JP2014189252A - Vehicle controller - Google Patents

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Takanori Aoki
孝典 青木
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress waste operation of an engine.SOLUTION: A vehicle comprises: a first motor generator; an engine whose output shaft is rotated by the first motor generator; and a second motor generator. The vehicle can travel by an EV travel mode in which only the second motor generator is used as a drive source. An ECU increases output torque of the first motor generator by a predetermined first mode and then lowers the output torque of the first motor generator by a predetermined second mode when starting the engine. The ECU increases the output torque of the first motor generator by the first mode and then lowers the output torque of the first motor generator by a third mode different from the second mode while stopping jetting of fuel when rotating the output shaft of the engine while stopping jetting of the fuel in the engine during traveling by the EV travel mode.

Description

本発明は車両の制御装置に関し、特に、電動モータのみを駆動源として用いるEV走行モードで走行可能な車両において、エンジンの出力軸を別の電動モータで回転させる技術に関する。   The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a technique for rotating an output shaft of an engine with another electric motor in a vehicle capable of traveling in an EV traveling mode using only an electric motor as a drive source.

電動モータを駆動源として用いて走行可能なハイブリッド車ならびに電気自動車がある。これらの車両には、エンジンを用いて発電し、バッテリを充電するものもある。通常、エンジンは燃料を消費して運転されるが、場合によっては、特開2007−99165号公報(特許文献1)に記載のように、燃料をカットして(燃料噴射を停止して)エンジンがモータリングされる場合もある。   There are hybrid vehicles and electric vehicles that can run using an electric motor as a drive source. Some of these vehicles generate electricity using an engine and charge a battery. Normally, an engine is operated while consuming fuel. However, in some cases, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-99165 (Patent Document 1), the engine is cut (fuel injection is stopped). May be motored.

特開2007−99165号公報JP 2007-99165 A

ところで、一般的には、燃料がカットされた後には燃料噴射が再開されるため、燃料噴射が再開したときに備えて、触媒やエンジンの暖機を完了させてから燃料がカットされる。したがって、停止しているエンジンをモータリングする過程において、一旦エンジンを始動してしまうと、暖機が完了するまでエンジンを停止することができなくなり得る。そのため、後でエンジンを運転する必要がない場合であっても、無駄に暖機処理が実行され得る。   By the way, in general, since fuel injection is resumed after the fuel is cut, the fuel is cut after the warm-up of the catalyst and the engine is completed in preparation for the restart of the fuel injection. Therefore, once the engine is started in the process of motoring the stopped engine, it may not be possible to stop the engine until the warm-up is completed. Therefore, even when it is not necessary to operate the engine later, the warm-up process can be performed wastefully.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの無駄な運転を抑制することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to suppress useless operation of the engine.

ある実施例において車両には、第1の電動モータと、第1の電動モータによって出力軸が回転されるエンジンと、第2の電動モータとが搭載される。この車両は、第2の電動モータのみを駆動源として用いるEV走行モードで走行可能である。制御装置は、エンジンを始動する場合には、所定の第1の態様で第1の電動モータの出力トルクを増大させた後、所定の第2の態様で第1の電動モータの出力トルクを低下させる。また、制御装置は、EV走行モードでの走行中に、エンジンにおいて燃料噴射を停止したまま、エンジンの出力軸を回転させる場合には、燃料噴射を停止したまま、第1の態様で第1の電動モータの出力トルクを増大させた後、第2の態様とは異なる所定の第3の態様で第1の電動モータの出力トルクを低下させる。   In one embodiment, a vehicle includes a first electric motor, an engine whose output shaft is rotated by the first electric motor, and a second electric motor. This vehicle can travel in the EV travel mode using only the second electric motor as a drive source. When starting the engine, the control device increases the output torque of the first electric motor in the predetermined first mode and then decreases the output torque of the first electric motor in the predetermined second mode. Let In addition, when the control device rotates the engine output shaft while the fuel injection is stopped in the engine while traveling in the EV travel mode, the first mode is used in the first mode while the fuel injection is stopped. After increasing the output torque of the electric motor, the output torque of the first electric motor is reduced in a predetermined third mode different from the second mode.

