JP2015120422A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば内燃機関及び電動機を動力源として備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a hybrid vehicle control device that controls a hybrid vehicle including, for example, an internal combustion engine and an electric motor as a power source.
この種のハイブリッド車両の制御装置として、内燃機関をリーン燃焼させるものが知られている(例えば、特許文献1から5を参照)。内燃機関をリーン燃焼させる場合、例えば燃料消費効率は向上するが、内燃機関の出力トルクが変動し易くなる。このため特許文献1では、内燃機関からの出力トルクを電動機のトルクで補償(相殺)するという技術が提案されている。
As a control device for this type of hybrid vehicle, there is known one that causes an internal combustion engine to perform lean combustion (see, for example,
ハイブリッド車両においては、内燃機関を運転した状態でのリバース走行を行う場合に、要求駆動力に応じてトルクを大きくするため、内燃機関の直達トルクを小さくすることが求められる場合がある。しかしながら、例えば上述した特許文献1のように、内燃機関からの出力トルクを電動機のトルクで補償しようとすると、電動機の回転数が高くなり易くなる。特に、リーン燃焼時においては、内燃機関の出力トルクの変動が大きくなるため、それを補償する電動機が過回転状態となってしまうおそれがあるという技術的問題が生ずる。
In a hybrid vehicle, when performing reverse running while the internal combustion engine is operated, it is sometimes required to reduce the direct torque of the internal combustion engine in order to increase the torque according to the required driving force. However, for example, as in
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、リバース走行時における電動機の過回転を抑制可能とするハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device that can suppress over-rotation of an electric motor during reverse traveling.
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、リーン燃焼可能な内燃機関と、動力を入出力可能な第1電動機と、前記内燃機関の出力軸、前記第1電動機の回転軸、及び駆動軸の各々に連結されている差動機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記差動機構及び駆動輪の間に設けられる変速機とを備えるハイブリッド車両を制御する制御装置であって、前記内燃機関を駆動させてのリバース走行時において、要求駆動力が所定閾値より高いか否かを判定する判定手段と、前記要求駆動力が前記所定閾値より高いと判定された場合に、前記リーン燃焼しないように前記内燃機関を制御する制御手段と、前記変速機のギヤ比が低速側であるほど、前記所定閾値を小さく設定する閾値設定手段とを備える。 A control device for a hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine capable of lean combustion, a first electric motor capable of inputting and outputting power, an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the first electric motor, and a drive shaft. A control device for controlling a hybrid vehicle, comprising: a differential mechanism connected; a second electric motor capable of inputting / outputting power to / from the drive shaft; and a transmission provided between the differential mechanism and drive wheels. And determining means for determining whether or not the required driving force is higher than a predetermined threshold during reverse running with the internal combustion engine being driven, and when it is determined that the required driving force is higher than the predetermined threshold, Control means for controlling the internal combustion engine so as not to perform lean combustion, and threshold setting means for setting the predetermined threshold value smaller as the gear ratio of the transmission is at a lower speed side.
本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力を供給可能な動力源として、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る第1電動機及び第2電動機とを少なくとも備えた車両である。なお、本発明に係る内燃機関は、リーン燃焼可能なものとして構成されている。即ち、通常よりも空燃比が低い状態で運転するモードを実現可能に構成されている。 The hybrid vehicle according to the present invention has various modes regardless of fuel type, fuel supply mode, fuel combustion mode, intake / exhaust system configuration, cylinder arrangement, and the like as a power source capable of supplying power to the drive shaft. The vehicle includes at least an internal combustion engine that can be employed, and a first electric motor and a second electric motor that can be configured as a motor generator such as a motor generator. The internal combustion engine according to the present invention is configured to be capable of lean combustion. That is, it is configured to be able to realize a mode of operation in which the air-fuel ratio is lower than usual.
