JP2016132427A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動で吸気バルブの開弁タイミングが変更可能なエンジンと回転電機と駆動輪とが連結される動力分割装置を備えたハイブリッド車両の制御に関する。 The present invention relates to control of a hybrid vehicle including a power split device in which an engine, a rotating electrical machine, and drive wheels that are electrically changeable for opening the intake valve are connected.
従来、ハイブリッド車両として、エンジンと、第1モータジェネレータと、エンジンと第1モータジェネレータと駆動輪とに連結される遊星歯車機構と、駆動輪に連結される第2モータジェネレータとを備えるものが公知である。 Conventionally, a hybrid vehicle includes an engine, a first motor generator, a planetary gear mechanism connected to the engine, the first motor generator, and drive wheels, and a second motor generator connected to the drive wheels. It is.
このようなハイブリッド車両として、たとえば、特開2011−235694号公報(特許文献1)には、バッテリのSOC(State Of Charge)やモータジェネレータの定格などにより発電トルクが制限される場合に、エンジンの出力を制限することによってモータジェネレータの過回転を防止する技術が開示される。 As such a hybrid vehicle, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-235694 (Patent Document 1), when the power generation torque is limited by the SOC (State Of Charge) of the battery, the rating of the motor generator, or the like, A technique for preventing over-rotation of the motor generator by limiting the output is disclosed.
しかしながら、ハイブリッド車両では、EV走行時に、MG1が負のトルクを出すとエンジンが逆回転するおそれがある。そのため、EV走行時には、MG2トルクのみで走行しており、蓄電装置が出力可能な電力を十分に利用できていないという問題がある。 However, in a hybrid vehicle, when MG1 outputs a negative torque during EV traveling, the engine may reversely rotate. Therefore, during EV traveling, the vehicle travels only with MG2 torque, and there is a problem that the electric power that can be output by the power storage device cannot be fully utilized.
それゆえに、本発明の目的は、EV走行時において、蓄電装置が出力可能な電力を十分に利用できるハイブリッド車両を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle that can sufficiently use the electric power that can be output by the power storage device during EV traveling.
この発明は、要約すると、ハイブリッド車両であって、吸気バルブの開弁期間を維持しつつ開閉タイミングを可変動弁機構によって変更可能なエンジンと、第1モータジェネレータと、第2モータジェネレータと、エンジンの回転軸と第1モータジェネレータの回転軸と第2モータジェネレータの回転軸とにそれぞれ連結される3つの回転要素を有する動力分割装置と、第2モータジェネレータの回転軸に連結される駆動輪と、エンジンと第1モータジェネレータと第2モータジェネレータとを制御する制御装置とを備える。制御装置は、第2のモータジェネレータのトルクのみでEV走行中に、要求駆動トルクが第2のモータジェネレータの最大トルクを超えた場合に、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁機構を作動させ、その後、第1のモータジェネータを用いて駆動トルクを増加させることを許可する。 In summary, the present invention is a hybrid vehicle in which an opening / closing timing can be changed by a variable valve mechanism while maintaining a valve opening period of an intake valve, a first motor generator, a second motor generator, and an engine A power split device having three rotating elements respectively connected to the rotating shaft of the first motor generator, the rotating shaft of the first motor generator, and the rotating shaft of the second motor generator; and a drive wheel connected to the rotating shaft of the second motor generator; And a control device for controlling the engine, the first motor generator, and the second motor generator. The control device controls the variable valve so as to advance the opening / closing timing of the intake valve when the required drive torque exceeds the maximum torque of the second motor generator during EV travel using only the torque of the second motor generator. The mechanism is activated and then allowed to increase the drive torque using the first motor generator.
第2のモータジェネレータのトルクのみでEV走行中に、要求駆動トルクが第2のモータジェネレータの最大トルクを超えた場合に、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように可変動弁機構を作動させると、エンジンフリクションが増大する。その結果、駆動力を増加させるために第1のモータジェネータによるトルクが出力されても、エンジンが逆回転しないようにすることができる。 During EV travel using only the torque of the second motor generator, the variable valve mechanism is operated so as to advance the opening / closing timing of the intake valve when the required drive torque exceeds the maximum torque of the second motor generator. As a result, engine friction increases. As a result, the engine can be prevented from rotating reversely even when torque is output from the first motor generator in order to increase the driving force.
EV走行時において、蓄電装置が出力可能な電力を十分に利用できる。 During EV travel, the power that can be output by the power storage device can be fully utilized.
