JP2017132300A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、排気系に粒子状物質除去フィルタを有するエンジンを備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, to a hybrid vehicle including an engine having a particulate matter removal filter in an exhaust system.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンの排気管にディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:粒子状物質除去フィルタ)ユニットが取り付けられた車両において、DPFユニットに堆積した粒子状物質の堆積量を2つの推定処理により推定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。第1の推定処理は、排気管のDPFユニットの前後差圧に基づいてDPFユニットに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する処理であり、第2の推定処理としては、エンジンの運転条件に基づいてDPFユニットに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する処理である。堆積量の精度は第1の推定処理の方が第2の推定処理より高いが、第1の推定処理ではエンジンをある程度高負荷運転する必要があるため、第1の推定処理により堆積量を推定する頻度が小さくなりがちとなる。このため、第1の推定処理により堆積量を推定する頻度が補正要求頻度以下に低下したときには、第2の推定処理により推定した堆積量を増量補正し、堆積量の推定値が実際値に対してマイナス側に乖離するのを抑制している。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, in a vehicle in which a diesel particulate filter (DPF: particulate matter removal filter) unit is attached to the exhaust pipe of an engine, two types of particulate matter deposits are deposited on the DPF unit. What is estimated by estimation processing has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The first estimation process is a process for estimating the amount of particulate matter deposited on the DPF unit based on the differential pressure across the DPF unit in the exhaust pipe. The second estimation process is based on engine operating conditions. This is a process for estimating the amount of particulate matter deposited on the DPF unit based on this. The accuracy of the accumulation amount is higher in the first estimation process than in the second estimation process, but the first estimation process requires the engine to be operated to a certain high load, so the accumulation amount is estimated by the first estimation process. Tend to be less frequent. For this reason, when the frequency of estimating the deposition amount by the first estimation process falls below the correction request frequency, the deposition amount estimated by the second estimation process is increased and corrected, and the estimated value of the deposition amount is compared with the actual value. To suppress the deviation to the minus side.
上述したように、粒子状物質除去フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を精度よく推定するには、フィルタの前後の差圧に基づく第1の推定処理を頻繁に採用するのが好ましい。第1の推定処理を頻繁に採用する場合、頻繁にエンジンを高負荷運転する必要から、意図的に頻繁にバッテリの蓄電割合を低下させる必要が生じ、燃費が悪化してしまう。 As described above, in order to accurately estimate the amount of particulate matter deposited on the particulate matter removal filter, it is preferable to frequently employ the first estimation process based on the differential pressure before and after the filter. When the first estimation process is frequently employed, it is necessary to frequently operate the engine at a high load, so that it is necessary to intentionally frequently decrease the power storage ratio of the battery, and the fuel consumption is deteriorated.
本発明のハイブリッド自動車は、燃費の悪化を抑制しつつ精度よく粒子状物質の堆積量を推定することを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to accurately estimate the amount of particulate matter deposited while suppressing deterioration in fuel consumption.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
排気系に粒子状物質を除去する粒子状物質除去フィルタを有するエンジンと、
走行用の動力を出力するモータと、
前記エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記モータおよび前記発電機と電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記エンジンの運転状態に基づいて前記粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する第1堆積量推定手段と、
運転者の要求する要求トルクにより走行すると共に前記バッテリの蓄電割合が目標蓄電割合となるように又は前記目標蓄電割合を含む所定範囲内となるように前記エンジンと前記モータと前記発電機とを制御する通常時制御を実行する駆動制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記駆動制御手段は、前記第1堆積量推定手段により推定された堆積量が閾値以上に至ったときに前記堆積量が前記閾値未満の通常時の値より小さな値を前記目標蓄電割合に設定して前記エンジンと前記モータと前記発電機とを制御する堆積時制御を実行し、その後、前記通常時の値を前記目標蓄電割合に設定して前記通常時制御を実行する手段であり、
更に、前記駆動制御手段により前記堆積時制御を実行した後に前記通常時制御が実行されたときに前記排気系における前記粒子状物質除去フィルタの上流側の圧力と大気圧との差圧に基づいて前記粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する第2堆積量推定手段を備える、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An engine having a particulate matter removal filter for removing particulate matter in an exhaust system;
A motor that outputs driving power;
A generator capable of generating electricity using power from the engine;
A battery that exchanges power with the motor and the generator;
First accumulation amount estimation means for estimating the amount of particulate matter deposited on the particulate matter removal filter based on the operating state of the engine;
The engine, the motor, and the generator are controlled so that the vehicle travels with the required torque requested by the driver and the storage ratio of the battery becomes the target storage ratio or falls within a predetermined range including the target storage ratio. Drive control means for executing normal time control;
A hybrid vehicle comprising:
The drive control unit sets a value smaller than a normal value that is less than the threshold when the accumulation amount estimated by the first accumulation amount estimation unit reaches or exceeds a threshold value, as the target power storage ratio. A means for controlling the engine, the motor, and the generator, and then executing the normal control by setting the normal value to the target power storage ratio.