内燃機関の出力軸及び第1電動機の回転軸は、例えば遊星歯車機構として構成される差動機構を介して駆動軸に連結されている。このため差動機構は、内燃機関、第1電動機及び駆動軸間で動力を伝達する動力伝達機構として機能する。他方、第2電動機は、駆動軸に対して動力を入出力可能に構成されている。差動機構と駆動輪との間には、例えば複数のギヤを含んで構成される変速機が設けられている。 The output shaft of the internal combustion engine and the rotation shaft of the first motor are connected to the drive shaft via a differential mechanism configured as, for example, a planetary gear mechanism. Therefore, the differential mechanism functions as a power transmission mechanism that transmits power between the internal combustion engine, the first electric motor, and the drive shaft. On the other hand, the second electric motor is configured to be able to input and output power to the drive shaft. For example, a transmission including a plurality of gears is provided between the differential mechanism and the drive wheels.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、このようなハイブリッド車両を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。 The hybrid vehicle control device according to the present invention is a control device that controls such a hybrid vehicle, and includes, for example, one or a plurality of CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), various processors, or various controllers. Alternatively, various processing units such as a single or plural ECUs (Electronic Controlled Units), which may appropriately include various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory Various computer systems such as various controllers or microcomputer devices can be used.
本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作時には、先ず判定手段により、内燃機関を駆動させてのリバース走行時において、要求駆動力が所定閾値より高いか否かが判定される。具体的には、判定手段は、ハイブリッド車両の走行中に、内燃機関を駆動させてのリバース走行が行われているかを判定する。そして、内燃機関を駆動させてのリバース走行が行われていると判定した場合には、要求駆動力と所定閾値を比較し、要求駆動力が所定閾値より高いか否かの判定結果を出力する。 When the hybrid vehicle control device of the present invention is in operation, it is first determined by the determining means whether or not the required driving force is higher than a predetermined threshold during reverse running with the internal combustion engine driven. Specifically, the determination unit determines whether reverse traveling is performed by driving the internal combustion engine while the hybrid vehicle is traveling. When it is determined that the reverse running is being performed by driving the internal combustion engine, the required driving force is compared with a predetermined threshold value, and a determination result as to whether the required driving force is higher than the predetermined threshold value is output. .
判定手段において要求駆動力が所定閾値より高いと判定された場合、制御手段により、内燃機関がリーン燃焼しないように制御される。即ち、本発明に係る内燃機関は、通常走行時には所定の条件に応じてリーン燃焼を適宜行うように制御されるが、内燃機関を駆動させてのリバース走行時であり、且つ要求駆動力が所定閾値よりも高い場合には、内燃機関のリーン燃焼が制限される。 When the determination means determines that the required driving force is higher than the predetermined threshold value, the control means controls the internal combustion engine to prevent lean combustion. That is, the internal combustion engine according to the present invention is controlled so as to appropriately perform lean combustion in accordance with a predetermined condition during normal traveling, but is in reverse traveling with the internal combustion engine driven, and a required driving force is predetermined. If it is higher than the threshold value, lean combustion of the internal combustion engine is limited.
ここで特に、本発明に係るハイブリッド車両において、内燃機関を駆動させてのリバース走行を実現しようとする場合、要求駆動力に応じてリバーストルクを大きくするためには、内燃機関の直達トルクをできるだけ小さくすることが求められる。これに対し、内燃機関の直達トルクを小さくするためには、差動機構を介して内燃機関と連結されている第1電動機によりトルクを補償すればよい。しかしながら、要求駆動力が大きくなると、トルクを補償する第1電動機の回転数も大きくなり易くなる。そして特に、内燃機関がリーン燃焼となると、内燃機関のトルク変動が大きくなるため、第1電動機が過回転してしまうおそれが生ずる。 Here, in particular, in the hybrid vehicle according to the present invention, in order to increase the reverse torque according to the required driving force when the reverse running is performed by driving the internal combustion engine, the direct torque of the internal combustion engine is set as much as possible. It is required to be small. On the other hand, in order to reduce the direct torque of the internal combustion engine, the torque may be compensated by the first electric motor connected to the internal combustion engine through the differential mechanism. However, when the required driving force increases, the rotational speed of the first electric motor that compensates for the torque tends to increase. In particular, when the internal combustion engine performs lean combustion, the torque fluctuation of the internal combustion engine increases, which may cause the first electric motor to over-rotate.
しかるに本発明では、上述したように、内燃機関を駆動させてのリバース走行時において要求駆動力が所定閾値よりも高い場合には、内燃機関のリーン燃焼が制限される。従って、第1電動機の過回転を効果的に抑制することが可能である。 However, in the present invention, as described above, when the required driving force is higher than the predetermined threshold during reverse running with the internal combustion engine driven, lean combustion of the internal combustion engine is limited. Therefore, it is possible to effectively suppress over-rotation of the first electric motor.