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が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。 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.
[第1の実施形態]
図1に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両(以下、単に車両と記載する)1は、エンジン100と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割装置4と、減速機5と、駆動輪6と、蓄電装置10と、PCU(Power Control Unit)20と、制御装置200とを備える。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) 1 according to the present embodiment includes an
車両1は、エンジン100およびモータジェネレータMG2の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン100は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン100は、動力分割装置4を介して駆動輪6および発電機として作動可能なモータジェネレータMG1のうちの少なくともいずれかに動力を供給する。
エンジン100は、モータジェネレータMG1によりクランキングされて始動し得る。このエンジン100は、吸気バルブの作動特性を変更するための電動VVT装置400を有する。車両の走行状況やエンジン100の始動性に応じて、制御装置200により電動VVT装置400が制御される。エンジン100の排気通路には、触媒を用いてエンジン100の排気を浄化する排気浄化装置が設けられている。エンジン100、電動VVT装置400、および排気浄化装置については、後ほど詳しく説明する。
動力分割装置4は、エンジン100が発生する駆動力を、減速機5を介して駆動輪6を駆動するための動力と、モータジェネレータMG1を駆動するための動力とに分割可能に構成される。動力分割装置4は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。この場合において、たとえば、遊星歯車機構のサンギヤSには、モータジェネレータMG1が連結され、遊星歯車機構のキャリアCには、エンジン100が連結され、遊星歯車機構のリングギヤRには、モータジェネレータMG2および減速機5を経由して駆動輪6が連結される。
Power split device 4 is configured to be able to split the driving force generated by
モータジェネレータMG1,MG2は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータMG1,MG2は、発電機および電動機としても動作可能である。 Motor generators MG1 and MG2 are AC rotating electric machines, for example, three-phase AC synchronous motor generators. Motor generators MG1 and MG2 can also operate as a generator and an electric motor.
モータジェネレータMG1は、動力分割装置4を介して受けるエンジン100の動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置10のSOC(State Of Charge)が所定の下限に達すると、エンジン100が始動してモータジェネレータMG1により発電が行なわれる。モータジェネレータMG1によって発電された電力は、PCU20により電圧変換され、蓄電装置10に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータMG2に直接供給されたりする。また、モータジェネレータMG1は、蓄電装置10に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する。
Motor generator MG <b> 1 can generate power using the power of
モータジェネレータMG2は、蓄電装置10に蓄えられた電力、およびモータジェネレータMG1によって発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータMG2の駆動力は、減速機5を介して駆動輪6に伝達される。なお、図1では、駆動輪6は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータMG2によって後輪を駆動してもよい。
Motor generator MG2 generates a driving force using at least one of the electric power stored in power storage device 10 and the electric power generated by motor generator MG1. The driving force of motor generator MG2 is transmitted to driving
なお、車両の制動時には、減速機5を介して駆動輪6によりモータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータMG2は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータMG2により発電された電力は、蓄電装置10に蓄えられる。
During braking of the vehicle, motor generator MG2 is driven by
PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するための駆動装置である。PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置10との間で電圧変換するためのコンバータを含んでもよい。 PCU 20 is a drive device for driving motor generators MG1 and MG2. PCU 20 includes an inverter for driving motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2, and may further include a converter for voltage conversion between the inverter and power storage device 10.
