JP2017114206A - Regeneration control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両の回生制御装置に関する。 The present invention relates to a regeneration control device for a hybrid vehicle.
従来、ハイブリッド車両の回生制御装置において、走行用モータの回生電力で他のモータを駆動することによって制動力を確保する技術が知られている。すなわち、走行用モータの回生電力を他のモータで消費させることで、バッテリの充放電量に与える影響を小さくしながら回生制動を実現するものである。回生電力を消費するためのモータとしては、例えばエンジンの駆動軸に連結された電動発電機が使用される。また、この電動発電機の駆動時には、エンジンが電動発電機の回転負荷として作用するように、エンジンへの燃料供給が制限され、あるいは遮断される。このような制御により、回生電力に見合った大きさの電力を低回転の電動発電機で消費できるようになり、回生制動力が確保しやすくなる(特許文献1,2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a regenerative control device for a hybrid vehicle, a technique for securing a braking force by driving another motor with regenerative power of a traveling motor is known. That is, the regenerative braking is realized while reducing the influence on the charge / discharge amount of the battery by consuming the regenerative power of the traveling motor by another motor. As a motor for consuming regenerative power, for example, a motor generator connected to a drive shaft of an engine is used. Further, when the motor generator is driven, the fuel supply to the engine is restricted or cut off so that the engine acts as a rotational load of the motor generator. By such control, it becomes possible to consume electric power having a magnitude corresponding to the regenerative electric power by the low-rotation motor generator, and it is easy to secure the regenerative braking force (see Patent Documents 1 and 2).
上記の制御は、バッテリの充放電量の大小に関わらず実施可能であることから、バッテリが満充電に近い状態において頻繁に繰り返される可能性がある。そのため、エンジンの排気通路上に介装された触媒装置の過昇温リスクを増大させるおそれがあり、あるいはオイルミストによる排気空燃比センサの汚損リスクを増大させるおそれがある。過昇温リスクは、エンジンにおいて低負荷での運転と停止とを繰り返すこと(すなわち、排気浄化成分と酸素とが触媒近傍に滞留すること)によって増大しうる。また、排気空燃比センサの汚損リスクは、エンジンを停止させたままの状態でのクランキングを継続すること(すなわち、シリンダ内のエンジンオイルが排気通路へと吸引されること)によって増大しうる。既存の技術では、これらの技術課題よりも回生制動力を確保することが優先されているため、エンジンの排気系の汚損及び劣化を抑制することが困難である。 Since the above control can be performed regardless of the charge / discharge amount of the battery, there is a possibility that the control is frequently repeated in a state where the battery is nearly fully charged. Therefore, there is a risk of increasing the excessive temperature rise risk of the catalyst device interposed on the exhaust passage of the engine, or increasing the risk of contamination of the exhaust air / fuel ratio sensor due to oil mist. The excessive temperature rise risk can be increased by repeatedly operating and stopping the engine at a low load (that is, the exhaust purification component and oxygen stay in the vicinity of the catalyst). Further, the risk of contamination of the exhaust air / fuel ratio sensor can be increased by continuing cranking with the engine stopped (that is, engine oil in the cylinder is sucked into the exhaust passage). In the existing technology, priority is given to securing the regenerative braking force over these technical issues, and therefore it is difficult to suppress contamination and deterioration of the exhaust system of the engine.
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、エンジンの排気系の汚損及び劣化を抑制できるようにした回生制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。 One of the objects of the present invention was created in view of the above-described problems, and is to provide a regenerative control device that can suppress fouling and deterioration of an engine exhaust system. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is an operational effect that is derived from each configuration shown in “Mode for Carrying Out the Invention” to be described later. Can be positioned as a purpose.
(1)ここで開示する回生制御装置は、エンジン,第一モータ,前記エンジンに連結された第二モータを具備するハイブリッド車両の回生制御装置である。本回生制御装置は、前記第一モータの回生電力で前記第二モータを駆動しつつ前記エンジンに燃料を供給するファイアリング制御を実施する第一制御部を備える。また、前記ファイアリング制御の終了後に、前記第一モータの回生電力で前記第二モータを駆動しつつ前記エンジンへの燃料供給を遮断するモータリング制御を実施する第二制御部を備える。
前記ファイアリング制御は、回生制動力を発生させるように機能する制御であることが好ましい。また、前記モータリング制御とは、前記回生制動力を発生させつつ前記エンジンの排気通路上の触媒装置を冷却するように機能する制御であることが好ましい。
(1) The regenerative control device disclosed herein is a regenerative control device for a hybrid vehicle including an engine, a first motor, and a second motor coupled to the engine. The regenerative control device includes a first control unit that performs firing control for supplying fuel to the engine while driving the second motor with regenerative electric power of the first motor. In addition, a second control unit that performs motoring control for cutting off fuel supply to the engine while driving the second motor with regenerative electric power of the first motor after the completion of the firing control is provided.
The firing control is preferably control that functions to generate a regenerative braking force. The motoring control is preferably control that functions to cool the catalyst device on the exhaust passage of the engine while generating the regenerative braking force.