更に本発明では、閾値設定手段により、リーン燃焼を制限するか否かを判定するための所定閾値が、変速機のギヤ比が低速側であるほど(即ち、ギヤ比が高いほど)小さく設定される。逆に言えば、所定閾値は、変速機のギヤ比が高速側であるほど(即ち、ギヤ比が低いほど)大きく設定される。これにより、変速機のギヤ比が低速側である場合には、所定閾値は比較的小さい値に設定され、リーン燃焼の制限は実施され易くなる。一方、変速機のギヤ比が高速側である場合には、所定閾値は比較的大きい値に設定され、リーン燃焼の制限は実施され難くなる。 Furthermore, in the present invention, the threshold value setting means sets the predetermined threshold value for determining whether or not to limit lean combustion to be smaller as the gear ratio of the transmission is lower (that is, as the gear ratio is higher). The Conversely, the predetermined threshold value is set to be larger as the gear ratio of the transmission is higher (that is, as the gear ratio is lower). As a result, when the gear ratio of the transmission is on the low speed side, the predetermined threshold is set to a relatively small value, and it becomes easy to limit lean combustion. On the other hand, when the gear ratio of the transmission is on the high speed side, the predetermined threshold is set to a relatively large value, and it becomes difficult to limit lean combustion.
ここで、本発明に係るハイブリッド車両では、変速機のギヤ比が低速側であるほど、同じ車速での出力軸の回転数が高くなる。よって、要求駆動力が同等であれば、ギヤ比が低速側であるほど第1電動機の回転数は高くなる。従って、第1電動機の過回転は、変速比のギヤ比が低速側であるほど発生し易い。このため、変速機のギヤ比低速側であるほど、所定閾値を小さくすれば、過回転が発生し易い状況であるほど、リーン燃焼が制限され易くなる。この結果、極めて効率的に第1電動機の過回転を抑制することができる。 Here, in the hybrid vehicle according to the present invention, the lower the gear ratio of the transmission, the higher the rotational speed of the output shaft at the same vehicle speed. Therefore, if the required driving force is the same, the lower the gear ratio, the higher the rotational speed of the first electric motor. Therefore, the over-rotation of the first electric motor is more likely to occur as the gear ratio of the gear ratio is lower. For this reason, if the predetermined threshold value is decreased as the gear ratio of the transmission is lower, the lean combustion is more likely to be limited as the over-rotation is more likely to occur. As a result, it is possible to suppress over-rotation of the first electric motor very efficiently.
以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、リバース走行時における電動機の過回転を効果的に抑制可能である。 As described above, according to the hybrid vehicle control device of the present invention, it is possible to effectively suppress over-rotation of the electric motor during reverse traveling.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.
以下、ハイブリッド車両の制御装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a control device for a hybrid vehicle will be described.
(1)ハイブリッド車両の全体構成
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係るハイブリッド車両1の全体構成(特に、駆動機構の構成)について説明する。ここに図1は、実施形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すスケルトン図である。
(1) Overall Configuration of Hybrid Vehicle First, the overall configuration (particularly, the configuration of the drive mechanism) of the
図1に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両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。具体的には、ハイブリッド車両1は、エンジン200、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を走行用動力源として備えている。
As shown in FIG. 1, the
エンジン200は、ハイブリッド車両1の主たる動力源として機能する、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。
The
モータジェネレータMG1及びMG2は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「第1電動機」及び「第2電動機」の一例たる電動発電機である。モータジェネレータMG1及びMG2は、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える電動発動機として構成されるが、無論他の構成を有していてもよい。 Motor generators MG1 and MG2 have a power running function that converts electrical energy into kinetic energy, and a regeneration function that converts kinetic energy into electrical energy. An example is a motor generator. The motor generators MG1 and MG2 are configured as electric motors including, for example, a rotor having a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface, and a stator wound with a three-phase coil that forms a rotating magnetic field. You may have a structure.
