある。すなわち、ECU30は、部分気筒運転時は全気筒運転時よりも大きな要求放電量を算出する。これにより、エンジン3が部分気筒運転を実行する場合にはバッテリ16が放電され易い状況となる。つまり、第1モータ・ジェネレータ4又は第2モータ・ジェネレータ5によるアシスト量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が多くなる。一方、エンジンが全気筒運転を実行する場合にはバッテリ16が充電され易い状況となる。つまり、第1モータ・ジェネレータ4又は第2モータ・ジェネレータ5による発電量が部分気筒運転時よりも全気筒運転時の方が多くなる。   The present embodiment is characterized in that the required discharge amount with respect to the storage rate of the battery 16 is different between the full cylinder operation and the partial cylinder operation. That is, the ECU 30 calculates a larger required discharge amount during partial cylinder operation than during full cylinder operation. Accordingly, when the engine 3 performs the partial cylinder operation, the battery 16 is easily discharged. In other words, the amount of assist by the first motor / generator 4 or the second motor / generator 5 is greater during partial cylinder operation than during full cylinder operation. On the other hand, when the engine performs all cylinder operation, the battery 16 is easily charged. That is, the amount of power generated by the first motor / generator 4 or the second motor / generator 5 is greater during full cylinder operation than during partial cylinder operation.

要求放電量及び要求充電量の算出は、図3、図4A及び図4Bに示した充放電量算出マップM0〜M2に基づいて実施される。これらのマップM0〜M2はバッテリ16の蓄電率に対して要求放電量又は要求充電量が対応付けられている。そこで、ECU30はSOCセンサ34の出力信号を参照して現在の蓄電率を取得し、これらのマップM0〜M2を検索することによって、現在の蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を算出する。マップM0は全気筒運転時に使用されるマップであり、マップM1及びマップM2は部分気筒運転時に使用される。マップM0とマップM1及びマップM2とを比較すれば明らかなように、部分気筒運転時に使用するマップM1及びマップM2は同じ蓄電率で比較するとマップM0よりも大きな要求放電量を与える。さらに、マップM2はマップM1よりも同じ蓄電率で大きな要求放電量を与える。したがって、これらのマップM0〜M2の特性について放電のし易さという観点で序列を付けると、M0<M1<M2となる。   The calculation of the required discharge amount and the required charge amount is performed based on the charge / discharge amount calculation maps M0 to M2 shown in FIGS. 3, 4A, and 4B. In these maps M <b> 0 to M <b> 2, the required discharge amount or the required charge amount is associated with the storage rate of the battery 16. Therefore, the ECU 30 refers to the output signal of the SOC sensor 34, acquires the current power storage rate, and searches these maps M0 to M2 to calculate the required discharge amount or the required charge amount corresponding to the current power storage rate. To do. The map M0 is a map used during all cylinder operation, and the maps M1 and M2 are used during partial cylinder operation. As is apparent from a comparison between the map M0, the map M1, and the map M2, the map M1 and the map M2 used during partial cylinder operation give a required discharge amount larger than that of the map M0 when compared at the same power storage rate. Further, the map M2 gives a larger required discharge amount with the same storage rate than the map M1. Therefore, if the characteristics of these maps M0 to M2 are ranked in terms of ease of discharge, M0 <M1 <M2.

部分気筒運転時にECU30がマップM1又はマップM2を使用して要求放電量又は要求充電量を算出し、その算出結果に基づいて第1モータ・ジェネレータ4及び第2モータ・ジェネレータを制御することによって、バッテリ16の蓄電率は通常50%前後で推移する。そして、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた場合、要求放電量又は要求充電量はマップM0に基づいて算出されるので、部分気筒運転時よりも要求放電量は小さくかつ充電要求が生じ易くなる。充電要求があると要求充電量に応じた電力を第1モータ・ジェネレータ4又は第2モータ・ジェネレータ5にて発電する必要がある。車両1から出力すべき要求出力を維持するためには要求充電量に相当するだけエンジン出力を高める必要がある。   The ECU 30 calculates the required discharge amount or the required charge amount using the map M1 or the map M2 during the partial cylinder operation, and controls the first motor generator 4 and the second motor generator based on the calculation result, The storage rate of the battery 16 usually changes around 50%. When the partial cylinder operation is switched to the full cylinder operation, the required discharge amount or the required charge amount is calculated based on the map M0. Therefore, the required discharge amount is smaller than that during the partial cylinder operation and the charge request is likely to occur. Become. When there is a charge request, the first motor / generator 4 or the second motor / generator 5 needs to generate electric power corresponding to the required charge amount. In order to maintain the required output to be output from the vehicle 1, it is necessary to increase the engine output corresponding to the required charge amount.