(2)前記第二制御部が、前記第一モータの回生発電量に応じて、前記モータリング制御の実施期間を制御することが好ましい。例えば、前記回生発電量が多いほど前記実施期間を延長することが好ましい。
(3)前記第二制御部が、前記第一モータ及び前記第二モータに接続されたバッテリの充電率に応じて、前記モータリング制御の実施期間を制御することが好ましい。例えば、前記充電率が高いほど前記実施期間を延長することが好ましい。
(4)前記第二制御部が、前記エンジンの排気触媒温度に応じて、前記モータリング制御の実施期間を制御することが好ましい。例えば、前記排気触媒温度が高いほど前記実施期間を延長することが好ましい。
(2) It is preferable that said 2nd control part controls the implementation period of said motoring control according to the regenerative electric power generation amount of said 1st motor. For example, it is preferable to extend the implementation period as the regenerative power generation amount increases.
(3) It is preferable that said 2nd control part controls the implementation period of said motoring control according to the charging rate of the battery connected to said 1st motor and said 2nd motor. For example, it is preferable to extend the implementation period as the charging rate increases.
(4) It is preferable that the second control unit controls an execution period of the motoring control according to an exhaust catalyst temperature of the engine. For example, it is preferable to extend the implementation period as the exhaust catalyst temperature increases.
(5)前記第二制御部が、所定時間内における前記ファイアリング制御の実施回数に応じて、前記モータリング制御を実施することが好ましい。例えば、前記実施回数が所定回数以上である場合に、前記モータリング制御を実施することが好ましい。なお、前記実施回数が前記所定回数未満である場合には、前記モータリング制御を実施せず、前記エンジン及び前記第二モータを停止させることが好ましい。
(6)前記第二制御部が、所定時間内におけるアクセル開度の変動履歴に応じて、前記モータリング制御を実施することが好ましい。例えば、前記アクセル開度の時間積分値が所定値以上である場合に、前記モータリング制御を実施することが好ましい。
(5) It is preferable that said 2nd control part implements said motoring control according to the frequency | count of implementation of said firing control within predetermined time. For example, it is preferable that the motoring control is performed when the number of executions is a predetermined number or more. When the number of executions is less than the predetermined number of times, it is preferable to stop the engine and the second motor without performing the motoring control.
(6) It is preferable that said 2nd control part implements said motoring control according to the fluctuation history of the accelerator opening within predetermined time. For example, it is preferable to perform the motoring control when the time integral value of the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value.
(7)前記第二制御部が、直前の前記ファイアリング制御時における回転速度と同一速度で、前記モータリング制御時における前記第二モータの回転速度を制御することが好ましい。例えば、前記第二制御部が、前記ファイアリング制御中における回生制動力と同等の制動力が生じるように、前記ファイアリング制御中よりも前記回転速度を低下させることが好ましい。
(8)前記第二制御部が、前記第一モータの回生発電量に応じて、前記モータリングの実施中におけるスロットル開度を制御することが好ましい。例えば、前記第二制御部が、前記ファイアリング制御中における回生制動力と同等の制動力が生じるように、前記ファイアリング制御中よりも前記スロットル開度を開くことが好ましい。
(7) It is preferable that said 2nd control part controls the rotational speed of said 2nd motor at the time of said motoring control at the same speed as the rotational speed at the time of said immediately preceding firing control. For example, it is preferable that the second control unit lowers the rotation speed than during the firing control so that a braking force equivalent to the regenerative braking force during the firing control is generated.
(8) It is preferable that said 2nd control part controls the throttle opening degree during implementation of the said motoring according to the regenerative electric power generation amount of said 1st motor. For example, it is preferable that the second control unit opens the throttle opening more than during the firing control so that a braking force equivalent to the regenerative braking force during the firing control is generated.
ファイアリング制御を実施することで、回生電力の消費に伴う排気空燃比センサの汚損リスクの増大を回避することができる。また、ファイアリング制御の終了後にモータリング制御を実施することで、触媒温度を低下させるためのクールダウン期間を設けることができ、触媒装置の過昇温を抑制することができる。したがって、エンジンの排気系の汚損及び劣化を抑制することができる。 By implementing the firing control, it is possible to avoid an increase in the risk of contamination of the exhaust air-fuel ratio sensor due to the consumption of regenerative power. Further, by performing the motoring control after the completion of the firing control, a cool-down period for lowering the catalyst temperature can be provided, and an excessive temperature rise of the catalyst device can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the contamination and deterioration of the exhaust system of the engine.
図面を参照して、実施形態としての回生制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 A regenerative control device as an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.