エンジン200、モータジェネレータMG1及びMG2は、本発明の「差動機構」の一例であるシングルピニオン型の遊星歯車機構300を介して互いに連結されている。遊星歯車機構300は、外歯歯車のサンギヤS0と、サンギヤS0と同軸に配置された内歯歯車のリングギヤR0と、これらのサンギヤS0及びリングギヤR0に噛み合うピニオンを自転及び公転可能に保持するキャリアCA0とを有している。
エンジン200の出力軸であるエンジン出力軸5は、遊星歯車機構300のキャリアCA0に連結されており、エンジン出力軸5はキャリアCA1と一体回転する。そのため、エンジン200が出力するエンジントルクはキャリアCA1に伝達される。モータジェネレータMG1は、遊星歯車機構300のサンギヤS0に連結されている。モータジェネレータMG2は、遊星歯車機構300のリングギヤR0に連結された駆動軸6に連結されている。エンジン200、モータジェネレータMG1及びMG2から出力されるトルクは、駆動軸6を介して出力される。
The
駆動軸6には、ハイブリッド車両のギヤ比を変更する変速機400に連結されている。変速機400は、2つの遊星歯車機構(具体的には、サンギヤS1、リングギヤR1及びキャリアCA1からなる遊星歯車機構、並びにサンギヤS2、リングギヤR2及びキャリアCA2からなる遊星歯車機構)と、第1クラッチC1及び第2クラッチC2と、一方向クラッチF1と、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2とを備えて構成されている。
The drive shaft 6 is connected to a
2つの遊星歯車機構は、一方のキャリアCA1と、他方のリングギヤR2とが互いに連結されている。また、一方のリングギヤR1と、他方のキャリアCA2とが互いに連結されている。 In the two planetary gear mechanisms, one carrier CA1 and the other ring gear R2 are connected to each other. Also, one ring gear R1 and the other carrier CA2 are connected to each other.
第1クラッチC1は、駆動軸6及びサンギヤS2間の動力伝達状態を変更可能に構成されている。第2クラッチC2は、駆動軸6及びキャリアCA1間の動力伝達状態を変更可能に構成されている。 The first clutch C1 is configured to be able to change the power transmission state between the drive shaft 6 and the sun gear S2. The second clutch C2 is configured to be able to change the power transmission state between the drive shaft 6 and the carrier CA1.
一方向クラッチF1は、キャリアCA1及びリングギヤR2間の動力伝達状態を所定の一方向について変更可能に構成されている。 The one-way clutch F1 is configured to be able to change the power transmission state between the carrier CA1 and the ring gear R2 in a predetermined one direction.
第1ブレーキは、サンギヤS1の回転を固定可能に構成されている。第2ブレーキは、キャリアCA1及びリングギヤR2の回転を固定可能に構成されている。 The first brake is configured to be able to fix the rotation of the sun gear S1. The second brake is configured to be able to fix the rotation of the carrier CA1 and the ring gear R2.
変速機400を介して伝達されるトルクは、キャリアCA2を介して車軸側に出力されるよう構成されている。
The torque transmitted via the
なお、上述した変速機400の構成はあくまで一例であり、ハイブリッド車両のギヤ比を変更する機構として異なる形態の変速機400が用いられても構わない。
Note that the above-described configuration of the
(2)変速機により実現されるギヤ比
次に、図2及び3を参照しながら、本実施形態に係る変速機400により実現可能なギヤ比について具体的に説明する。ここに図2は、実施形態に係るハイブリッド車両の速度線図である。また図3は、実施形態に係るハイブリッド車両の作動係合表である。
(2) Gear Ratio Realized by Transmission Next, the gear ratio realizable by the
図2及び図3に示すように、本実施形態に係る変速機400は、ハイブリッド車両1のギヤ比を4段階で変更可能である。具体的には、第1クラッチC1、第2ブレーキB1及び一方向クラッチF1を係合すると共に、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1を解放することで、ギヤ比1ST(即ち、最もギヤ比の高い状態)が実現される。第1クラッチC1及び第1ブレーキB1を係合すると共に、第2クラッチC2、第2ブレーキB2及び一方向クラッチF1を解放することで、ギヤ比2ND(即ち、2番目にギヤ比の高い状態)が実現される。第1クラッチC1及び第2クラッチC2を係合すると共に、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び一方向クラッチF1を解放することで、ギヤ比3RD(即ち、3番目にギヤ比の高い状態)が実現される。第2クラッチC2及び第1ブレーキを係合すると共に、第1クラッチC1、第2ブレーキB2及び一方向クラッチF1を解放することで、ギヤ比4TH(即ち、最もギヤ比の低い状態)が実現される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(3)ハイブリッド車両のエンジンの構成
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両1のエンジン200まわりの構成について、図4及び図5を参照して説明する。ここに図4は、実施形態に係るハイブリッド車両の内燃機関の構成を示す概略構成図である。