蓄電装置10は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置10の電圧は、たとえば200V程度である。蓄電装置10は、モータジェネレータMG1,MG2によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置10として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置10は、モータジェネレータMG1,MG2による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータMG2へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。また、蓄電装置10には、蓄電装置10の温度、電圧および電流を検出するためのセンサが設けられ、センサによる検出値が制御装置200へ出力される。
The power storage device 10 is a rechargeable DC power source, and includes, for example, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. The voltage of power storage device 10 is, for example, about 200V. Power storage device 10 stores electric power generated by motor generators MG1 and MG2. A large-capacity capacitor can also be employed as power storage device 10, and power storage device 10 temporarily stores the power generated by motor generators MG1 and MG2, and can supply the stored power to motor generator MG2. Anything can be used. In addition, the power storage device 10 is provided with a sensor for detecting the temperature, voltage, and current of the power storage device 10, and a value detected by the sensor is output to the
制御装置200は、CPU(Central Processing Unit)や、記憶装置、入出力バッファ等(いずれも図示せず)を含むECU(Electronic Control Unit)を含んで構成される。制御装置200は、各種センサからの信号(アクセル開度ACCや車速VSS等)の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両1における各機器の制御を行なう。主要なものとして、制御装置200は、ハイブリッド車両1の走行制御や、走行制御に応じたエンジン100(たとえば、電動VVT装置400等)の制御を実行する。制御装置200の動作については、後ほど説明する。
The
次に、電動VVT装置400を有するエンジン100の構成について説明する。図2は、図1に示されたエンジン100の構成を示す図である。
Next, the configuration of
図2を参照して、エンジン100への吸入空気量は、スロットルモータ312により駆動されるスロットルバルブ104により調整される。インジェクタ108は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ118が開くことによって、シリンダ106内へ導入される。なお、インジェクタ108は、シリンダ106内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ108は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。
Referring to FIG. 2, the intake air amount to
シリンダ106内の混合気は、点火プラグ110により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、排気通路に排出される。排気通路には、触媒を用いて排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置は、触媒112S(以下「S/C(スタートキャット)触媒」とも称する。)と、S/C触媒112Sよりも下流側に配置される触媒112U(以下「U/F(アンダーフロア)触媒」とも称する。)とを含んで構成される。排気ガスは、S/C触媒112SおよびU/F触媒112Uにより浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン114が押し下げられ、クランクシャフト116が回転する。
The air-fuel mixture in the
シリンダ106の頭頂部には、吸気バルブ118および排気バルブ120が設けられる。シリンダ106に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ118により制御される。シリンダ106から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ120により制御される。吸気バルブ118はカム122により駆動され、排気バルブ120はカム124により駆動される。
An
吸気バルブ118の作動特性は、電動VVT(Variable Valve Timing)装置400によって変化される。電動VVT装置400は、カムシャフトと、カムスプロケットと、電動アクチュエータとを含む(いずれも図示せず)。カムシャフトは、回転軸の方向がクランクシャフトの回転軸と平行になるようにエンジン100のシリンダヘッドに回転自在に設けられる。カムシャフトは、カムによって各気筒に設けられる排気バルブを開閉する排気側カムシャフトと、カムによって各気筒に設けられる吸気バルブを開閉する吸気側カムシャフトとを含む。排気側カムシャフトには、複数のカム124が所定の間隔で固定される。吸気側カムシャフトには、複数のカム122が所定の間隔で固定される。
The operating characteristic of the
吸気側および排気側のカムシャフトの各々の一方端には、カムスプロケットが設けられる。双方のカムスプロケットには同じタイミングチェーンが巻き掛けられる。タイミングチェーンは、クランクシャフト116に設けられるタイミングロータ(図示せず)にも巻き掛けられる。そのため、クランクシャフトとカムシャフトとはタイミングチェーンによって同期して回転する。
A cam sprocket is provided at one end of each of the intake and exhaust camshafts. The same timing chain is wound around both cam sprockets. The timing chain is also wound around a timing rotor (not shown) provided on the
カムシャフトとカムスプロケットとの間には電動アクチュエータが設けられる。電動アクチュエータは、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を変化させる。電動アクチュエータは、制御装置200から送信される制御信号に基づいてその動作が制御される。電動アクチュエータによって吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの回転位相が変化させられると、吸気バルブ118においては、開弁期間が維持されるとともに、開弁タイミングおよび開弁タイミングに連動して閉弁タイミングが変化されることとなる。
An electric actuator is provided between the camshaft and the cam sprocket. The electric actuator changes the rotational phase between the camshaft on the intake side and the cam sprocket. The operation of the electric actuator is controlled based on a control signal transmitted from the