Further, based on the pressure difference between the pressure on the upstream side of the particulate matter removal filter in the exhaust system and the atmospheric pressure when the normal control is executed after the deposition control is executed by the drive control means. A second accumulation amount estimating means for estimating an accumulation amount of the particulate matter deposited on the particulate matter removal filter;
It is characterized by that.
この本発明のハイブリッド自動車では、運転者の要求する要求トルクにより走行すると共にバッテリの蓄電割合が目標蓄電割合となるように又は目標蓄電割合を含む所定範囲内となるようにエンジンとモータと発電機とを制御する通常時制御が実行されている。そして、こうした通常時制御が実行されている最中は、第1堆積量推定手段により、エンジンの運転状態に基づいてエンジンの排気系の粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する。ここで、「エンジンの運転状態」としては、エンジンの回転数や負荷率、冷却水温などを上げることができる。第1堆積量推定手段により推定された堆積量が閾値以上に至ったときには、まず、堆積量が閾値未満の通常時の値より小さな値を目標蓄電割合に設定してエンジンとモータと発電機とを制御する堆積時制御を実行する。こうした堆積時制御によりバッテリの蓄電割合は小さくなる。その後に、通常時の値を目標蓄電割合を設定して通常時制御を実行する。この場合、バッテリの蓄電割合が小さいためにバッテリの充電要求がなされるから、エンジンが比較的高負荷運転されるようになる。ここで、「閾値」は、粒子状物質除去フィルタの再生が必要であると判断される堆積量に近いがある程度の余裕をもって小さい値が好ましい。こうした堆積時制御を実行した後に通常時制御が実行されたときに排気系における粒子状物質除去フィルタの上流側の圧力と大気圧との差圧に基づいて粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する(以下、この推定手法を差圧法という)。この際、バッテリの充電要求に伴ってエンジンが比較的高負荷運転されている状態で粒子状物質の堆積量を推定してもよいし、意図的にエンジンを高負荷運転して粒子状物質の堆積量を推定してもよい。このように、第1堆積量推定手段により推定された堆積量が閾値以上に至ったときにだけ、バッテリの蓄電割合を低下させて差圧法を用いて堆積量を推定するから、頻繁にバッテリの蓄電割合を低下させて差圧法を用いて堆積量を推定するものに比して、燃費の悪化を抑制することができる。もとより、差圧法を用いて堆積量を推定するから、精度よく粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定することができる。これらの結果、燃費の悪化を抑制しつつ精度よく粒子状物質の堆積量を推定することができる。なお、差圧法により推定された堆積量は、第1堆積量推定手段による堆積量の推定におけるその時点の堆積量として用いることができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the engine, the motor, and the generator are driven so as to travel at the required torque requested by the driver and the storage ratio of the battery becomes the target storage ratio or within a predetermined range including the target storage ratio. Normal time control for controlling the above is executed. While such normal control is being performed, the first accumulation amount estimation means accumulates the particulate matter deposited on the particulate matter removal filter of the engine exhaust system based on the operating state of the engine. Estimate the amount. Here, as the “engine operating state”, the engine speed, load factor, cooling water temperature, and the like can be increased. When the accumulation amount estimated by the first accumulation amount estimation means reaches a threshold value or more, first, a value smaller than the normal value where the accumulation amount is less than the threshold value is set as the target power storage ratio, and the engine, motor, generator, Control during deposition is performed. Such accumulation-time control reduces the storage ratio of the battery. Thereafter, the normal value control is executed by setting the target power storage ratio as the normal value. In this case, since the charge ratio of the battery is requested because the battery storage ratio is small, the engine is operated at a relatively high load. Here, the “threshold value” is preferably a small value with a certain margin, although it is close to the amount of accumulation determined to require regeneration of the particulate matter removal filter. After the control at the time of deposition is executed, when the control at the normal time is executed, the particulate matter removal filter is deposited based on the pressure difference between the pressure upstream of the particulate matter removal filter in the exhaust system and the atmospheric pressure. The amount of particulate matter deposited is estimated (hereinafter, this estimation method is referred to as a differential pressure method). At this time, the accumulation amount of the particulate matter may be estimated in a state where the engine is operated at a relatively high load in response to a request for charging the battery. The amount