(3) Configuration of Engine of Hybrid Vehicle Next, a configuration around the
図4において、本実施形態に係るエンジン200は、コンプレッサ110及びタービン120を備える過給エンジンとして構成されている。
In FIG. 4, the
コンプレッサ110は、流入された空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。タービン120は、エンジン200から排気管115を介して供給された排気を動力として回転する。タービン120は、シャフトを介してコンプレッサ110に連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン120とコンプレッサ110とによって、ターボチャージャが構成されている。
The
エンジン200は、例えばシリンダブロック内にシリンダ201が4本直列に配置されてなる直列4気筒エンジンである。なお、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン200は、各シリンダ201内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。
The
コンプレッサ110における入口側(即ち、コンプレッサ110より上流側)の吸気管101には、エアフローメータ102が設けられている。エアフローメータ102は、外部から吸い込まれた空気の量を検出することが可能に構成されている。また、エアフローメータ102の後段には、吸気絞り弁103が設けられている。吸気絞り弁103は、例えば電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。吸気絞り弁103の開閉動作により、吸気管101に流入する空気の量が調整される。
An
コンプレッサ110における出口側(即ち、コンプレッサ110より下流側)であって、エンジン200における吸気側(即ち、シリンダ201より上流側)の吸気管111には、インタークーラ113が設けられている。インタークーラ113は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。
An
エンジン200におけるシリンダ201内の燃焼室には、吸気管111を介して供給される空気と、インジェクタ210から噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。吸気側からシリンダ201内部に導かれた混合気は、不図示の点火プラグや圧縮着火等によって点火せしめられ、シリンダ201内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気(一部未燃状態の混合気を含む)は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管115に導かれる。
In the combustion chamber in the
タービン120における出口側(即ち、タービン120より下流側)の排気管121には、スタートコンバータ123と、後処理装置124とに加えて、EGR管125、EGRバルブ126、及びEGRクーラ127からなるEGRシステムが設けられている。
The
スタートコンバータ123は、例えば酸化触媒を含んで構成されており、タービン120を通過した排気中に含まれる物質を浄化する。
The
後処理装置124は、排気管122におけるスタートコンバータ123より下流側に設けられており、排気中に含まれる粒子状物質を捕集して減少させる。
The
EGR管125は、スタートコンバータ123の下流の排気を、コンプレッサ110の入口側である吸気管101に還流可能に構成されている。EGR管125上には、EGRバルブ126が設けられており、EGRガスの量が調節可能とされている。また、EGR管125上には、還流されるEGRガスを冷却するEGRクーラ127が設けられている。
The
(4)エンジンの燃焼モード
次に、図5及び図6を参照しながら、上述した本実施形態に係るエンジン200が実現し得る燃焼モードについて説明する。ここに図5は、実施形態に係るハイブリッド車両の内燃機関の運転点を示すマップである。また図6は、空燃比とMG1回転数上限との関係を示すマップである。
(4) Engine Combustion Mode Next, a combustion mode that can be realized by the
図5において、本実施形態に係るエンジン200は、上述したように過給エンジンとして構成されているため、通常のNA(Natural Aspiration)燃焼に加えて、過給を行いながらの過給燃焼が実現可能とされている。また、これらNA燃焼及び過給燃焼の各々について、理論空燃比に近い濃度の混合気で燃焼を行うストイキ燃焼、及び理論空燃比より薄い混合気で燃焼を行うリーン燃焼が可能とされている。
In FIG. 5, since the
各燃焼状態は、エンジン回転数及びエンジントルクとの関係から、図中の太い実線で示す最適燃費運転点に近い運転を実現するように選択される。ただし、必ずしも最適燃費運転点での運転が実現されずともよく、状況や仕様に応じて最適燃費運転点からずれた運転点での運転が実現されても構わない。 Each combustion state is selected from the relationship between the engine speed and the engine torque so as to realize an operation close to the optimum fuel efficiency operation point indicated by a thick solid line in the figure. However, the operation at the optimum fuel efficiency operation point does not necessarily need to be realized, and the operation at the operation point deviating from the optimum fuel efficiency operation point may be realized according to the situation and specifications.