電動VVT装置400による吸気バルブ118の開弁タイミングの変化の態様については後述する。なお、電動VVT装置400は、吸気バルブ118に代えてまたは加えて排気バルブ120の開弁タイミングを変化させるようにしてもよい。
The manner in which the opening timing of the
制御装置200には、アクセル開度ACCや車速VSSを示す信号のほか、カム角センサ300、クランク角センサ302およびスロットル開度センサ306の各センサから信号が入力される。
In addition to signals indicating the accelerator opening ACC and the vehicle speed VSS, the
カム角センサ300は、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ302は、クランクシャフト116の回転数(エンジン回転数)およびクランクシャフト116の回転角度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ306は、スロットル開度θthを表す信号を出力する。
The
さらに、制御装置200は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン100を制御する。具体的には、制御装置200は、車両の走行状況や排気浄化装置の暖機状況に応じてエンジン100が所望の運転ポイントで運転されるように、スロットル開度θth、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブ118の作動状態(開閉タイミング)を制御する。なお、運転ポイントとは、エンジン100の出力、トルクおよび回転数が決定されるエンジン100の動作点であり、エンジン100が所望の出力やトルクを発生するようにエンジン100の運転ポイントが決定される。
Further,
制御装置200は、ハイブリッド車両1の走行制御において、エンジン100への要求出力を設定する。さらに、制御装置200は、エンジン100が設定された要求出力を発生するための動作点(エンジン回転数およびエンジントルクの組み合わせ)で動作するように、上記のパラメータ群を制御する。
図3は、電動VVT装置400において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係を示す図である。図3において、縦軸はバルブ変位量を示し、横軸はクランク角を示す。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the valve displacement amount and the crank angle realized in the
図3に示すように、排気行程において排気バルブ120が開いて変位量がピークとなった後に閉じ、その後の吸気行程において吸気バルブ118が開いて変位量がピークとなった後に閉じる。排気バルブ120のバルブ変位量が波形EXに示されており、これに対して、吸気バルブ118のバルブ変位量が波形INに示されている。
As shown in FIG. 3, in the exhaust stroke, the
なお、バルブ変位量とは、吸気バルブ118(あるいは、排気バルブ120)が閉じた状態からの吸気バルブ118の変位量を意味する。吸気バルブ118の開度がピークに達したときのバルブ変位量をリフト量といい、吸気バルブ118が開いてから閉じるまでのクランク角を作用角という。
The valve displacement amount means a displacement amount of the
電動VVT装置400は、リフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ118の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更する。すなわち、電動VVT装置400は、波形INの実線波形と破線波形との間で波形を維持した状態で開弁タイミングを変化させる。本実施の形態においては、クランク角CA(0)が波形IN(実線)でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ118の開弁タイミングに対応し、クランク角CA(1)が波形IN(破線)でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ118の開弁タイミングに対応する。
以下の説明においてクランク角CA(0)からクランク角CA(1)への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「遅角する」といい、クランク角CA(1)からクランク角CA(0)への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを「進角する」という。開弁期間が維持されるので、開弁タイミングが「遅角する」と、連動して閉弁タイミングも「遅角する」。開弁期間が維持されるので、開弁タイミングが「進角する」と、連動して閉弁タイミングも「進角する」。また、本実施の形態においてクランク角CA(0)が最進角の開弁タイミングであり、クランク角CA(1)が最遅角の開弁タイミングであるものとする。 In the following description, changing the valve opening timing in the direction from the crank angle CA (0) to the crank angle CA (1) is referred to as “retarding” the valve opening timing, and from the crank angle CA (1) to the crank angle. Changing the valve opening timing in the direction toward CA (0) is referred to as “advancing” the valve opening timing. Since the valve opening period is maintained, when the valve opening timing is “retarded”, the valve closing timing is also “retarded”. Since the valve opening period is maintained, when the valve opening timing is “advanced”, the valve closing timing is also “advanced” in conjunction. In the present embodiment, the crank angle CA (0) is the most advanced valve opening timing, and the crank angle CA (1) is the most retarded valve opening timing.
なお、本実施の形態においては、図3に最進角の吸気バルブ118のバルブ変位量の波形IN(実線)と、最遅角の吸気バルブ118のバルブ変位量の波形IN(破線)とを例示したが、特に、電動VVT装置400の開弁タイミングの変更範囲は、図3に示すCA(0)とCA(1)との間に限定されるものではない。
In the present embodiment, the waveform IN (solid line) of the valve displacement amount of the most
次に、エンジン100を停止して、モータジェネレータMG1,MG2の動力を用いる走行(以下「EV走行」)中の問題点について説明する。
Next, problems during traveling (hereinafter referred to as “EV traveling”) using the power of motor generators MG1, MG2 with
図4は、従来のEV性能を説明するための図である。
図4の横軸は、回転数Nを表し、縦軸はトルクTを表わす。図4において、モータジェネレータMG2の最大トルクで出力可能なトルクを表わすラインL1と、蓄電装置10のパワーを最大限使用したときに出力可能なトルクを表わすラインL2とが示されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the conventional EV performance.