したがって、図5に示したように、部分気筒運転から全気筒運転に切り替える場合、エンジン3の動作点は部分気筒運転時の動作ラインL′上のA点から要求充電量相当分だけ上乗せされた等パワーラインLp1と全気筒運転時の動作ラインLとの交点Bに移動する(実線の矢印)。これに対して、充電要求がない場合、エンジン3の動作点はA点から等パワーラインLp0上に沿って移動し、全気筒運転時の動作ラインLと等パワーラインLp0との交点Cに移動する(一点鎖線の矢印)。B点とC点とを比較すれば明らかなように、充電要求がある場合は充電要求がない場合よりもエンジン回転数の低下が抑えられる。エンジン3と第1モータ・ジェネレータ4とは動力分割機構6によって互いに差動回転するのでエンジン回転数の変化に伴ってモータ回転数も変化する。そのため、図6の共線図に示すように、部分気筒運転から全気筒運転への移行後にエンジン回転数の低下が抑えられることによって第1モータ・ジェネレータ4のモータ回転数が負回転となる動力循環モードへ入る頻度を低減できる。   Therefore, as shown in FIG. 5, when switching from partial cylinder operation to full cylinder operation, the operating point of the engine 3 is added by the amount corresponding to the required charge amount from the point A on the operating line L ′ during partial cylinder operation. It moves to the intersection B of the equal power line Lp1 and the operation line L during all-cylinder operation (solid arrow). On the other hand, when there is no charge request, the operating point of the engine 3 moves along the equal power line Lp0 from the point A and moves to the intersection C between the operating line L and the equal power line Lp0 during all cylinder operation. (Dotted line arrow). As apparent from a comparison between the B point and the C point, when there is a charge request, a decrease in the engine speed is suppressed more than when there is no charge request. Since the engine 3 and the first motor / generator 4 are differentially rotated with each other by the power split mechanism 6, the motor rotational speed also changes as the engine rotational speed changes. Therefore, as shown in the collinear diagram of FIG. 6, the power at which the motor rotation speed of the first motor / generator 4 becomes negative rotation by suppressing the decrease in the engine rotation speed after the shift from the partial cylinder operation to the all cylinder operation. The frequency of entering the circulation mode can be reduced.

次に、図7を参照しながらECU30が行う制御ルーチンの一例を説明する。図7の制御ルーチンのプログラムはECU30に保持されている。図7の制御ルーチンは差動運転モードでかつ部分気筒運転の場合に所定間隔で繰り返し実行される。ステップS1において、ECU30は強制充電モードか否かを判定する。強制充電モードはバッテリ16の蓄電率がバッテリ16を強制的に充電すべき場合として設定された閾値以下となった場合に設定される。強制充電モードの場合はステップS3に進み、ECU30はエンジン3の運転を部分気筒運転から全気筒運転に強制的に切り替えて第1モータ・ジェネレータ及び第2モータ・ジェネレータ5を制御してバッテリ16を充電する。一方、強制充電モードでない場合はステップS2に進む。   Next, an example of a control routine performed by the ECU 30 will be described with reference to FIG. The control routine program of FIG. 7 is held in the ECU 30. The control routine of FIG. 7 is repeatedly executed at predetermined intervals in the differential operation mode and the partial cylinder operation. In step S1, the ECU 30 determines whether or not the forced charging mode is set. The forced charging mode is set when the storage rate of the battery 16 is equal to or less than a threshold set as a case where the battery 16 should be charged forcibly. In the forced charging mode, the process proceeds to step S3, where the ECU 30 forcibly switches the operation of the engine 3 from the partial cylinder operation to the full cylinder operation to control the first motor generator and the second motor generator 5 to control the battery 16. Charge. On the other hand, if it is not the forced charging mode, the process proceeds to step S2.