of deposition may be estimated. In this way, only when the accumulation amount estimated by the first accumulation amount estimation means reaches the threshold value or more, the accumulation amount is estimated using the differential pressure method by reducing the storage ratio of the battery. Compared to the case where the accumulation amount is estimated using the differential pressure method by reducing the power storage ratio, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption. Of course, since the amount of deposition is estimated using the differential pressure method, the amount of particulate matter deposited on the particulate matter removal filter can be accurately estimated. As a result, it is possible to accurately estimate the amount of particulate matter deposited while suppressing deterioration in fuel consumption. The deposition amount estimated by the differential pressure method can be used as the deposition amount at that time in the estimation of the deposition amount by the first deposition amount estimation means.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により運転制御されている。エンジン22の排気系には、排気浄化装置23と粒子状物質除去フィルタ(以下、PMフィルタという)25とが取りつけられている。排気浄化装置23には、排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を除去する触媒23aが充填されている。PMフィルタ25は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、煤などの粒子状物質(PM:Particulate Matter)を補足する。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションや、エンジン22の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温Twなどを挙げることができる。また、スロットルバルブのポジションを検出する図示しないスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度THや吸気管に取り付けられた図示しないエアフローメータからの吸入空気量Qa、吸気管に取り付けられた図示しない温度センサからの吸気温Taなども挙げることができる。さらに、排気系のPMフィルタ25の上流側に取り付けられた大気圧と排気圧との差圧を検出する差圧センサ25aからの差圧ΔPも挙げることができる。また、エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、例えば、燃料噴射弁への駆動信号や、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号を挙げることができる。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このエンジンECU24は、HVECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御する。また、エンジンECU24は、必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。また、エンジンECU24は、エアフローメータからの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて、体積効率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLも演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. . Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、エンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを備える周知の同期発電電動機として構成されており、上述したように回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、モータMG1と同様に同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。モータMG1,MG2は、モータECU40によってインバータ41,42を制御することにより駆動する。インバータ41,42は、バッテリ50が接続された電力ライン54に接続されている。インバータ41,42は、6つのトランジスタと6つのダイオードとにより構成される周知のインバータとして構成されている。インバータ41,42は、電力ライン54を共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。
The motor MG1 is configured as a well-known synchronous generator motor including a rotor in which permanent magnets are embedded and a stator in which a three-phase coil is wound, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流、コンデンサ46の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからのコンデンサ46(電力ライン54)の電圧VLなどを挙げることができる。モータECU40からは、モータMG1,MG2を駆動制御するためのインバータ41,42の各トランジスタへのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。このモータECU40は、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御する。また、モータECU40は、必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、モータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいて、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりをする。バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52により管理されている。