[1.装置構成]
本実施形態の回生制御装置は、図1に示す車両10に適用される。この車両10は、エンジン11と走行用のモータジェネレータ13(第一モータ,単にモータ13と呼ぶ)と発電用のモータジェネレータ12(第二モータ,単にジェネレータ12と呼ぶ)とを搭載したハイブリッド車両である。ジェネレータ12はエンジン11に直結(または連結)され、モータ13の作動状態から独立して力行動作や発電動作を実行可能とされる。また、車両10にはEVモード,シリーズモード,パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、走行状態に応じて択一的に選択され、その種類に応じてエンジン11,ジェネレータ12,モータ13が使い分けられる。
[1. Device configuration]
The regeneration control device of this embodiment is applied to the
EVモードは、エンジン11及びジェネレータ12を停止させたままモータ13のみで車両10を駆動する走行モードである。EVモードは、走行負荷,走行速度が低い場合やバッテリ15の充電レベルが高い場合に選択される。シリーズモードは、エンジン11でジェネレータ12を駆動して発電しつつ、その電力を利用してモータ13で車両10を駆動する走行モードである。シリーズモードは、走行負荷,走行速度が中程度の場合やバッテリ15の充電レベルが低い場合に選択される。パラレルモードは、エンジン11とモータ13とを併用して車両10を駆動する走行モードであり、走行負荷,走行速度が高い場合に選択される。
The EV mode is a travel mode in which the
エンジン11は、ガソリンや軽油を燃焼とする内燃機関(ガソリンエンジン,ディーゼルエンジン)である。エンジン11と駆動輪16とを接続する動力伝達経路上には、変速機18が設けられ、駆動力の断接状態や駆動輪16に伝達されるトルクの大きさを制御するクラッチ14が変速機18に内蔵される。この動力伝達経路のうち、クラッチ14よりもエンジン11側にジェネレータ12が接続され、クラッチ14よりも駆動輪16側にモータ13が接続される。変速機18の変速状態(レンジや減速比,クラッチ14の断接状態など)は、シフトレバー装置の操作状態に応じて制御される。また、エンジン11の排気通路上には、排気ガスを浄化するための触媒装置17が介装されるほか、排気空燃比センサが配置される。触媒装置17には、例えば酸化触媒や三元触媒,トラップ触媒,フィルタ触媒などが含まれる。
The
ジェネレータ12,モータ13のそれぞれは、バッテリ15に接続される。モータ13は、おもにバッテリ15に蓄えられた電力で作動し、駆動輪16に駆動力を供給する。また、車両10の減速時や惰性走行時にはモータ13が発電機として機能し、回生電力がバッテリ15に充電される。ジェネレータ12は、おもにエンジン11で発生した駆動力を受けて発電し、その発電電力をバッテリ15に充電する。一方、エンジン11の始動時には、ジェネレータ12がバッテリ15の電力で作動し、エンジン11に駆動力を伝達する。エンジン11,ジェネレータ12,モータ13のそれぞれの作動状態は、電子制御装置1が制御する。
Each of the
電子制御装置1(回生制御装置)は、内部バスを介して互いに接続されたプロセッサ,メモリ,インタフェイス装置を内蔵する電子デバイス(ECU,Electronic Control Unit)であり、車両10の車載ネットワーク網に接続される。プロセッサは、例えば制御ユニット(制御回路)や演算ユニット(演算回路),キャッシュメモリ(レジスタ)などを内蔵する処理装置(プロセッサ)である。また、メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置であり、ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory),不揮発メモリなどを含む。電子制御装置1で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録,保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されるとともに、プロセッサによって実行される。
The electronic control device 1 (regenerative control device) is an electronic device (ECU, Electronic Control Unit) that includes a processor, a memory, and an interface device connected to each other via an internal bus, and is connected to the in-vehicle network of the
電子制御装置1に接続されるセンサ類を、図1に例示する。エンジン回転速度センサ21はエンジン回転速度を検出し、アクセル開度センサ22はアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出し、ブレーキ開度センサ23はブレーキペダルの踏み込み量(またはブレーキ液圧)を検出する。車速センサ24は車速を検出し、触媒温度センサ25は触媒装置17の触媒温度を検出する。シフトポジションセンサ26はシフトレバー装置の操作位置(シフトポジション)を検出し、パドルシフトセンサ27はパドルシフト装置の操作位置(パドルポジション)を検出する。バッテリ電圧センサ29はバッテリ15の電圧を検出し、バッテリ電流センサ28はバッテリ15の充放電電流を検出する。バッテリ温度センサ30はバッテリ15の温度(例えば平均セル温度)を検出し、モータ回転速度センサ31はモータ回転速度を検出する。電子制御装置1は、これらのセンサ類21〜31で検出された各種情報に基づき、車両10の回生制御を実施する。
Sensors connected to the electronic control unit 1 are illustrated in FIG. The
回生制御とは、モータ13で発生する回生電力を回収することで制動力を発生させる制御である。バッテリ15の充電が制限されていないときには、回生電力がバッテリ15に充電され、いわゆる通常の回生制動が実施される。例えば、バッテリ15の充電率が所定充電率未満であって、バッテリ温度が所定温度範囲内にあるときには、通常の回生制動が実施される。これに対し、バッテリ15の充電が制限されているときには、運転者の選択により、回生電力の回収量を減少させる(あるいは回収をしない)第一モードと、回生電力をジェネレータ12に消費させる第二モードと、のいずれかのモードで回生制御が実施される。
The regenerative control is control for generating a braking force by collecting regenerative electric power generated by the
第一モードでは、基本的にはエンジン11,ジェネレータ12が非作動とされ、回生電力を回路内抵抗で熱エネルギーに変換することで消費する回生制御が実施される。第一モードはエンジン11を作動させないモードであることから、燃料消費が抑えられる。しかし、第一モードでは回生制動力が小さくなり、フットブレーキによる制動力の負担が大きくなる。
In the first mode, basically, the