The horizontal axis in FIG. 4 represents the rotational speed N, and the vertical axis represents the torque T. In FIG. 4, a line L1 representing torque that can be output with the maximum torque of motor generator MG2 and a line L2 representing torque that can be output when the power of power storage device 10 is used to the maximum are shown.
従来、E制御装置200は、EV走行中は、MG2のみで駆動力を出していた。
しかしながら、図4に示すように、モータジェネレータMG2の最大トルクよりも蓄電装置10の出力可能ライン(最大出力パワー)、つまり蓄電装置10の最大出力によって生成されるトルクの方が大きいため、EV走行中には、蓄電装置10のパワーを100%に使えきれていなかった。その結果、EV走行中に、運転者がアクセルを踏み込むと、要求されたパワーを出せないため、EV走行がキャンセルされてしまっていた。
Conventionally, the
However, as shown in FIG. 4, since the output possible line (maximum output power) of power storage device 10, that is, the torque generated by the maximum output of power storage device 10, is larger than the maximum torque of motor generator MG2, EV traveling In some cases, the power of the power storage device 10 could not be used to 100%. As a result, if the driver depresses the accelerator during EV travel, the required power cannot be output, and thus EV travel has been cancelled.
蓄電装置10から出力されるパワーを増加するために、モータジェネレータMG1からも駆動力を出すようにすることが考えられる。しかしながら、これには、以下に説明するような問題がある。 In order to increase the power output from the power storage device 10, it is conceivable that the motor generator MG1 also outputs a driving force. However, this has problems as described below.
図5は、従来のEV走行中のトルク発生制御を説明するための共線図である。
動力分割装置4が、図1にて説明したように構成されることによって、サンギヤSの回転速度と、キャリアCの回転速度と、リングギヤRの回転速度とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。そして、サンギヤSの回転速度は、モータジェネレータMG1の回転速度Nm1と等しく、キャリアCの回転速度はエンジンの回転速度Neと等しく、リングギヤRの回転速度はモータジェネレータMG2の回転速度Nm2と等しい。したがって、モータジェネレータMG1の回転速度Nm1と、エンジンの回転速度Neと、モータジェネレータMG2の回転速度Nm2とは、共線図上において直線で結ばれる関係を有する。つまり、いずれか2つの構成要素の回転速度が決まれば残りの構成要素の回転速度も決まる。なお、以下では、エンジン100のトルクを「トルクTe」と表し、モータジェネレータMG1のトルクを「トルクTm1」と表し、モータジェネレータMG2のトルクを「トルクTm2」と表す。
FIG. 5 is a collinear diagram for explaining conventional torque generation control during EV traveling.
By configuring the power split device 4 as described with reference to FIG. 1, the rotational speed of the sun gear S, the rotational speed of the carrier C, and the rotational speed of the ring gear R are connected in a straight line on the alignment chart. Have a relationship. The rotation speed of sun gear S is equal to the rotation speed Nm1 of motor generator MG1, the rotation speed of carrier C is equal to the rotation speed Ne of engine, and the rotation speed of ring gear R is equal to the rotation speed Nm2 of motor generator MG2. Therefore, the rotational speed Nm1 of motor generator MG1, the rotational speed Ne of engine, and the rotational speed Nm2 of motor generator MG2 are related by a straight line on the alignment chart. That is, if the rotational speed of any two components is determined, the rotational speeds of the remaining components are also determined. Hereinafter, the torque of
車両1は走行中であるため、モータジェネレータMG2の回転速度Nm2は正である。ユーザが要求する駆動トルク(要求駆動トルク)を満足するようにモータジェネレータMG2のトルクTm2が制御される。一方、エンジン100は、停止しているので、回転速度NeおよびトルクTeは0である。
Since
EV走行中に、モータジェネレータMG1が駆動力を出すと、エンジン100が逆回転する側にトルクTeがかかるため、エンジン100が壊れてしまう。つまり、共戦図上で、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2、エンジン100がつながっているため、エンジンフリクション(エンジン100の摩擦損失)を超えるモータジェネレータMG1のトルクTm1を出力できない。
If the motor generator MG1 produces driving force during EV traveling, the
図6は、本実施の形態におけるEV走行中のトルク発生制御を説明するための共線図である。 FIG. 6 is an alignment chart for explaining torque generation control during EV traveling in the present embodiment.