ステップS2において、ECU30は要求出力Pdが部分気筒運転時の限界出力Pmaxを超えているか否かを判定する。要求出力Pdは車両1の車速及びアクセル開度に基づいて計算される。車速は車速センサ33の出力信号に基づいてアクセル開度はアクセル開度センサ32の出力信号に基づいてそれぞれ取得される。要求出力Pdが限界出力Pmaxを超えている場合は部分気筒運転を維持できないので、ステップS3に進んで部分気筒運転から全気筒運転に切り替える。一方、要求出力Pdが限界出力Pmaxを超えていない場合、つまり要求出力Pdが限界出力Pmax以下の場合はステップS4に進む。   In step S2, the ECU 30 determines whether or not the required output Pd exceeds the limit output Pmax during partial cylinder operation. The required output Pd is calculated based on the vehicle speed of the vehicle 1 and the accelerator opening. The vehicle speed is acquired based on the output signal of the vehicle speed sensor 33, and the accelerator opening is acquired based on the output signal of the accelerator opening sensor 32. If the required output Pd exceeds the limit output Pmax, the partial cylinder operation cannot be maintained, so the process proceeds to step S3 to switch from the partial cylinder operation to the full cylinder operation. On the other hand, if the requested output Pd does not exceed the limit output Pmax, that is, if the requested output Pd is less than or equal to the limit output Pmax, the process proceeds to step S4.

ステップS4において、ECU30は要求出力Pdが最高熱効率の出力を上回るか否かを判定する。図8に示したように、最高熱効率の出力とはエンジン3が最高効率点で運転される場合のエンジン出力を意味し、最高効率点とは部分気筒運転時の熱効率の等高線H′の中心C′を意味する。動作ラインL′はその中心C′を通るようにあらかじめ設定されている。図8に示すように、要求出力Pdに対応する等パワーラインLpが中心C′を通る等パワーラインLp0よりも高回転高トルク側に位置する場合は、要求出力Pdが最高熱効率の出力を上回る場合に相当する。   In step S4, the ECU 30 determines whether or not the required output Pd exceeds the maximum thermal efficiency output. As shown in FIG. 8, the highest thermal efficiency output means the engine output when the engine 3 is operated at the highest efficiency point, and the highest efficiency point means the center C of the thermal efficiency contour line H ′ during partial cylinder operation. 'Means. The operation line L ′ is preset to pass through the center C ′. As shown in FIG. 8, when the equal power line Lp corresponding to the required output Pd is located on the higher rotation high torque side than the equal power line Lp0 passing through the center C ′, the required output Pd exceeds the output of the highest thermal efficiency. Corresponds to the case.

要求出力Pdが最高熱効率の出力を上回らない場合、すなわち要求出力Pdが最高燃費効率の出力以下の場合はステップS5に進む。ステップS5において、ECU30は図4Aに示したマップM1を読み出すとともに、現在のバッテリ16の蓄電率をSOCセンサ34の出力信号を参照して取得する。そして、取得した蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を、マップM1を検索することによって算出する。そして、処理をステップS9に進める。一方、要求出力Pdが最高熱効率の出力を上回る場合はステップS6に進む。ステップS6において、ECU30は図4Bに示したマップM2を読み出すとともに、現在のバッテリ16の蓄電率をSOCセンサ34の出力信号を参照して取得する。そして、取得した蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を、マップM2を検索することによって算出する。   If the required output Pd does not exceed the maximum thermal efficiency output, that is, if the required output Pd is less than or equal to the maximum fuel efficiency output, the process proceeds to step S5. In step S5, the ECU 30 reads the map M1 shown in FIG. 4A and obtains the current storage rate of the battery 16 with reference to the output signal of the SOC sensor 34. Then, the required discharge amount or the required charge amount corresponding to the acquired power storage rate is calculated by searching the map M1. Then, the process proceeds to step S9. On the other hand, when the required output Pd exceeds the maximum thermal efficiency output, the process proceeds to step S6. In step S <b> 6, the ECU 30 reads the map M <b> 2 shown in FIG. 4B, and obtains the current storage rate of the battery 16 with reference to the output signal of the SOC sensor 34. Then, the required discharge amount or the required charge amount corresponding to the acquired power storage rate is calculated by searching the map M2.