The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and exchanges electric power with the motors MG1 and MG2 via the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号が入力ポートを介して入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりHVECU70に送信する。入力ポートを介して入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Vbや、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ib、バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Tbなどを挙げることができる。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために蓄電割合SOCや入出力制限Win,Woutを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合であり、電流センサにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて演算される。入出力制限Win,Woutは、バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力であり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいて演算される。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vなども挙げることができる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。このHVECU70は、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード(HV走行モード)や、エンジン22の運転を停止して走行する電動走行モード(EV走行モード)で走行する。
The
HV走行モードでの走行時には、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて、走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定する。続いて、設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nrを乗じて、走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。ここで、駆動軸36の回転数Nrとしては、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じて、車両に要求される要求パワーPe*を設定する。ここで、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の蓄電割合SOCと目標割合SOC*との差分ΔSOCに基づいて、差分ΔSOCの絶対値が小さくなるように設定する。次に、要求パワーPe*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるように、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについては、エンジンECU24に送信する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*については、モータECU40に送信する。エンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてエンジン22が運転されるように、エンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるように、インバータ41,42の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。
When traveling in the HV traveling mode, the
EV走行モードでの走行時には、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて要求トルクTr*を設定する。続いて、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する。そして、要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*については、モータECU40に送信する。モータECU40は、上述したように、インバータ41,42を制御する。
During travel in the EV travel mode, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にPMフィルタ25に堆積する粒子状物質(PM:Particulate Matter)の堆積量(以下、PM堆積量という)を推定する際の動作について説明する。図2は、エンジンECU24により実行されるPM堆積量推定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ルーチンの終了後に所定時間(例えば1秒や10秒)経過する毎に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
PM堆積量推定処理ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、エンジン22の回転数Neや、体積効率KL,図示しない水温センサからの冷却水温Twなどのデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。エンジン22の回転数Neは、クランク角θcrに基づいて演算されたものを入力することができる。体積効率KLは、吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて演算されたものを入力することができる。
When the PM accumulation amount estimation processing routine is executed, the
続いて、入力したエンジン22の回転数Neや体積効率KL,冷却水温Twなどのエンジン22の運転状態に基づいてPM堆積量Qpmを推定する(ステップS110)。この推定法(運転状態起因法)は、エンジン22の回転数Neと体積効率KLと冷却水温Twと堆積量を増量する増加量ΔQとの関係を実験などにより予め求めてマップとして記憶しておき、エンジン22の回転数Neと体積効率KLと冷却水温Twとに基づいてマップから対応する増加量ΔQを導出し、そのときのPM堆積量Qpmに増加量ΔQを加えた値を新たなPM堆積量QpmとすることなどによりPM堆積量Qpmを推定する。
Subsequently, the PM accumulation amount Qpm is estimated based on the operating state of the
こうして運転状態起因法によりPM堆積量Qpmを推定すると、推定したPM堆積量Qpmが閾値Qref以上に至ったか否かを判定する(ステップS120)。ここで、閾値Qrefは、実施例では、PMフィルタ25の再生が必要であると判定されるPM堆積量Qmaxの近傍ではあるが余裕をもって小さい値(例えば、PM堆積量Qmaxの80%や90%の値など)を用いている。推定したPM堆積量Qpmが閾値Qref未満のときには、差圧法によるPM堆積量Qpmの推定を行なうことなく、本ルーチンを終了する。この場合、運転状態起因法によるPM堆積量Qpmが推定値として用いられる。 When the PM accumulation amount Qpm is thus estimated by the operation state cause method, it is determined whether or not the estimated PM accumulation amount Qpm has reached or exceeded the threshold value Qref (step S120). Here, in the embodiment, the threshold value Qref is a small value with a margin (for example, 80% or 90% of the PM deposition amount Qmax) in the vicinity of the PM deposition amount Qmax that is determined to require regeneration of the PM filter 25. Value). When the estimated PM accumulation amount Qpm is less than the threshold value Qref, this routine is terminated without estimating the PM accumulation amount Qpm by the differential pressure method. In this case, the PM accumulation amount Qpm according to the operation state method is used as the estimated value.