これにより、エンジンをモータリングする場合には、エンジンを始動する場合と同様にしてエンジンの出力軸回転数を引き上げることができる。また、エンジンを始動する場合には完爆後にエンジン自身が出力軸回転数を維持する一方で、エンジンをモータリングする場合には第1の電動モータがエンジンの出力軸回転数を維持しなければならないため、エンジンの出力軸回転数が引き上げられた後の電動モータの出力トルクは、エンジンと始動する場合とモータリングする場合とで異なる態様で低下される。このようにして、エンジンを始動せずにエンジンのモータリングを実現できる。そのため、エンジンの無駄な運転を抑制することができる。   As a result, when the engine is motored, the output shaft rotational speed of the engine can be increased in the same manner as when the engine is started. Also, when starting the engine, the engine itself maintains the output shaft speed after the complete explosion, while when motoring the engine, the first electric motor must maintain the engine output shaft speed. Therefore, the output torque of the electric motor after the output shaft rotation speed of the engine is increased is reduced in a different manner between when the engine is started and when the motoring is performed. In this way, motoring of the engine can be realized without starting the engine. Therefore, useless operation of the engine can be suppressed.

別の実施例において、エンジンを始動する場合には、エンジンをモータリングする場合に比べて、第1の電動モータの出力トルクが速く低下される。これにより、エンジンの完爆後には、第1の電動モータの出力トルクによってエンジンの出力軸回転数が過剰に上昇することを抑制できる。また、エンジンをモータリングする場合には第1の電動モータの出力トルクによって、エンジンの出力軸回転数の低下を抑制できる。   In another embodiment, when the engine is started, the output torque of the first electric motor is reduced faster than when the engine is motored. Thereby, it is possible to suppress an excessive increase in the output shaft rotational speed of the engine due to the output torque of the first electric motor after the complete explosion of the engine. Further, when the engine is motored, it is possible to suppress a decrease in the output shaft rotational speed of the engine by the output torque of the first electric motor.

さらに別の実施例において、EV走行モードでの走行中に、エンジンにおいて点火を停止したまま、エンジンの出力軸を第1の電動モータによって回転させる場合、すなわち、エンジンをモータリングする場合には、エンジンが始動したかどうかの判定はなされない。   In yet another embodiment, when the engine output shaft is rotated by the first electric motor while ignition is stopped in the engine while traveling in the EV traveling mode, that is, when the engine is motored, No determination is made as to whether the engine has started.

これにより、エンジンが始動していないと誤って判定することを抑制できる。   Thereby, it can suppress determining with the mistake that the engine has not started.

ハイブリッド車を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a hybrid vehicle. 動力分割機構の共線図を示す図である。It is a figure which shows the alignment chart of a power split device. ハイブリッド車の電気システムを示す図である。It is a figure which shows the electric system of a hybrid vehicle. エンジンが駆動する期間および停止する期間を示す図である。It is a figure which shows the period which an engine drives, and the period which stops. エンジンの動作線と等パワー線とを示す図である。It is a figure which shows an engine operating line and an equal power line. エンジンを始動するときの第1モータジェネレータのトルクプロフィールPCを示す図である。It is a figure which shows torque profile PC of the 1st motor generator when starting an engine. モータリングするときの第1モータジェネレータのトルクプロフィールPMとを示す図である。It is a figure which shows torque profile PM of the 1st motor generator when motoring. 2つのトルクプロフィールを重ねて示す図である。It is a figure which shows two torque profiles in piles. ECUが実行する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which ECU performs.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1を参照して、ハイブリッド車には、エンジン100と、第1モータジェネレータ110と、第2モータジェネレータ120と、動力分割機構130と、減速機140と、バッテリ150とが搭載される。なお、以下の説明においては一例として外部の電源からの充電機能を有さないハイブリッド車について説明するが、外部の電源からの充電機能を有するプラグインハイブリッド車を用いてもよい。また、エンジン100を主に発電のために使用するレンジエクステンダー(航続距離拡張装置)付きの電気自動車を用いてもよい。   Referring to FIG. 1, engine 100, first motor generator 110, second motor generator 120, power split mechanism 130, reduction gear 140, and battery 150 are mounted on the hybrid vehicle. In the following description, a hybrid vehicle not having a charging function from an external power source will be described as an example, but a plug-in hybrid vehicle having a charging function from an external power source may be used. Moreover, you may use the electric vehicle with the range extender (cruising range expansion device) which uses the engine 100 mainly for electric power generation.

エンジン100、第1モータジェネレータ110、第2モータジェネレータ120、バッテリ150は、ECU(Electronic Control Unit)170により制御される。ECU170は複数のECUに分割するようにしてもよい。   Engine 100, first motor generator 110, second motor generator 120, and battery 150 are controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 170. ECU 170 may be divided into a plurality of ECUs.

ハイブリッド車は、エンジン100および第2モータジェネレータ120のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。すなわち、エンジン100および第2モータジェネレータ120のうちのいずれか一方もしくは両方が、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択される。   The hybrid vehicle travels by driving force from at least one of engine 100 and second motor generator 120. That is, either one or both of engine 100 and second motor generator 120 is automatically selected as a drive source according to the operating state.