これに対し、第二モードでは、基本的には回生電力でジェネレータ12を駆動しつつ、エンジン11に燃料を供給するファイアリング制御が実施される。ファイアリング制御では、エンジン11が燃焼運転可能な最小のトルクが発生する程度に、燃料供給量が調節される。また、ジェネレータ12は、エンジン11,ジェネレータ12の回転数を保持するためのアシストトルクを負担するように、出力の大きさが制御される。これにより、バッテリ15の充電状態に影響を与えることなく、所望の回生制動力を得ることができる。ただし、第二モードはエンジン11を作動させるモードであることから、若干の燃料消費は避けられない。
On the other hand, in the second mode, basically, the firing control for supplying fuel to the
これらの第一モード,第二モードは、シフトポジションやパドルポジションに応じて運転者が選択可能とされる。本実施形態では、シフトポジションがDポジションのときに第一モードが選択され、Bポジションのときに第二モードが選択されるものとする。シフトレバー装置とは、変速機18のレンジ(変速段,変速ポジション)を設定するための入力装置であり、パドルシフト装置とは、回生ブレーキの強さを複数の段階の中から選択的に設定するための入力装置である。モータ13で生成される回生電力の大きさは、シフトポジション,パドルポジション,その時点の車速,ブレーキ開度,モータ回転速度などに応じて設定される。回生電力の設定手法としては、公知の手法を採用することができる(例えば、特開2014-128075号公報参照)。
The driver can select the first mode and the second mode according to the shift position and the paddle position. In the present embodiment, the first mode is selected when the shift position is the D position, and the second mode is selected when the shift position is the B position. The shift lever device is an input device for setting the range (shift speed, shift position) of the
上記の第一モード,第二モードは、シフトポジション,パドルポジションを変更することで選択可能であることから、例えば降坂路の走行中において、運転手がシフトポジションをBポジションとDポジションとに切り換える操作をすることで回生制動力を調節するような走行状態が考えられる。しかし、このような切り換え操作によってエンジン11の始動,停止が繰り返されると、排気浄化成分と酸素とが触媒装置17の近傍に滞留しやすくなり、過昇温リスクが上昇する。
Since the first mode and the second mode can be selected by changing the shift position and the paddle position, for example, the driver switches the shift position between the B position and the D position during traveling on a downhill road. A running state in which the regenerative braking force is adjusted by operation is conceivable. However, if the
そこで本実施形態では、ファイアリング制御が頻繁に繰り返された場合に、触媒温度をクールダウンするためのモータリング制御を実施することとする。このモータリング制御は、モータ13の回生電力でジェネレータ12を駆動しつつ、エンジン11への燃料供給を遮断する制御である。ただし、モータリング制御を長時間継続すると、シリンダ内のエンジンオイルが排気通路へと吸引されやすくなり、オイルミストによる排気空燃比センサの汚損リスクが増大しうる。そのため本実施形態では、ファイアリング制御が終了してから所定時間(例えば、数秒〜数十秒)が経過するまでの間に限り、モータリング制御を実施する。
Therefore, in the present embodiment, when the firing control is frequently repeated, the motoring control for cooling down the catalyst temperature is performed. This motoring control is a control for cutting off the fuel supply to the
[2.制御構成]
電子制御装置1(回生制御装置)には、回生制御を実施するための要素として、バッテリ判断部2,回生電力算出部3,第一制御部4,第二制御部5が設けられる。これらの要素は、電子制御装置1で実行されるプログラムにおける、一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア(電子回路)で実現してもよいし、ソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。
[2. Control configuration]
The electronic control device 1 (regenerative control device) is provided with a
バッテリ判断部2は、バッテリ15の状態を判断するものである。ここでは、バッテリ15の電圧,充放電電流,温度などに基づき、バッテリ15の充電率が算出されるとともに、バッテリ15への充電が制限される状態であるか否かが判断される。本実施形態において充電が制限されるのは、充電率が満充電に近い所定充電率以上であるか、バッテリ15の温度が所定温度範囲(作動温度範囲)に入っていない場合である。
The
回生電力算出部3は、モータ13で発生しうる回生電力量を算出するものである。ここでは、アクセル開度,ブレーキ開度,車速,モータ回転速度,シフトポジション,パドルポジションなどに基づいて回生電力量が算出される。また、回生電力量が正の値をもつとき、回生電力算出部3は「モータ13で回生発電が可能な走行状態である」と判断する。例えば、車両10の減速時や惰性走行時には回生電力量が正となり、回生発電が可能な状態となる。なお、バッテリ15への充電が制限されていない場合、ここで算出された回生電力量はバッテリ15への充電電力量に相当するものとなる。また、バッテリ15への充電が制限されている場合には、ここで算出された回生電力量がジェネレータ12での目標消費電力量となる。
The regenerative
第一制御部4は、少なくとも第二モードでの回生制御(ファイアリング制御)を実施するものである。すなわち、第一制御部4は、モータ13での回生電力でジェネレータ12を駆動しつつエンジン11に燃料を供給するファイアリング制御を実施する機能を持つ。第一制御部4は、第二モードでの回生制御において、シフトポジション,パドルポジション,車速,ブレーキ開度,モータ回転速度などに基づいてモータ13の回生電力量を算出する。また、その回生電力量に基づいて、ジェネレータ12で消費すべき目標消費電力量を算出し、ジェネレータ12の目標回転速度を設定する。