ステップS7において、ECU30はステップS6で算出した要求放電量が所定値以上か否かを判定する。要求放電量が所定値以上の場合は、ステップS8に進み第1モータ・ジェネレータ4を要求放電量に見合う出力で駆動して出力のアシストを実施する。そして、ステップS9に進む。上述したように、マップM2はマップM1よりも放電し易い特性がある。要求放電量が大きくなり要求されるアシスト量が所定値よりも高くなると、第2モータ・ジェネレータ5によるアシストの代わりに第1モータ・ジェネレータ4によるアシストを実行する方が、効率が改善することがある。図9に示したように、第2モータ・ジェネレータ5でアシストする場合よりも第1モータ・ジェネレータ4を低回転でアシストでき電気的効率が高まるためである。このように第1モータ・ジェネレータ4によるアシストを実施することによってエンジン回転数を低回転側に維持できる。したがって、図8に示したように、最高熱効率の出力又はその付近でエンジン3を運転することができる。さらに、このような処理を行うことによって、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えた場合、アシスト要求とともに充電要求が上乗せされた動作点にエンジン3が制御されるので、全気筒運転時においても最高熱効率の出力又はその付近でエンジン3を運転することができる。換言すれば、全気筒運転時に切り替えた後にエンジン3が最高効率点で運転される頻度が増加する。その結果、運転モードの切り替えによって、図8の矢印のように最高熱効率の出力間を往復するような動作が促されるので部分気筒運転時にマップM1だけを持つ場合よりも燃費が向上する。   In step S7, the ECU 30 determines whether or not the required discharge amount calculated in step S6 is a predetermined value or more. If the required discharge amount is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S8, and the first motor / generator 4 is driven with an output corresponding to the required discharge amount to assist the output. Then, the process proceeds to step S9. As described above, the map M2 has a characteristic that discharge is easier than the map M1. When the required discharge amount increases and the requested assist amount becomes higher than a predetermined value, it is possible to improve the efficiency by executing the assist by the first motor / generator 4 instead of the assist by the second motor / generator 5. is there. This is because, as shown in FIG. 9, the first motor / generator 4 can be assisted at a lower speed than when the second motor / generator 5 assists, and the electrical efficiency is increased. In this way, by performing the assist by the first motor / generator 4, the engine speed can be maintained on the low speed side. Therefore, as shown in FIG. 8, the engine 3 can be operated at or near the output of the highest thermal efficiency. Further, by performing such processing, when switching from partial cylinder operation to full cylinder operation, the engine 3 is controlled to the operating point where the charge request is added together with the assist request, so that the maximum is possible even during the full cylinder operation. The engine 3 can be operated at or near the output of thermal efficiency. In other words, the frequency at which the engine 3 is operated at the maximum efficiency point after switching during all cylinder operation increases. As a result, by switching the operation mode, an operation of reciprocating between the outputs with the highest thermal efficiency is urged as indicated by the arrow in FIG. 8, so that the fuel consumption is improved as compared with the case where only the map M1 is provided during partial cylinder operation.

ステップS9において、ECU30は充放電変数EpにステップS5又はステップS6で算出した要求放電量又は要求充電量を代入する。この充放電変数Epは正又は負の値を持つことができる。ステップS5又はステップS6で要求放電量が算出された場合は正の値として、要求充電量が算出された場合は負の値として、充放電変数Epにそれぞれ代入される。ステップS10において、ECU30はエンジン出力Pe、すなわちエンジン3の動作点を、式:Pe=Pd−Epを用いて算出する。この計算式から明らかなように、要求放電量が算出された場合はアシスト量が増加するためエンジン出力が減じる方向に計算される。反対に、要求充電量が算出された場合は発電が必要となるので発電に要する分だけエンジン出力が増加する方向に計算される。   In step S9, the ECU 30 assigns the required discharge amount or the required charge amount calculated in step S5 or step S6 to the charge / discharge variable Ep. The charge / discharge variable Ep can have a positive or negative value. When the required discharge amount is calculated in step S5 or S6, it is assigned to the charge / discharge variable Ep as a positive value, and when the required charge amount is calculated, it is assigned as a negative value. In step S10, the ECU 30 calculates the engine output Pe, that is, the operating point of the engine 3, using the formula: Pe = Pd-Ep. As is apparent from this calculation formula, when the required discharge amount is calculated, the assist amount increases, so that the engine output is reduced. On the other hand, when the required charge amount is calculated, power generation is required, so the engine output is calculated to increase by the amount required for power generation.