たとえば、運転者がアクセルペダル172を操作した結果に応じて、エンジン100および第2モータジェネレータ120が制御される。アクセルペダル172の操作量(アクセル開度)は、アクセル開度センサ(図示せず)により検出される。   For example, engine 100 and second motor generator 120 are controlled according to the result of the driver operating accelerator pedal 172. The operation amount (accelerator opening) of the accelerator pedal 172 is detected by an accelerator opening sensor (not shown).

アクセル開度が小さい場合および車速が低い場合などには、第2モータジェネレータ120のみを駆動源としてハイブリッド車が走行する。この場合、エンジン100が停止される。ただし、発電などのためにエンジン100が駆動する場合がある。   When the accelerator opening is small and the vehicle speed is low, the hybrid vehicle runs using only the second motor generator 120 as a drive source. In this case, engine 100 is stopped. However, the engine 100 may be driven for power generation or the like.

また、アクセル開度が大きい場合、車速が高い場合、バッテリ150の残存容量(SO
C:State Of Charge)が小さい場合などには、エンジン100が駆動される。この場
合、エンジン100のみ、もしくはエンジン100および第2モータジェネレータ120の両方を駆動源としてハイブリッド車が走行する。
Further, when the accelerator opening is large, when the vehicle speed is high, the remaining capacity of the battery 150 (SO
When the C (State Of Charge) is small, the engine 100 is driven. In this case, the hybrid vehicle runs using only engine 100 or both engine 100 and second motor generator 120 as drive sources.

エンジン100は、内燃機関である。エンジン100に吸入される空気の温度は、温度センサ102により検出され、ECU170に入力される。エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120は、動力分割機構130を介してエンジン100の出力軸(クランクシャフト)108に連結されている。エンジン100が発生する動力は、動力分割機構130により、2経路に分割される。一方は減速機140を介して前輪160を駆動する経路である。もう一方は、第1モータジェネレータ110を駆動させて発電する経路である。   The engine 100 is an internal combustion engine. The temperature of the air taken into engine 100 is detected by temperature sensor 102 and input to ECU 170. Engine 100, first motor generator 110, and second motor generator 120 are coupled to an output shaft (crankshaft) 108 of engine 100 via power split mechanism 130. The power generated by the engine 100 is divided into two paths by the power split mechanism 130. One is a path for driving the front wheels 160 via the speed reducer 140. The other is a path for driving the first motor generator 110 to generate power.

第1モータジェネレータ110は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第1モータジェネレータ110は、動力分割機構130により分割されたエンジン100の動力により発電する。第1モータジェネレータ110により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ150の残存容量の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第1モータジェネレータ110により発電された電力はそのまま第2モータジェネレータ120を駆動させる電力となる。一方、バッテリ150のSOCが予め定められた値よりも低い場合、第1モータジェネレータ110により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ150に蓄えられる。   First motor generator 110 is a three-phase AC rotating electric machine including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. First motor generator 110 generates power using the power of engine 100 divided by power split mechanism 130. The electric power generated by the first motor generator 110 is selectively used according to the running state of the vehicle and the remaining capacity of the battery 150. For example, during normal traveling, the electric power generated by first motor generator 110 becomes electric power for driving second motor generator 120 as it is. On the other hand, when the SOC of battery 150 is lower than a predetermined value, the electric power generated by first motor generator 110 is converted from AC to DC by an inverter described later. Thereafter, the voltage is adjusted by a converter described later and stored in the battery 150.

第1モータジェネレータ110が発電機として作用している場合、第1モータジェネレータ110は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン100の負荷となるようなトルクをいう。第1モータジェネレータ110が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第1モータジェネレータ110は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン100の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン100の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第2モータジェネレータ120についても同様である。   When first motor generator 110 is acting as a generator, first motor generator 110 generates negative torque. Here, the negative torque means a torque that becomes a load on engine 100. When first motor generator 110 is supplied with electric power and acts as a motor, first motor generator 110 generates positive torque. Here, the positive torque means a torque that does not become a load on the engine 100, that is, a torque that assists the rotation of the engine 100. The same applies to the second motor generator 120.

第2モータジェネレータ120は、U相コイル、V相コイルおよびW相コイルを備える、三相交流回転電機である。第2モータジェネレータ120は、バッテリ150に蓄えられた電力および第1モータジェネレータ110により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。   Second motor generator 120 is a three-phase AC rotating electric machine including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil. Second motor generator 120 is driven by at least one of the electric power stored in battery 150 and the electric power generated by first motor generator 110.

第2モータジェネレータ120の駆動力は、減速機140を介して前輪160に伝えられる。これにより、第2モータジェネレータ120はエンジン100をアシストしたり、第2モータジェネレータ120からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪160の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。   The driving force of the second motor generator 120 is transmitted to the front wheels 160 via the speed reducer 140. As a result, the second motor generator 120 assists the engine 100 or causes the vehicle to travel by the driving force from the second motor generator 120. The rear wheels may be driven instead of or in addition to the front wheels 160.