The
本実施形態の第一制御部4は、第一モードでの回生制御や通常の回生制動(回生電力をバッテリ15に充電する制御)を実施する機能も併せ持つ。第一モード,第二モードでの回生制御は、バッテリ15への充電が制限されている状態での回生発電時に実施される。一方、通常の回生制動は、バッテリ15への充電が制限されていない状態での回生発電時に実施される。第一制御部4は、シフトポジションがDポジションのときに第一モードで回生制御を実施し、Bポジションのときに第二モードで回生制御を実施する。
The
ファイアリング制御の終了条件を以下に例示する。第一制御部4は、以下のいずれかの条件1〜5が成立した場合にファイアリング制御を終了する。なお、ファイアリング制御の終了後の回生状態は、モータ13での回生発電状態やバッテリ15の状態に応じて制御される。例えば、条件4が成立した場合、第一制御部4は通常の回生制御を開始する。また、条件5が成立した場合には、第一モードでの回生制御を開始する。
1.回生発電が可能な走行状態でなくなった
2.アクセル開度が所定開度以上になった
3.車速が所定速度以下になった
4.バッテリ15の充電制限が解除された
5.シフトポジションがDポジションになった
The termination conditions for firing control are exemplified below. The
1. 1. It is no longer in a driving state where regenerative power generation is possible. 2. The accelerator opening is greater than or equal to the predetermined opening. The vehicle speed has fallen below the specified speed. 4. The charging restriction on the
第二制御部5は、第一制御部4によるファイアリング制御(第二モードでの回生制御)の終了後に、モータリング制御を実施するものである。ここでは、モータリング制御の開始条件は、少なくともファイアリング制御の終了後であって、ファイアリング制御が終了してから所定時間(例えば、数秒〜数十秒)が経過するまでの間であることとされる。あるいは、上記の条件に加えて、以下に列挙する副条件6〜11のいずれかが成立した場合に、モータリング制御を開始することとしてもよい。
6.過去所定時間内におけるファイアリング制御の実施回数が所定回数以上
7.過去所定時間内におけるアクセル開度の時間積分値が所定値以上
8.過去所定時間内における平均触媒温度が所定温度以上
9.直前のファイアリング制御の実施時間が所定時間以下
10.直前のファイアリング制御でのアクセル開度の時間積分値が所定値以上
11.直前のファイアリング制御での最高触媒温度が所定温度以上
The
6). 6. The number of executions of firing control within the predetermined time in the past is equal to or greater than the predetermined number. The time integral value of the accelerator opening within the past predetermined time is greater than or equal to the predetermined value. 8. The average catalyst temperature in the past predetermined time is equal to or higher than the predetermined temperature. 10. The last execution time of the firing control is less than a predetermined time. 10. The time integral value of the accelerator opening in the immediately preceding firing control is a predetermined value or more. Maximum catalyst temperature in the last firing control is higher than the specified temperature
モータリング制御の実施期間は、少なくとも上記の所定時間以下の長さに設定される。この条件に加えて、以下のいずれか(条件12〜17)を考慮した実施期間を設定してもよいし、あらかじめ設定された固定値としてもよい。
12.過去所定時間内における回生発電量に応じた時間
13.過去所定時間内におけるバッテリの平均充電率に応じた時間
14.過去所定時間内における平均触媒温度に応じた時間
15.直前のファイアリング制御での回生発電量に応じた時間
16.直前のファイアリング制御でのバッテリの充電率に応じた時間
17.直前のファイアリング制御での触媒温度に応じた時間
The implementation period of motoring control is set to at least the length of the predetermined time or less. In addition to this condition, an implementation period that considers any of the following (
12 12. Time according to the amount of regenerative power generation within the past predetermined time. 13. Time corresponding to the average charging rate of the battery within the past
モータリング制御におけるエンジン11,ジェネレータ12の目標回転速度は、以下のいずれか(条件18〜22)に基づいて設定することが好ましい。なお、ファイアリング制御からモータリング制御への移行に際し、回生制動力を一定にする場合には、ジェネレータ12の回転速度を変化させることなく、直前のファイアリング制御時と同一の速度を維持することが好ましい。
18.あらかじめ設定された所定回転速度
19.その時点での回生発電量に応じた回転速度
20.その時点での触媒温度に応じた回転速度
21.直前のファイアリング制御での回転速度と同一の回転速度
22.直前のファイアリング制御での回生発電量に応じた回転速度
The target rotational speeds of the
18. Pre-set predetermined rotational speed 19. Rotational speed according to the amount of regenerative power at that time 20. Rotational speed according to the catalyst temperature at that