ECU30は以上の処理によって算出したエンジン出力Peでエンジン3が運転されるようにエンジン3及び第1モータ・ジェネレータ4を制御する。そして、ECU30は要求放電量が大きいほど第2モータ・ジェネレータ5から出力ギア列20に伝達されるトルクが大きくなるように第2モータ・ジェネレータ5を制御する。   The ECU 30 controls the engine 3 and the first motor / generator 4 so that the engine 3 is operated with the engine output Pe calculated by the above processing. The ECU 30 controls the second motor / generator 5 such that the torque transmitted from the second motor / generator 5 to the output gear train 20 increases as the required discharge amount increases.

図7に示した制御ルーチンをECU30が実行することによって、部分気筒運転時にはバッテリ16が放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリ16の蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転への切り替え後に充電に要するエンジン出力を得るためにエンジン回転数を高く維持する必要があるから、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数の低下を抑えることができる。これにより、第1モータ・ジェネレータ4のモータ回転数の低下も抑えることができるから動力循環モードに入る頻度を低減できる。特に、図7のステップS1において、バッテリ16を強制的に充電すべき場合は部分気筒運転から強制的に全気筒運転に切り替えられてバッテリ16が充電される。そのため、部分気筒運転時に放電量を大きくしてもバッテリの蓄電率が過剰に低下することを回避できるのでバッテリ16に過度な負担を与えることがない。したがって、バッテリ16に特別な能力が要求されないので使用可能なバッテリの選択肢を狭めるおそれがない。以上説明した制御を実行することによりECU30は本発明に係るエンジン制御手段、放電量算出手段及びモータ制御手段としてそれぞれ機能する。   When the ECU 30 executes the control routine shown in FIG. 7, the battery 16 is easily discharged during partial cylinder operation, and the battery 16 is operated in a state where the storage rate of the battery 16 is lower than during full cylinder operation. Therefore, since it is necessary to keep the engine speed high in order to obtain the engine output required for charging after switching from partial cylinder operation to full cylinder operation, the engine speed associated with the switch from partial cylinder operation to full cylinder operation must be maintained. The decrease can be suppressed. Thereby, since the fall of the motor rotation speed of the 1st motor generator 4 can also be suppressed, the frequency which enters into a power circulation mode can be reduced. In particular, when the battery 16 is to be forcibly charged in step S1 of FIG. 7, the battery 16 is charged by forcibly switching from the partial cylinder operation to the all cylinder operation. Therefore, even if the discharge amount is increased during partial cylinder operation, it is possible to avoid an excessive decrease in the battery storage rate, so that an excessive burden is not applied to the battery 16. Therefore, since the battery 16 is not required to have a special ability, there is no possibility of narrowing the choices of usable batteries. By executing the control described above, the ECU 30 functions as an engine control unit, a discharge amount calculation unit, and a motor control unit according to the present invention.

(第2の形態)
次に、図10を参照しながら本発明の第2の形態を説明する。第2の形態は、エンジン3が全気筒運転で運転されかつ差動運転モードの通常運転モードへ復帰させる条件を、エンジン3が部分気筒運転で運転されかつ非差動運転モードの第1運転モードと、エンジン3が部分気筒運転で運転されかつ差動運転モードの第2運転モードとの間で相違させることに特徴がある。図10に示した制御ルーチンのプログラムはECU30にて保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。この制御ルーチンは第1の形態の制御ルーチンと並行して実施されてよい。
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second mode, the condition in which the engine 3 is operated in the full cylinder operation and is returned to the normal operation mode in the differential operation mode is the first operation mode in which the engine 3 is operated in the partial cylinder operation and in the non-differential operation mode. And the engine 3 is operated in the partial cylinder operation and is different from the second operation mode in the differential operation mode. The control routine program shown in FIG. 10 is held in the ECU 30, and is read out in a timely manner and repeatedly executed at predetermined intervals. This control routine may be executed in parallel with the control routine of the first embodiment.