ハイブリッド車の回生制動時には、減速機140を介して前輪160により第2モータジェネレータ120が駆動され、第2モータジェネレータ120が発電機として作動する。これにより第2モータジェネレータ120は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第2モータジェネレータ120により発電された電力は、バッテリ150に蓄えられる。   During regenerative braking of the hybrid vehicle, the second motor generator 120 is driven by the front wheels 160 via the speed reducer 140, and the second motor generator 120 operates as a generator. Accordingly, second motor generator 120 operates as a regenerative brake that converts braking energy into electric power. The electric power generated by second motor generator 120 is stored in battery 150.

動力分割機構130は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第1モータジェネレータ110の回転軸に連結される。キャリアはエンジン100のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第2モータジェネレータ120の回転軸および減速機140に連結される。   Power split device 130 includes a planetary gear including a sun gear, a pinion gear, a carrier, and a ring gear. The pinion gear engages with the sun gear and the ring gear. The carrier supports the pinion gear so that it can rotate. The sun gear is connected to the rotation shaft of first motor generator 110. The carrier is connected to the crankshaft of engine 100. The ring gear is connected to the rotation shaft of second motor generator 120 and speed reducer 140.

エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120が、遊星歯車からなる動力分割機構130を介して連結されることで、エンジン100、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120の回転数は、図2で示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。   The engine 100, the first motor generator 110, and the second motor generator 120 are connected via a power split mechanism 130 that is a planetary gear, so that the rotational speeds of the engine 100, the first motor generator 110, and the second motor generator 120 are increased. As shown in FIG. 2, the relationship is connected by a straight line in the alignment chart.

共線図から理解されるように、本実施の形態においては、エンジン100において燃料噴射ならびに点火が停止されていても、第1モータジェネレータ110によってエンジン100の出力軸回転数を上昇ならびに維持することができる。すなわち、第1モータジェネレータ110を用いたモータリングでエンジン100の出力軸回転数を所望の回転数にすることができる。   As can be understood from the alignment chart, in the present embodiment, even when fuel injection and ignition are stopped in engine 100, first motor generator 110 increases and maintains the output shaft rotational speed of engine 100. Can do. In other words, the motor shaft using the first motor generator 110 can set the output shaft rotational speed of the engine 100 to a desired rotational speed.

一例として、バッテリ150が満充電に近い状態であることから、バッテリ150の残存容量を目標値まで下げたい場合、すなわちバッテリ150の残存容量がしきい値よりも高い場合に、第1モータジェネレータ110によるエンジン100のモータリングが実施される。なお、その他の条件下においてモータリングを実施するようにしてもよい。たとえば、車速がしきい値以上であるときに、第1モータジェネレータ110の出力軸回転数が過剰になることを防止するために、第1モータジェネレータ110によるエンジン100のモータリングを実施するようにしてもよい。   As an example, since the battery 150 is nearly fully charged, the first motor generator 110 is used when the remaining capacity of the battery 150 is to be lowered to the target value, that is, when the remaining capacity of the battery 150 is higher than the threshold value. The motoring of the engine 100 is performed. Note that motoring may be performed under other conditions. For example, when the vehicle speed is equal to or higher than the threshold value, motoring of the engine 100 by the first motor generator 110 is performed in order to prevent the output shaft rotational speed of the first motor generator 110 from becoming excessive. May be.

図1に戻って、バッテリ150は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ150の電圧は、たとえば200V程度である。バッテリ150には、第1モータジェネレータ110および第2モータジェネレータ120の他、車両の外部の電源から供給される電力が充電される。なお、バッテリ150の代わりにもしくは加えてキャパシタを用いるようにしてもよい。   Returning to FIG. 1, the battery 150 is an assembled battery configured by further connecting a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are integrated in series. The voltage of the battery 150 is about 200V, for example. The battery 150 is charged with electric power supplied from a power source external to the vehicle in addition to the first motor generator 110 and the second motor generator 120. A capacitor may be used instead of or in addition to the battery 150.

図3を参照して、ハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。ハイブリッド車には、コンバータ200と、第1インバータ210と、第2インバータ220と、システムメインリレー230とが設けられる。   With reference to FIG. 3, the electric system of the hybrid vehicle will be further described. The hybrid vehicle is provided with a converter 200, a first inverter 210, a second inverter 220, and a system main relay 230.