さらに、本実施形態のモータリング制御では、エンジン11への燃料供給を停止させた状態でスロットル開度が制御される。スロットル開度の大きさは、車両10に要求される回生制動力と触媒装置17の過昇温リスク(触媒温度)との兼ね合いで決定される。例えば、スロットル開度を開放すれば、エンジン11の吸気抵抗が減少し、ジェネレータ12に対する負荷(抵抗力)が小さくなる。一方、エンジン11から触媒装置17へと供給される空気の流量が増大し、触媒温度の低下速度が上昇する。反対に、スロットル開度を絞れば、ジェネレータ12に対する負荷が大きくなり、触媒温度がやや緩慢に低下することになる。したがって、回生制動力を強めたい場合には、ファイアリング制御時よりもスロットル開度を小さく設定し、迅速に触媒温度を低下させたい場合には、ファイアリング制御時よりもスロットル開度を大きく設定すればよい。本実施形態では、その時点での回生発電量に応じてスロットル開度が制御されるものとする。
Further, in the motoring control of the present embodiment, the throttle opening is controlled in a state where the fuel supply to the
[3.フローチャート]
図2は、回生制御の大まかな手順を例示するフローチャート(メインフロー)であり、図3は、第二モードでの回生制御であるファイアリング制御及びモータリング制御の手順を例示するフローチャート(サブフロー)である。図2に示すメインフローでは、センサ類21〜31で検出された各種情報が電子制御装置1に入力される(ステップA1)。回生電力算出部3において、モータ13で回生発電が可能な走行状態であると判断されると、バッテリ判断部2において、バッテリ15への充電が制限される状態であるか否かが判断される(ステップA2,A4)。ここで、バッテリ15への充電が制限されていなければ第一制御部4において通常の回生制動が実施される(ステップA5)。また、回生発電が可能な走行状態でなければ、回生制御が実施されることなく本フローは終了する(ステップA3)。
[3. flowchart]
FIG. 2 is a flowchart (main flow) illustrating a rough procedure of regenerative control, and FIG. 3 is a flowchart (subflow) illustrating procedures of firing control and motoring control that are regenerative control in the second mode. It is. In the main flow shown in FIG. 2, various information detected by the
バッテリ15への充電が制限された状態で回生発電が可能な場合、第一制御部4においてシフトポジションがBポジションであるか否かが判定され(ステップA6)、この条件が成立すると、第二モードでの回生制御(ファイアリング制御)が実施されることになり(ステップA8)、ファイアリング制御の実施回数を表すカウンタNにN+1が代入された後(ステップA9)、サブフローへと進む。一方、シフトポジションがDポジションの場合には、第一モードでの回生制御が実施される(ステップA7)。
When regenerative power generation is possible with the charging of the
サブフローでは、センサ類21〜31で検出された各種情報が電子制御装置1に入力され(ステップB1)、第一制御部4において、モータ13の回生発電量が算出されるとともに、ジェネレータ12で消費すべき目標消費電力量が算出される(ステップB2)。また、第二制御部5では、ファイアリング制御の後に実施される可能性のあるモータリング制御の実施期間,目標回転速度が設定される(ステップB3)。この時点ではまだ、モータリング制御が開始されない可能性もある。しかし、条件が成立した場合にモータリング制御が開始されるのは、ファイアリング制御の終了直後であるため、あらかじめモータリング制御の実施期間,目標回転速度を算出しておくことが好ましい。その後、ステップB4では、第一制御部4においてファイアリング制御が実施される。
In the sub-flow, various types of information detected by the
ステップB5では、ファイアリング制御の終了条件の成否が判定される。この条件が成立したとき、ファイアリング制御の実施回数を表すカウンタNが所定回数NTH未満であれば、触媒装置17の過昇温リスクは比較的低いものと判断されて、ファイアリング制御が終了した時点で制御がメインフローへと移行し、モータリング制御は開始されない。一方、カウンタNが所定回数NTH以上であれば、触媒装置17の過昇温リスクが比較的高いものと判断されるとともに、ファイアリング制御に引き続き、第二制御部5においてモータリング制御が実施される(ステップB6,B7)。
In step B5, it is determined whether or not the firing control end condition is satisfied. When this condition is satisfied, if the counter N indicating the number of times of performing the firing control is less than the predetermined number N TH , it is determined that the overheating temperature risk of the
これにより、触媒温度がクールダウンされ、触媒装置17の過昇温リスクが低下する。このとき、エンジン11,ジェネレータ12の回転速度は、ステップB3で設定された目標回転速度に一致するように制御される。その後、ステップB3で設定されたモータリング制御の実施期間が経過すると(ステップB8)、モータリング制御は終了し、カウンタNの値が0にリセットされた後に制御がメインフローへと移行する(ステップB9)。
Thereby, the catalyst temperature is cooled down, and the risk of overheating of the
[4.作用,効果]
バッテリ15への充電が制限されたモータ13の回生発電中において、図4(A)に示すように、シフトポジションをBポジションとDポジションとに切り換える操作が繰り返されたとする。第一制御部4では、第一モードでの回生制御と第二モードでの回生制御(ファイアリング制御)とが繰り返される。これにより、エンジン11の始動,停止が繰り返され、触媒装置17の過昇温リスクが上昇しうる。
[4. Action, effect]
Assume that the operation of switching the shift position between the B position and the D position is repeated as shown in FIG. 4A during regenerative power generation of the