ステップS11において、ECU30はエンジン3が部分気筒運転で運転されているか否かを判定する。エンジン3が部分気筒運転で運転されている場合はステップS2に進む。エンジン3が部分気筒運転で運転されていない場合、すなわち全気筒運転で運転されている場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。   In step S11, the ECU 30 determines whether or not the engine 3 is operated in the partial cylinder operation. When the engine 3 is operated by partial cylinder operation, the process proceeds to step S2. If the engine 3 is not operated in partial cylinder operation, that is, if it is operated in full cylinder operation, the subsequent processing is skipped and the current routine is finished.

ステップS12において、ECU30は運転モードが非差動運転モードか否か、すなわち動力分割機構6が非差動状態であるか否かを判定する。非差動運転モードの場合はステップS13に進む。この場合は現在の運転モードが上述した第1運転モードである。非差動運転モードでない場合、すなわち差動運転モードの場合はステップS14に進む。この場合は現在の運転モードが上述した第2運転モードである。ステップS13において、ECU30は第1運転モードから通常運転モードに復帰させるための要求出力の閾値である所定値αを設定する。一方、ステップS14において、ECU30は第2運転モードから通常運転モードに復帰させるための要求出力の閾値である所定値βを設定する。所定値αは所定値βよりも小さい。   In step S12, the ECU 30 determines whether or not the operation mode is the non-differential operation mode, that is, whether or not the power split mechanism 6 is in the non-differential state. In the case of the non-differential operation mode, the process proceeds to step S13. In this case, the current operation mode is the first operation mode described above. If it is not the non-differential operation mode, that is, if it is the differential operation mode, the process proceeds to step S14. In this case, the current operation mode is the second operation mode described above. In step S13, the ECU 30 sets a predetermined value α that is a threshold value of a required output for returning from the first operation mode to the normal operation mode. On the other hand, in step S14, the ECU 30 sets a predetermined value β, which is a threshold value of a request output for returning from the second operation mode to the normal operation mode. The predetermined value α is smaller than the predetermined value β.

ステップS15において、ECU30は要求出力Pdが所定値α以上であるか否かを判定する。要求出力Pdが所定値α以上の場合は、第1運転モードから通常運転モードへ切り替えるため、ステップS17でモータロック機構25を操作して非差動運転モードから差動運転モードへ切り替えるとともに、ステップS18でエンジン3を部分気筒運転から全気筒運転へ切り替える。これにより、運転モードが第1運転モードから通常運転モードに復帰する。一方、要求出力Pdが所定値α未満の場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。これにより、運転モードが第1運転モードに維持される。   In step S15, the ECU 30 determines whether the required output Pd is equal to or greater than a predetermined value α. When the required output Pd is greater than or equal to the predetermined value α, the operation mode is switched from the first operation mode to the normal operation mode, so that the motor lock mechanism 25 is operated in step S17 to switch from the non-differential operation mode to the differential operation mode. In S18, the engine 3 is switched from partial cylinder operation to full cylinder operation. Thereby, the operation mode returns from the first operation mode to the normal operation mode. On the other hand, if the requested output Pd is less than the predetermined value α, the subsequent processing is skipped and the current routine is finished. Thereby, the operation mode is maintained in the first operation mode.

ステップS16において、ECU30は要求出力Pdが所定値β以上であるか否かを判定する。要求出力Pdが所定値β以上の場合は第2運転モードから通常運転モードへ切り替えるため、ステップS18でエンジン3を部分気筒運転から全気筒運転に切り替える。これにより、運転モードが第1運転モードから通常運転モードに復帰する。一方、要求出力Pdが所定値β未満の場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。これにより、運転モードが第2運転モードに維持される。   In step S16, the ECU 30 determines whether or not the required output Pd is equal to or greater than a predetermined value β. When the required output Pd is equal to or greater than the predetermined value β, the engine 3 is switched from the partial cylinder operation to the full cylinder operation in step S18 in order to switch from the second operation mode to the normal operation mode. Thereby, the operation mode returns from the first operation mode to the normal operation mode. On the other hand, if the requested output Pd is less than the predetermined value β, the subsequent processing is skipped and the current routine is finished. Thereby, the operation mode is maintained in the second operation mode.