コンバータ200は、リアクトルと、二つのnpn型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、2つのnpn型トランジスタの接続点に他端が接続される。   Converter 200 includes a reactor, two npn transistors, and two diodes. One end of the reactor is connected to the positive electrode side of each battery, and the other end is connected to the connection point of the two npn transistors.

2つのnpn型トランジスタは、直列に接続される。npn型トランジスタは、ECU170により制御される。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。   Two npn-type transistors are connected in series. The npn transistor is controlled by the ECU 170. A diode is connected between the collector and emitter of each npn transistor so that a current flows from the emitter side to the collector side.

なお、npn型トランジスタとして、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。npn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いることができる。   For example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be used as the npn transistor. Instead of the npn type transistor, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used.

バッテリ150から放電された電力を第1モータジェネレータ110もしくは第2モータジェネレータ120に供給する際、電圧がコンバータ200により昇圧される。逆に、第1モータジェネレータ110もしくは第2モータジェネレータ120により発電された電力をバッテリ150に充電する際、電圧がコンバータ200により降圧される。   When the electric power discharged from the battery 150 is supplied to the first motor generator 110 or the second motor generator 120, the voltage is boosted by the converter 200. Conversely, when charging the battery 150 with the electric power generated by the first motor generator 110 or the second motor generator 120, the voltage is stepped down by the converter 200.

コンバータ200と、各インバータとの間のシステム電圧VHは、電圧センサ180により検出される。電圧センサ180の検出結果は、ECU170に送信される。   System voltage VH between converter 200 and each inverter is detected by voltage sensor 180. The detection result of voltage sensor 180 is transmitted to ECU 170.

第1インバータ210は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第1モータジェネレータ110の各コイルの中性点112とは異なる端部にそれぞれ接続される。   First inverter 210 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm. The U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm are connected in parallel. Each of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm has two npn transistors connected in series. Between the collector and emitter of each npn-type transistor, a diode for passing a current from the emitter side to the collector side is connected. A connection point of each npn transistor in each arm is connected to an end portion different from neutral point 112 of each coil of first motor generator 110.

第1インバータ210は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第1モータジェネレータ110に供給する。また、第1インバータ210は、第1モータジェネレータ110により発電された交流電流を直流電流に変換する。   First inverter 210 converts a direct current supplied from battery 150 into an alternating current and supplies the alternating current to first motor generator 110. The first inverter 210 converts the alternating current generated by the first motor generator 110 into a direct current.

第2インバータ220は、U相アーム、V相アームおよびW相アームを含む。U相アーム、V相アームおよびW相アームは並列に接続される。U相アーム、V相アームおよびW相アームは、それぞれ、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを有する。各npn型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各npn型トランジスタの接続点は、第2モータジェネレータ120の各コイルの中性点122とは異なる端部にそれぞれ接続される。   Second inverter 220 includes a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm. The U-phase arm, V-phase arm and W-phase arm are connected in parallel. Each of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm has two npn transistors connected in series. Between the collector and emitter of each npn-type transistor, a diode for passing a current from the emitter side to the collector side is connected. A connection point of each npn transistor in each arm is connected to an end portion different from neutral point 122 of each coil of second motor generator 120.

第2インバータ220は、バッテリ150から供給される直流電流を交流電流に変換し、第2モータジェネレータ120に供給する。また、第2インバータ220は、第2モータジェネレータ120により発電された交流電流を直流電流に変換する。   Second inverter 220 converts a direct current supplied from battery 150 into an alternating current, and supplies the alternating current to second motor generator 120. Second inverter 220 converts the alternating current generated by second motor generator 120 into a direct current.

コンバータ200、第1インバータ210および第2インバータ220は、ECU170により制御される。   Converter 200, first inverter 210, and second inverter 220 are controlled by ECU 170.

システムメインリレー230は、バッテリ150とコンバータ200との間に設けられる。システムメインリレー230は、バッテリ150と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。システムメインリレー230が開いた状態であると、バッテリ150が電気システムから遮断される。システムメインリレー230が閉じた状態であると、バッテリ150が電気システムに接続される。   System main relay 230 is provided between battery 150 and converter 200. The system main relay 230 is a relay that switches between a state where the battery 150 and the electric system are connected and a state where the battery 150 is disconnected. When system main relay 230 is in an open state, battery 150 is disconnected from the electrical system. When system main relay 230 is in a closed state, battery 150 is connected to the electrical system.

システムメインリレー230の状態は、ECU170により制御される。たとえば、ECU170が起動すると、システムメインリレー230が閉じられる。ECU170が停止する際、システムメインリレー230が開かれる。   The state of system main relay 230 is controlled by ECU 170. For example, when ECU 170 is activated, system main relay 230 is closed. When ECU 170 stops, system main relay 230 is opened.