図6において、モータジェネレータMG1は、例えばエンジン200の直達トルクを減少すべき場合等において、エンジントルクを補償(相殺)するトルクを出力可能に構成されている。この場合、モータジェネレータMG1には、エンジン回転数が大きいほど、より高い回転数が求められる。
In FIG. 6, the motor generator MG1 is configured to be able to output a torque that compensates (cancels) the engine torque, for example, when the direct torque of the
ここで、エンジン200がリーン燃焼している場合には、その特性上、エンジン回転数の変動が発生し易い。よって、リーン燃焼時には、エンジントルクを補償するモータジェネレータMG1の回転数も変動し易くなる。従って、本実施形態に係るモータジェネレータMG1については、エンジン回転数が急激に増大した場合における過回転を防止するため、空燃比に応じた上限値が設定されている。具体的には、空燃比が大きい(相対的な空気の量が多い)ほど、モータジェネレータMG1の上限値が低くなるように設定されている。
Here, when the
(5)ハイブリッド車両の制御装置の構成
次に、図7を参照しながら、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成について説明する。ここに図7は、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
(5) Configuration of Hybrid Vehicle Control Device Next, the configuration of the hybrid vehicle control device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the control device for the hybrid vehicle according to the embodiment.
図7において、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両各部の制御を実行可能なECU500として構成されている。ECU500は、少なくともリーン燃焼制限判定部510と、要求駆動力閾値設定部520と、燃焼モード制御部530とを備えて構成されている。
In FIG. 7, the hybrid vehicle control device according to the present embodiment is configured as an
リーン燃焼制限判定部510は、本発明の「判定手段」の一例であり、エンジン200におけるリーン燃焼を制限するか否かの判定を実行可能に構成されている。具体的には、リーン燃焼制限判定部510は、外部から入力されるハイブリッド車両1の走行モードに関する情報、要求駆動力に関する情報、及び要求駆動力閾値設定部520から入力される要求駆動力閾値に基づいて、リーン燃焼を制限するか否かの判定を行う。リーン燃焼制限判定部510による判定結果は、燃焼モード制御部530に出力可能とされている。
The lean combustion
要求駆動力閾値設定部520は、本発明の「閾値設定手段」の一例であり、リーン燃焼制限判定部510での判定に用いられる要求駆動力閾値を設定可能に構成されている。具体的には、要求駆動力閾値設定部520は、外部から入力される変速機400のギヤ比に関する情報に基づいて要求駆動力閾値を設定して、リーン燃焼制限判定部510へと出力する。なお、要求駆動力閾値は、本発明の「所定閾値」の一例である。
The required driving force threshold
燃焼モード制御部530は、本発明の「制御手段」の一例であり、エンジン200の燃焼モード(図5参照)を制御可能に構成されている。具体的には、燃焼モード制御部530は、リーン燃焼制限判定部510の判定結果に基づいて、エンジン200の燃焼モードを制御する。
Combustion
上述したリーン燃焼制限判定部110、要求駆動力閾値設定部120及び燃焼モード制御部130の各々において実行される具体的な処理については、以下において詳述する。
Specific processing executed in each of the above-described lean combustion
(6)ハイブリッド車両の制御装置の動作
次に、図8を参照しながら、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作について説明する。ここに図8は、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。
(6) Operation of Hybrid Vehicle Control Device Next, the operation of the hybrid vehicle control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the control device for the hybrid vehicle according to the embodiment.