PM堆積量Qpmが閾値Qref以上に至ったと判定したときには、目標蓄電割合SOC*を通常時の値S1より小さい値S2に設定し(ステップS130)、蓄電割合SOCが閾値Sref未満になるまで待つ(ステップS140,S150)。ここで、値S1は40%や50%,60%などを用いることができ、値S2は値S1より10%や15%程度小さい値を用いることができる。閾値Srefは、実施例では、目標蓄電割合SOC*に通常時の値S1が設定されているときにバッテリ50の入力制限Win程度の充放電要求パワーPb*が設定される蓄電割合SOCを用いた。 When it is determined that the PM accumulation amount Qpm has reached or exceeded the threshold value Qref, the target power storage rate SOC * is set to a value S2 smaller than the normal value S1 (step S130), and the process waits until the power storage rate SOC becomes less than the threshold value Sref (step S130). Steps S140 and S150). Here, the value S1 can be 40%, 50%, 60%, or the like, and the value S2 can be a value that is about 10% or 15% smaller than the value S1. As the threshold value Sref, in the embodiment, the storage rate SOC in which the charge / discharge required power Pb * of about the input limit Win of the battery 50 is set when the normal value S1 is set in the target storage rate SOC * is used. .
蓄電割合SOCが閾値Sref未満に至ると、目標蓄電割合SOC*を通常時の値S1に設定し(ステップS160)、エンジン22を高負荷運転する(ステップS170)。そして、差圧センサ25aからの差圧ΔPを入力し(ステップS180)、差圧法に基づいてPM堆積量Qpmを推定し(ステップS190)、本ルーチンを終了する。差圧法に基づくPM堆積量Qpmの推定は、エンジン22を高負荷運転しているときの差圧ΔPとPM堆積量Qpmとの関係を実験などにより予め求めてマップとして記憶しておき、差圧ΔPに基づいてマップから対応するPM堆積量Qpmを導出することなどにより行なうことができる。なお、こうして差圧法により推定されたPM堆積量Qpmは、その後に運転状態起因法に用いられる。
When the storage rate SOC reaches less than the threshold value Sref, the target storage rate SOC * is set to the normal value S1 (step S160), and the
図3は、実施例と比較例におけるPM堆積量Qpmの時間変化を示す説明図である。実施例では、ハイブリッド自動車20がシステム起動されるトリップの最中に運転状態起因法によってPM堆積量Qpmが推定される。そして、運転状態起因法によるPM堆積量Qpmが閾値Qrefに至った時間T1に、差圧法が実行されてPM堆積量Qpmが推定される。したがって、運転状態起因法によるPM堆積量Qpmが閾値Qrefに至るまでは、差圧法を実行するためにバッテリ50の蓄電割合SOCを低下させたり、差圧法の実行によるエンジン22の高負荷運転が実行されない。一方、比較例では、ハイブリッド自動車20がシステム起動されるトリップ毎に差圧法が実行されてPM堆積量Qpmが推定される。このため、トリップ毎に、差圧法を実行するためにバッテリ50の蓄電割合SOCを低下させ、差圧法の実行によるエンジン22の高負荷運転を実行する。したがって、実施例では、比較例に比して燃費の悪化を抑制することができると共に、時間T1において比較例と同様に高い精度でPM堆積量Qpmを推定することができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the time change of the PM deposition amount Qpm in the example and the comparative example. In the embodiment, the PM deposition amount Qpm is estimated by the driving state method during the trip when the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、運転状態起因法によりエンジン22の運転状態に基づいてPM堆積量Qpmを推定し、運転状態起因法により推定されたPM堆積量Qpmが閾値Qref以上に至ったときに、目標蓄電割合SOC*を通常時の値S1より小さい値S2に設定してバッテリ50の蓄電割合SOCを低下させる。そして、その後、エンジン22を高負荷運転し、差圧法によりPMフィルタ25より上流側の圧力と大気圧との差圧ΔPに基づいてPM堆積量Qpmを推定する。これにより、トリップ毎に差圧法を実行するためにバッテリ50の蓄電割合SOCを低下させて差圧法によりPM堆積量Qpmを推定するものに比して、燃費の悪化を抑制することができる。しかも、運転状態起因法により推定されたPM堆積量Qpmが閾値Qref以上に至った以降では、比較例と同様に、高い精度でPM堆積量Qpmを推定することができる。これらの結果、燃費の悪化を抑制しつつ精度よく粒子状物質の堆積量を推定することができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、差圧法によりPM堆積量Qpmを推定する際にエンジン22を高負荷運転するものとしたが、充放電要求パワーPb*にはバッテリ50の入力制限Win程度の充電電力が設定されるから、エンジン22は比較的高負荷運転されるから、意図的にエンジン22を高負荷運転しないものとしてもよい。
In the
実施例では、エンジン22と2つのモータMG1,MG2とがプラネタリギヤ30に接続されたハイブリッド自動車20に本発明を適用するものとしたが、エンジンと、走行用の動力を出力するモータと、エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、を備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成のハイブリッド自動車にも適用することができる。