図4を参照して、エンジン100の制御態様についてさらに説明する。図4に示すように、ハイブリッド車の出力パワーがエンジン始動しきい値より小さいと、第2モータジェネレータ120の駆動力のみを用いてハイブリッド車が走行する。本実施の形態では、第2モータジェネレータ120の駆動力のみを用いた走行モードをEV走行モードとも記載する。なお、EV走行モードにおいても、発電等のためにエンジン100が駆動する場合もある。   With reference to FIG. 4, the control mode of engine 100 will be further described. As shown in FIG. 4, when the output power of the hybrid vehicle is smaller than the engine start threshold value, the hybrid vehicle runs using only the driving force of second motor generator 120. In the present embodiment, a travel mode using only the driving force of second motor generator 120 is also referred to as an EV travel mode. Even in the EV traveling mode, engine 100 may be driven for power generation or the like.

出力パワーは、ハイブリッド車の走行に用いられるパワーとして設定される。出力パワーは、たとえば、アクセル開度および車速などをパラメータに有するマップに従ってECU170により算出される。なお、出力パワーを算出する方法はこれに限らない。なお、出力パワーの代わりに、トルク、加速度、駆動力およびアクセル開度などを用いるようにしてもよい。   The output power is set as power used for running the hybrid vehicle. The output power is calculated by ECU 170 according to a map having, for example, the accelerator opening and the vehicle speed as parameters. The method for calculating the output power is not limited to this. Note that torque, acceleration, driving force, accelerator opening, and the like may be used instead of output power.

ハイブリッド車の出力パワーがエンジン始動しきい値以上になると、エンジン100が駆動される。これにより、第2モータジェネレータ120の駆動力に加えて、もしくは代わりに、エンジン100の駆動力を用いてハイブリッド車が走行する。また、エンジン100の駆動力を用いて第1モータジェネレータ110が発電した電力が第2モータジェネレータ120に直接供給される。   When the output power of the hybrid vehicle exceeds the engine start threshold value, engine 100 is driven. Thus, the hybrid vehicle travels using the driving force of engine 100 in addition to or instead of the driving force of second motor generator 120. Further, the electric power generated by first motor generator 110 using the driving force of engine 100 is directly supplied to second motor generator 120.

図5に示すように、エンジン100の動作点、すなわちエンジン回転数NEおよび出力トルクTEは、出力パワーと動作線との交点により定まる。   As shown in FIG. 5, the operating point of engine 100, that is, engine speed NE and output torque TE are determined by the intersection of the output power and the operating line.

出力パワーは、等パワー線によって示される。動作線は、実験およびシミュレーションの結果に基づいて、開発者により予め定められる。動作線は、燃費が最適(最小)になるようにエンジン100が駆動することができるように設定される。すなわち、動作線に沿ってエンジン100が駆動することにより、最適な燃費が実現される。ただし、予め定められたトルクTE1から予め定められたトルクTE2までの区間において、動作線は、振動および騒音が減少するように設定される。なお、動作線の設定方法はこれらに限らない。   The output power is indicated by an isopower line. The operating line is predetermined by the developer based on the results of experiments and simulations. The operation line is set so that the engine 100 can be driven so that the fuel consumption becomes optimum (minimum). That is, when the engine 100 is driven along the operation line, optimal fuel consumption is realized. However, in the section from the predetermined torque TE1 to the predetermined torque TE2, the operation line is set so that vibration and noise are reduced. The operation line setting method is not limited to these.

本実施の形態においては、エンジン100を始動する際、第1モータジェネレータ110を駆動することによりエンジン100がクランキングされる。図6に示すように、時間T1において第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが所定のトルクTMG1まで増大される。その後、エンジン100での燃料噴射および点火が開始されてエンジン100の始動が完了すると、時間T2において第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが低下される。   In the present embodiment, when engine 100 is started, engine 100 is cranked by driving first motor generator 110. As shown in FIG. 6, at time T1, output torque TMG of first motor generator 110 is increased to a predetermined torque TMG1. Thereafter, when fuel injection and ignition in engine 100 are started and the start of engine 100 is completed, output torque TMG of first motor generator 110 is reduced at time T2.

第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGを増大するときの第1の態様ならびに低下するときの第2の態様は、実験およびシミュレーションの結果などを考慮して開発者により予め定められる。   The first mode when increasing the output torque TMG of the first motor generator 110 and the second mode when decreasing the output torque TMG are predetermined by the developer in consideration of the results of experiments and simulations.