以上の制御ルーチンによれば、所定値αが所定値βよりも小さいため通常運転モードへ復帰する条件が第2運転モードの場合よりも第1運転モードの場合に緩和される。そのため、第1運転モードから通常運転モードへ切り替わり易くなる。これにより、エンジン制御が車速に制約されて自由度が低く燃費が悪化し易い第1運転モードの継続が強いられる機会が減少するので燃費が向上する。ECU30は図10の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る運転モード制御手段として機能する。   According to the above control routine, since the predetermined value α is smaller than the predetermined value β, the condition for returning to the normal operation mode is relaxed in the first operation mode than in the second operation mode. Therefore, it becomes easy to switch from the first operation mode to the normal operation mode. Thereby, since the engine control is restricted by the vehicle speed and the degree of freedom is low and the fuel consumption tends to be deteriorated, the chance of being forced to continue the first operation mode is reduced, so that the fuel consumption is improved. The ECU 30 functions as an operation mode control unit according to the present invention by executing the control routine of FIG.

本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態では、要求放電量を算出するためにバッテリの蓄電率に要求放電量及び要求充電量が対応付けられたマップM0〜M2を使用しているが、このようなマップやテーブル等の特定手段を利用する形態の代わりに、例えば、蓄電率を変数として含む所定の実験式を利用してその都度要求放電量を算出することも可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. In the above embodiment, the maps M0 to M2 in which the required discharge amount and the required charge amount are associated with the battery storage rate are used to calculate the required discharge amount. For example, instead of using the above-mentioned form, it is also possible to calculate the required discharge amount each time using a predetermined empirical formula including the storage rate as a variable.

上記形態では、部分気筒運転時に要求放電量を算出するマップとして、全気筒運転時に使用するマップよりも放電し易い特性を持つ2つのマップを要求出力に応じて使い分けているが、2つのマップを用意することは一例にすぎない。全気筒運転時に使用するマップと比べて放電し易い特性を持つ一つのマップを部分気筒時に用いてもよい。   In the above embodiment, as the map for calculating the required discharge amount at the time of partial cylinder operation, two maps having characteristics that are easier to discharge than the map used at the time of all cylinder operation are properly used according to the required output. Preparing is only an example. One map having characteristics that are easier to discharge than the map used when operating all cylinders may be used for partial cylinders.

上記各形態では、第1モータ・ジェネレータ4をモータロック機構25にてロックすることにより、差動機構としての動力分割機構6を差動状態から非差動状態に切り替えている。しかし、差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えるロック手段としては、第1モータ・ジェネレータ自体の回転を阻止する場合に限らない。例えば、差動機構から第1モータ・ジェネレータまでの動力伝達経路をクラッチで切り離すとともに、差動機構側の要素を固定する形態でロック手段を実施し、そのロック手段によって差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えることも可能である。   In each said form, the 1st motor generator 4 is locked by the motor lock mechanism 25, and the power split mechanism 6 as a differential mechanism is switched from a differential state to a non-differential state. However, the locking means for switching the differential mechanism from the differential state to the non-differential state is not limited to the case of preventing the rotation of the first motor / generator itself. For example, the power transmission path from the differential mechanism to the first motor / generator is separated by a clutch, and the locking mechanism is implemented in such a manner that the elements on the differential mechanism side are fixed, and the differential mechanism is in a differential state by the locking mechanism. It is also possible to switch from a non-differential state.