In the embodiment, the present invention is applied to the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、PMフィルタ25が「粒子状物質除去フィルタ」に相当し、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、図2のPM堆積量推定処理ルーチンのステップS110を実行するエンジンECU24が「第1堆積量推定手段」に相当し、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とが「駆動制御手段」に相当し、図2のPM堆積量推定処理ルーチンのステップS190を実行するエンジンECU24が「第2堆積量推定手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the PM filter 25 corresponds to a “particulate matter removal filter”, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 排気浄化装置、23a 触媒、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、25 粒子状物質除去フィルタ(PMフィルタ)、25a 差圧センサ、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、46 コンデンサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 exhaust purification device, 23a catalyst, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 25 particulate matter removal filter (PM filter), 25a differential pressure sensor, 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 Drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 46 capacitor, 50 battery, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 Accelerator pedal position sensor, 85 Kipedaru, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
走行用の動力を出力するモータと、
前記エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、
前記モータおよび前記発電機と電力のやりとりを行なうバッテリと、
前記エンジンの運転状態に基づいて前記粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する第1堆積量推定手段と、
運転者の要求する要求トルクにより走行すると共に前記バッテリの蓄電割合が目標蓄電割合となるように又は前記目標蓄電割合を含む所定範囲内となるように前記エンジンと前記モータと前記発電機とを制御する通常時制御を実行する駆動制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記駆動制御手段は、前記第1堆積量推定手段により推定された堆積量が閾値以上に至ったときに前記堆積量が前記閾値未満の通常時の値より小さな値を前記目標蓄電割合に設定して前記エンジンと前記モータと前記発電機とを制御する堆積時制御を実行し、その後、前記通常時の値を前記目標蓄電割合に設定して前記通常時制御を実行する手段であり、
更に、前記駆動制御手段により前記堆積時制御を実行した後に前記通常時制御が実行されたときに前記排気系における前記粒子状物質除去フィルタの上流側の圧力と大気圧との差圧に基づいて前記粒子状物質除去フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量を推定する第2堆積量推定手段を備える、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。 An engine having a particulate matter removal filter for removing particulate matter in an exhaust system;
A motor that outputs driving power;
A generator capable of generating electricity using power from the engine;
A battery that exchanges power with the motor and the generator;
First accumulation amount estimation means for estimating the amount of particulate matter deposited on the particulate matter removal filter based on the operating state of the engine;
The engine, the motor, and the generator are controlled so that the vehicle travels with the required torque requested by the driver and the storage ratio of the battery becomes the target storage ratio or falls within a predetermined range including the target storage ratio. Drive control means for executing normal time control;
A hybrid vehicle comprising:
The drive control unit sets a value smaller than a normal value that is less than the threshold when the accumulation amount estimated by the first accumulation amount estimation unit reaches or exceeds a threshold value, as the target power storage ratio. A means for controlling the engine, the motor, and the generator, and then executing the normal control by setting the normal value to the target power storage ratio.
Further, based on the pressure difference between the pressure on the upstream side of the particulate matter removal filter in the exhaust system and the atmospheric pressure when the normal control is executed after the deposition control is executed by the drive control means. A second accumulation amount estimating means for estimating an accumulation amount of the particulate matter deposited on the particulate matter removal filter;
A hybrid vehicle characterized by that.
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