エンジン100を始動する過程においては、エンジン100の始動が不能であるかどうかが判断される。一例として、エンジン100の出力軸回転数NEが所定の回転数まで上昇したかどうかが判断される。エンジン100の始動処理が実行されている期間においてエンジン100の出力軸回転数NEが所定の回転数まで上昇しない場合は、エンジン100の始動が不能であると判断される。   In the process of starting engine 100, it is determined whether or not engine 100 cannot be started. As an example, it is determined whether the output shaft rotational speed NE of the engine 100 has increased to a predetermined rotational speed. If the output shaft rotational speed NE of the engine 100 does not increase to a predetermined rotational speed during the period when the engine 100 is being started, it is determined that the engine 100 cannot be started.

一方、EV走行モードでの走行中に、第1モータジェネレータ110によってエンジン100をモータリングする場合は、図7に示すように、時間T3において第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが所定のトルクTMG1まで増大される。その後、時間T4において、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが低下される。   On the other hand, when the engine 100 is motored by the first motor generator 110 during traveling in the EV traveling mode, the output torque TMG of the first motor generator 110 is a predetermined torque TMG1 at time T3 as shown in FIG. Is increased. Thereafter, at time T4, output torque TMG of first motor generator 110 is reduced.

第1モータジェネレータ110によってエンジン100をモータリングする場合にも、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGは、エンジン100を始動する場合と同じ第1の態様で増大される。一方、第1モータジェネレータ110によってエンジン100をモータリングする場合は、エンジン100を始動する場合と異なる第3の態様で、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが低下される。出力トルクTMGを低下するときの第3の態様は、実験およびシミュレーションの結果などを考慮して開発者により予め定められる。   Also when motoring engine 100 by first motor generator 110, output torque TMG of first motor generator 110 is increased in the same first manner as when engine 100 is started. On the other hand, when motoring engine 100 with first motor generator 110, output torque TMG of first motor generator 110 is reduced in a third mode different from when engine 100 is started. The third mode for reducing the output torque TMG is predetermined by the developer in consideration of the results of experiments and simulations.

また、エンジン100が停止している状態からモータリングされる状態に移行する過程において、燃料噴射ならびに点火は停止したままにされる。すなわち、エンジン100は始動されることなくモータリングされる。エンジン100の始動処理は実行されないので、エンジン100の始動が不能であるかどうかの判定はなされない。   Further, in the process of shifting from a state where the engine 100 is stopped to a motored state, fuel injection and ignition are kept stopped. That is, the engine 100 is motored without being started. Since the engine 100 is not started, it is not determined whether the engine 100 cannot be started.

説明のため、図8に、エンジン100を始動する際の第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGのトルクプロフィールPCと、EV走行モードでの走行中にエンジン100をモータリングする際の第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGのトルクプロフィールPMとを重ねて示す。図8に示すように、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが増大するときの態様は、トルクプロフィールPCとトルクプロフィールPMとで同じである。   For explanation, FIG. 8 shows the torque profile PC of the output torque TMG of the first motor generator 110 when starting the engine 100 and the first motor generator when motoring the engine 100 during traveling in the EV traveling mode. 110 shows a torque profile PM of 110 output torque TMG. As shown in FIG. 8, the manner in which the output torque TMG of the first motor generator 110 increases is the same for the torque profile PC and the torque profile PM.

一方、トルクプロフィールPCは、トルクプロフィールPMに比べて、速く低下する。すなわち、エンジン100を始動する際には、エンジン100の完爆後に第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが速やかに低下される一方で、エンジン100をモータリングする際には、エンジン100の出力軸回転数NEを維持するのに必要なトルクが維持される。   On the other hand, the torque profile PC decreases faster than the torque profile PM. That is, when engine 100 is started, output torque TMG of first motor generator 110 is quickly reduced after complete explosion of engine 100, while when motor 100 is motored, output shaft of engine 100 is output. The torque necessary to maintain the rotational speed NE is maintained.

図9を参照して、本実施の形態においてECU170が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は所定の周期で繰り返し実行される。以下に説明する処理はソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウエアとハードウェアとの協働により実現してもよい。   With reference to FIG. 9, a process executed by ECU 170 in the present embodiment will be described. The processing described below is repeatedly executed at a predetermined cycle. The processing described below may be realized by software, may be realized by hardware, or may be realized by cooperation of software and hardware.

ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジン100をモータリングするか否かが判断される。モータリングではなく、エンジン100を始動する場合は(S100にてNO)、S102にて、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGの補正量TMGMOTが零にされる。   In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, it is determined whether or not motoring of engine 100 is to be performed. When the engine 100 is started instead of motoring (NO in S100), the correction amount TGMMOT of the output torque TMG of the first motor generator 110 is made zero in S102.

そして、S104にて、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGの標準値TMGBASEに、補正量TMGMOTを加えることにより、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが定められる。標準値TMGBASEは、図6に示したトルクプロフィールPCと同じである。   In S104, the output torque TMG of the first motor generator 110 is determined by adding the correction amount TGMMOT to the standard value TMGBASE of the output torque TMG of the first motor generator 110. The standard value TMGBASE is the same as the torque profile PC shown in FIG.