本実施の形態では、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させることによって、エンジンフリクションを大きくする。これによって、モータジェネレータMG1のトルクTm1を出力できるようにする。その結果、蓄電装置10から出力されるパワーが増加し、駆動力が増加する。なお、開弁タイミングを進角させることによって、閉弁タイミングも進角する。
In the present embodiment, the engine friction is increased by advancing the valve opening timing of
図7は、電動VVT装置400の開弁タイミングの進角と、エンジンフリクションの増加との関係を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the advance angle of the valve opening timing of the
電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させることによって、シリンダ106に入る空気の量が増える(ST1)。これによって、シリンダ106内の圧縮比が増加する(ST2)。その結果、シリンダ106の内圧が上がる(ST3)。そのため、ピストン114を押す力が必要になる(ST4)。その結果、エンジンフリクションが大きくなる(ST4)。
The amount of air entering the
図8は、第1の実施形態における、制御装置200によるEV走行制御の手順を表わすフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of EV travel control by
図8を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップS101において、モータジェネレータMG2によるトルクTm2のみでEV走行中であるか否かが判断される。EV走行中は、エンジン100の運転を停止した状態で、モータジェネレータMG2によって車両が駆動される。
Referring to FIG. 8, when the processing of this flowchart is started, in step S101, it is determined whether or not EV traveling is being performed only with torque Tm2 by motor generator MG2. During EV travel, the motor generator MG2 drives the vehicle while the operation of the
ここで、EV走行には、エンジン100が故障したときなどにエンジン100を駆動せずに走行する退避走行(MD走行)も含まれる。
Here, the EV traveling includes retreat traveling (MD traveling) that travels without driving the
制御装置200は、蓄電装置10のSOC、車速、ユーザの動作モード切換スイッチ(エコモード・パワーモードなど)を参照してEV走行を行なうか、HV走行を行なうか随時決定している。
ステップS10において、モータジェネレータMG2トルクTm2のみでEV走行中でないと判断された場合には(S101でNO)、メインルーチンに制御が戻される。ステップS101において、モータジェネレータMG2トルクTm2のみでEV走行中であると判断された場合には(S101でYES)、ステップS102に処理が進められる。 If it is determined in step S10 that the motor generator MG2 torque Tm2 alone is not being used for EV travel (NO in S101), the control is returned to the main routine. If it is determined in step S101 that the EV running is performed only with motor generator MG2 torque Tm2 (YES in S101), the process proceeds to step S102.
ステップS102において、制御装置200は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求駆動トルクTr*を計算する。制御装置200は、ユーザがアクセルを踏み込むことによって、要求駆動トルクTr*がモータジェネレータMG2の最大トルクを超える場合には(S102でYES)、処理をステップS103に進ませる。制御装置200は、要求駆動トルクTr*がモータジェネレータMG2の最大トルク以下の場合には(S102でNO)、処理をステップS104に進ませる。
In step S102, the
ステップS103において、制御装置200は、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させることによってエンジンフリクションを増加させ、それと同時にまたはその後に、モータジェネレータMG1の負のトルクTm1の出力を許可し、蓄電装置10から出力されるパワーが増加する。これによって、モータジェネレータMG1を用いて駆動トルクが増加させることが許可される。増加させる範囲は、蓄電装置10の出力可能ライン(最大出力パワー)を上限とする。
In step S103,
ステップS104において、制御装置200は、モータジェネレータMG2のトルクTm2のみで引き続き走行するように制御する。
In step S104,
[第2の実施形態]
本実施の形態は、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させながら、EV走行中に、SOCが減少した結果、エンジン100を起動させる必要が生じる場合の制御に関する。
[Second Embodiment]
The present embodiment relates to control in a case where it is necessary to start
図9は、第2の実施形態における、制御装置200によるEV走行制御の手順を表わすフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of EV travel control by
ステップS301において、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させながら、EV走行中の場合には、処理がステップS302に進む。
In step S301, when EV traveling is being performed while the valve opening timing of the
ステップS302において、SOCが閾値TH未満の場合には、処理がステップS303に進み、SOCが閾値TH以上の場合には、処理がステップS304に進む。 In step S302, if the SOC is less than the threshold value TH, the process proceeds to step S303. If the SOC is greater than or equal to the threshold value TH, the process proceeds to step S304.