図8において、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置500の動作時には、先ずリーン燃焼制限判定部110において、ハイブリッド車両1がエンジン200を駆動させてのリバース走行中であるか否かが判定される(ステップS101)。エンジン200を駆動させてのリバース走行中であるか否かは、例えば外部から入力されるハイブリッド車両1の走行モードに関する情報に基づいて判定できる。或いは、ECU500がハイブリッド車両1の走行モードを制御する走行モード制御手段を備えている場合には、走行モード制御手段から現在の走行モードを取得してもよい。
In FIG. 8, when the hybrid
リーン燃焼制限判定部110において、ハイブリッド車両1がエンジン200を駆動させてのリバース走行中でないと判定された場合(ステップS101:NO)、燃焼モード制御部130により、通常マップ(図5参照)を用いた燃焼モードの切り替えが実行される(ステップS106)。
When the lean combustion
他方、リーン燃焼制限判定部110において、ハイブリッド車両1がエンジン200を駆動させてのリバース走行中であると判定された場合(ステップS101:YES)、要求駆動力閾値設定部120により現在のギヤ段の読み込みが実行される(ステップS102)。即ち、現在の変速機で実現されているギヤ比が、1ST、2ND、3RD、及び4THのいずれであるかが読み込まれる。この場合、要求駆動力閾値設定部120は、変速機400のギヤ段を直接取得してもよいし、変速機400の各部(具体的には、第1クラッチC1、第2クラッチC2、一方向クラッチF1、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)の係合状態から、現在のギヤ段を間接的に検出してもよい(図3参照)。
On the other hand, when the lean combustion
続いて、要求駆動力閾値設定部120では、読み込んだギヤ段に基づいて要求駆動力閾値が設定される。以下では、要求駆動力閾値の設定方法について、図9を参照して具体的に説明する。ここに図9は、ギヤ比と要求駆動力閾値との関係を示すマップである。
Subsequently, the required driving force
図9に示すように、要求駆動力閾値は、ハイブリッド車両1のギヤ比が高いほど(即ち、低速側であるほど)小さく設定される。逆に言えば、ハイブリッド車両1のギヤ比が低いほど(即ち、高速側であるほど)大きく設定される。なお、図9では、ハイブリッド車両のギヤ比に対して、要求駆動力閾値がリニアに変化する例について説明しているが、ギヤ比の増加に対して要求駆動力閾値が単調減少とされる限り、後述する本実施形態に係る効果は発揮され得る。
As shown in FIG. 9, the required driving force threshold is set to be smaller as the gear ratio of the
図8に戻り、要求駆動力閾値設定部120で設定された要求駆動力閾値は、リーン燃焼制限判定部110に入力される。そして、リーン燃焼制限判定部110では、現在のハイブリッド車両1に対する要求駆動力と要求駆動力閾値が比較され、要求駆動力が要求駆動力閾値よりも大きいか否かが判定される(ステップS104)。
Returning to FIG. 8, the required driving force threshold set by the required driving force
リーン燃焼制限判定部110において、要求駆動力が要求駆動力閾値以下と判定された場合(ステップS104:NO)、燃焼モード制御部130により、通常マップを用いた燃焼モードの切り替えが実行される(ステップS106)。
When the lean combustion
他方、リーン燃焼制限判定部110において、要求駆動力が要求駆動力閾値以下と判定された場合(ステップS104:NO)、燃焼モード制御部130により、エンジン200のリーン燃焼が一時的に禁止される(ステップS105)。
On the other hand, when the lean combustion
ここで特に、本実施形態に係るハイブリッド車両1において、エンジン200を駆動させてのリバース走行を実現しようとする場合、要求駆動力に応じてリバーストルクを大きくするためには、エンジン200の直達トルクをできるだけ小さくすることが求められる。これに対し、エンジン200の直達トルクを小さくするためには、差動機構を介してエンジン200と連結されているモータジェネレータMG1によりトルクを補償すればよい。しかしながら、要求駆動力が大きくなると、トルクを補償するモータジェネレータMG1の回転数も大きくなり易くなる。そして特に、エンジン200がリーン燃焼となると、エンジン200のトルク変動が大きくなるため、モータジェネレータMG1が過回転してしまうおそれが生ずる。
Here, in particular, in the
これに対し本実施形態では、上述したように、エンジン200を駆動させてのリバース走行時において要求駆動力が要求駆動力閾値よりも高い場合には、エンジン200のリーン燃焼が制限される。即ち、リバーストルクを大きくすることが求められている場合には、モータジェネレータMG1の負担が大きくなるため、エンジントルクの変動が大きい(即ち、モータジェネレータMG1に更なる負担を課すおそれのある)リーン燃焼が制限される。この結果、モータジェネレータMG1の過回転を効果的に抑制することが可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, when the required driving force is higher than the required driving force threshold during reverse running with the
本実施形態では更に、上述したように、要求駆動力閾値設定部120により、リーン燃焼を制限するか否かを判定するための要求駆動力閾値が、変速機400のギヤ比に応じて設定されている。具体的には、ギヤ比が低速側であるほど(即ち、ギヤ比が高いほど)小さく設定される。これにより、変速機400のギヤ比が低速側である場合には、要求駆動力閾値は比較的小さい値に設定され、リーン燃焼の制限は実施され易くなる。一方、変速機400のギヤ比が高速側である場合には、要求駆動力閾値は比較的大きい値に設定され、リーン燃焼の制限は実施され難くなる。