第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGが定められると、S106にて、定められたトルクを出力するように第1モータジェネレータ110が制御される。   When output torque TMG of first motor generator 110 is determined, first motor generator 110 is controlled to output the determined torque in S106.

一方、エンジン100をモータリングする場合(S100にてYES)、S108にて、エンジン100の始動が不能であるかどうかの判定が停止される。   On the other hand, when motoring engine 100 (YES in S100), the determination of whether engine 100 cannot be started is stopped in S108.

また、S110にて、エンジン100の状態が判断される。前回の判断においてエンジン100が停止中であると(S112にてYES)、S114にて、カウンタがリセットされる(カウント値が零にされる)。前回の判断においてエンジン100が停止中でなければ(S112にてNO)、S116にて、カウント値がインクリメントされる。   In S110, the state of engine 100 is determined. If engine 100 is stopped in the previous determination (YES in S112), the counter is reset (the count value is made zero) in S114. If engine 100 is not stopped in the previous determination (NO in S112), the count value is incremented in S116.

さらに、S118にて、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGの補正量TMGMOTが、カウント値に応じて定められる。一例として、カウント値が零である場合、補正量TMGMOTは零である。S118において定められる補正量TMGMOTは、図7に示したトルクプロフィールPMと、図6に示したトルクプロフィールPCとの差に対応する。したがって、S104にて、第1モータジェネレータ110の出力トルクTMGの標準値TMGBASEに、補正量TMGMOTを加えることにより、図7に示したトルクプロフィールPMに対応する出力トルクTMGが定められる。   Further, in S118, correction amount TGMMOT of output torque TMG of first motor generator 110 is determined according to the count value. As an example, when the count value is zero, the correction amount TMGMOT is zero. The correction amount TMGMOT determined in S118 corresponds to the difference between the torque profile PM shown in FIG. 7 and the torque profile PC shown in FIG. Therefore, in S104, the output torque TMG corresponding to the torque profile PM shown in FIG. 7 is determined by adding the correction amount TMGMOT to the standard value TMGBASE of the output torque TMG of the first motor generator 110.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100 エンジン、110 第1モータジェネレータ、120 第2モータジェネレータ、150 バッテリ、170 ECU。   100 engine, 110 first motor generator, 120 second motor generator, 150 battery, 170 ECU.

Claims (3)

第1の電動モータと、前記第1の電動モータによって出力軸が回転されるエンジンと、第2の電動モータとを搭載し、前記第2の電動モータのみを駆動源として用いるEV走行モードで走行可能な車両の制御装置であって、
前記エンジンを始動する場合には、所定の第1の態様で前記第1の電動モータの出力トルクを増大させた後、所定の第2の態様で前記第1の電動モータの出力トルクを低下させ、
前記EV走行モードでの走行中に、前記エンジンにおいて燃料噴射を停止したまま、前記エンジンの出力軸を回転させる場合には、燃料噴射を停止したまま、前記第1の態様で前記第1の電動モータの出力トルクを増大させた後、前記第2の態様とは異なる所定の第3の態様で前記第1の電動モータの出力トルクを低下させる、車両の制御装置。
Traveling in an EV travel mode equipped with a first electric motor, an engine whose output shaft is rotated by the first electric motor, and a second electric motor, and using only the second electric motor as a drive source A possible vehicle control device,
When starting the engine, the output torque of the first electric motor is increased in the predetermined first mode, and then the output torque of the first electric motor is decreased in the predetermined second mode. ,
When the output shaft of the engine is rotated while the fuel injection is stopped in the engine while traveling in the EV travel mode, the first electric motor is operated in the first mode while the fuel injection is stopped. A control apparatus for a vehicle, which increases the output torque of the motor and then reduces the output torque of the first electric motor in a predetermined third mode different from the second mode.
前記第2の態様では、前記第3の態様と比較して、前記第1の電動モータの出力トルクが速く低下される、請求項1に記載の車両の制御装置。   2. The vehicle control device according to claim 1, wherein in the second aspect, the output torque of the first electric motor is rapidly reduced as compared with the third aspect. 前記EV走行モードでの走行中に、前記エンジンにおいて点火を停止したまま、前記エンジンの出力軸を前記第1の電動モータによって回転させる場合には、前記エンジンが始動したかどうかを判定しない、請求項1に記載の車両の制御装置。   When the output shaft of the engine is rotated by the first electric motor while ignition is stopped in the engine while traveling in the EV traveling mode, it is not determined whether or not the engine is started. Item 2. The vehicle control device according to Item 1.
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