ステップS303において、制御装置200は、エンジン100がオンになるのに備えて、予め電動VVT装置400をの開弁タイミングを最遅角に設定する。これにより、エンジンフリクションが小さくなり、エンジン100がかかりやすい状態となる。なお、開弁タイミングを再遅角に設定することによって、閉弁タイミングも再遅角に設定される。
In step S303,
ステップS304において、制御装置200は、モータジェネレータMG2のトルクTm2のみで引き続き走行するように制御する。
In step S304,
以上のように、本実施の形態によれば、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させながらEV走行中にSOCが減少した場合にエンジンが起動される可能性が高いので、電動VVT装置400をの開弁タイミングを最遅角に設定することによって、エンジンがスムーズに起動できるようにすることができる。
As described above, according to the present embodiment, there is a high possibility that the engine is started when the SOC decreases during EV traveling while the valve opening timing of
[第3の実施形態]
本実施の形態では、EV走行中にモータジェネレータMG1のトルクTm1が大きくなりすぎた場合にエンジン100を保護する技術に関する。
[Third Embodiment]
The present embodiment relates to a technique for protecting
図10は、第3の実施形態における、制御装置200によるEV走行制御の手順を表わすフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of EV travel control by
ステップS401において、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させながら、EV走行中の場合には、処理がステップS402に進む。
In step S401, when EV traveling is being performed while the valve opening timing of the
ステップS402において、エンジンフリクションよりもモータジェネレータMG1のトルクTm1が大きくなった結果、エンジン100が負の方向に回転(逆回転)した場合には、処理がステップS403に進み、エンジン100が負の方向に回転(逆回転)しない場合には、処理がステップS404に進む。
In step S402, when
ステップS403において、制御装置200は、モータジェネレータMG1のトルクを減少させる。これにより、エンジン100の逆回転が続行されて、エンジン100が破損するのを防止することができる。
In step S403,
ステップS404において、制御装置200は、モータジェネレータMG2のトルクTm2のみで引き続き走行するように制御する。
In step S404,
以上のように、本実施の形態によれば、電動VVT装置400の開弁タイミングを進角させながらEV走行中に、エンジンが逆回転した場合には、MG1のトルクを減少させるので、エンジンが破損しないようにすることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the engine rotates in reverse during EV traveling while the valve opening timing of
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、上記した実施の形態の説明で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 shown not by the above description of the embodiment but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1 ハイブリッド車両、4 動力分割装置、5 減速機、6 駆動輪、10 蓄電装置、100 エンジン、104 スロットルバルブ、106 シリンダ、108 インジェクタ、110 点火プラグ、112S,112U 触媒、114 ピストン、116 クランクシャフト、118 吸気バルブ、120 排気バルブ、122,124 カム、200 制御装置、300 カム角センサ、302 クランク角センサ、306 スロットル開度センサ、312 スロットルモータ、400 電動VVT装置。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
第1モータジェネレータと、
第2モータジェネレータと、
前記エンジンの回転軸と第1モータジェネレータの回転軸と第2モータジェネレータの回転軸とにそれぞれ連結される3つの回転要素を有する動力分割装置と、
前記第2モータジェネレータの回転軸に連結される駆動輪と、
前記エンジンと前記第1モータジェネレータと前記第2モータジェネレータとを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第2のモータジェネレータのトルクのみでEV走行中に、要求駆動トルクが前記第2のモータジェネレータの最大トルクを超えた場合に、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように前記可変動弁機構を作動させ、かつ前記第1のモータジェネータを用いて駆動トルクを増加させることを許可する、ハイブリッド車両。 An engine whose opening and closing timing can be changed by a variable valve mechanism while maintaining the opening period of the intake valve;
A first motor generator;
A second motor generator;
A power split device having three rotating elements respectively connected to the rotating shaft of the engine, the rotating shaft of the first motor generator, and the rotating shaft of the second motor generator;
A drive wheel coupled to the rotating shaft of the second motor generator;
A control device for controlling the engine, the first motor generator, and the second motor generator;
The controller is configured to advance the opening / closing timing of the intake valve when the required drive torque exceeds the maximum torque of the second motor generator during EV travel using only the torque of the second motor generator. A hybrid vehicle that allows the variable valve mechanism to operate and increases the drive torque using the first motor generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015010163A JP2016132427A (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015010163A JP2016132427A (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Hybrid vehicle |
Publications (1)
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JP2016132427A true JP2016132427A (en) | 2016-07-25 |
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Family Applications (1)
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JP2015010163A Pending JP2016132427A (en) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | Hybrid vehicle |
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Country | Link |
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-
2015
- 2015-01-22 JP JP2015010163A patent/JP2016132427A/en active Pending
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