一方、第一制御部4では、ファイアリング制御が実施されるたびにその実施回数を表すカウンタNの値が加算される。また、図4(C)に示すように、カウンタNが所定回数NTH以上になると、ファイアリング制御の終了後にモータリング制御が実施される。モータリング制御は、図4(D)に示すように、ファイアリング制御が終了した直後であって、エンジン回転速度が0まで低下する前に実施される。このとき、モータリング制御の実施期間は、少なくともモータリング制御が終了してから所定時間が経過するまでは継続される。これにより、触媒装置17の触媒温度が低下し、過昇温リスクが減少する。また、モータリング制御におけるエンジン11,ジェネレータ12の目標回転速度は、例えば図4(D)中に実線で示すように、直前のファイアリング制御時と同一の回転速度に維持される。これにより、ファイアリング制御からモータリング制御にかけて、回生制動力が一定となる。
On the other hand, each time the firing control is performed, the
モータリング制御が終了すると、エンジン11,ジェネレータ12が非作動の状態となり、第一モードでの回生制御が継続される。このように、モータリング制御の継続時間に上限値を設けることで、オイルミストによる触媒汚損リスクの上昇が回避されるとともに、排気空燃比センサの汚損リスクの上昇が回避される。その後、シフトポジションが再びDポジションからBポジションへと操作されると、第二モードでの回生制御(ファイアリング制御)が開始されるとともに、カウンタNの値が加算される。したがって、ファイアリング制御の繰り返し回数が増大するたびに、ファイアリング制御の終了後のモータリング制御が実施されることになり、触媒装置17の過昇温リスクの上昇が継続的に抑制される。
When the motoring control is completed, the
(1)上述の実施形態では、バッテリ15への充電が制限された状態での回生電力を消費する際に、エンジン11に燃料を供給しながらジェネレータ12で駆動力アシストをする制御構成となっている。このように、基本的にはエンジン11を空回ししないファイアリングを実施することで、回生電力の消費に伴う汚損リスクの増大を回避することができる。また、ファイアリング制御の終了後にモータリング制御を実施することで、触媒温度を低下させるためのクールダウン期間を設けることができる。これにより、触媒装置17の過昇温を抑制することができる。特に、ファイアリング制御の終了直後にエンジン11及びジェネレータ12を直ちに停止させた場合と比較して、触媒装置17の過昇温リスクを大きく減少させることができる。なお、モータリング制御の実施期間には上限値が設定されるため、汚損リスクが極端に上昇することもない。したがって、エンジン11の排気系の汚損及び劣化をともに抑制することができる。
(1) In the above-described embodiment, when the regenerative power in a state where charging to the
(2)上述の実施形態では、モータ13の回生発電量が多いほどジェネレータ12の回転速度が上昇し、ファイアリング制御時における触媒装置17が昇温しやすい状態となりうる。一方、回生発電量に応じてモータリング制御の実施期間を制御することで、クールダウン期間を適切に設定することが可能となる。例えば、回生発電量が多いほどモータリング制御の実施期間を延長することで、過昇温リスクに見合った長さのクールダウン期間を設けることができ、触媒装置17の過昇温リスクの上昇をより確実に抑制することができる。
(2) In the above-described embodiment, the rotational speed of the
(3)バッテリ15の充電率に応じて、モータリング制御の実施期間を制御することで、バッテリ15への過充電を抑制しつつ触媒装置17の過昇温を抑制することができる。なお、バッテリ15の充電率が低ければ、次回のファイアリング制御までの時間が比較的長いと考えられるため、過昇温リスクを比較的小さく見積もることができる。これに対し、バッテリ15の充電率が高ければ、次回のファイアリング制御までの時間が比較的短いと考えられるため、過昇温リスクは比較的高いと考えられる。このような場合には、モータリング制御の実施期間を長めに設定しておくことで、触媒温度をあらかじめ低下させておくことができるため、過昇温リスクの上昇をより確実に抑制することができる。
(4)過昇温リスクの大きさに直接的な影響を与えうる排気触媒温度に応じて、モータリング制御の実施期間を制御することで、過昇温リスクの上昇を精度よく抑制することができる。
(3) By controlling the duration of the motoring control according to the charging rate of the
(4) By controlling the duration of the motoring control according to the exhaust catalyst temperature that can directly affect the magnitude of the risk of overheating, it is possible to accurately suppress the increase in overheating risk. it can.
(5)モータリング制御を開始するための条件を判定する際に、ファイアリング制御の実施回数をカウントすることで、簡素な演算構成で過昇温の発生を抑制することができる。また、例えば排気温度センサや触媒温度センサがなくてもモータリング制御を実施すべきタイミングを把握することができることから、装置構成を簡素化できるとともに、あらゆる車種,車両に対して上記の回生制御を実装できるようになり、制御の汎用性や移植性を向上させることができる。
(6)モータリング制御を開始するための条件を判定する際に、アクセル開度の変動履歴を参照することで、車両10の加減速の頻度を考慮したモータリング制御が可能となり、過昇温の発生をより効率的に抑制できる。また、装置構成を簡素化でき、制御の汎用性や移植性をさらに向上させることができる。
(5) When determining the conditions for starting the motoring control, by counting the number of times the firing control is performed, it is possible to suppress the occurrence of excessive temperature rise with a simple calculation configuration. In addition, for example, since it is possible to grasp the timing at which motoring control should be performed without an exhaust temperature sensor or a catalyst temperature sensor, the configuration of the apparatus can be simplified, and the above regeneration control can be performed for all types of vehicles and vehicles. It becomes possible to implement, and versatility and portability of control can be improved.