1 車両
3 エンジン
4 第1モータ・ジェネレータ
5 第2モータ・ジェネレータ
20 出力ギア列(出力部)
25 モータロック機構(ロック手段)
30 ECU(エンジン制御手段、モータ制御手段、放電量算出手段、)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 3 Engine 4 1st motor generator 5 Second motor generator 20 Output gear train (output part)
25 Motor lock mechanism (locking means)
30 ECU (engine control means, motor control means, discharge amount calculation means)

Claims (4)

複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転と前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転とを実行可能なエンジンと、
第1モータ・ジェネレータと、
駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、
前記エンジンのトルクを前記第1モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、
前記出力部にギアを介して連結された第2モータ・ジェネレータと、
前記第2モータ・ジェネレータへ電力を供給可能なバッテリと、
を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記全気筒運転と、前記部分気筒運転とを前記エンジンに実行させるエンジン制御手段と、
前記バッテリの蓄電率に基づいて前記バッテリに対する要求放電量を算出する放電量算出手段と、
前記部分気筒運転及び前記全気筒運転のそれぞれを前記エンジンが実行する場合に、前記放電量算出手段が算出した前記要求放電量が大きいほど前記第2モータ・ジェネレータから前記出力部に伝達されるトルクが大きくなるように前記第2モータ・ジェネレータを制御するモータ制御手段と、
を備え、
前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転時の前記要求放電量が前記全気筒運転時の前記要求放電量に比べて大きくなるように前記要求放電量を算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
It has a plurality of cylinders and can execute a partial cylinder operation in which some of the plurality of cylinders are deactivated and the remaining cylinders are operated, and a full cylinder operation in which all the cylinders are operated. An engine,
A first motor generator;
An output for transmitting torque to the drive wheels;
A differential mechanism that distributes the torque of the engine to the first motor / generator and the output unit;
A second motor / generator coupled to the output unit via a gear;
A battery capable of supplying power to the second motor generator;
A control device applied to a hybrid vehicle comprising:
Engine control means for causing the engine to execute the full cylinder operation and the partial cylinder operation;
A discharge amount calculating means for calculating a required discharge amount for the battery based on a storage rate of the battery;
When the engine performs each of the partial cylinder operation and the full cylinder operation, the torque transmitted from the second motor / generator to the output unit increases as the required discharge amount calculated by the discharge amount calculation means increases. Motor control means for controlling the second motor / generator so as to increase
With
The discharge amount calculating means calculates the required discharge amount so that the required discharge amount during the partial cylinder operation is larger than the required discharge amount during the full cylinder operation. Control device.
前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転にて前記エンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合、要求出力が該エンジンン出力以下の場合と比べて前記要求放電量が大きくなるように前記要求放電量を算出する請求項1に記載の制御装置。   When the required output exceeds the engine output when the engine is operated at the maximum efficiency point in the partial cylinder operation, the discharge amount calculating means is configured to reduce the required discharge compared to a case where the required output is less than the engine output. The control device according to claim 1, wherein the required discharge amount is calculated so as to increase the amount. 前記車両には、前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第1モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態とを切り替え可能なロック手段が設けられており、
前記差動機構が前記非差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転で運転する第1運転モード又は前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第2運転モードから、要求出力が所定値以上になった場合に前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記全気筒運転にて運転する通常運転モードに切り替える運転モード制御手段を更に備え、
前記第1運転モードの場合の方が前記第2運転モードの場合に比べて前記所定値が小さくなるように設定されている請求項1に記載の制御装置。
In the vehicle, the state of the differential mechanism can be switched between a differential state in which the torque of the engine is distributed to the first motor / generator and the output unit, and a non-differential state in which the distribution is stopped. Locking means are provided,
A first operation mode in which the differential mechanism is in the non-differential state and the engine is operated in the partial cylinder operation, or a first operation mode in which the differential mechanism is in the differential state and the engine is operated in the partial cylinder operation. Further provided is an operation mode control means for switching from the two operation modes to a normal operation mode in which the differential mechanism is in the differential state and the engine is operated in the all-cylinder operation when a required output becomes a predetermined value or more. ,
2. The control device according to claim 1, wherein the predetermined value is set to be smaller in the first operation mode than in the second operation mode.
前記エンジン制御手段は、前記エンジンが前記部分気筒運転を実行中に前記バッテリの蓄電率が前記バッテリを強制的に充電すべき閾値以下となった場合、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に強制的に切り替える請求項1〜3のいずれか一項に記載の制御装置。   The engine control means forcibly shifts from the partial cylinder operation to the full cylinder operation when the storage rate of the battery is equal to or less than a threshold value for forcibly charging the battery while the engine is executing the partial cylinder operation. The control apparatus as described in any one of Claims 1-3 switched automatically.
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