Furthermore, in the present embodiment, as described above, the required driving force
ここで、本実施形態に係るハイブリッド車両1では、変速機300のギヤ比が低速側であるほど、同じ車速での出力軸の回転数が高くなる。よって、要求駆動力が同等であれば、ギヤ比が低速側であるほどモータジェネレータMG1の回転数は高くなる。従って、モータジェネレータMG1の過回転は、変速比400のギヤ比が低速側であるほど発生し易い。このため、変速機400のギヤ比低速側であるほど、要求駆動力閾値を小さくすれば、モータジェネレータMG1の過回転が発生し易い状況であるほど、リーン燃焼が制限され易くなる。この結果、極めて効率的にモータジェネレータMG1の過回転を抑制することができる。
Here, in the
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置100によれば、リバース走行時におけるモータジェネレータMG1の過回転を効果的に抑制可能である。 As described above, according to hybrid vehicle control apparatus 100 of the present embodiment, it is possible to effectively suppress over-rotation of motor generator MG1 during reverse traveling.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control device is also included in the technical scope of the present invention.
1 ハイブリッド車両
101,111 吸気管
102 エアフローメータ
103 吸気絞り弁
110 コンプレッサ
113 インタークーラ
120 タービン
115,121 排気管
123 スタートコンバータ
124 後処理装置
125 EGR管
126 EGRバルブ
127 EGRクーラ
200 エンジン
201 シリンダ
210 インジェクタ
300 遊星歯車機構
400 変速機
400 制御部
410 強制充電制御部
420 電池間充電制御部
500 ECU
510 リーン燃焼制限判定部
520 要求駆動力閾値設定部
530 燃焼モード制御部
MG1,MG2 モータジェネレータ
S0,S1,S2 サンギヤ
CA0,CA1,CA2 キャリア
R0,R1,R2 リングギヤ
C1,C2 クラッチ
F1 一方向クラッチ
B1,B2 ブレーキ
DESCRIPTION OF
510 Lean Combustion
Claims (1)
動力を入出力可能な第1電動機と、
前記内燃機関の出力軸、前記第1電動機の回転軸、及び駆動軸の各々に連結されている差動機構と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記差動機構及び駆動輪の間に設けられる変速機と
を備えるハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
前記内燃機関を駆動させてのリバース走行時において、要求駆動力が所定閾値より高いか否かを判定する判定手段と、
前記要求駆動力が前記所定閾値より高いと判定された場合に、前記リーン燃焼しないように前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記変速機のギヤ比が低速側であるほど、前記所定閾値を小さく設定する閾値設定手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 An internal combustion engine capable of lean combustion;
A first electric motor capable of inputting and outputting power;
A differential mechanism coupled to each of an output shaft of the internal combustion engine, a rotation shaft of the first electric motor, and a drive shaft;
A second electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
A control device for controlling a hybrid vehicle comprising: a transmission provided between the differential mechanism and drive wheels;
Determining means for determining whether or not the required driving force is higher than a predetermined threshold during reverse running with the internal combustion engine driven;
Control means for controlling the internal combustion engine so as not to perform the lean combustion when it is determined that the required driving force is higher than the predetermined threshold;
A control device for a hybrid vehicle, comprising: threshold setting means configured to set the predetermined threshold value smaller as the gear ratio of the transmission is lower.
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JP2013265238A JP2015120422A (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Control device of hybrid vehicle |
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