(6) When determining the conditions for starting motoring control, by referring to the change history of the accelerator opening, motoring control considering the frequency of acceleration / deceleration of the
(7)モータリング制御におけるエンジン11,ジェネレータ12の目標回転速度の設定に際し、直前のファイアリング制御時と同一の速度を維持させることで、回生制動力を一定にすることができる。したがって、ファイアリング制御からモータリング制御への移行時に減速ショックが生じることがなく、ドライブフィーリングを向上させることができる。
(8)上記のモータリング制御では、エンジン11への燃料供給を停止させた状態で、回生発電量に応じてスロットル開度が制御される。これにより、エンジン11から触媒装置17へと供給される空気の流量やジェネレータ12に対する負荷を調節することができる。例えば、ファイアリング制御時よりもスロットル開度を小さく設定することで、回生制動力を強めることができる。また、ファイアリング制御時よりもスロットル開度を大きく設定することで、迅速に触媒温度を低下させることができる。このように、触媒装置17の冷却速度と回生制動力とをともに制御することができる。
(7) When setting the target rotational speeds of the
(8) In the motoring control described above, the throttle opening is controlled in accordance with the amount of regenerative power generation while the fuel supply to the
[5.変形例]
上述の実施形態では、EVモード,シリーズモード,パラレルモードの三種類の走行モードが用意されたハイブリッド式の車両10を例示したが、走行モードの種類は不問である。少なくとも、モータ13の回生電力をエンジン11に連結されたジェネレータ12に消費させることのできる車両10であれば、上述の実施形態と同様の回生制御を実施することができ、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
[5. Modified example]
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、電子制御装置1にバッテリ判断部2,回生電力算出部3が設けられているが、これらの機能を第一制御部4に含ませもよい。また、車両10にバッテリ15の状態を管理するバッテリECU(バッテリ電子制御装置)が搭載されている場合や、ジェネレータ12,モータ13の状態を管理するHEV−ECU(ハイブリッド車両電子制御装置)などが搭載されている場合には、それらのECUで取得された情報を電子制御装置1に入力すればよい。この場合、バッテリ判断部2,回生電力算出部3は、省略することができる。少なくとも、第一制御部4及び第二制御部5を設けることで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
In the above-described embodiment, the electronic control device 1 includes the
1 電子制御装置(回生制御装置)
2 バッテリ判断部
3 回生電力算出部
4 第一制御部
5 第二制御部
10 車両
11 エンジン
12 ジェネレータ(第二モータ)
13 モータ(第一モータ)
14 クラッチ
15 バッテリ
16 駆動輪
17 触媒装置
18 変速機
21 エンジン回転速度センサ
22 アクセル開度センサ
23 ブレーキ開度センサ
24 車速センサ
25 触媒温度センサ
26 シフトポジションセンサ
27 パドルシフトセンサ
28 バッテリ電流センサ
29 バッテリ電圧センサ
30 バッテリ温度センサ
31 モータ回転速度センサ
1 Electronic control device (regenerative control device)
2
13 Motor (first motor)
14
Claims (8)
前記第一モータの回生電力で前記第二モータを駆動しつつ前記エンジンに燃料を供給するファイアリング制御を実施する第一制御部と、
前記ファイアリング制御の終了後に、前記第一モータの回生電力で前記第二モータを駆動しつつ前記エンジンへの燃料供給を遮断するモータリング制御を実施する第二制御部と
を備えたことを特徴とする、回生制御装置。 In a regeneration control device for a hybrid vehicle comprising an engine, a first motor, and a second motor coupled to the engine,
A first control unit that performs a firing control for supplying fuel to the engine while driving the second motor with regenerative electric power of the first motor;
And a second control unit for performing motoring control for cutting off fuel supply to the engine while driving the second motor with regenerative electric power of the first motor after completion of the firing control. Regenerative control device.
ことを特徴とする、請求項1記載の回生制御装置。 The regenerative control device according to claim 1, wherein the second control unit controls an execution period of the motoring control according to a regenerative power generation amount of the first motor.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の回生制御装置。 The said 2nd control part controls the implementation period of the said motoring control according to the charging rate of the battery connected to said 1st motor and said 2nd motor, The said 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Regenerative control device.
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の回生制御装置。 The regeneration control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second control unit controls an execution period of the motoring control in accordance with an exhaust catalyst temperature of the engine.
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回生制御装置。 5. The regenerative control according to claim 1, wherein the second control unit performs the motoring control according to the number of times the firing control is performed within a predetermined time. apparatus.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の回生制御装置。 The regenerative control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second control unit performs the motoring control in accordance with a change history of an accelerator opening within a predetermined time. .
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の回生制御装置。 The second control unit controls the rotation speed of the second motor at the time of the motoring control at the same speed as the rotation speed at the time of the previous firing control. The regeneration control apparatus according to any one of claims.
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の回生制御装置。 The said 2nd control part controls the throttle opening during implementation of the said motoring according to the regenerative electric power generation amount of a said 1st motor, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. Regenerative control device.
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